緊鄰淺基礎(chǔ)建筑的基坑支護整體解決方案

郭 莉

(天津城建設(shè)計院，天津 300122)

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緊鄰淺基礎(chǔ)建筑的基坑支護整體解決方案

郭 莉

(天津城建設(shè)計院，天津 300122)

結(jié)合天津市某工程的周邊環(huán)境及水文地質(zhì)條件，分析了該工程緊鄰淺基礎(chǔ)建筑的基坑支護設(shè)計難點，從支護方案選型、支護結(jié)構(gòu)變形控制、止水措施、土方開挖等方面，提出了具體的基坑支護方案，確保了該項目周邊環(huán)境的安全性。

基坑支護，淺基礎(chǔ)建筑，地質(zhì)條件，土方開挖

0 引言

隨著地下空間的不斷開發(fā)和利用，基坑開挖越來越普遍。城市市區(qū)內(nèi)的建筑基坑不可避免地修建在現(xiàn)狀建筑周邊，此類基坑出于對地下空間最大效率利用的需求，往往地下結(jié)構(gòu)貼近紅線，基坑深度較深，這就使得基坑開挖對周邊環(huán)境的影響更為嚴重[1]。如何從設(shè)計、施工、監(jiān)測等各方面控制變形以減少基坑開挖對周邊環(huán)境的影響是此類基坑支護設(shè)計的重點[2,3]。本文提出了基坑支護整體解決方案的概念，并通過一項具體工程實例闡述了這一概念。

1 基坑工程概況

1.1 工程概況

該項目位于天津市著名的五大道歷史文化街區(qū)。天津市的五大道地區(qū)擁有二十世紀二三十年代建成的具有不同國家建筑風(fēng)格的花園式房屋2 000多所，被稱為萬國建筑博覽苑，極具歷史文化意義。五大道地區(qū)的建筑歷史悠久，基本均為淺基礎(chǔ)建筑，街區(qū)內(nèi)的道路狹窄，大多為單行路。項目位于云南路與重慶道交口處，地上4層，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，地下3層，基坑面積約1 400 m2，周長約154 m。 建筑±0相當于大沽標高4.45 m，現(xiàn)地面標高4.00 m，相當于建筑標高-0.45 m。基坑開挖深度12.65 m?；庸こ痰目偲矫鎴D見圖1。

1.2 周邊環(huán)境概況

場地狹窄，南側(cè)、東側(cè)緊臨現(xiàn)有建筑，西側(cè)、北側(cè)臨現(xiàn)狀道路。現(xiàn)狀道路邊水、電等管線密集。

西側(cè)、北側(cè)：西側(cè)地下室外墻線距重慶路1.9 m，北側(cè)距云南路1.9 m。南側(cè)：局部緊鄰3層別墅，別墅垂直基坑邊長約15 m。別墅建于解放前，磚木結(jié)構(gòu)，采用磚基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深1.2 m，下部有0.3 m厚灰土，距坑邊1.96 m。西南側(cè)：相鄰4層新建建筑，淺基礎(chǔ)，距坑邊7.0 m，建筑垂直于基坑邊長約10 m，10 m外為2層建筑，長約18 m。東南側(cè)：距坑邊12.5 m有2層新建住宅。東北側(cè)：距坑邊4.6 m有2層新建住宅。

