中建四局第一建筑工程有限公司 廣州 510656

1 工程概況

廣州南沙濱海花園五期住宅項(xiàng)目西鄰藍(lán)灣路，距焦門(mén)河約50 m；北面緊鄰豐潤(rùn)路，距軌道交通4號(hào)線不足15 m；南面則鄰近金州涌河道，距河涌邊不足8 m，且水位及河床常年較高，東面鄰近環(huán)市大道中路。項(xiàng)目地處南沙未來(lái)金融中心，焦門(mén)河公園、焦門(mén)綠道、焦門(mén)生態(tài)園風(fēng)景線盡收眼底。如圖1所示。

圖1 項(xiàng)目鳥(niǎo)瞰圖

本工程為商業(yè)住宅配套建筑，是集商業(yè)、住宅于一體的大型綜合性建設(shè)工程小區(qū)，總建筑面積約271 838 m2，占地面積約65 000 m2，基坑開(kāi)挖面積52 000 m2、坑底面積45 000 m2；基坑為不規(guī)則三角形，東西邊長(zhǎng)約320 m，南北方向長(zhǎng)約180 m，基坑開(kāi)挖深度7.30 m（含深1 m磚渣換填層，不含基坑邊處承臺(tái)開(kāi)挖深度1.40 m），是目前廣州南沙已建成的項(xiàng)目中基礎(chǔ)最深的工程，土方開(kāi)挖量共計(jì)360 000 m3。

本項(xiàng)目地質(zhì)工況比較復(fù)雜，有機(jī)質(zhì)含量較高，原為魚(yú)塘與河涌匯流處，后經(jīng)人工回填整平。地下室土方開(kāi)挖主要是淤泥質(zhì)土和淤泥土層，施工難度大，對(duì)基坑變形影響大。

2 既建基坑支護(hù)體系存在的險(xiǎn)情

2.1 基坑支護(hù)體系設(shè)計(jì)不合理

工程建設(shè)之初，建設(shè)單位為節(jié)省基坑支護(hù)費(fèi)用，多次要求設(shè)計(jì)方優(yōu)化基坑支護(hù)設(shè)計(jì)，最終本基坑支護(hù)體系采用“二級(jí)放坡+重力式水泥土擋墻”：支護(hù)樁采用4排φ1 000 mm@800 mm水泥攪拌樁，排距800 mm，支護(hù)樁樁長(zhǎng)約12 m，最內(nèi)排進(jìn)入砂層不小于1 m，最內(nèi)及最外排每根攪拌樁再插入1根φ114 mm鋼管（L=12.00 m、t=3.50 mm）；坑內(nèi)被動(dòng)土區(qū)域采用4排φ1 000 mm@900 mm攪拌樁加固，強(qiáng)化被動(dòng)土區(qū)域的強(qiáng)度，加固樁樁長(zhǎng)4 m。

該基坑支護(hù)設(shè)計(jì)未充分考慮到水泥攪拌樁強(qiáng)度達(dá)不到0.80 MPa的現(xiàn)實(shí)情況，有一定的不合理性，為后面發(fā)生險(xiǎn)情留下了隱患。

2.2 基坑支護(hù)發(fā)生的險(xiǎn)情

在按原設(shè)計(jì)基坑支護(hù)施工后，對(duì)基坑進(jìn)行試開(kāi)挖施工，試開(kāi)挖施工期間基坑支護(hù)發(fā)生位移及沉降，一次性最大位移達(dá)280 mm、沉降達(dá)130 mm，同時(shí)產(chǎn)生“踢腳”（基坑邊隆起）、深層滑移等險(xiǎn)情。

3 引起基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)大變形量原因分析

1）本工程地下水位較高，同時(shí)坐落于淤泥及淤泥質(zhì)土層上，淤泥及淤泥質(zhì)土層穩(wěn)定性差、流動(dòng)性較高，其有機(jī)質(zhì)含量較高，對(duì)水泥攪拌樁的發(fā)育起抑制作用。

