□文/李士強 吳延凱 張 立

工程概況

中國五礦商務(wù)大廈工程位于天津濱海新區(qū)響螺灣商務(wù)區(qū)迎賓大道東側(cè)、駝場道南側(cè)、駝場南道北側(cè)，是集辦公、酒店式公寓、商業(yè)為一體的高檔功能綜合體。地下2層主要作為車庫；地上26層，最大建筑高度121 m，地上部分分為2棟主塔樓、裙房、連廊3部分，總建筑面積183 267 m2，其中地上144 681 m2，地下38 588 m2；基坑?xùn)|西長 90 m，南北長 255 m，面積為 22 950 m2。土方開挖18萬m3。±0.00相對于大沽標(biāo)高3.10 m，場地自然地面相對標(biāo)高-1.9 m，裙樓坑底標(biāo)高-9.80 m、主樓坑底標(biāo)高-11.50 m，開挖深度分別為7.9 m和9.6 m，基礎(chǔ)為承臺—伐板基礎(chǔ)，基礎(chǔ)底板厚度分別為700、900、2 400 mm，局部電梯坑底標(biāo)高-14.20 m。

周邊環(huán)境

距離基坑北側(cè)100 m是海河，場地內(nèi)的自然地面標(biāo)高為-1.9 m，海河水位位于地坪以下，海河深度較深，常年有輪船經(jīng)過，無法結(jié)冰。工程未設(shè)置止水帷幕，但基坑支護結(jié)構(gòu)四周設(shè)置了水泥攪拌樁擋土墻，擋土墻的底標(biāo)高為-6.9 m，而坑底的最淺標(biāo)高為-8.9 m，最深標(biāo)高為-14.2 m，在支護施工階段支護樁的施工是保證基坑安全的關(guān)鍵。見圖1。

圖1 建筑總平面布置

地質(zhì)情況

工程地貌為濱海沖擊平原，地基土按成因和時代分為11個亞層，按土的物理力學(xué)特征分為25個亞層，部分亞層中分布有透鏡體，主要分層情況見表1。

表1 工程地質(zhì)情況

支護結(jié)構(gòu)正處于粉質(zhì)粘土的土層內(nèi)，現(xiàn)場實際勘察的土質(zhì)樣本情況表明，此處粉質(zhì)粘土的透水率很小。

施工分析

地下室水位較淺并且土質(zhì)透水率很低，綜合工期及成本考慮，在支護樁外部不設(shè)置止水帷幕，只在自然地坪至-5.0 m之間設(shè)置擋土墻。

正常情況下，沒有止水帷幕支護樁之間容易擠入淤泥，為此工程采用單排鉆孔灌注樁結(jié)合鋼筋混凝土內(nèi)支撐形式作為基坑擋土結(jié)構(gòu)并且工程樁之間無縫隙施工，考慮到此處土質(zhì)粘結(jié)性較高、不易透水，因此淤泥無法擠入基坑內(nèi)。

基坑開挖面積大、挖土深、地下水位高，樁基施工至-2.4 m處已經(jīng)見明水，因此確保施工質(zhì)量及基坑安全甚為重要。

質(zhì)量控制

基坑支護結(jié)構(gòu)

基坑擋土墻設(shè)計為φ700 mm雙頭水泥攪拌樁，深5.0 m，支護結(jié)構(gòu)為直徑800 mm和900 mm間隔布置的鉆孔混凝土灌注樁，在灌注樁樁端設(shè)1 400 mm×800 mm混凝土冠梁，在基坑內(nèi)混凝土冠梁之間設(shè)置混凝土結(jié)構(gòu)對撐。見圖2和圖3。

圖2 基坑支護平面

圖3 基坑支護剖面

在基坑四個轉(zhuǎn)角處設(shè)置第2道支撐，既節(jié)約了總體成本，又保證了基坑整體的安全。見圖4和圖5。

圖4 第2道支撐剖面

圖5 第2道支撐平面

立柱及立柱樁

豎向立柱上部為鋼結(jié)構(gòu)格構(gòu)柱，下部為鉆孔灌注樁，鋼格構(gòu)立柱伸入樁內(nèi)2 m，鋼構(gòu)柱穿過地下室底板處，應(yīng)加焊止水鋼板。挖土施工時應(yīng)避免機械碰撞鋼構(gòu)柱。見圖6。

圖6 格構(gòu)柱剖面

水泥攪拌樁

水泥攪拌樁采用的是雙頭水泥攪拌樁，直徑為700 mm，樁與樁之間咬合200 mm，見圖7。

圖7 水泥攪拌樁示意

由于-5.0 m以上均為雜填土或素土，土質(zhì)粘結(jié)性不夠，無法達(dá)到粉質(zhì)粘土的特殊需求，既無法保護支護樁之間土體的流失，因此4 m深的擋土墻至關(guān)重要。

