徐高鵬

化工部鄭州基礎(chǔ)工程有限公司（450000）

1 項(xiàng)目周圍環(huán)境情況及場(chǎng)地地層情況

1.1 項(xiàng)目概況及周圍環(huán)境情況

項(xiàng)目位于周口市川匯區(qū)中州北路賈魯河與潁河交匯處河南岸的中州路西側(cè)、西大街南側(cè)、荷花路東側(cè)、丁字街北側(cè)，地處老城鬧市區(qū)，交通便利，場(chǎng)地周邊情況相對(duì)復(fù)雜。本項(xiàng)目為綜合商業(yè)項(xiàng)目，由塔樓和多層裙房組成，地下結(jié)構(gòu)兩層地下車庫(kù)，主樓及商業(yè)裙樓采用剪力墻結(jié)構(gòu)，地基采用復(fù)合樁加筏板基礎(chǔ)，地庫(kù)采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)。本項(xiàng)目基坑大致呈矩形，東西寬約152 m，南北長(zhǎng)約170 m，周長(zhǎng)約590 m。深基坑周邊地面相對(duì)平坦，地面整平標(biāo)高為48.5 m，基底標(biāo)高36.65 m，基坑開(kāi)挖深度為現(xiàn)自然地面下9.03～11.85 m。深基坑開(kāi)挖深度范圍臨近基坑上口建筑構(gòu)筑物情況見(jiàn)（見(jiàn)表1）[1-2]。

表1 擬建基坑周邊情況一覽表

1.2 場(chǎng)地地層及水文地質(zhì)條件

本工程場(chǎng)區(qū)地貌單元為黃淮沖積平原，場(chǎng)地內(nèi)原始地形基本平坦。各勘探孔孔口絕對(duì)標(biāo)高一般在47.77～49.14 m，最大高差為1.37 m。依據(jù)勘察報(bào)告顯示，開(kāi)挖基底面以上土層主要為表層為3～5 m 厚的雜填土和素填土組成，基底及以上2 m 與表層之間由粉土及粉質(zhì)黏土組成?；滓陨? m 及以下土層為粉砂粉細(xì)砂地層，土層含水量大，存在一定的液化流塑狀?？辈炱陂g，地下水位埋深為5.58～7.44 m，穩(wěn)定水位絕對(duì)標(biāo)高41.5～42.5 m。地下水位動(dòng)態(tài)受季節(jié)影響，年變幅一般為1.00～2.00 m。近3～5 年的最高地下水位為地面下3.00 m 左右，標(biāo)高45.5 m。本工程建議抗浮設(shè)計(jì)水位采用絕對(duì)標(biāo)高46.5 m。本工程基坑邊線開(kāi)挖深度為9.03～11.85 m，根據(jù)擬建基坑深度、周邊環(huán)境及地質(zhì)條件，依據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ 120—2012），基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)安全等級(jí)取一級(jí)，安全重要性系數(shù)r=1.1[3-9]。

2 地下水位上漲對(duì)深基坑安全的影響及控制措施

由于鄭州市720 特大暴雨及后續(xù)汛期強(qiáng)降雨泄洪影響，距離基坑北側(cè)約350 m 的周口市賈魯河和潁河交匯水位多次多階段上漲至極限，估算河道內(nèi)水位最高時(shí)高出基坑自然地面以上約3 m，不進(jìn)行地下水位的合理控制，將嚴(yán)重影響基坑安全，隨時(shí)可能導(dǎo)致基坑及臨近建筑物的坍塌。由于開(kāi)挖范圍基底及以下土層多為透水性較好的液化流塑狀的砂層，與河道地層相通，河道內(nèi)水位上漲前，接相關(guān)單位通知要求提前做好應(yīng)急處置措施，施工單位結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況提前預(yù)備了降水專用發(fā)電機(jī)，多臺(tái)強(qiáng)排水的大功率抽水泵，在基坑四周內(nèi)外側(cè)降水井布置了雙臺(tái)抽水泵，啟用了基坑四周外側(cè)的觀測(cè)井，時(shí)刻觀測(cè)水位變化情況，確?；油鈧?cè)特別是北側(cè)迎河面和基坑內(nèi)四周降水管井的正常運(yùn)行及合理的動(dòng)水位深度。