2）本工程基坑開(kāi)挖深度較深，平均深約7.30 m，局部達(dá)到8 m以上，且基礎(chǔ)施工均需開(kāi)挖至淤泥或淤泥質(zhì)土層上，且淤泥質(zhì)土層的含水率達(dá)到78.70%，其塑性指數(shù)也較高，這是造成基坑水泥攪拌樁支護(hù)結(jié)構(gòu)大變形量的主要原因之一。

3）攪拌樁28 d后抽芯發(fā)現(xiàn)單軸機(jī)攪拌樁抽芯芯樣松散、強(qiáng)度平均值為0.20 MPa左右，出現(xiàn)水泥漿“結(jié)核”；三軸機(jī)攪拌樁抽芯芯樣不連續(xù)、強(qiáng)度平均值為0.50 MPa左右，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求0.80 MPa，如圖7所示。這是造成基坑水泥攪拌樁支護(hù)結(jié)構(gòu)大變形量的又一個(gè)主要原因。

4）基坑支護(hù)攪拌樁北段采用單軸攪拌樁機(jī)施工，單軸攪拌樁機(jī)采用6葉片、葉片噴漿（噴漿孔距葉片邊緣約35 cm），采用“四攪四噴”方式，淤泥質(zhì)土塊與水泥漿沒(méi)有充分地融合反應(yīng)，造成大量的翻漿。

5）工程樁緊貼基坑邊（距基坑邊最近為0.80 m），給基坑支護(hù)樁帶來(lái)一定的安全風(fēng)險(xiǎn)（PHC管樁施工時(shí)，由于土體的擠壓，極易造成坑內(nèi)邊樁下部的斷裂），同時(shí)極易造成坑底隆起、結(jié)構(gòu)底板上浮[1,2]。

4 后期施工關(guān)鍵技術(shù)

在基坑支護(hù)設(shè)計(jì)安全系數(shù)小，基坑開(kāi)挖過(guò)程中基坑支護(hù)出現(xiàn)滑移、變形量大等不利條件下，經(jīng)多方專家咨詢和論證，最終應(yīng)用分塊、抽條、間隔澆筑、底板及承臺(tái)分離施工、堆沙包、核心筒處挖土后置等施工關(guān)鍵技術(shù)，成功解決了基坑支護(hù)設(shè)計(jì)安全系數(shù)小、支護(hù)結(jié)構(gòu)變形量大等技術(shù)難題。

4.1 分塊方法施工技術(shù)

依據(jù)承臺(tái)不同寬度，在基坑周邊預(yù)留反壓土，將穩(wěn)定帶分成寬5～8 m的反壓土層。

4.2 抽條法施工技術(shù)

依據(jù)基坑的空間效應(yīng)，先從基坑的角部開(kāi)始試驗(yàn)性抽條開(kāi)挖；由于基坑支護(hù)的時(shí)間效應(yīng)，抽條完成后須立即澆筑承臺(tái)（澆筑至比底板底高出30 mm處）進(jìn)行反壓抗隆起及防止位移等工作。從實(shí)踐效果來(lái)看，采取承臺(tái)與底板分離式施工，可有效抑制基坑的隆起及位移。

底板完成36 h后上堆沙包，平均質(zhì)量為1.80 t/m2。在基坑分塊施工區(qū)域基坑支護(hù)變形仍較大情況下，采用堆沙包反壓技術(shù)，可抑制基坑支護(hù)滑移，抵抗基坑的隆起。

同時(shí)采取底板與支護(hù)結(jié)構(gòu)無(wú)縫接觸的處理措施，亦有效解決了后期支護(hù)結(jié)構(gòu)隆起及滑移現(xiàn)象[3,4]。

4.3 間隔澆筑施工技術(shù)

