諸永明

ZHU Yongming

(浙江省一建建設(shè)集團(tuán)有限公司，浙江 杭州310013)

1 工程概況

阿里巴巴“淘寶城”二期工程位于余杭區(qū)五常街道，工程由T6#、T7#樓組成，共用一個(gè)地下室，建筑面積145199.41 m2，地下2 層，地上6～7 層，其中地下部分建筑面積59832.9 m2，基坑土方開挖面積約29000 m2。本工程地下室近似“］”形，基坑的邊長(zhǎng)為225 m×185 m，周長(zhǎng)約860 m，基坑開挖深度為7～8 m［1］，總土方開挖量約25 萬(wàn)m3。本工程基坑圍護(hù)采用一排φ900@1100 鋼筋混凝土灌注樁，結(jié)合一道混凝土支撐支護(hù)，鉆孔樁外側(cè)采用兩排φ850@200 的三軸水泥攪拌樁止水止土，坑內(nèi)(標(biāo)高-8.0～-14.40 m)被動(dòng)區(qū)加固為φ850 三軸水泥攪拌樁。擬建基坑在T7#樓南側(cè)臨近河道，開挖邊緣距離河道岸堤約8 m 左右，西側(cè)為池塘，河道水位標(biāo)高約2. 00 m、水深1～2. 5 m，池塘水面標(biāo)高約2.23 m，水深1～2 m;北側(cè)臨近已投入使用的“淘寶城”一期工程，該工程無地下室，距基坑邊約17 m。

2 工程地質(zhì)與水文條件

根據(jù)鉆探揭露，本場(chǎng)地地基土的構(gòu)成按其成因類型和物理力學(xué)性質(zhì)差異，可劃分為8 個(gè)工程地質(zhì)層，細(xì)分為18 個(gè)亞層，基坑開挖面底部為⑥淤泥質(zhì)黏土，相應(yīng)開挖所涉及的土層特征自上而下分述為①雜填土、②素填土、③塘泥、④粉質(zhì)黏土、⑤黏質(zhì)粉土、⑥淤泥質(zhì)黏土。

擬建場(chǎng)區(qū)地下水類型為孔隙水，其中孔隙水又分為孔隙潛水和承壓水二類。孔隙潛水賦存于上部填土、淤泥質(zhì)土和粉質(zhì)黏土中，透水性能差(基底土滲透性系數(shù)1.17E-4 至1.2E-7 cm/s)，孔隙潛水受大氣降水及地表水補(bǔ)給，向地勢(shì)低洼處及河道排泄，地下水位受季節(jié)性及氣候影響變化大，根據(jù)收集到的區(qū)域水文地質(zhì)資料，地下水位年變化幅度1.00～2.00 m。承壓水賦存于淤泥質(zhì)黏土層以下砂層中，其承壓水頭距地表約1.00～3.00 m。

3 軟土基坑施工難點(diǎn)

(1)由于本基坑平面尺寸較大，平面形狀不太規(guī)則，挖土深度較大，土質(zhì)性質(zhì)差，總挖土量達(dá)25 萬(wàn)m3，僅設(shè)一道水平支撐制約，且又因本工程地處知名互聯(lián)網(wǎng)公司阿里巴巴集團(tuán)的總部所在地內(nèi)，基坑不宜暴露太久，工期要求較緊，因此土方開挖施工難度大;

(2)基坑北側(cè)有一幢5 層樓辦公樓(“淘寶城”一期工程)，距坑邊17.22 m，該樓無地下室，基礎(chǔ)埋深較淺，對(duì)原建筑物保護(hù)尤為重要;

(3)基坑南側(cè)有一條長(zhǎng)年有水流的河道，最狹處距坑邊約8 m，在西側(cè)有多個(gè)池塘，易引起塘、河水倒灌和滲透，為土方施工帶來難度。

4 基坑開挖方案

4.1 土方開挖總體部署

根據(jù)基坑實(shí)際情況，本著“先撐后挖、分層開挖、嚴(yán)禁超挖”及“大基坑、小開挖，對(duì)稱開挖”的原則［2］，本工程土方采取南T6 部分與北T7 部分同時(shí)開挖，以地下室底板的后澆帶布置為依托，進(jìn)行土方開挖的分塊分區(qū)劃分，考慮到T6#和T7#樓部分不同的工期節(jié)點(diǎn)要求，擬通過軸K○和?軸間的后澆帶將整體基坑分為T6 和T7 兩部分，相互流水施工。T6部分再細(xì)分成T6-1～T6-14 共14 個(gè)小區(qū)塊，T7 部分再細(xì)分成T7-1～9 共9 個(gè)小區(qū)塊。T6 部分各區(qū)塊從東北側(cè)的出土口1 出土。T7 部分各區(qū)塊從東南側(cè)出土口2 出土。所有出土口位置都為結(jié)構(gòu)支撐的空隙。各區(qū)塊分區(qū)及出土示意見圖1。各層土方開挖互相交叉，實(shí)現(xiàn)臺(tái)階式流水施工，基坑施工順序:基坑開挖前的準(zhǔn)備工作→第一層土方開挖→基坑第一道混凝土內(nèi)支撐施工→第二層土方開挖(坑中坑土方開挖)→地下室底板施工。