由于地下水位波動(dòng)較大，基坑邊坡四周采取止水措施，極易導(dǎo)致基坑的坍塌?，F(xiàn)場(chǎng)采用動(dòng)態(tài)水位控制結(jié)合基坑變形監(jiān)測(cè)、錨索應(yīng)力變化監(jiān)測(cè)，在確保水位波動(dòng)的合理影響區(qū)間下，啟用可用資源確?；油鈧?cè)觀測(cè)井的管井內(nèi)的動(dòng)水位標(biāo)高在開(kāi)挖基底面以下深度，啟用基坑外側(cè)的所有觀測(cè)和備用回灌井?；觾?nèi)確保管井內(nèi)涌水不涌砂，盡量控制基坑內(nèi)管井的出水量和涌水量平衡，使基坑內(nèi)積水和明水保持在基底以下或基底范圍，確?；舆吰聝?nèi)外水位的高差在可控區(qū)間。

3 方案設(shè)計(jì)的合理選型

3.1 支護(hù)方案技術(shù)及經(jīng)濟(jì)實(shí)用性比較

本地區(qū)常用的支護(hù)形式有:地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐支護(hù)體系、灌注樁+預(yù)應(yīng)力錨索聯(lián)合支護(hù)、復(fù)合土釘墻支護(hù)、土釘墻支護(hù)和自然放坡支護(hù)。根據(jù)工程造價(jià)對(duì)比，地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐支護(hù)體系及樁錨聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu)造價(jià)昂貴，適用于深度較大、周邊環(huán)境對(duì)位移要求嚴(yán)格的部位。對(duì)于有一定放坡空間且坡頂有附加荷載的部位采用土釘墻及復(fù)合土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)較為經(jīng)濟(jì)合理，放坡支護(hù)結(jié)構(gòu)適用于周邊環(huán)境簡(jiǎn)單且較空曠的部位。

3.2 支護(hù)、降水方案的確定

根據(jù)場(chǎng)地地層條件和周邊環(huán)境狀況，綜合技術(shù)、經(jīng)濟(jì)方面的因素，本工程放坡空間不足且周邊有建筑物、道路及管線，對(duì)位移控制要求較為嚴(yán)格，因此在基坑北側(cè)距離建筑物較近的位置選用樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)，其余部位有放坡空間，選用上部土釘墻+下部樁錨的支護(hù)形式。

本工程勘察期間量測(cè)的水位在地面以下5.6～7.3 m（絕對(duì)標(biāo)高在41.5～42.5 m），基底均位于地下水位以下，且基坑基底降深范圍內(nèi)主要為粉質(zhì)黏土和粉細(xì)砂層。降水?dāng)M采用管井降水，遵守多井淺降原則，盡量控制降水速率和抽水含砂量，緩慢降水，盡量減少降水對(duì)周圍環(huán)境影響?；铀闹懿捎脴堕g高壓旋噴樁止水帷幕。開(kāi)工前應(yīng)對(duì)實(shí)際地下水位進(jìn)行測(cè)量，以復(fù)核降水深度和合理調(diào)整降水方案，對(duì)于局部挖深部位采用布置管井及設(shè)置輕型井點(diǎn)降水。

3.3 基坑使用期限的合理規(guī)劃

受此次暴雨及臨近河道的泄洪影響，地下水位波動(dòng)較大。如果早期選擇基坑支護(hù)降水的設(shè)計(jì)選型，基坑支護(hù)如果大范圍選用復(fù)核土釘墻支護(hù)，局部北側(cè)臨近建筑物較近位置采用樁錨，基坑大范圍采用敞開(kāi)式管井降水，對(duì)于常規(guī)非汛期雨季影響及外部荷載影響情況下，其整體變形可控情況下安全穩(wěn)定性也許會(huì)滿足。但是基于基坑設(shè)計(jì)階段對(duì)現(xiàn)場(chǎng)周邊場(chǎng)地管線影響、臨近建筑物距離、基坑的土方挖方和填方量比較、四周樁錨支護(hù)采用的樁間止水，避免了后期的降水持續(xù)運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)及運(yùn)行量過(guò)大的情況，從而安全有效地渡過(guò)了此輪的暴雨及泄洪影響。如果早期對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的排查和評(píng)估不徹底，基坑設(shè)計(jì)階段盲目樂(lè)觀，只對(duì)單一施工造價(jià)進(jìn)行比較，后期造價(jià)也沒(méi)有節(jié)省，且基坑出現(xiàn)過(guò)大變形或者坍塌，都將會(huì)是不可逆的安全事故和重大損失。所以基坑工程關(guān)系到整個(gè)項(xiàng)目能否順利實(shí)施，基坑支護(hù)設(shè)計(jì)初期對(duì)周邊情況、現(xiàn)場(chǎng)條件及設(shè)計(jì)前提的綜合性評(píng)估，對(duì)整體相關(guān)聯(lián)內(nèi)容的造價(jià)綜合比對(duì)，對(duì)基坑使用期限的合理規(guī)劃顯得尤為重要。

