倪 寅 (上海煜璞貿(mào)易有限公司，上海 200333)

1 工程概況

1.1 工程概況

本項目位于常州市鐘樓區(qū)，懷德路以南、延陵西路以東、早科坊以北、西直街以東，地處常州市商業(yè)中心。由有5棟30～35層高層主樓及4～6層商業(yè)樓組成，總建筑面積約29.2萬m，一般區(qū)域設(shè)三層地下室?；用娣e約27750m，周長約700m，基坑大面開挖深度約13.7m，落深區(qū)開挖深度15.1m，屬超大深基坑。

本項目位于常州市中心老城區(qū)，基坑周邊環(huán)境十分復(fù)雜。場地北側(cè)為延陵西路，其上有BRT 2號線，與基坑最近距離約10.5m。西側(cè)為懷德路，其上有BRT 1號線，與基坑最近距離約10.3m。南側(cè)為京杭運河、西直街、西吊橋、明城墻、蓖梳巷的多層建筑，與基坑最近距離約11.5m；東側(cè)為早科坊路，東南角為早科坊公寓，與基坑最近距離約12.1m。

擬建基地四周多條市政道路，地下有各類水、電、天然氣等管線。

基坑周邊環(huán)境總平面圖見圖1所示。

圖1 基坑周邊環(huán)境總平面圖

1.2 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件

場地地勢平坦，地貌為長江三角洲沖積平原，地貌類型單一。在基坑開挖深度范圍內(nèi)涉及的土層分別為：①層雜填土、②層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、②層粉質(zhì)粘土、③層粘土、④層粉土、⑤粉砂夾粉土及⑥粉土。

場地內(nèi)根據(jù)淺層土性的分布劃分為“好土區(qū)”及“差土區(qū)”。好土區(qū)與差土區(qū)分界示意見下圖2。好土區(qū)淺層土層以粘土、粉性土及砂性土為主，位于場地北側(cè)，地質(zhì)剖面詳見圖3；差土區(qū)淺部含較厚的第②層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，位于場地南側(cè)，地質(zhì)剖面詳見圖4。

圖2 場地“好土區(qū)”與“差土區(qū)”分界示意圖

與圍護設(shè)計施工有關(guān)的地層信息如下表1所示。

基坑圍護設(shè)計參數(shù)表 表1

對本工程有影響的含水層主要為淺層的潛水及第Ⅰ層承壓水。潛水主要賦存于第①層雜填土中，設(shè)計時取地下高水位埋深1.0m考慮計算。

擬建場地第Ⅰ層承壓水埋藏于④～⑥及⑧、⑨1層粉土、粉砂中?？辈炱陂g測得該層水位埋深為孔口下1.7m左右?？辈鞙y得該層承壓水對基坑降水有影響，綜合滲透系數(shù)K=1.83m/d。

2 基坑工程特點及難點

2.1 基坑規(guī)模大及安全等級高

本工程基坑面積約27750m，基坑大面開挖深度約13.7m，落深區(qū)開挖深度15.1m，屬超大深基坑?；庸こ贪踩燃墳橐患墶?/p>

基坑開挖的影響范圍比較大，圍護設(shè)計應(yīng)對深大基坑的變形控制以及基坑的分塊施工等予以充分考慮。

2.2 基坑周邊環(huán)境較復(fù)雜

圖3“好土區(qū)”剖面展開圖

圖4“差土區(qū)”剖面展開圖

場地位于常州市中心老城區(qū)，場地北側(cè)為延陵西路，其上有BRT 2號線，其下為規(guī)劃的軌道交通二號線；西側(cè)為懷德橋，其上有BRT1號線；南側(cè)為京杭運河、西直街、西吊橋、明城墻、蓖梳巷的多層建筑；東側(cè)為早科坊路，東南角為早科坊公寓。

