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
義烏世貿(mào)中心工程位于義烏市金融商業(yè)區(qū),緊鄰國(guó)際商貿(mào)城。本項(xiàng)目總建筑面積約48.47 萬(wàn)m2,地下建筑面積13.85 萬(wàn)m2,工程包括高260 m超高層酒店、高150 m高級(jí)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(wàn)m2(240 m×210 m),周長(zhǎng)843.2 m,坑深18.7 m,最深處達(dá)20.1 m?;訌?011年3月開(kāi)始施工,至主體結(jié)構(gòu)±0.00 m及回填,經(jīng)歷了19 個(gè)月的施工過(guò)程。工程基坑范圍內(nèi)各土層物理參數(shù)情況見(jiàn)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(chǎng)地內(nèi)地下水類型為第四系孔隙潛水及基巖裂隙潛水。場(chǎng)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(zhǎng)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。
根據(jù)工程特點(diǎn),支護(hù)方案設(shè)計(jì)本著結(jié)構(gòu)安全、造價(jià)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(jì)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]??紤]到地層滲透性及含水性好、基坑涌水量大的特點(diǎn),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?;又ёo(hù)剖面見(jiàn)圖1、圖2。
根據(jù)本工程的特點(diǎn)及土質(zhì)情況,基坑土石方開(kāi)挖采用盆式循環(huán)開(kāi)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(gè)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(kāi)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(gè)出土坡道和1 個(gè)臨時(shí)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(shí)汽車坡道將剩余石方運(yùn)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
由于周邊環(huán)境受道路動(dòng)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(zhǎng)期作用下極易形成滑移層。針對(duì)出現(xiàn)的基坑位移情況,我們采取了以下措施:
(a)對(duì)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(cè)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(zhǎng)度、直徑和數(shù)量,以保證巖層的總體穩(wěn)定;
(e)臨時(shí)封閉南側(cè)人行道路,減少車輛動(dòng)載對(duì)基坑的影響。
由于本工程地處國(guó)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(guó)信證券大廈基坑,國(guó)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(dòng)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(dòng)和動(dòng)載將對(duì)基坑安全產(chǎn)生影響。對(duì)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(duì)方基坑設(shè)計(jì)方案;
圖4 相鄰基坑支護(hù)工況
(b)在土方開(kāi)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(shí)行交通控制,減少了動(dòng)載對(duì)基坑的影響。
根據(jù)周邊基坑開(kāi)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(jì)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(zhǎng)時(shí)間侵蝕。在護(hù)坡噴射混凝土施工完畢后,要安排專人對(duì)邊坡滲水點(diǎn)進(jìn)行查找,對(duì)堵塞的排水管重新疏通。
(a)正常土石方設(shè)備配備:D315和D200挖掘機(jī)8~10 臺(tái),大型土方車50~60 臺(tái),每天出土量控制在5 000~10 000 m3。
(b)設(shè)置專用的棄土場(chǎng)地,保證挖出土石方的存放。
(c)第1階段土石方外運(yùn)設(shè)置2 個(gè)臨時(shí)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(shí)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。
(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(shí)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。
為了確?;邮┕み^(guò)程的安全性,及時(shí)獲取基坑開(kāi)挖過(guò)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(gè)深層水平位移井點(diǎn)、 6 個(gè)圍護(hù)墻與坡頂水平位移或豎向位移點(diǎn)位、9 個(gè)錨桿內(nèi)力測(cè)試點(diǎn)、11 個(gè)西側(cè)引水管線位移測(cè)試點(diǎn)、6 個(gè)地下水位變化的監(jiān)測(cè)井點(diǎn)?;影踩O(jiān)測(cè)方案如下:
開(kāi)挖深度≤5 m時(shí),每2 d監(jiān)測(cè)1 次;開(kāi)挖深度>5 m至底板澆注后28 d內(nèi),1 d監(jiān)測(cè)1 次;底板澆筑28 d后,3 d監(jiān)測(cè)1 次。當(dāng)監(jiān)測(cè)值相對(duì)穩(wěn)定時(shí),可適當(dāng)降低監(jiān)測(cè)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(shí),應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè),提高監(jiān)測(cè)頻率,并及時(shí)報(bào)告監(jiān)測(cè)結(jié)果。
義烏世貿(mào)中心工程大面積超深軟巖基坑支護(hù)設(shè)計(jì)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(guò)程中,采取了抗巖土層滑移加固等措施,經(jīng)過(guò)工程實(shí)踐證明,設(shè)計(jì)合理明確、施工簡(jiǎn)便、安全可靠。從相鄰工程深基坑支護(hù)投入費(fèi)用的經(jīng)濟(jì)比較看,世貿(mào)中心深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)是比較經(jīng)濟(jì)的。