4 基坑施工過(guò)程難點(diǎn)及控制措施

4.1 支護(hù)排樁、樁間高壓旋噴樁及冠梁施工

支護(hù)排樁采用混凝土鉆孔灌注樁，成孔灌注工藝采用CFG 后插筋，樁間采用高壓旋噴止水帷幕，樁間側(cè)面采用鋼筋網(wǎng)噴護(hù)混凝土護(hù)面。進(jìn)場(chǎng)施工前先進(jìn)行樁位的排布和每根樁的坐標(biāo)定位、對(duì)每個(gè)剖面的樁頂和每排錨索的標(biāo)高和剖面分界面控制、外側(cè)管線的排查及基坑周邊自然地面標(biāo)高的復(fù)測(cè)、排水用電及施工場(chǎng)地規(guī)劃、工期排布等進(jìn)行合理籌劃。

在實(shí)施過(guò)程中，后插筋的施工作業(yè)面要求設(shè)備能平穩(wěn)站立，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地標(biāo)高復(fù)測(cè)后，場(chǎng)地西側(cè)、北側(cè)存在原市場(chǎng)內(nèi)的地埋直徑約800 mm 的污水管，內(nèi)外側(cè)多為雜填生活垃圾且已被污水管長(zhǎng)時(shí)間浸泡，設(shè)備無(wú)法站立，且施工位置距離磚砌圍墻較近，場(chǎng)內(nèi)自然地面高于圍墻外側(cè)自然地面，施工作業(yè)位置上部存在諸多架立的管線影響，需先移除管線，對(duì)下部垃圾土進(jìn)行換填。移除及換填壓實(shí)平整自然地面標(biāo)高至預(yù)定值后設(shè)備就位，測(cè)放樁位進(jìn)行成樁，成樁過(guò)程中應(yīng)精準(zhǔn)定位并控制垂直度和保護(hù)層，CFG 工藝鉆孔成樁灌注完成后進(jìn)行后插筋施工。由于灌注提鉆速率控制及下部流塑狀砂層影響，第一根成樁后插筋沒(méi)有達(dá)到預(yù)定深度，在總結(jié)現(xiàn)場(chǎng)地層情況、合理控制鉆深超鉆預(yù)定深度1 m、間隔一根或兩根跳打施工、對(duì)澆筑的混凝土粗骨料及坍落度進(jìn)行合理調(diào)整后，后續(xù)樁基后插筋施工得以順利進(jìn)行。

提前清除成樁過(guò)程中地下障礙物，合理規(guī)劃連續(xù)澆筑及吊裝場(chǎng)地，整個(gè)工序的場(chǎng)地規(guī)劃、成孔灌注、鋼筋籠的合理供應(yīng)、吊裝場(chǎng)地、道路規(guī)劃、成樁下籠、合理用電規(guī)劃等的連續(xù)作業(yè)，是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)組織力量的考驗(yàn)，更是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工單位協(xié)作能力的綜合考驗(yàn)。在克服材料錯(cuò)峰供應(yīng)、揚(yáng)塵管控、下雨停滯、土方交叉作業(yè)等影響情況下，施工單位克服重重困難，施工得以順利完成。

4.2 預(yù)應(yīng)力錨索及土釘墻面層施工

錨索施工前進(jìn)一步排查基坑周邊錨索深度范圍內(nèi)的管線影響，根據(jù)需要合理調(diào)整錨索傾角，調(diào)整豎向標(biāo)高，避免發(fā)生錨索與管線的觸碰或串孔。間接對(duì)錨索進(jìn)行間隔跳打施工，錨索機(jī)械成孔前應(yīng)進(jìn)行人工探孔，探明錨索成孔范圍內(nèi)的管線埋深走向等，避免機(jī)械作業(yè)發(fā)生觸碰。錨索上部?jī)膳挪捎酶沙煽坠に?，即螺旋干成孔后將提前加工好的鋼絞線注漿管放入孔內(nèi)預(yù)定深度，按設(shè)計(jì)要求注漿。施工應(yīng)確保成孔完成后及時(shí)安放錨索完成注漿，避免長(zhǎng)時(shí)間擱置導(dǎo)致縮頸塌孔或串孔情況。