基坑施工

（1）嚴(yán)格控制支護樁之間的間距，不能使支護樁的間距過大，如果間距過大，會使淤泥從支護樁的間隙擠入，從而導(dǎo)致透水的發(fā)生。

（2）基坑開挖必須在鉆孔灌注樁強度達(dá)到設(shè)計強度的80%以上，同時水泥攪拌樁強度達(dá)設(shè)計值80%以上方可進行第一階段土方開挖，挖土至第1道支撐面標(biāo)高，施工鋼筋混凝土環(huán)梁及鋼筋混凝土內(nèi)支撐。

（3）支撐結(jié)構(gòu)混凝土強度達(dá)設(shè)計強度80%后，進行第2階段土方開挖，挖土至第2道支撐面標(biāo)高（此處只開挖四個角部，第2道支撐只存在于角部），施工角部鋼筋混凝土支撐。

（4）在混凝土結(jié)構(gòu)支撐施工完畢后將土方回填，保證土體能覆蓋混凝土結(jié)構(gòu)即可，既起到了保溫的作用，又起到了保護的作用，待支撐結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計要求的開挖條件后再進行大面積開挖。

（5）基坑開挖應(yīng)分層分段分塊進行。先開挖基坑四角的土，再開挖基坑中間的土，四個轉(zhuǎn)角土方開挖完畢后A區(qū)及D區(qū)按圖8順序進行大面積開挖，然后開挖B區(qū)，最后開挖C區(qū)，開挖的過程中形成時間差，使支護結(jié)構(gòu)變形更加均勻。

圖8 土方開挖分區(qū)

（6）嚴(yán)格控制基坑土方開挖的土坡高度（分層開挖）及坡度和土方開挖的速度，防止挖土過程中擠斜工程樁，嚴(yán)禁挖土機直接碾壓壓頂梁和支撐。

（7）地下室基礎(chǔ)底板、底板與鉆孔樁之間空隙應(yīng)用300 mm厚素混凝土將基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)與混凝土灌注樁之間灌實頂牢，形成坑底傳力帶。

（8）待地下室基礎(chǔ)底板與鉆孔樁之間傳力帶強度完全達(dá)到設(shè)計要求后，拆除第2道內(nèi)支撐。

（9）施工地下一層樓板及該層樓板于圍護樁之間的支撐梁并到其設(shè)計強度后，拆除第1道內(nèi)支撐；進而施工以上部分，水平支撐梁采用了間距4 000 mm設(shè)置采用強度等級為C35混凝土進行施工，設(shè)計的強度等級為C20，這樣能提前進行第1到對撐梁的拆除。

（10）在挖土施工過程中加強對支護的監(jiān)測，同時注意支護樁之間的滲水情況，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)滲水及時采用水泥包進行封堵，不能使土體被滲水部位沖開，造成無法估量的損失。

基坑監(jiān)測

支護結(jié)構(gòu)越長剛度就越差，考慮到支護結(jié)構(gòu)的特點，拐角點是受拉力及壓力的最大處，因此環(huán)梁的轉(zhuǎn)角點及無對撐的位置增設(shè)監(jiān)測點。現(xiàn)場監(jiān)測需派專職人員進行，在初開挖時2～3 h監(jiān)測一次并將監(jiān)測結(jié)果進行對比，在開挖完畢后無明顯變形時可將監(jiān)測次數(shù)改為1次/d。每天的數(shù)據(jù)應(yīng)控制成相關(guān)曲線，根據(jù)其發(fā)展趨勢分析整個基坑穩(wěn)定情況。如遇有變形過大等情況，應(yīng)及時通知各部門以便采取應(yīng)急補救措施。監(jiān)測內(nèi)容包括：

(1)圍護體沿深度的側(cè)向位移監(jiān)測，特別是坑底以下的位移大小和隨時間的變化情況；

(2)基坑內(nèi)外的地下水位觀測；

(3)周圍道路、路面沉降、裂縫的產(chǎn)生與發(fā)展；

(4)坑內(nèi)水平支撐軸向力隨基坑開挖的變化情況；

(5)豎向立柱的垂直位移與側(cè)移。

結(jié)語

中國五礦商務(wù)大廈工程設(shè)計時，根據(jù)現(xiàn)場實際地址情況并考慮到成本及支護安全，在支護樁外側(cè)只施工4 m深的當(dāng)土結(jié)構(gòu)，未設(shè)置止水帷幕，深8.9 m基坑僅設(shè)置一道支護結(jié)構(gòu)，在四個角部增加了第2道支撐；在現(xiàn)場實施階段嚴(yán)格按照方案執(zhí)行，保證了基坑支護的安全，亦保證了土方開挖的順利進行，在20 d內(nèi)完成了18萬m3土方的開挖，比預(yù)計土方開挖工期提前了20 d，同時基坑支護最大變形為29 mm，符合設(shè)計要求。