張幸洪ZHANG Xing-hong；董李輝DONG Li-hui；吳加池WU Jia-chi

（廣東大德通建筑工程有限公司，珠海 519000）

0 引言

關(guān)于地下工程專業(yè)設(shè)計，一般樁基設(shè)計在前，基坑設(shè)計在后。樁基礎(chǔ)圖、承臺圖等是基坑設(shè)計的前提及重要依據(jù)。樁基礎(chǔ)是主體結(jié)構(gòu)的一部分，樁基設(shè)計文件是指令性的，樁基各項設(shè)計參數(shù)指標(biāo)必須得到滿足；而基坑工程只是為保證主體工程能夠?qū)嵤┑囊豁棿胧?，是為主體工程服務(wù)和保駕護航的；同時基坑工程還需保護周邊環(huán)境及設(shè)施不受較大影響，并能正常運營。

既然基坑支護只是一個措施，則據(jù)其保障效果，可分三六九等：有周全嚴(yán)密的措施，使整個地下工程施工下來，如行云流水，一氣呵成，且成本節(jié)省、工期縮減，系統(tǒng)運行最優(yōu)；有稀松平常的措施，施工中大問題不出，小問題不斷，最終樁基、地下室結(jié)構(gòu)施工總算完成，雖未出大的紕漏，但綜合效益不佳；更有低劣的措施，對基坑工程保障作用認識不足，投入資金不夠，基坑設(shè)計方案雖通過專家認證，但難以保障地下工程系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，而不得不作出較大修正。

我們當(dāng)然推崇和提倡在地下工程施工中有周全嚴(yán)密的保障措施，如何表達或呈現(xiàn)這些措施需要一個合適的載體。樁基、土方、地下結(jié)構(gòu)的設(shè)計都有其專業(yè)局限性；而施工單位編寫的施工組織設(shè)計，也因在設(shè)計理論上的認知與設(shè)計者存在差距，在視野和高度上達不到系統(tǒng)工程要求，而且施工組織設(shè)計可以在施工中可隨時調(diào)整，缺乏嚴(yán)肅性和權(quán)威性，其指導(dǎo)效力不足。

基坑工程設(shè)計本來就需要考慮方方面面因素，以確?；影踩跋到y(tǒng)運行安全，這決定了基坑設(shè)計將是一個合格的載體。但過往的基坑設(shè)計還是被深深地打上了“基坑設(shè)計”的烙印，沒有更大膽地跳出基坑論基坑。事實證明，單純的基坑設(shè)計已越來越難以適應(yīng)地下工程系統(tǒng)正常運行的需要。時代呼喚按系統(tǒng)工程方法來對待基坑工程設(shè)計。基坑設(shè)計者最好是通曉地下工程各方面理論及施工技術(shù)，做到“胸中有丘壑”。

1 從基坑支護設(shè)計源頭解決地下工程諸多問題

基坑設(shè)計承載著太多使命，需考慮太多因素?；釉O(shè)計不僅應(yīng)表達清楚支護結(jié)構(gòu)及其工藝等份內(nèi)內(nèi)容，還應(yīng)對樁基施工、土方開挖、主體結(jié)構(gòu)施工的相關(guān)內(nèi)容，如：時間空間順序、作業(yè)面的提供、基坑周邊道路及場地如何使用等“衍生內(nèi)容”提出明確要求。

“衍生內(nèi)容”是基坑設(shè)計的一部分，更是地下工程的一部分，關(guān)乎整個地下工程運行是否安全、順利、高效、經(jīng)濟。但在以往地下工程設(shè)計中，“衍生內(nèi)容”為設(shè)計的空白地帶，在施工前才考慮，甚至是施工中出現(xiàn)了問題才應(yīng)對，頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳。鑒此，面對地下工程諸多問題，需牽住基坑支護設(shè)計這個“牛鼻子”。

現(xiàn)以沿海地區(qū)的深厚淤泥區(qū)基坑設(shè)計為背景，探討如何“牽牛鼻子”。

基坑設(shè)計者常面臨這樣的困惑：基坑支護設(shè)計只是解決了四周邊坡的擋土止水問題，至于在基坑中間土方開挖中出現(xiàn)的臨時邊坡滑移、土方坍塌及因此對工程樁造成的損壞如何處理？在淤泥區(qū)基坑開挖到底后，后續(xù)工程施工作業(yè)環(huán)境惡劣的問題如何處理？