第三排采用高壓旋噴的工藝，即連同鋼絞線隨高壓旋噴成孔同步進(jìn)入土體達(dá)到預(yù)定深度，用以克服第三排錨索標(biāo)高位于地下水位以下、干成孔塌孔無(wú)法實(shí)施的情況。旋噴工藝也實(shí)行間隔跳打施工，在錨索施工后進(jìn)行面層鋼筋網(wǎng)及混凝土噴護(hù)，部分位置存在樁間土的直立性差及下層內(nèi)外水壓差的影響，可先噴護(hù)面層后進(jìn)行錨索施工。錨索在注漿完成7 d 后按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行張拉鎖定，并抽取合理點(diǎn)位安放錨索應(yīng)力計(jì)，觀測(cè)錨索鎖定力的變化情況，結(jié)合基坑的變形監(jiān)測(cè)值判定基坑邊坡的變形影響和安全使用情況。槽鋼腰梁按設(shè)計(jì)要求提前加工，成孔前按標(biāo)高定出孔位，以確保錨索的水平度和張拉效果。張拉應(yīng)確保型鋼與噴護(hù)面層的貼合度，避免點(diǎn)受力和不均勻受力，影響錨索的穩(wěn)定和整體安全效果。

4.3 管井施工及基坑降排水的實(shí)施

降水管井施工前應(yīng)對(duì)照結(jié)構(gòu)施工圖，盡量避開(kāi)樁位、承臺(tái)等部位。管井成孔采用正循環(huán)鉆進(jìn)施工工藝。井管可采用無(wú)砂混凝土濾管，井管外包裹濾網(wǎng)。濾料宜采用礫砂，且均勻系數(shù)小于2.0。管井安裝后應(yīng)立即洗井。土方開(kāi)挖施工前應(yīng)提前15 d 預(yù)降水，降水應(yīng)控制抽水速率和降深，合理控制整個(gè)場(chǎng)地的降深。管井降水期間應(yīng)定期取樣測(cè)試含砂量，抽出的水含砂量不超過(guò)0.01%。施工期間應(yīng)連續(xù)降水，并及時(shí)觀測(cè)水位動(dòng)態(tài)，根據(jù)具體情況調(diào)整出水量的大小?；悠马攽?yīng)設(shè)置擋水墻，防止周邊雨水等流入基坑。基坑降水期間排水應(yīng)遠(yuǎn)離基坑排放，排水系統(tǒng)不得向基坑周圍坡體內(nèi)滲漏，對(duì)基坑穩(wěn)定性造成影響。

沿基坑四周布置降水線纜電箱及外排水管道，確保基坑降水能順利排出。對(duì)于基坑開(kāi)挖至基底的局部挖深部位采用管井結(jié)合輕型井點(diǎn)的降水措施。局部降水不徹底的采用局部明排輔助處理。墊層施工期間按設(shè)計(jì)要求對(duì)基坑內(nèi)降水管井設(shè)置鋼套筒的明封井處理，基礎(chǔ)筏板澆筑過(guò)程中做好維護(hù)確保連續(xù)運(yùn)行，保持管井內(nèi)動(dòng)水位的穩(wěn)定性。基坑封井期間應(yīng)遵循先難后易的原則，即先對(duì)基坑內(nèi)臨近電梯井積水坑或迎河面管井進(jìn)行封堵，封井應(yīng)間隔實(shí)施，避免集中封賭過(guò)快造成基礎(chǔ)的不均勻上浮。

5 相關(guān)注意事項(xiàng)

基坑支護(hù)施工前，應(yīng)對(duì)基坑設(shè)計(jì)圖紙中所有尺寸、坡頂高程和坡底高程進(jìn)行復(fù)核，核實(shí)各部位基坑深度和基坑開(kāi)挖放坡空間。與主體地下結(jié)構(gòu)最終施工圖對(duì)比，確認(rèn)與主體結(jié)構(gòu)外包尺寸留有足夠的施工空間，確保能夠施工。施工前應(yīng)進(jìn)一步核實(shí)地下管線等分布，確保施工安全。在成孔時(shí)應(yīng)緩慢操作，避免對(duì)地下管線造成破壞或過(guò)大擾動(dòng)?；又苓? 倍開(kāi)挖深度范圍內(nèi)堆載嚴(yán)禁超出設(shè)計(jì)荷載值，若堆載超出設(shè)計(jì)荷載值應(yīng)重新進(jìn)行計(jì)算復(fù)核，邊坡坡頂3 m 范圍內(nèi)嚴(yán)禁堆載?；娱_(kāi)挖過(guò)程中，若出現(xiàn)土層坍塌，可根據(jù)實(shí)際開(kāi)挖情況調(diào)整單層開(kāi)挖深度，并可先噴護(hù)底層混凝土以增加坡面或樁間土穩(wěn)定性，再進(jìn)行土釘或錨桿成孔，具體可根據(jù)施工情況調(diào)整?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)根據(jù)本工程特點(diǎn)制訂相應(yīng)的雨季施工方案、安全應(yīng)急預(yù)案等，應(yīng)綜合考慮雨季地表水的匯集和排泄，防止地表水、地下水和市政管網(wǎng)滲漏水侵入基坑坡體土，對(duì)基坑的穩(wěn)定性造成影響。對(duì)因開(kāi)挖造成邊坡、地面過(guò)大變形，可用高壓注漿法，對(duì)其進(jìn)行跟蹤注漿加固來(lái)控制其變形。