抽條開(kāi)挖時(shí)采取“隔三抽一”（開(kāi)挖塊相距15～18 m)的方式跳挖，即將基坑周邊分割成若干個(gè)小的基坑塊，增強(qiáng)了每個(gè)基坑塊的坑角效應(yīng)，降低了基坑施工的風(fēng)險(xiǎn)。

條塊底板與相鄰條塊底板完成合攏時(shí)間控制在7～9 d，此時(shí)間段混凝土底板的應(yīng)力得到有效的釋放，降低了底板開(kāi)裂的風(fēng)險(xiǎn)。

4.4 承臺(tái)與底板分離施工技術(shù)

采取承臺(tái)澆筑與底板分離的形式施工，其做法是承臺(tái)混凝土澆筑至比底板底高出30 mm處，以利用承臺(tái)的鋼筋混凝土自重對(duì)基坑底板進(jìn)行反壓抗隆起（圖2）。

圖2 底板、承臺(tái)分離施工

4.5 核心筒處挖土后置施工技術(shù)

5#塔樓核心筒距基坑邊不足12 m，且核心筒處還須向坑底面下挖約3.50 m，基坑采用長(zhǎng)15 m拉伸鋼板樁作臨時(shí)支護(hù)及18#工字鋼作內(nèi)撐。

施工時(shí)，先做核心筒基坑支護(hù)，塔樓其余底板施工至距核心筒位置周邊1.20 m范圍，施工完成3 d后再采用小型挖機(jī)開(kāi)挖核心筒基坑的土方，開(kāi)挖不到位處采取人工開(kāi)挖加塔吊吊運(yùn)。

由于核心筒處基坑采取后置挖土技術(shù)，核心筒基坑的周邊底板有效抑制了基坑變形位移、坍塌、隆起。

5 結(jié)語(yǔ)

1）在高流塑性淤泥質(zhì)土、含水率較大、有機(jī)質(zhì)含量高的地段，采取水泥攪拌樁作基坑支護(hù)時(shí)務(wù)必要慎重；當(dāng)有機(jī)質(zhì)含量超過(guò)3.50%時(shí)，對(duì)水泥攪拌樁的強(qiáng)度增長(zhǎng)會(huì)有抑制作用，且影響很大。

2）在有機(jī)質(zhì)含量高的淤泥質(zhì)土中采取水泥攪拌樁支護(hù)體系，其管樁施工不宜采用錘擊式管樁施工，因錘擊式管樁施工時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)能較大，施工時(shí)對(duì)基坑土體及支護(hù)結(jié)構(gòu)擾動(dòng)較大，極易造成坑底隆起、結(jié)構(gòu)底板上浮。若不得已而運(yùn)用，應(yīng)采取相應(yīng)的隔振措施。

3）當(dāng)基坑支護(hù)效果不理想或整體變形較大時(shí)，基坑開(kāi)挖要注意速度，若基坑土體挖除較快，其變形值增加也較快，會(huì)造成土體與支護(hù)脫離，支護(hù)邊的土體極易滑移，造成圍護(hù)結(jié)構(gòu)整體或局部被破壞。因此，施工中應(yīng)適當(dāng)減緩坑邊降土速率，預(yù)留反壓土或換填沙包以抵抗基坑變形。

4）本工程通過(guò)應(yīng)用分塊、抽條施工技術(shù)控制基坑的位移量，提高了土方開(kāi)挖過(guò)程中基坑的安全性和可靠性；利用間隔澆筑法施工技術(shù)解決了底板開(kāi)裂的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)取消了局部后澆帶；采用底板及承臺(tái)分離施工技術(shù)控制了基坑的隆起，縮短底板施工工期，有效抑制基坑的時(shí)間效應(yīng)變形；應(yīng)用核心筒處基坑后置施工技術(shù)，核心筒周邊已施工的底板對(duì)深挖附近的基坑變形起到了有效抑制作用。工程實(shí)踐說(shuō)明，這些關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用是合理、有效的[5]。