尹傳忠

1 工程概況

金都商業(yè)中心深基坑位于長沙市黃興路與營盤街的西南角，場地原為多層民房，拆除后場地基本平整，場地地坪標(biāo)高在36.92～39.58之間，擬建金都商業(yè)中心由南北兩座塔樓及裙樓組成，總占地面積12700 m2，塔樓為31層和30層，設(shè)地下室3層，基坑支護(hù)深度7.90 m～12.40 m。

基坑?xùn)|邊緊靠黃興路，北邊緊靠營盤路，南鄰潮宗街，地下管網(wǎng)、地下電纜及光纜等管線較多;東向黃興路分布有“金滿地”地下商業(yè)街，金滿地距擬建地下室軸線距離為7.60 m～8.50 m，距場地圍墻為2.70 m ～4.00 m，金滿地底面埋深為 －6.20 m，基坑西向分布有多層的磚混結(jié)構(gòu)建筑物。

2 場地工程地質(zhì)及地下水條件

2.1 場地工程地質(zhì)條件

擬建場地原始地貌單元屬湘江沖積階地。場地內(nèi)地質(zhì)條件較復(fù)雜，分布地層主要有人工填土、第四系沖積粉質(zhì)粘土、圓礫、第四系殘積粉質(zhì)粘土、第三系泥質(zhì)粉砂巖等。各地層野外特征自上而下分別描述如下:

①人工填土(Qml):主要為雜填土，屬老填土，主要由粘性土混碎石、磚塊等組成，一般含硬雜質(zhì)25%～35%，成分復(fù)雜，密度程度不均勻，結(jié)構(gòu)較密實(shí)，層厚為4.50 m～7.40 m。

②第四系沖積層粉質(zhì)粘土(Qal):褐黃、褐紅色，夾灰白色，呈網(wǎng)紋狀，稍濕～很濕，硬塑狀態(tài)，不均勻含5%～15%粉細(xì)砂，層厚1.60 m ～4.50 m。

③粉質(zhì)粘土:褐紅、褐黃色，底層逐漸過渡為粉土，稍濕可硬塑狀態(tài)，層厚0.80 m ～3.70 m。

④圓礫:黃、褐黃色，飽和，中密～密實(shí)狀態(tài)，含少量中粗砂、卵石約15%～25%及10%～15%左右的粘性土，層厚1.20 m～4.50 m。

⑤第四系沖積粉質(zhì)粘土(Qel):褐紅、紫紅色，系第三系泥質(zhì)粉砂巖風(fēng)化殘積而成，原巖結(jié)構(gòu)清晰，局部夾少量巖塊，硬塑，層厚0.60 m ～2.80 m。

⑥強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖:褐紅、紫紅色，大部分礦物成分已風(fēng)化變質(zhì)，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖芯呈塊狀及碎塊狀，分布于整個(gè)場地，厚度為0.50 m ～6.70 m。

⑦中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖:紫紅色，巖芯呈柱狀及長柱狀，巖石較完整，揭露厚度為8.20 m ～15.40 m。

土層力學(xué)參數(shù)見表1。

表1 土層力學(xué)參數(shù)一覽表

2.2 地下水條件

地下水按性質(zhì)分為上層滯水、潛水、基巖裂隙水三種類型，其中上層滯水主要分布于①人工填土和②第四系沖積粉質(zhì)粘土中，受大氣降水和地表水補(bǔ)給，一般水量不大;潛水主要賦存于④第四系沖積圓礫中，受大氣降水和上層滯水補(bǔ)給，勘察期間測得地下水的混合穩(wěn)定水位埋深介于4.00 m～5.00 m。