于是，現(xiàn)在基坑設(shè)計者越來越偏愛設(shè)計在基坑底施打工程樁，這樣有很多好處，可系統(tǒng)解決諸多問題：

①對于自然地表及坑底同為軟土，需回填墊層方能滿足樁基施工要求的地層，可省掉一次對回填墊層挖除的工作；對地表土軟弱，坑底土堅實的地層，則可“大賺一筆”。②減少工程樁空孔或送樁長度，一方面節(jié)省造價；另一方面，避免了送樁中易出現(xiàn)的樁頂標(biāo)高不易控制、樁體易傾斜等問題，有利于保證打樁質(zhì)量。③尤其在淤泥區(qū)，相對在地表打樁而言，避免了土方開挖中對樁身造成的剪切破壞。④在淤泥區(qū)坑底作業(yè)，一般需對坑底表層一定厚度的軟土進行換填，這就保證了坑底承臺土方開挖、磚胎模砌筑、底板墊層施工的良好作業(yè)環(huán)境，也使施工難度大為降低。

當(dāng)然在坑底打工程樁也滋生了一些問題：

①因換填土需超挖一定深度，導(dǎo)致基坑工程造價有所增加；②靠近基坑邊緣的工程樁（簡稱邊樁）面臨施工空間不夠的問題；③坑底降排水，尤其在雨季負擔(dān)較重的問題等。

關(guān)于第②點，可通過提前在自然地表先施工邊樁的方法解決；關(guān)于第③點，可通過做好坡上坡下排水設(shè)施，增加排水人力物力解決。

關(guān)于第1 點，可將基坑工程納入地下工程系統(tǒng)，綜合評估：雖然基坑造價有所增加，但有前文表述的4 點好處，若地下工程綜合效益顯現(xiàn)，則在坑底打樁方案就應(yīng)選擇采用。

如何在基坑設(shè)計中考慮坑底換填土因素呢？

同樣以在沿海地區(qū)的深厚淤泥區(qū)為背景，設(shè)若基坑深H，在坑底打樁，需對坑底土換填h 厚，按理基坑設(shè)計深度應(yīng)H+h，這樣基坑安全應(yīng)無大礙，但勢必會導(dǎo)致支護結(jié)構(gòu)造價的大幅上升。

通常可考慮計算深度為：H+γh

其中0＜γ＜1

換填厚度不大，比如采用錘擊樁工藝，若完全按基坑深度H 考慮，雖顯冒進，但并非不能，可考慮采取以下措施：

①在坑底被動區(qū)一定寬度范圍內(nèi)采用深層攪拌樁加固等措施，一方面改善被動土壓力，以利基坑穩(wěn)定；另一方面，此區(qū)域內(nèi)土體已加固改良，勿需換填，其頂標(biāo)高與設(shè)計基坑底標(biāo)高一致。②被動加固區(qū)以外土體需換填，但換填速度及一次性換填區(qū)塊面積需嚴(yán)格控制。最好是挖一車淤泥走，馬上回填一車碎石土。但實際施工中因銜接問題及淤泥對碎石土的污染問題，可考慮數(shù)車（如小于5 車）或一定面積（如小于30m2）為一單元換填一次，且一單元開挖完成到換填開始間隔時間不超過半小時。③計算中將基坑安全系數(shù)再適當(dāng)加大。

以往的基坑設(shè)計，上述第①點會在基坑設(shè)計圖中直接表達，第②點則很少在圖紙上反映，甚至文字說明里也不提及，只能看施工單位對圖紙的領(lǐng)會程度及經(jīng)驗水平了，這無疑將為基坑安全埋下隱患。

坑底土方換填表面上看屬土方工程，但如何換填，是關(guān)乎基坑深度計算取值，關(guān)乎支護工程造價的大事，因此基坑設(shè)計必須對類似“衍生內(nèi)容”作出規(guī)定。

2 工程案例

基坑、樁基、土方施工何者先，何者后，并沒有強制性規(guī)定，取決于地質(zhì)條件、周邊環(huán)境、施工條件等因素。

要充分重視基坑、樁基、土方施工的時空順序，它直接關(guān)系到項目運行的順暢與否、工期長短、造價高低。時空順序的安排需在基坑設(shè)計中表達出來，這就要求基坑設(shè)計者能總攬系統(tǒng)全局，提出針對性措施。

工程案例：中山市萬秀豪庭基坑工程。

本項目由開發(fā)商將樁基礎(chǔ)、基坑支護設(shè)計及施工、土方工程與建筑施工均打包發(fā)包給一家總包單位，價低者得。因建筑主體土建施工價格差異不大，則拉開報價的關(guān)鍵在地下工程。