現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備一定數(shù)量的砂袋及砂土，必要時(shí)可對(duì)被動(dòng)區(qū)采取壓重法，可有效減少基坑變形和抵抗基坑隆起。若土體含砂量較大，可以降低開(kāi)挖層深，先噴后錨分段支護(hù)。

基坑邊坡滲水處理，應(yīng)根據(jù)具體情況分別處理。若微滲不影響施工，則在滲水部位假設(shè)導(dǎo)流管。若滲水量較大，則應(yīng)減緩或停止土方開(kāi)挖，查找原因，及時(shí)處理。施工現(xiàn)場(chǎng)做好疏排水工作，做好現(xiàn)場(chǎng)排水系統(tǒng)，保證排水溝通暢，并合理確定雨水流向，使場(chǎng)地內(nèi)雨雪后不陷不滑，不積水。

在土方開(kāi)挖階段，嚴(yán)格按照“分層開(kāi)挖，先支后挖，嚴(yán)禁超挖”的原則開(kāi)挖支護(hù)基坑，一般土層中單次開(kāi)挖深度不應(yīng)超過(guò)1.5 m，在開(kāi)挖基坑底部砂層時(shí)單次開(kāi)挖深度不應(yīng)超過(guò)1.0 m，同時(shí)應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)具體開(kāi)挖情況及時(shí)調(diào)整。本工程應(yīng)選取合理的施工平臺(tái)進(jìn)行CFG 樁施工，以減少對(duì)基坑及周邊環(huán)境造成的影響。旋噴樁施工范圍內(nèi)存在粉質(zhì)黏土，應(yīng)通過(guò)試樁確定施工參數(shù)，保證旋噴樁施工滿足設(shè)計(jì)要求。

基坑施工前，應(yīng)先對(duì)基坑周邊既有建（構(gòu)）筑物沉降、裂縫情況進(jìn)行調(diào)查取證，做好拍照、錄像、測(cè)量等工作，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行公證，保全證據(jù)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置及測(cè)量除滿足本設(shè)計(jì)要求外，還應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)家相應(yīng)規(guī)范、規(guī)程執(zhí)行。加強(qiáng)對(duì)周邊環(huán)境和支護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)，出現(xiàn)異常時(shí)，應(yīng)及時(shí)通知相關(guān)單位，分析原因，采取措施。監(jiān)測(cè)應(yīng)由除施工方外的建設(shè)方所委托的第三方進(jìn)行監(jiān)測(cè)，基坑工程巡視檢查應(yīng)包括支護(hù)結(jié)構(gòu)、施工工況、周邊環(huán)境以及監(jiān)測(cè)設(shè)施等內(nèi)容。巡視檢查如發(fā)現(xiàn)異常情況和危險(xiǎn)情況，應(yīng)及時(shí)通知建設(shè)方及其他相關(guān)單位。

6 結(jié)語(yǔ)

地下水位的波動(dòng)對(duì)基坑安全具有相當(dāng)大的影響，應(yīng)提前采用有效的措施合理防范，避免安全事故發(fā)生。在設(shè)計(jì)初期對(duì)基坑周邊環(huán)境的排查和臨近區(qū)域河流、道路、管線、建筑物等的影響因素的充分評(píng)估，合理的方案設(shè)計(jì)對(duì)比分析和選型，是充分應(yīng)對(duì)外因影響的前提。對(duì)處于鬧市區(qū)的深大基坑，更應(yīng)重視正確的源頭把控，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪^(guò)程管理，科學(xué)的規(guī)劃使用，充分評(píng)估安全影響，合理分析方案選型，加強(qiáng)實(shí)施過(guò)程中的質(zhì)量和影響外因控制，選取有實(shí)力經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)、施工單位及管理團(tuán)隊(duì)，才能使方案能安全順利地實(shí)施，最終為業(yè)主交上滿意的答卷。