3 基坑支護(hù)方案

場地周邊建(構(gòu))筑物多，東邊緊靠黃興路，北邊緊靠營盤路，南鄰潮宗街，路上人來車往，且地下管網(wǎng)、地下電纜及光纜等管線較多，進(jìn)行基坑支護(hù)時(shí)，不能對其造成破壞影響?；?xùn)|向黃興路分布有“金滿地”地下商業(yè)街，金滿地距擬建地下室軸線距離為7.60 m ～8.50 m，距場地圍墻為2.70 m ～4.00 m，金滿地基底面埋深為－6.20 m，進(jìn)行支護(hù)時(shí)，不能對其造成影響?；游飨蚍植加卸鄬拥拇u混結(jié)構(gòu)建筑物，且基礎(chǔ)形式及埋深不詳，距基坑開挖邊線與其距離不等，開挖基坑不能影響已有建筑物正常使用。另外，基坑坑壁的土質(zhì)差、地下室開挖深度大，也增加了基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工的難度?；又ёo(hù)方案分區(qū)段采用復(fù)合土釘墻、人工挖孔樁加錨桿、鋼管樁加錨桿、上部雙排樁下部復(fù)合土釘墻多種支護(hù)手段聯(lián)合支護(hù)，確保基坑開挖安全和周邊建(構(gòu))筑物的安全(見圖1，圖2)。

在人工填土厚度一般達(dá)4.5 m～7.0 m，基坑深度達(dá)12.40 m的條件下，是否可采用本設(shè)計(jì)方案中支護(hù)形式，在長沙地區(qū)經(jīng)驗(yàn)不多，經(jīng)過反復(fù)驗(yàn)算，并與施工人員分析了在陡傾角開挖過程中坡面成型和支護(hù)施工中可能出現(xiàn)的問題，確定了控制這些情況的應(yīng)急處理措施，如采用超前打入鋼管土釘(架管)固土、加錨梁、對松軟土層進(jìn)行花管注漿加固、給錨桿施加預(yù)應(yīng)力、局部加長和加密錨桿。

4 地下水治理方案

深基坑工程出現(xiàn)事故除了與支護(hù)設(shè)計(jì)有關(guān)外，與地下水處理不當(dāng)也有密切的關(guān)系，統(tǒng)計(jì)表明約60%的事故基坑均由地下水治理不當(dāng)而引起，因此該基坑工程除了優(yōu)選支護(hù)方案外，對地下水的治理也進(jìn)行了充分的考慮，地下水治理包括上部滯水和下部承壓水的治理，這兩層地下水的特點(diǎn)與性質(zhì)不同，對場地內(nèi)基坑開挖和基坑周邊的影響方式也不一樣，隔水帷幕方案根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況分別采用集水井明排降水和三重管高壓擺噴帷幕方案。

4.1 對上層滯水的處理

場地屬老城區(qū)，場地內(nèi)人工填土厚度較大，厚度一般為4.5 m～7.0 m，主要由磚塊、混凝土塊和粘性土組成，上層滯水水位埋深較淺，局部水量較大，根據(jù)鄰近場地經(jīng)驗(yàn)，均需設(shè)置隔水帷幕，否則在基坑開挖和支護(hù)過程中困難較大，且存在降水對周邊建(構(gòu))筑物的不利影響。經(jīng)過調(diào)查分析后認(rèn)為:

1)由于人工填土層的不均一性，上層滯水只在建筑垃圾磚、混凝土塊等粗顆料物質(zhì)富集的地段地下水較大，其他地段的地下水量相對較小，各地段的富水程度是不一致的，且各富水區(qū)塊之間大部分是不相連通的，對該層地下水進(jìn)行降水時(shí)影響半徑不會太大;2)場地周邊的建(構(gòu))筑物雖然采用淺基礎(chǔ)，但基礎(chǔ)均是建置在老土層上，而不是建置在人工填土層內(nèi)，降低人工填土層內(nèi)的地下水位對周邊建筑物的影響不會很大。

基于以上認(rèn)識，對場地內(nèi)的上層滯水采用開挖集水井明排的方案，在基坑的角點(diǎn)附近離基坑壁1 m～2 m的位置設(shè)置集水井，集水井適當(dāng)超挖;另外根據(jù)土方開挖揭露坑壁人工填土土質(zhì)情況，如含磚混凝土塊較多，且地下水滲水量較大，可在該地段加設(shè)集水井，再者還考慮了如果局部水量大時(shí)將采用局部坑外井點(diǎn)降水(對上層滯水)的預(yù)案，基坑分層開挖后，即噴射混凝土底層，封堵部分上層滯水，水量較大的部位還在坡面打入一些短鋼筋、鋼架管(周圍帶孔)適當(dāng)固土和排水，施工實(shí)際證明該方案是切實(shí)可行的。