圖1 基坑坑底平面分區(qū)及出土方向示意圖

4.2 土方開挖準(zhǔn)備

因本基坑面積較大，為確保施工質(zhì)量和進(jìn)度，挖土計(jì)劃投入PC200 型挖土機(jī)10 臺(tái)，PC100 挖土機(jī)2 臺(tái)，PC60 挖土機(jī)2 臺(tái)，運(yùn)土15 t 的大卡車50 輛，同時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工情況，隨時(shí)增加挖土機(jī)及運(yùn)土車輛，邊挖邊運(yùn)，確保一天最大外運(yùn)土方可達(dá)5000 m3。在開挖過程中，PC200 型挖土機(jī)為大面積土方開挖的機(jī)械，PC100 型挖土機(jī)負(fù)責(zé)部分陰角、邊緣區(qū)域的土方開挖，PC60 型挖機(jī)負(fù)責(zé)部分坡道和相鄰開挖區(qū)域間高差邊坡的修整。土方開挖前根據(jù)地質(zhì)勘測(cè)報(bào)告及基坑設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行10 d 以上全面降水，將地下水位降至開挖面以下500 mm;由于本工程場(chǎng)地內(nèi)部分經(jīng)過回填，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際標(biāo)高較原設(shè)計(jì)高約1.5 m，基坑開挖前先對(duì)場(chǎng)地一周進(jìn)行卸土，卸土范圍為基坑邊線外偏移20 m 內(nèi)的全部區(qū)域，卸土過程在基坑土方開挖前完成，確保土方開挖時(shí)整個(gè)場(chǎng)地標(biāo)高降至原設(shè)計(jì)標(biāo)高。

4.3 出土口的加固

考慮本基坑開挖范圍內(nèi)土體性狀較差，運(yùn)土坡道長(zhǎng)期重車碾壓可能造成下部土體對(duì)周邊工程樁的損傷，出土口處坡道加強(qiáng)，具體做法為:出土口寬度6 m，坡度為1∶6，面鋪200 mm 厚宕渣面層，坡道頂端遇到相鄰排水溝時(shí)，設(shè)置300 mm 厚，10 m 寬混凝土面層保護(hù)，該坡道分兩級(jí)放坡，中間平臺(tái)標(biāo)高為-6.350 m，平臺(tái)寬度6 m;汽車運(yùn)土坡道，兩側(cè)以1∶1坡度放坡，同時(shí)掛網(wǎng)后噴射50 mm 厚C20 素混凝土護(hù)坡，在坡道兩側(cè)加設(shè)鋼板樁支撐，見圖2。

圖2 運(yùn)土坡道平面圖

4.4 挖土方法

本基坑土方開挖分三個(gè)階段進(jìn)行:

第一階段，將場(chǎng)地內(nèi)土體分層、分區(qū)開挖至-5.350 m 標(biāo)高后施工支撐梁和地冠梁，本階段T6和T7 部分同時(shí)開始開挖，分別從T6、T7 的西側(cè)區(qū)塊自西向東開挖至出土口1、土口2 出土，開挖土層深度約為2 m，均為軟弱土，分兩層開挖，每層開挖深度為1 m，本次開挖量約為5.8 萬(wàn)m3。

第二階段，各區(qū)塊按照既定的分層分塊要求，開挖至坑底以上300 mm，修整平臺(tái)。本階段土方開挖的深度約5.5 m，開挖量約17.1 萬(wàn)m3，均為淤泥土質(zhì)，分四層開挖，前三層開挖深度都控制為1.5 m，第四層開挖深度為1 m;前三層開挖，將幾個(gè)相鄰小區(qū)塊合并為幾個(gè)大區(qū)塊以便加快開挖進(jìn)度，此階段T6 部分開挖方向?yàn)樽晕飨驏|后退開挖，通過出土口1 外運(yùn)。T7 部分前三層開挖方法向同T6 部分，土方開挖方向自西向東后退挖土，通過出土口2 出土。第四層開挖各區(qū)塊不再合并，參照后澆帶的分格布置獨(dú)立進(jìn)行開挖，其中T6 部分分區(qū)較多，土方開挖順序?yàn)?T6-1、T6-5 區(qū)→T6-3→T6-2、T6-6→T6-4 →T6-7→T6-13→T6-8、T6-9→T6-10→T6-14→T6-11→T6-12，全部土方通過出土口1 外運(yùn);T7 部分土方開挖順序?yàn)?T7-1、T7-2 區(qū)先行開挖，再開挖T7-3、T7-7區(qū)，之后開挖T7-5、T7-4 區(qū)，隨后是T7-8 和T7-6 區(qū)的開挖，最后開挖T7-9 區(qū)。所有土方通過出土口2外運(yùn)(第四層土方開挖方向詳見圖1)。