基坑周邊市政道路下埋設(shè)了眾多的管線，與基坑的距離相對較近；同時基坑周邊基坑開挖影響范圍內(nèi)有多處需保護的天然地基建（構(gòu)）筑物。

綜上，本基坑周邊環(huán)境條件較復(fù)雜，基坑設(shè)計與施工需關(guān)注對周邊環(huán)境的保護。

2.3 工程地質(zhì)條件復(fù)雜

場地內(nèi)根據(jù)淺層土性的分布劃分為“好土區(qū)”，與“差土區(qū)”?！昂猛羺^(qū)”自然地面6m以下為粉性土、砂性土層，基坑止水、降水至關(guān)重要；“差土區(qū)”雜填土下分布有厚度很大的第②層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，該層土土性很差，對控制基坑變形極其不利。

“好土區(qū)”與“差土區(qū)”土性差異巨大，應(yīng)確?；訃o結(jié)構(gòu)的受力和變形協(xié)調(diào)。

3 基坑圍護設(shè)計方案

綜合考慮安全性、經(jīng)濟性、施工可操作性、基坑周圍環(huán)境、場地布置等多項因素，本工程最終采用鉆孔灌注樁＋三軸水泥土攪拌樁止水+兩道鋼筋混凝土水平圓環(huán)支撐的基坑圍護形式。

3.1 圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計

基坑開挖深度13.2m/15.1m，好土區(qū) 圍 護 樁 采 用?850＠1050/?1000＠1150鉆孔灌注樁，樁長19.5m/22.5m，插入比均約為1:0.6左右；差土區(qū)圍護樁采用?1000＠1200/?1100＠1300鉆孔灌注樁，樁長25m，插入比約為1:1/1:0.8左右。圍護樁設(shè)計參數(shù)表見表2。

圍護樁設(shè)計參數(shù)表 表2

為減少基坑降水對周邊環(huán)境的影響，設(shè)計時采用止水帷幕將第Ⅰ層承壓水隔斷，進入相對隔水層1m左右。針對各條邊的地層分布情況，設(shè)計止水帷幕長度27m～37m。

好土區(qū)典型圍護剖面如圖5所示。

圖5 好土區(qū)典型圍護剖面

差土區(qū)典型圍護剖面如圖6所示。

圖6 差土區(qū)典型圍護剖面

3.2 支撐系統(tǒng)

本工程共設(shè)置兩道鋼筋混凝土水平支撐。根據(jù)基坑形狀，兩道水平支撐均采用雙圓環(huán)鋼筋混凝土支撐（內(nèi)圓直徑122m，外圓直徑142m）。該兩道圓環(huán)撐為常州少見的大直徑圓環(huán)支撐。較常規(guī)的對撐＋角撐的支撐布置型式，大大減少了支撐系統(tǒng)的工程量，且便于土方開挖。

同時在圓環(huán)支撐靠邊位置設(shè)置施工平臺及斜棧橋，施工車輛直接到達土方開挖面，大大加快基坑的施工進度。

本工程支撐平面布置如圖7所示（圖中陰影部分表示棧橋區(qū)域）。

圖7 支撐平面布置示意圖

本工程中采用臨時鋼立柱及柱下鉆孔灌注樁作為水平支撐系統(tǒng)的豎向支承構(gòu)件。臨時鋼立柱根據(jù)豎向荷載采用由等邊角鋼4L160×12綴板焊接而成的型鋼格構(gòu)柱，其截面為480mm×480mm，型鋼型號為Q235B，鋼立柱插入立柱樁（鉆孔灌注樁）中不少于3m，鋼立柱在穿越底板的范圍內(nèi)需設(shè)置止水片。立柱樁采用直徑?800灌注樁，有效樁長20～24m，立柱樁充分利用工程樁。

3.3 基坑降水

本工程基坑降水采用無砂混凝土管井和真空鋼管井相結(jié)合的布置型式?！昂猛羺^(qū)”淺部粉性土為主，采用無砂混凝土井對基坑進行疏干降水；“差土區(qū)”因存在深厚的淤泥質(zhì)土層，滲透系數(shù)低，采用真空鋼管井降水。超前降水時間控制在14天以上，降水深度應(yīng)達到開挖面以下1.0m。

