多種圍護體系在深基坑工程中的結合應用

徐擁建，周順昌，梅俊杰，張雁鵬

XU Yongjian ，ZHOU Shunchang ，MEI Junjie，ZHANG Yanpeng

(浙江省建工集團有限責任公司，浙江 杭州310012)

1 工程概況

杭州濱江創業智慧軟件生產基地工程位于濱江區，東至杭高新工業【2007】5 -2 號地塊，南至規劃支路，工程三面為空地，一面為市政道路。

工程建筑高度73.1 m，總建筑面積29600 m2(地下8950 m2，地上20650 m2);地下2 層，裙樓2層，辦公樓16 層;本工程為框架剪力墻結構體系，基礎為鉆孔灌注樁。

基坑長70.7 m，寬65.8 m，開挖深度9.8 m，局部深坑，③-⑤/?-?軸為電梯井，長15. 5 m，寬9.66 m，深度為14.4 m。本工程場地東、西、北側均為空地(目前為莊稼和雜草)，南面為春波路(現作為施工便道使用)。基坑南側距春波路約11 m，東、西、北距用地紅線分別為9、9、11.5 m，根據基坑圍護方案，?-?軸以北的東、西、北三側均有放坡空間，三級放坡處于用地紅線之外。本工程南側春波路有通信管、燃氣管、污水管和雨水管等管線，距離基坑邊約11.5 m，埋深1.1～2.4 m，在基坑施工中要做好保護?？偲矫嬉妶D1。

圖1 工程總平面圖

項目東面為南北向的錢塘江支流，距基坑約為150 m，勘探范圍內地下水類型主要可分為孔隙潛水及孔隙承壓水。上部孔隙潛水動態變幅在1. 0～2.0 m。實測潛水水位埋深在2.00～2.50 m，含水層對基礎工程非常密切，主要涉及基坑工程的設計和施工(基坑圍護、開挖、降水和抗浮設計)。

根據勘探揭露地基土的巖性、成因年代、埋藏分布特征、物理力學性質、綜合原位測試資料等，分成5 個工程地質層，細分為11 個地質亞層。地質情況剖面圖見圖2。

圖2 水文地質圖

2 基坑圍護方案介紹

本工程基坑圍護采用SMW 工法樁+一道鋼筋混凝土內支撐與放坡開挖+噴錨支護結合的復合型支護方式，基坑降水采用坑內坑外深井降水及明溝排水結合的方式。

本工程基坑圍護形式采用復合型支護方案:?-?軸以南采用SMW 工法樁結合一道混凝土內支撐，?-?軸以北采用放坡結合坡面噴錨施工工藝，主樓電梯井局部深坑采用水泥攪拌樁重力式擋墻形式。

SMW 工法樁采用850 mm 直徑三軸水泥攪拌樁，全面套打，內插H700 ×300 ×13 ×24 型鋼，坑中坑(電梯井位置)采用三軸水泥攪拌樁連續施工，搭接100 mm。

圍護平面圖見圖3。

圖3 圍護平面布置圖

基坑內采用自流深井降水，基坑深井布置間距約16 m，濾管有效深度15 m，鉆孔深度16.80 m?？油馍罹贾瞄g距12 m，濾管有效深度15 m，鉆孔深度16.80 m。地表采用明溝排水，在基坑周邊地面處設置貫通地面的800 mm ×600 mm 排水溝，并在沿排水溝隔30 m 設置800 mm×800 mm×1000 mm集水井。

3 基坑施工方案

3.1 本工程基坑施工工序

基坑深井降水→場地平整→測量放線→圍護樁施工→基坑?軸以南土方挖至壓頂梁底及支撐梁底100mm 標高→壓頂梁及支撐梁的施工→逐層進行下方土方開挖直至坑底;?軸以北按照設計放坡開挖直至坑底，分層開挖，先撐后挖。

土方開挖至坑底進行地下室底板施工，逐層往上施工，待地下2 層結構及換撐施工完成后，對支撐梁進行鑿除和清理工作。整個地下結構結頂，混凝土強度達到設計要求后，進行土方回填施工。

3.2 基坑開挖方案選擇

總體施工思路為分區分塊分層開挖，大區塊再根據后澆帶進行小區塊開挖，先撐后挖，發揮基坑開挖的時空效應。前期通過BIM 技術進行方案的比選和模擬，確定施工方案。

方案一:現場出土口設置在項目南側正中，挖土方向從北向南，此方案的優點是占用項目紅線外場地較少，缺點是南側SMW 工法樁和支撐施工滯后，工期無法滿足，中間對稱位置留土施工，需要轉換留土位置，影響支撐施工工期和支撐質量。見圖4。