第三階段土方開挖，本階段各區(qū)剩余土方采用人工結(jié)合小型挖機(jī)開挖，土方開挖量約為2.1 萬(wàn)m3，相應(yīng)結(jié)構(gòu)承臺(tái)、底板墊層同步施工。出土口坡道土方開挖:各區(qū)塊土方挖好運(yùn)出之后，由挖掘機(jī)沿行車坡道向各出土口方向，邊退邊挖將坡道土方挖除，并將土方運(yùn)出，剩余部分土方采用人工挖土配合塔吊的方式挖出。

4.5 坑中坑開挖

本工程部分電梯井承臺(tái)，其底部墊層底標(biāo)高為-13.700 m，周邊底板墊層底標(biāo)高為-10.40 m，之間高差為3.3 m，基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)此處坑中坑邊坡使用雙排直徑850 mm 的三軸水泥攪拌樁作為邊坡圍護(hù)，圍護(hù)樁底標(biāo)高-18.700 m，頂標(biāo)高-10.300 m。此區(qū)域土方開挖，待整體地下底板部分開挖完成后進(jìn)行，先使用小型挖機(jī)開挖兩層，每層高度為1.5 m，坑底最后300 mm 土體使用人工挖出。

4.6 土方開挖的安全措施

基坑開挖前，由工程技術(shù)人員按照專家論證審批后的方案向全體施工人員進(jìn)行技術(shù)交底，明確每道工序質(zhì)量要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，以及可能發(fā)生的質(zhì)量事故和預(yù)防措施;基坑開挖時(shí)，先沿灰線直邊切出槽邊輪廓線，再自上向下分層開挖，挖出的土及時(shí)裝車運(yùn)出場(chǎng)外，不宜堆在基坑周邊，以保證圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定;基坑土質(zhì)若發(fā)現(xiàn)與地質(zhì)資料不符合或有異議時(shí)，應(yīng)及時(shí)通知設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理、業(yè)主共同研究對(duì)策，慎重處理;土方開挖對(duì)稱施工，以利于土方應(yīng)力的釋放，減少對(duì)工程樁的擠應(yīng)力;嚴(yán)格控制坑邊堆載重量，嚴(yán)禁挖斗碰撞樁頭和圍護(hù)及支撐結(jié)構(gòu);在接近設(shè)計(jì)深度土層開挖，由施工員控制挖掘深度，機(jī)械挖土至基底標(biāo)高以上300 mm 時(shí)，由人工修土至設(shè)計(jì)標(biāo)高，嚴(yán)禁超挖;深基坑開挖過程中由專人對(duì)四周的圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)測(cè)，及時(shí)接收信息，指導(dǎo)施工;現(xiàn)場(chǎng)為多機(jī)作業(yè)時(shí)，施工要避免相互交叉作業(yè);合理安排挖機(jī)及運(yùn)土車輛的行走路線，必要時(shí)用鋼板鋪墊，確保工程樁不受到影響;土方開挖部位的工程樁上部需插小紅旗，避免碰樁;機(jī)械挖土?xí)r，要專人負(fù)責(zé)指揮，發(fā)現(xiàn)不安全因素及時(shí)糾正。

5 基坑監(jiān)測(cè)

為了及時(shí)獲取基坑開挖過程中支護(hù)結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境的變形信息，掌握基坑開挖的動(dòng)態(tài)情況，本工程在基坑外緣設(shè)測(cè)斜管14 根，設(shè)計(jì)報(bào)警值東側(cè)為40 mm，其余側(cè)為30 mm，或連續(xù)三天變形超過3 mm/d;在坑外設(shè)置地下水位觀測(cè)孔，共5 個(gè)點(diǎn)，設(shè)計(jì)報(bào)警值為地下水變化大于0.5 m/d;在基坑周邊設(shè)沉降及地表水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)18 個(gè)，設(shè)計(jì)報(bào)警值為累計(jì)沉降超過20 mm，累計(jì)地表水平位移超過40 mm;在主要受力的支撐梁設(shè)支撐軸力觀測(cè)點(diǎn)14個(gè)，設(shè)計(jì)報(bào)警值為8000 kN。

通過基坑日常定時(shí)與不定時(shí)兩種形式同時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)掌握基坑位移信息，指導(dǎo)了土方工作的開挖，避免安全隱患出現(xiàn)，使得地下室施工得以順利完成;本基坑在施工過程中位移與變形均在受控的報(bào)警數(shù)值范圍內(nèi)。

6 結(jié) 語(yǔ)

本項(xiàng)目為典型軟弱淤泥質(zhì)土，土的穩(wěn)定性極差，開挖的面積大，基坑較深，施工難度較大，采用逐段、分層、分塊施工、出土口坡道的型鋼加固及對(duì)周圍建筑物的保護(hù)等施工技術(shù)措施，加快了出土速度，贏得了工期，使基坑暴露時(shí)間縮短，在土方施工過程中基坑監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示基坑一直處于安全狀態(tài)。