云南建工基礎(chǔ)工程有限責(zé)任公司 昆明 650501

1 工程概況

昆明市某基坑工程為昆明市城中村改造的一個(gè)地塊，周邊環(huán)境復(fù)雜，基坑?xùn)|面緊鄰9 m規(guī)劃道路，規(guī)劃道路的對(duì)面為正在開(kāi)發(fā)建設(shè)中的A21#地塊以及即將開(kāi)發(fā)建設(shè)的A23#地塊；南臨菊苑路，菊苑路對(duì)面為即將開(kāi)發(fā)的A26#、A27#地塊，菊苑路路面下存在多條市政管線；北臨25 m規(guī)劃道路，規(guī)劃路外為A19#地塊；西南側(cè)臨昆明市人力資源中心，人力資源中心設(shè)地下室1 層，地上5 層；西北側(cè)緊靠民航路，民航路寬15 m，道路下設(shè)有多條市政管線（圖1）。

本項(xiàng)目總用地面積為54 112 m2；規(guī)劃總圖共有3 棟33 層、2 棟32 層、1 棟27 層、1 棟19 層的高層住宅建筑及部分2～3 層商業(yè)裙房，通設(shè)3 層地下室，基坑開(kāi)挖深度約17.70 m，基坑周長(zhǎng)約965 m。

2 工程地質(zhì)條件

圖1 基坑平面示意

勘察深度范圍內(nèi)，地下水類(lèi)型主要為孔隙性潛水（指在深度80.00 m范圍內(nèi)），具有微承壓性?？紫稘撍饕看髿饨涤昙暗乇韽搅鳎ń鹬樱┭a(bǔ)給，通過(guò)蒸發(fā)排泄。孔隙潛水主要賦存于圓礫層中，圓礫層厚度小，分布范圍局限，水量較小，富水性一般。

根據(jù)基坑專(zhuān)項(xiàng)報(bào)告，基坑開(kāi)挖范圍內(nèi)土層主要為雜填土、黏土、粉土、圓礫等。

3 基坑支護(hù)方案比選[1-3]

（a）放坡支護(hù)。放坡支護(hù)適用于基坑開(kāi)挖深度較淺，無(wú)軟弱土層，基坑周邊比較開(kāi)闊，無(wú)重要建（構(gòu)）筑物，此支護(hù)形式施工速度快、造價(jià)低。本基坑?xùn)|北側(cè)為擬建規(guī)劃道路，鄰近A21#地塊，其中A21#地塊基坑開(kāi)挖深10 m，現(xiàn)已開(kāi)挖完畢，考慮到2 個(gè)地塊采用聯(lián)合支護(hù)形式，采用放坡支護(hù)。

（b）土釘墻支護(hù)。土釘墻支護(hù)一般用于周?chē)ㄖ锷?，地質(zhì)情況較好的情況，基坑開(kāi)挖不深，此支護(hù)形式施工速度快，造價(jià)較低。本基坑?xùn)|南側(cè)和基坑北側(cè)為規(guī)劃道路，鄰近規(guī)劃的A23#地塊和A19#地塊，由于2 個(gè)地塊修建了施工項(xiàng)目部，因此不具備全放坡條件，為了節(jié)省造價(jià)，在支護(hù)樁頂部采用局部土釘墻支護(hù)形式，下部采用排樁，降低支護(hù)樁長(zhǎng)度。

（c）樁錨支護(hù)。樁錨支護(hù)主要應(yīng)用于場(chǎng)地周?chē)ㄖ镙^多，基坑開(kāi)挖深度較深，不能采用放坡支護(hù)和土釘墻支護(hù)，該支護(hù)形式剛度較好，適用性較強(qiáng)，此支護(hù)形式與內(nèi)支撐相比施工速度快、造價(jià)低，比起放坡和土釘墻支護(hù)則施工速度慢、造價(jià)高。本基坑?xùn)|南側(cè)、北側(cè)鄰近規(guī)劃的A23#地塊和A19#地塊，具備局部放坡+樁錨的支護(hù)形式，基坑南側(cè)鄰近菊苑路，不具備放坡條件，采用樁錨支護(hù)。

（d）內(nèi)支撐支護(hù)。內(nèi)支撐支護(hù)形式適用于周邊建（構(gòu)）筑物比較密集，錨索不能施工，基坑開(kāi)挖深度較深，土層較差，只采用排樁支護(hù)不能滿足支護(hù)剛度，內(nèi)支撐支護(hù)形式剛度較大，變形控制較好，但造價(jià)高，不利于土方開(kāi)挖，施工速度慢。本基坑西南角為陽(yáng)角，并且鄰近民航路，錨索施工困難，出現(xiàn)群錨效果，因此采用內(nèi)支撐支護(hù)形式。

