軟巖地質(zhì)條件下的深基坑支護(hù)設(shè)計與施工

黃立沙 李宏元 孫曉東 姜 濤

1. 義烏世茂中心發(fā)展有限公司 義烏 322001；2. 中建一局集團(tuán)第五建筑有限公司 北京 100024

1 工程概況

義烏世貿(mào)中心工程位于義烏市金融商業(yè)區(qū)，緊鄰國際商貿(mào)城。本項目總建筑面積約48.47 萬m2，地下建筑面積13.85 萬m2，工程包括高260 m超高層酒店、高150 m高級住宅2 棟、高150 m公寓式酒店1 棟、地下3 層（局部4 層）及地上4 層的大型綜合商業(yè)與配套設(shè)施。工程建成后將成為義烏的城市高度與地標(biāo)。

本工程基坑面積約4.9 萬m2（240 m×210 m），周長843.2 m，坑深18.7 m，最深處達(dá)20.1 m。基坑從2011年3月開始施工，至主體結(jié)構(gòu)±0.00 m及回填，經(jīng)歷了19 個月的施工過程。工程基坑范圍內(nèi)各土層物理參數(shù)情況見表1。

表1 工程基坑范圍內(nèi)各土層物理參數(shù)

工程基坑場地內(nèi)地下水類型為第四系孔隙潛水及基巖裂隙潛水。場地內(nèi)地下水位隨季節(jié)性變化，地下水靜止水位埋深為0.60～3.00 m，高程為60.82～62.50 m，平均高程61.87 m。

基坑北側(cè)及東側(cè)地下室外墻線向外13 m為橫一路及縱一路，南側(cè)地下室外墻線向外12 m為城北路、向外9 m有管線、長途電纜，西側(cè)地下室外墻線向外6.30 m處為Φ1.4 m的引水管，圍墻外為福田路。基坑周邊環(huán)境復(fù)雜，可利用空間小。

2 基坑支護(hù)設(shè)計

根據(jù)工程特點，支護(hù)方案設(shè)計本著結(jié)構(gòu)安全、造價經(jīng)濟(jì)、施工方便的基本原則，經(jīng)綜合考慮決定基坑支護(hù)設(shè)計方案為：西側(cè)采用鋼筋混凝土排樁+預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)，下部中等風(fēng)化巖采用1∶0.25的坡度系統(tǒng)防護(hù)錨桿加固；東、南、北側(cè)采用土釘墻支護(hù)，巖石部分采用1∶0.25的坡度系統(tǒng)防護(hù)錨桿加固。北東側(cè)設(shè)寬4 m出土坡道，坡度為1∶7，土層部分采用土釘墻支護(hù)，坡度為1∶0.66，巖石部分采用1∶0.3的坡度系統(tǒng)防護(hù)錨桿加固[1]。考慮到地層滲透性及含水性好、基坑涌水量大的特點，坑外布置管井降水，坑內(nèi)采用排水溝、集水井集水明排，支護(hù)坡面設(shè)置排水管。基坑支護(hù)剖面見圖1、圖2。

3 基坑支護(hù)施工與措施

根據(jù)本工程的特點及土質(zhì)情況，基坑土石方開挖采用盆式循環(huán)開挖與支護(hù)工程分段分層施工方法。土石方與支護(hù)工程分3 個階段進(jìn)行施工：第1階段基坑中間分層下挖5～7 m（粉砂層），露出風(fēng)化巖層，基坑四周預(yù)留寬15 m圍護(hù)施工作業(yè)面；第2階段（圖3）大面積土方開挖，挖至標(biāo)高－18.7 m強(qiáng)風(fēng)化巖和中風(fēng)化巖層，在基坑?xùn)|北角設(shè)1 個出土坡道和1 個臨時汽車坡道，基坑四周支護(hù)分層分段循環(huán)施工，以保證施工安全；第3階段進(jìn)行標(biāo)高－18.7 m以下主樓基礎(chǔ)、電梯基坑、柱帽等石方基槽施工，按“先主樓、后裙房”的施工原則進(jìn)行基槽施工[2-4]。從基坑北邊留設(shè)臨時汽車坡道將剩余石方運出，最后將東北角出土坡道挖除。

圖1 南側(cè)基坑支護(hù)剖面

圖2 西側(cè)基坑支護(hù)剖面

圖3 第2階段土石方施工平面

3.1 基坑位移情況的處理

由于周邊環(huán)境受道路動載及地下水影響，地下土和巖層分布情況不一，在巖隙水的長期作用下極易形成滑移層。針對出現(xiàn)的基坑位移情況，我們采取了以下措施：