無砂混凝土管井每口井控制面積約為500m，真空鋼管井每口井控制面積約為300m。較常規(guī)降水井布置大大減少了降水井的數(shù)量，節(jié)約了工程造價。

4 基坑實施效果與監(jiān)測分析

本項目自2012年5月開始進行工程樁、圍護樁和止水帷幕等圍護施工；2012年8月第一道支撐整體形成；2012年10月第二道支撐整體形成；2012年12月土方分段開挖到底。2013年2月底板全部澆注完成。2013年6月基坑工程全部結(jié)束。地下工程總歷時13個月。

本工程整體采用兩道圓環(huán)支撐。圓環(huán)支撐受力性能合理，能大大加快土方開挖速度，但要求圓環(huán)四周坑邊應(yīng)土方均勻、對撐開挖，同時要求土方開挖必須在上道支撐完全形成后進行，因此對施工單位的管理與施工要求相對更高。為此，現(xiàn)場成立由業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計及施工單位組成的領(lǐng)導(dǎo)管理小組。整個基坑開挖過程中采取以下措施，確?；影踩?。

①在基坑開挖前嚴(yán)格審核施工組織設(shè)計方案，進行支撐系統(tǒng)施工、基坑開挖技術(shù)交底，并督促施工單位據(jù)此編制內(nèi)容翔實、操作性和可控性強的應(yīng)急預(yù)案。

②在開挖支撐下土方的關(guān)鍵節(jié)點，派專人輪流值班，挖土?xí)r每隔2小時巡視一下現(xiàn)場，如發(fā)現(xiàn)滲漏及滲漏征兆立即啟動應(yīng)急方案，組織搶險。

③在基坑開挖過程中加強現(xiàn)場巡視，出現(xiàn)問題和風(fēng)險參建各方隨叫隨到，及時溝通和協(xié)調(diào)。

④對開挖過程中的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行認(rèn)真分析，發(fā)現(xiàn)風(fēng)險預(yù)兆就相互通報，及時調(diào)整挖土流程及采取處理措施。

基坑施工完畢后，最終圍護灌注樁側(cè)斜變形“好土區(qū)”約3～3.5cm，“差土區(qū)”約7～8cm，能夠滿足基坑圍護設(shè)計要求和周圍環(huán)境保護要求，特別是對場地周邊的道路、管線、橋梁、天然地基建（構(gòu)）筑物等均未造成明顯影響，未遭到相關(guān)單位或個人的投訴，保證了社會的和諧。

圍護支撐設(shè)計參數(shù)表 表3

圖8 基坑開挖到底照片

5 結(jié)語

①本項目位于常州市鐘樓區(qū)商業(yè)中心，基坑面積大、開挖深度深，地質(zhì)條件復(fù)雜，周邊環(huán)境條件復(fù)雜?；訃o采用大直徑鉆孔灌注樁結(jié)合三軸攪拌樁止水帷幕+二道鋼筋混凝土圓環(huán)支撐體系確保了基坑開挖和周邊環(huán)境的安全，具有十分顯著的技術(shù)和經(jīng)濟效果。

②本項目兩道水平支撐均采用雙圓環(huán)鋼筋混凝土支撐（內(nèi)圓直徑122m，外圓直徑142m）。該兩道圓環(huán)撐為常州乃至全國少見的大直徑圓環(huán)支撐，且其同時位于土性差異極大的“好土區(qū)”與“差土區(qū)”，該項目的成功，對圓環(huán)撐的推廣和使用意義重大。

③圓環(huán)支撐受力性能合理，能大大加快土方開挖速度，但要求圓環(huán)四周坑邊應(yīng)土方均勻、對撐開挖，因此施工過程中需要各參建單位密切配合，同時現(xiàn)場應(yīng)加強監(jiān)測，編制切實可行的施工方案及應(yīng)急預(yù)案，以確保基坑及周圍環(huán)境的安全。