綜合上述，本基坑周邊環(huán)境復(fù)雜，只采用任意一種支護(hù)形式都不能滿足基坑安全性、經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性，結(jié)合周邊環(huán)境，本基坑同時(shí)采用4 種支護(hù)形式來(lái)滿足工程的安全性，盡可能的方便施工、降低造價(jià)。

4 基坑支護(hù)方案設(shè)計(jì)

4.1 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)思路

本基坑周邊環(huán)境復(fù)雜多樣，根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合不同支護(hù)形式的適用范圍和條件，設(shè)計(jì)方案經(jīng)過(guò)專(zhuān)家反復(fù)論證和優(yōu)化，最終本基坑支護(hù)形式采用放坡支護(hù)、上部放坡+樁錨支護(hù)、局部?jī)?nèi)支撐的復(fù)合式支護(hù)體系。

4.2 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)

由于本基坑四面條件不同，具體的支護(hù)方案也有不同，本基坑根據(jù)周邊環(huán)境共分5 個(gè)支護(hù)剖面，在保證基坑安全可靠的基礎(chǔ)上最大程度地降低了基坑造價(jià)，節(jié)約了工程成本。

4.2.1 基坑?xùn)|北側(cè)

基坑?xùn)|北側(cè)鄰近A21#地塊，A21#地塊基坑開(kāi)挖深度10 m，兩個(gè)基坑高差相差約6 m，采用放坡支護(hù)，坡度采用1∶1，并采用網(wǎng)噴護(hù)面。

4.2.2 基坑?xùn)|南側(cè)和北側(cè)

基坑?xùn)|南側(cè)和基坑北側(cè)為規(guī)劃道路，鄰近規(guī)劃的A23#地塊和A19#地塊，在支護(hù)樁頂部采用局部土釘墻支護(hù)形式，支護(hù)樁采用Φ800 mm@1 300 mm，長(zhǎng)23 m，支護(hù)樁施工工藝采用長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁，并在支護(hù)樁間設(shè)置5 排錨索，間距2 600 mm，錨索長(zhǎng)12～24 m。

4.2.3 基坑南側(cè)

基坑南側(cè)緊鄰市政道路，并存在金汁河，不具備局部放坡的條件，因此設(shè)計(jì)支護(hù)樁頂部標(biāo)高與路面標(biāo)高齊平，支護(hù)樁采用雙排樁，樁Φ800 mm@1 300 mm，長(zhǎng)23 m，支護(hù)樁施工工藝采用長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁，并在支護(hù)樁間設(shè)置6排錨索，間距2 600 mm，錨索長(zhǎng)17～23 m。

4.2.4 基坑西南側(cè)

基坑西南側(cè)位于基坑陽(yáng)角位置，考慮到本位置鄰近河道和市政道路，基坑外側(cè)存在大量的市政管線，采用錨索支護(hù)將造成群錨效應(yīng)，降低錨索拉力，因此采用內(nèi)支撐支護(hù)形式。內(nèi)撐設(shè)置3 道水平撐，支撐梁尺寸為800 mm×800 mm、600 mm×600 mm。支護(hù)樁采用Φ1 200 mm@1 600 mm，長(zhǎng)32 m，支護(hù)樁施工工藝采用旋挖鉆孔灌注樁。

4.2.5 基坑西側(cè)

基坑西側(cè)緊鄰已有建筑物，已有建筑物設(shè)地下室1 層，支護(hù)樁Φ1 200 mm@1 600 mm，長(zhǎng)31 m，支護(hù)樁施工工藝采用旋挖鉆孔灌注樁，并在支護(hù)樁間設(shè)置6 排錨索，間距2 600 mm，錨索長(zhǎng)12～17 m。

4.3 土方開(kāi)挖設(shè)計(jì)

基坑土方開(kāi)挖本著“分層、分段、隨挖隨噴、保持基坑支護(hù)體系安全”的開(kāi)挖施工原則。并且考慮到存在軟土，每層土體開(kāi)挖深度控制在1.5 m以?xún)?nèi)，每段長(zhǎng)度不得超過(guò)20 m，每段土方開(kāi)挖完后立即施工錨索、腰梁，待錨索張拉后方可開(kāi)挖相鄰段土方。土方開(kāi)挖過(guò)程中應(yīng)采取措施防止碰撞支護(hù)結(jié)構(gòu)或擾動(dòng)原狀土，并在開(kāi)挖段做好排水工作，防止地下水、雨水在基坑邊匯集，影響土體主動(dòng)土壓力，造成基坑變形。