（a）對南側(cè)局部位移較快的部位，采取土體回填反壓措施，加大監(jiān)測頻次；

（b）在南側(cè)砂層與巖層交界面增加錨固混凝土板墻，增加入巖預(yù)應(yīng)力錨索 ；

（c）在西側(cè)吊腳入巖排樁下部增加混凝土板墻和預(yù)應(yīng)力錨桿；

（d）加強(qiáng)了巖層部位的錨桿長度、直徑和數(shù)量，以保證巖層的總體穩(wěn)定；

（e）臨時封閉南側(cè)人行道路，減少車輛動載對基坑的影響。

3.2 錨桿受到擾動情況的處理

由于本工程地處國際商貿(mào)城金融商務(wù)區(qū)內(nèi)，在東側(cè)距離13 m處有在建的國信證券大廈基坑，國信大廈后施工的基坑錨索伸入我方已施工的錨桿區(qū)域，將擾動現(xiàn)有基坑的支護(hù)錨桿，兩基坑之間又有一條道路，土層錨桿擾動和動載將對基坑安全產(chǎn)生影響。對此，采取以下措施：

（a）畫出工況圖（圖4），組織專家進(jìn)行論證，調(diào)整對方基坑設(shè)計方案；

圖4 相鄰基坑支護(hù)工況

（b）在土方開挖和基坑施工階段，兩坑中間道路不作為進(jìn)出施工材料和出土主要車輛通道，實行交通控制，減少了動載對基坑的影響。

3.3 排水措施[5,6]

根據(jù)周邊基坑開挖地下水量，取消南側(cè)排水深井，采取邊坡支護(hù)設(shè)排水引流管，加大基坑內(nèi)有組織的排水措施。在施工階段，嚴(yán)格按設(shè)計埋設(shè)護(hù)坡排水管，將巖系水有組織排除，避免大面積土體被水長時間侵蝕。在護(hù)坡噴射混凝土施工完畢后，要安排專人對邊坡滲水點進(jìn)行查找，對堵塞的排水管重新疏通。

3.4 運基槽施工

（a）正常土石方設(shè)備配備：D315和D200挖掘機(jī)8～10 臺，大型土方車50～60 臺，每天出土量控制在5 000～10 000 m3。

（b）設(shè)置專用的棄土場地，保證挖出土石方的存放。

（c）第1階段土石方外運設(shè)置2 個臨時出土坡道。

（d）第3階段基槽施工，先將北側(cè)出土坡道口下基槽成型，在回填出土小坡道后，將基坑?xùn)|北角臨時出土坡道分層挖除，最后按先主體后地下室、從里到外清槽的順序施工。

3.5 基坑支護(hù)錨桿施工技術(shù)

（a）由于砂層離散性較大，錨桿采用干鉆或水鉆方法，為保證錨桿土砂層土巖層成孔的完整性，錨桿鉆孔穿越沙土層時增加了套管護(hù)壁，鉆桿采用偏心鉆頭技術(shù)。

（b）為保證護(hù)坡錨桿質(zhì)量，錨桿采用二次注漿方法。

4 基坑支護(hù)的檢測

為了確保基坑施工過程的安全性，及時獲取基坑開挖過程中支護(hù)結(jié)構(gòu)和周圍土體的受力與變形信息有關(guān)數(shù)據(jù)，在基坑四周布置21 個深層水平位移井點、 6 個圍護(hù)墻與坡頂水平位移或豎向位移點位、9 個錨桿內(nèi)力測試點、11 個西側(cè)引水管線位移測試點、6 個地下水位變化的監(jiān)測井點。基坑安全監(jiān)測方案如下：

開挖深度≤5 m時，每2 d監(jiān)測1 次；開挖深度＞5 m至底板澆注后28 d內(nèi)，1 d監(jiān)測1 次；底板澆筑28 d后，3 d監(jiān)測1 次。當(dāng)監(jiān)測值相對穩(wěn)定時，可適當(dāng)降低監(jiān)測頻率。當(dāng)出現(xiàn)影響基坑及周邊環(huán)境安全的異常情況時，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測，提高監(jiān)測頻率，并及時報告監(jiān)測結(jié)果。

5 結(jié)語

義烏世貿(mào)中心工程大面積超深軟巖基坑支護(hù)設(shè)計采用小放坡掛網(wǎng)噴漿+錨桿、局部吊腳排樁+錨桿的支護(hù)體系。在施工過程中，采取了抗巖土層滑移加固等措施，經(jīng)過工程實踐證明，設(shè)計合理明確、施工簡便、安全可靠。從相鄰工程深基坑支護(hù)投入費用的經(jīng)濟(jì)比較看，世貿(mào)中心深基坑支護(hù)設(shè)計是比較經(jīng)濟(jì)的。