圖4 方案一施工效果圖

方案二:現場出土口留置在項目西側，從西側空地出土。此方案能夠從南側首先開始挖土，進行支撐施工，保證關鍵線路工期，支撐可以一次施工完成，并不會在支撐上行車，保證支撐的質量，確保基坑安全。見圖5。

圖5 方案二施工效果圖

通過兩個方案的比選，最終采用了方案二，整個基坑施工過程，見圖6。

圖6 施工過程圖

具體施工過程如下:南側土方開挖→北側土方開挖，邊坡支護，南側支撐施工→土方完成，底板結構施工。現場實際施工照片見圖7。

圖7 實際施工照片

3.3 基坑施工問題

(1)工期緊，在未充分降水的情況下便開始土方開挖施工，由于降水時間不足，本工程距離錢塘江及錢塘江支流均較近，地下孔隙水埋深很淺，只有2.00～2.50 m，承壓水埋深也在地下室基礎埋深之上，土體的含水量很大，造成開挖困難。

(2)本工程地處江南，雨水較多，土方開挖階段連續降雨，造成?軸以北放坡的三面匯水面積大，給降水施工造成很大的壓力。

(3)工程南側近鄰市政道路和已有建筑，地下管線復雜，對周邊建筑、道路、地下管線的保護是本工程基坑施工的重點。

3.4 采取的措施

(1)SMW 工法樁止水帷幕+水平支撐。本工程由于地下水位較高(2.0～2.5 m)，且南側為市政道路和在建工地，對本工程基坑南面造成了較大的側壓力，所以圍護設計選擇在?軸線以南設置深度為29.8 m 的SMW 工法樁作為止水帷幕并設置一道鋼筋混凝土的水平支撐對周圍進行支護。從而截斷了基坑?-?軸以南的水利聯系，只要降水時間足夠，即可保證土方的干燥，為基坑的結構施工創造良好的條件。

(2)增加自流井數量。與甲方、監理及圍護設計單位說明情況后，經協商，三方均同意在原來的41 口自流深井的基礎上再增設29 口，以保證降水順利進行。增設自流井的位置包括坑內、三級放坡的坡面及坑外。

(3)加強基坑監測。深基坑的理論研究和工程實踐告訴我們，理論、經驗和監測相結合是指導深基坑工程的設計和施工的正確途徑。通過基坑監測提供的動態信息反饋來指導施工，了解基坑的設計強度，及時掌握施工對地下土層、南側市政地下管線、南側建筑的影響程度，及時發現和預報險情的發生及險情的發展情況，及時采取安全補救措施，防患于未然。

4 基坑監測成果

對于復雜深基坑，往往難從以往的經驗中得到借鑒，也難以從理論上找到定量分析、預測的方法，這就必定要依賴于施工過程中的現場監測。本工程基坑監測平面布置圖見圖8。

本工程根據設計要求的報警值為:深層土體水平位移監測，圍護體水平位移報警值沿南側春波路一側35 mm;其余為50 mm;連續3 d 水平位移增加值達到3 mm/d;地下水位應控制在開挖面以下0.5 m左右，地下水位穩定后，日變化幅度不得超過500 mm;支撐軸力達到4500 kN;立柱沉降連續3 d超過3 mm，或者累計達到20 mm;地表沉降累計35 mm，位移速率連續3 d 超過3 mm/d。

本工程從2014年12月15日開始監測，至2015年5月20日基坑回填土完成，累計監測99 期，基坑累計位移最大位移位于基坑南側，最大值為21.73 mm;地下水位控制在開挖面以下0.5 m，水位穩定;支撐軸力維持在3749 kN;立柱沉降累計沉降2.23 mm，每天沉降在0.05 mm 以內;地表沉降累計4.51 mm，每天沉降在0.1 mm 以內，具體監測數據見圖9。

5 結 語

通過監測成果可見，創業智慧醫療軟件生產基地工程基坑穩定，圍護結構形式可靠，結合BIM 技術的應用，對基坑開挖的方向和順序進行了比選和優化，基坑于2014年12月31日開挖，2015年1月18日土方開挖完成，2015年4月24日回填土完成，整個基坑施工較為順利，為地上結構施工打下了良好的基礎。

SMW 工法樁與噴錨相結合的圍護形式，有效降低了圍護成本，縮短了深基坑施工工期。此圍護形式的施工技術經驗可供日后相似工程參考。

圖8 基坑監測平面布置圖

圖9 基坑監測成果