4.4 基坑止水設(shè)計(jì)

結(jié)合本基坑周邊環(huán)境，由于A21#地塊止水已經(jīng)施工，為了節(jié)省造價(jià)，讓A23#地塊止水樁與A21#地塊止水樁相連接，形成全封閉止水帷幕。并根據(jù)基坑周邊用地紅線距離支護(hù)樁的距離，采用不同的處理措施。基坑北側(cè)、東側(cè)、南側(cè)采用普通深層攪拌樁施工工藝，止水樁Φ500 mm@250 mm，長(zhǎng)17～20 m?；游鱾?cè)距離用地紅線較近，采用樁間止水，止水樁采用高壓旋噴樁施工工藝，Φ600 mm@350 mm，長(zhǎng)21 m。

4.5 基坑監(jiān)測(cè)

本基坑開(kāi)挖深度較深，對(duì)基坑變形監(jiān)測(cè)尤為重要，結(jié)合本項(xiàng)目特點(diǎn)應(yīng)重點(diǎn)監(jiān)測(cè)支護(hù)樁位移、土體深層位移、錨索應(yīng)力、內(nèi)支撐軸力等。監(jiān)測(cè)頻率嚴(yán)格按基坑監(jiān)測(cè)相關(guān)規(guī)范要求，每天定時(shí)、定人進(jìn)行監(jiān)測(cè)，隨時(shí)掌握土方開(kāi)挖過(guò)程中支護(hù)結(jié)構(gòu)的位移，對(duì)發(fā)生位移數(shù)據(jù)突變的應(yīng)及時(shí)報(bào)告監(jiān)理、業(yè)主、設(shè)計(jì)方，采取應(yīng)急措施，以確?；影踩?。

4.5.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)

圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要監(jiān)測(cè)樁頂水平位移、樁頂豎向位移、錨索應(yīng)力、內(nèi)支撐內(nèi)力、立柱位移等。根據(jù)本基坑特點(diǎn)，重點(diǎn)監(jiān)測(cè)基坑南側(cè)和西側(cè)，在支護(hù)樁冠梁頂每隔15 m設(shè)置1 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)支護(hù)樁的水平、豎向位移；西南側(cè)內(nèi)支撐位置設(shè)置支撐梁內(nèi)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)，每層均設(shè)置3 個(gè)點(diǎn)；在立柱交接點(diǎn)位置設(shè)置水平、豎向位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)；錨索應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)在基坑南側(cè)和西側(cè)，每層錨索設(shè)置4 個(gè)應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

基坑?xùn)|側(cè)和北側(cè)屬于基坑擬建地塊，無(wú)重要建筑物，在支護(hù)樁冠梁頂部每隔20 m設(shè)置1 個(gè)水平、豎向位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)；錨索應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)每層設(shè)置3 個(gè)。

4.5.2 基坑土體及周邊環(huán)境

基坑土體重點(diǎn)監(jiān)測(cè)深層位移，在基坑南側(cè)和西側(cè)分別設(shè)置深層水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)3 處和4 處，重點(diǎn)監(jiān)測(cè)臨近市政道路和建筑物的土體位移，在基坑北側(cè)和東側(cè)分別設(shè)置2 處深層位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，通過(guò)土體深層位移掌握土壓力變化情況，了解支護(hù)結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)?；又苓叚h(huán)境重點(diǎn)監(jiān)測(cè)基坑南側(cè)菊苑路的沉降及開(kāi)裂情況，并重點(diǎn)監(jiān)測(cè)清水河水位變化，坑壁是否存在漏水現(xiàn)象，基坑西側(cè)重點(diǎn)監(jiān)測(cè)人力資源大樓的沉降位移和傾斜位移。其他兩側(cè)主要監(jiān)測(cè)施工道路沉降，監(jiān)測(cè)點(diǎn)每隔20 m設(shè)置1 個(gè)。

5 深基坑施工主要技術(shù)措施

5.1 止水樁技術(shù)措施

（a）普通深層攪拌樁。采用P.SA 32.5水泥，水泥摻量≥60 kg/m，水灰比0.6，Φ500 mm@250 mm。樁機(jī)就位時(shí)，鉆機(jī)安放應(yīng)保持水平，鉆桿傾斜度≤1%，樁位對(duì)中誤差≤20 mm；當(dāng)樁長(zhǎng)＞10 m時(shí)，對(duì)鉆桿傾斜度的要求應(yīng)進(jìn)一步提高，控制在0.5%以?xún)?nèi)，避免施工時(shí)因傾斜過(guò)大，造成樁體底部開(kāi)叉，止水失效。