2 工程地質(zhì)條件與水文地質(zhì)條件

2.1 工程地質(zhì)條件

對該項目的巖土工程勘察報告進行分析、歸納、整理，計算時選取的各地層參數(shù)見表1。

表1 各地層參數(shù)統(tǒng)計表

2.2 水文地質(zhì)條件

場地地下水位位于地表下1.6 m。

埋深約17.6 m～29.8 m為厚層粉土，微承壓含水層，水頭位于地表下約4.0 m，水頭高度13.6 m。

3 基坑支護整體方案研究

3.1 設(shè)計難點

1)基坑開挖深度12.65 m，臨近道路及現(xiàn)有建筑，在滿足規(guī)劃要求地下室面積條件下，地下室外墻距紅線一般不足2.0 m，支護結(jié)構(gòu)的選型和布置受限；2)基坑南側(cè)距離老建筑1.96 m，老建筑采用磚基礎(chǔ)，上部磚木結(jié)構(gòu)，整體性差，支護結(jié)構(gòu)變形對其影響極大，應(yīng)最大程度減小支護結(jié)構(gòu)變形，結(jié)合經(jīng)驗，基坑開挖引起建筑沉降不應(yīng)超過10 mm；3)基坑臨路兩側(cè)路邊密布市政管線，應(yīng)防止由于基坑開挖導(dǎo)致的管線開裂、破壞；4)受場地施工條件限制，基坑支護結(jié)構(gòu)、隔水措施不當，出現(xiàn)問題較難補救。要求支護結(jié)構(gòu)變形要盡量小，隔水措施要確保其隔水效果；5)施工現(xiàn)場受環(huán)境限制不能布置環(huán)形施工臨時道路，運土車輛不能有序循環(huán)開，且沒有施工材料臨時堆放場所，開挖出的土方只能夜間運出場地，施工受到極大限制。

3.2 整體方案

1)基坑支護方案選型。支護結(jié)構(gòu)應(yīng)同時滿足擋土、止水功能，且支護結(jié)構(gòu)須控制在用地紅線以內(nèi)，基坑深度12.65 m，可考慮的支護方案有：a.常用鉆孔灌注樁+攪拌樁方案：地下室結(jié)構(gòu)外墻與紅線、現(xiàn)場圍墻之間的距離不滿足布置兩排樁的條件。b.地下連續(xù)墻：由于地下室貼近現(xiàn)有采用淺基礎(chǔ)的老建筑，淺部有厚度較大的粉土為主的沖填土，如采用地下連續(xù)墻，成槽時難以保證槽壁穩(wěn)定，故不宜優(yōu)先采用。c.SMW工法：在三軸水泥攪拌樁中插型鋼，占地少，可通過調(diào)整插入H型鋼的密度調(diào)整支護結(jié)構(gòu)剛度，最大可能滿足本工程基坑支護對場地、支護結(jié)構(gòu)變形要求。

最終確定采用以SMW工法為主、部分地段采用鉆孔樁支護三軸攪拌樁隔水的支護方案，三軸攪拌樁全封閉隔水、大口井基坑內(nèi)降水。

2)減小支護結(jié)構(gòu)變形措施?？紤]SMW工法的特點，以及周邊建筑、管線對支護結(jié)構(gòu)變形要求等因素，確定將基坑開挖支護結(jié)構(gòu)變形引起的古舊建筑沉降不超過10 mm，新建筑沉降不超過15 mm，道路沉降不超過20 mm，按此控制目標進行支護支撐系統(tǒng)設(shè)計。a.提高支護結(jié)構(gòu)剛度，減小變形。H型鋼密插，間距600 mm。b.增大支撐系統(tǒng)剛度，減小變形。場地?zé)o淺部退蹬卸荷條件，基坑深度12.65 m，經(jīng)計算二道支撐難以滿足支護結(jié)構(gòu)變形要求，故采用三道水平支撐且支撐采用剛度較大的鋼筋混凝土支撐。支撐形式為中間圓形環(huán)梁，角部加角撐，詳見圖2。c.增設(shè)鉆孔灌注樁，減小變形?；涌拷辖ㄖ囟?，基坑邊線內(nèi)移，此處距離老建筑稍遠，在此地段增加一排直徑800鉆孔樁，作為附加措施控制變形，詳見圖3。d.H型鋼不拔除措施，減小變形，正常情況下，基坑施工至±0，SMW工法樁中的H型鋼要拔除，重新循環(huán)利用，但也由此導(dǎo)致拔樁后支護結(jié)構(gòu)變形增大，帶動老建筑沉降增大，因此，靠近老建筑側(cè)SMW工法中型鋼不拔除。

3)保證止水效果措施。基坑距離淺基礎(chǔ)建筑較近，支護結(jié)構(gòu)一旦漏水勢必導(dǎo)致周邊地表沉降增大，危及老建筑的安全。SMW工法止水帷幕是三軸水泥攪拌樁，基坑開挖范圍內(nèi)有約3 m厚的粉土層，相比于雙軸水泥攪拌樁，三軸水泥攪拌樁的止水效果更好，降低了滲漏發(fā)生的風(fēng)險。