4.2 對潛水的處理

場地屬湘江沖積階地，潛水賦存于圓礫層內(nèi)穩(wěn)定水位埋深7.00 m～9.00 m，與周邊地下水水力聯(lián)系強(qiáng)，水量豐富。如采用降水方案，則出水水量大，降水影響半徑大，對周邊地基土和采用淺基礎(chǔ)的建筑物可能產(chǎn)生附加沉降，影響大;另外，由于場地狹窄，周邊距已有建筑物太近，當(dāng)采用井點(diǎn)降水時(shí)，無足夠距離布置降水井和回灌井，不能控制降水對周邊建筑物的影響。鑒于此，對潛水層采用建造封閉的隔水帷幕進(jìn)行處理，采用三重管高壓噴射注漿法在圓礫層中形成隔水帷幕，帷幕頂?shù)拙煊谙鄬Ω羲畬臃圪|(zhì)粘土中一定深度。

5 基坑支護(hù)施工控制措施

1)對周邊的變形觀測及時(shí)、準(zhǔn)確，很好地為施工和設(shè)計(jì)服務(wù)，精確的發(fā)現(xiàn)基坑變形的隱患及時(shí)采取措施控制了坡體變形。

2)及時(shí)與業(yè)主方、設(shè)計(jì)人員和監(jiān)理人員溝通，順利處理了場地內(nèi)未預(yù)料到的復(fù)雜情況，主要包括以下幾個(gè)方面:a.人工填土層在開挖時(shí)由于坡度較大，放坡時(shí)坡面難以成型。采取了首先減少分層開挖的高度，如坡面仍難以成型時(shí)再采用在坡體內(nèi)頂入鋼花管并進(jìn)行注漿加固或坡面用竹架板支擋的應(yīng)急處理措施。b.針對人工填土層內(nèi)局部地段地下水水量較大，噴射混凝土?xí)r在混凝土凝固前就稀釋垮塌的問題，采取了局部小范圍交錯(cuò)超挖集水井，然后明排以降低地下水水位，并在噴射混凝土內(nèi)添加速凝劑。c.在基坑分層開挖的過程中，只有當(dāng)上部已施工錨桿孔內(nèi)灌注的水泥漿凝固并達(dá)到一定強(qiáng)度以后才能進(jìn)行下一層土方開挖。為了搶工期而且又保證開挖的穩(wěn)定，采取了合理安排各坡段的施工順序，并往錨桿砂漿內(nèi)加入適量速凝劑，保證施工順利進(jìn)行。d.基坑在開挖過程中出現(xiàn)了不明障礙物、局部分布的古井、局部存在淤泥質(zhì)粘土等軟弱地層等情況，經(jīng)及時(shí)與工程設(shè)計(jì)人員溝通，及時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)變更或補(bǔ)強(qiáng)，順利地解決了這些問題。

6 體會

本工程在充分試驗(yàn)與分析的基礎(chǔ)上，通過多項(xiàng)工程的類比，成功利用地區(qū)工程經(jīng)驗(yàn)，充分發(fā)揮地基潛力，在不同類型地下水的控制、人工填土抗剪強(qiáng)度指標(biāo)方面大膽突破，在深達(dá)12.40 m的深基坑內(nèi)采用三重管高壓擺噴注漿隔水帷幕、陡傾角放坡加復(fù)合土釘墻支護(hù)、樁錨、上部雙排樁下部復(fù)合土釘墻聯(lián)合支護(hù)方案具有創(chuàng)新價(jià)值，隔水帷幕與基坑支護(hù)施工組織合理、嚴(yán)密，真正做到了信息化施工，密切與設(shè)計(jì)、業(yè)主、監(jiān)理各方溝通，安全高效地完成了各項(xiàng)任務(wù)。本項(xiàng)目的基坑隔水帷幕及支護(hù)設(shè)計(jì)與施工取得了良好的社會效益與經(jīng)濟(jì)效益，其設(shè)計(jì)處理方法對同類工程具有參考價(jià)值與推廣價(jià)值。

［1］ JGJ 120-99，建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程［S］.

［2］ 楊海亭.周邊復(fù)雜環(huán)境下的基坑支護(hù)設(shè)計(jì)［J］.山西建筑，2010，36(3):125-126.