（b）高壓旋噴樁。采用P.O 42.5水泥，水灰比0.8，水泥摻量≥200 kg/m。提升速度≤18 cm/min，旋轉(zhuǎn)速度 ≤10 r/min。壓縮空氣氣壓≥0.7 MPa，氣量0.5～2.0 m3/min，噴漿壓力≥20.0 MPa，流量＞30 L/min。高壓旋噴樁應(yīng)在支護(hù)樁強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%后方可施工，并且施工過(guò)程中應(yīng)分段跳打，每段長(zhǎng)度≤5 m。

5.2 錨索

錨索成孔必須采用導(dǎo)管跟進(jìn)成孔注漿，孔徑200 mm，孔位允許偏差≤50 mm，錨索鉆孔傾角按各剖面設(shè)計(jì)角度施工，孔深應(yīng)超過(guò)設(shè)計(jì)長(zhǎng)度1.0 m作為沉渣段。錨索鋼絞線材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為1 860 MPa。錨索下料時(shí)應(yīng)注意預(yù)留張拉段長(zhǎng)度。水泥漿采用P.O 42.5水泥拌制，水灰比為0.5，強(qiáng)度等級(jí)≥M30。二次注漿成錨，第1次采用常壓注漿，第2次注漿壓力為2.0～5.0 MPa，二次注漿時(shí)間間隔以注漿體強(qiáng)度≥5 MPa控制或根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。注漿管應(yīng)隨錨索下至孔底，二次注漿管應(yīng)能承受5 MPa以上的注漿壓力。

5.3 內(nèi)支撐

5.3.1 立柱

立柱下設(shè)置旋挖鉆孔樁，立柱樁混凝土等級(jí)采用C30；立柱的定位與垂直度宜采用專(zhuān)門(mén)措施進(jìn)行控制，對(duì)格構(gòu)柱還應(yīng)同時(shí)控制轉(zhuǎn)向偏差；立柱平面位置的允許偏差應(yīng)為50 mm，垂直度的允許偏差應(yīng)為1/150；立柱穿過(guò)地下室底板部分應(yīng)增加止水鋼板。

5.3.2 支撐梁

支撐標(biāo)高的允許偏差應(yīng)為30 mm；支撐水平位置的允許偏差應(yīng)為30 mm；支撐梁混凝土等級(jí)采用C30，保護(hù)層厚25 mm。施工支撐梁，將梁底以下的素土進(jìn)行夯實(shí)，并在梁底鋪設(shè)2 層油氈作為隔離層。

5.4 土方開(kāi)挖

（a）土方開(kāi)挖嚴(yán)格按照分段、分層、跳挖的原則，根據(jù)基坑周邊環(huán)境和支護(hù)形式，把整體基坑劃分為3 個(gè)區(qū)域：基坑?xùn)|側(cè)放坡支護(hù)區(qū)域、內(nèi)支撐區(qū)域、樁錨支護(hù)區(qū)域。

（b）基坑開(kāi)挖采用盆式開(kāi)挖法，在基坑周邊預(yù)留寬15 m的土體反壓支護(hù)樁，然后放坡開(kāi)挖到基坑底，預(yù)留土體與錨索施工相匹配，分層、分段開(kāi)挖。

（c）放坡支護(hù)區(qū)域先開(kāi)挖到基坑底，然后進(jìn)行工程樁施工。內(nèi)支撐支護(hù)區(qū)域工程樁需在地面施工，然后再開(kāi)挖土體，分層開(kāi)挖，并施工支撐梁。

6 結(jié)語(yǔ)

由于基坑周邊環(huán)境復(fù)雜，地質(zhì)條件不同，單一的支護(hù)形式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足基坑的安全性和經(jīng)濟(jì)性。本工程基坑周邊一側(cè)為擬建場(chǎng)地，另一側(cè)為原有市政道路和建筑物，使得基坑在支護(hù)設(shè)計(jì)中難度較大，結(jié)合工程實(shí)際情況，因地制宜地采用不同的支護(hù)形式應(yīng)用在不同環(huán)境的位置，并在施工過(guò)程中進(jìn)行全面基坑監(jiān)測(cè)，實(shí)施動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、施工，在保證基坑安全性的基礎(chǔ)上降低了工程造價(jià)，并極大地縮短了工期，取得了良好的成本效益。