場地地表下埋深約17.6 m～29.8 m為厚層粉土，為微承壓含水層，抗突涌穩(wěn)定遠不能滿足要求。結(jié)合周邊環(huán)境，本場地不能采用降低承壓水水頭高度措施，應(yīng)采用三軸攪拌樁隔斷微承壓水層。故將攪拌樁樁端置于地表下30.50 m，隔斷了微承壓水層與周邊的水力聯(lián)系，避免基坑降水時過度抽取微承壓水引發(fā)周邊地表沉降?；咏邓Y(jié)合基坑內(nèi)局部集水坑深度，降水井深度設(shè)計為18.0 m，9口。

4)土方開挖順利出土措施。施工場地狹窄，地下室外墻緊靠現(xiàn)狀圍墻，現(xiàn)場無法布置臨時施工道路和臨時材料堆放場地，同時，五大道是著名的觀光旅游地區(qū)，土方外運只能夜間進行，這就要求土方開挖施工提高效率。為解決這一施工難題，設(shè)計臨時施工棧橋，滿足材料堆放、土方外運的要求。棧橋布置見圖4。圖中陰影部分即為棧橋位置，棧橋表面為鋼筋混凝土板，下由鋼立柱支撐。棧橋的布置除沿基坑邊緣布置外，向基坑中心凸出，方便了各個方向開挖出的土方裝車、外運。

5)基坑監(jiān)測措施。除上述各項措施保障基坑及周邊環(huán)境的安全之外，還有一項重要措施——加強基坑監(jiān)測。按照《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》的要求，對支護結(jié)構(gòu)、周邊建筑、管線、地表等進行布點監(jiān)測，及時反饋監(jiān)測結(jié)果指導(dǎo)施工。實踐表明，采取了上述基坑支護整體解決方案之后，各項監(jiān)測值均控制在了規(guī)范、工程允許范圍之內(nèi)，尤其是緊鄰基坑的老建筑處地表沉降最大累計值為6 mm，新建筑沉降小于10 mm，周邊道路沉降小于16 mm，達到了預(yù)先設(shè)定的控制目標，確保了古舊建筑及周邊環(huán)境的安全。

4 結(jié)語

本文以一項具體的工程實例論述了緊鄰淺基礎(chǔ)建筑的基坑支護整體解決方案，包括支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計、附加措施的實施與施工結(jié)合、加強監(jiān)測等方面。緊鄰淺基礎(chǔ)建筑的基坑設(shè)計時，除滿足規(guī)范要求的各項指標外，應(yīng)重點根據(jù)周邊環(huán)境的實際情況確定變形控制指標，采取各項措施來達到或超越預(yù)先設(shè)定的變形控制目標。本文為緊鄰淺基礎(chǔ)建筑的基坑設(shè)計及施工提供了參考。

[1] 劉立東.淺基礎(chǔ)建筑物相鄰的基坑支護設(shè)計中地表變形控制[J].上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2012(2)：126-129.

[2] 苗志春，熊楚炎.軟土地區(qū)深基坑施工對周邊淺基礎(chǔ)建筑物的影響與對策[J].浙江建筑，2007(10)：34-37.

[3] 田志強.深基坑開挖及降水引起的鄰近淺基礎(chǔ)沉降分析[J].地下空間與工程學(xué)報，2012(8)：1483-1490.

[4] JGJ 120—2012，建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程[S].

[5] JGJ/T 199—2010，型鋼水泥土攪拌墻技術(shù)規(guī)程[S].

On solution scheme for foundation pit support adjacent to buildings with shallow foundation

Guo Li

(TianjinUrbanConstructionDesignInstitute,Tianjin300122,China)

Combining with the surrounding environment and hydraulic geological conditions of some project in Tianjin, the paper analyzes the design difficulties in the foundation pit support in the project adjacent to buildings with shallow foundation, and points out the foundation pit support scheme from the support scheme selection, deformation control of support structure, waterproof measure, and civil excavation, so as to ensure the safety of the surrounding environment.

foundation pit support, buildings with shallow foundation, geological condition, civil excavation

1009-6825(2016)13-0093-02

2016-02-23

郭 莉(1983- )，女，碩士，工程師，注冊巖土工程師

TU463

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