本案例闡述如何在基坑設(shè)計中，通過合理安排基坑、樁基、土方施工的時空順序，將地下工程諸多難題一一化解，并達到綜合效益最佳。

萬秀豪庭地處中山市沙溪鎮(zhèn)秀山村，地處河相沖積平原地帶。一、二期總建筑面積235495.83m2，設(shè)兩層地下室，基坑周長1268m?；A(chǔ)為400mm-500mm 預(yù)應(yīng)力管樁。場地原始地表建筑標(biāo)-4.1m～-4.4m，基坑底設(shè)計建筑標(biāo)高-10.5m，基坑開挖深度約5.8m。本場地除東南側(cè)（11-11、12-12、12'-12'剖面段）緊鄰用地紅線，空間狹小外，其余各側(cè)均有放坡開挖條件（詳見圖1）。

場區(qū)表層為約1m 厚耕植土，下覆2m-5.5m 厚流塑狀淤泥，其下為1.7m～4.5m 厚粗砂。

施工前，場地雜草叢生，積水10cm-50cm 深，地表松軟，狀似沼澤，顯然不能滿足樁機施工要求。按常規(guī)，需回填約1m 厚碎石土或建筑垃圾墊層，僅此一項，需增加造價200 余萬元?？紤]到基坑開挖后，上部淤泥層已基本挖除，進入粗砂層，通過降水，可直接滿足樁機行走要求；坑底局部軟弱地層或較厚淤泥未挖除者，可小范圍換填即可?；谶@一指導(dǎo)思想，基坑設(shè)計考慮先進行基坑支護工程施工，局部邊樁同時開打，再挖土至坑底，之后在坑底打管樁。管樁采用液壓錘錘擊工藝。

基坑支護主要設(shè)計了兩種支護結(jié)構(gòu)剖面：

直立開挖段，采用?800@600 大直徑攪拌樁，兼作擋土止水樁+內(nèi)置?130 長9m@1200 鋼管樁+錨索土釘墻結(jié)構(gòu)（詳見圖2）。

放坡開挖段，采用大放坡+?48 鋼花管土釘墻，或大放坡+松木樁（?16 長1.5m 鋼筋插筋）土釘墻（詳見圖3）。

解決好樁基施工及基坑開挖的總體順序后，設(shè)計者還面臨以下難題，且看設(shè)計如何化解：

①場地北側(cè)（9-9、10-10 剖面）、東側(cè)（12-12 剖面）地下室外還設(shè)有商鋪，地下室范圍內(nèi)管樁與商鋪管樁樁頂標(biāo)高相差6.8m，在淤泥區(qū)如何處理邊坡上下管樁施工及邊坡支護的問題，是基坑設(shè)計者不容回避的問題。

若按常理出牌，商鋪管樁在自然地表先打?；影粗绷㈤_挖設(shè)計，除需滿足基坑的穩(wěn)定性要求外，還需嚴(yán)格控制邊坡變形，確保商鋪管樁不受損。為控制變形，施打預(yù)應(yīng)力錨索是最佳選擇，但已施工的預(yù)應(yīng)力管樁無疑會為施打錨索時帶來較大障礙。最為關(guān)鍵的原因，在本項目上，開發(fā)商對成本的控制到了近乎苛刻的程度，基坑支護按直立開挖設(shè)計，是最后的選項。

在北側(cè)，地下室外還有較寬場地，若把商鋪范圍場地考慮在內(nèi)，可滿足放坡開挖要求。若先打商鋪樁，放坡開挖時，分布在坡體上商鋪管樁極易傾斜破壞。

最后設(shè)計確定此區(qū)段商鋪范圍內(nèi)場地先用于放坡開挖，待地下室剪力墻完成，土方回填后，再施打管樁。

②在東側(cè)，邊坡場地狹小，不具備放坡開挖條件，需直立開挖。如果也采用待地下室完成，回填土方后再打商鋪樁的方案，一則可能碰到已施工的預(yù)應(yīng)力錨索；二則，因擋土樁墻離緊鄰的南環(huán)路坡底（其路面標(biāo)高比現(xiàn)場地標(biāo)高高約3.1m）最窄處僅約5m，不滿足錘擊樁機作業(yè)面要求。于是基坑設(shè)計把此段商鋪區(qū)域納入到基坑范圍內(nèi)，商鋪管樁作為基坑內(nèi)邊樁先打，其樁頂標(biāo)高控制在地下室底標(biāo)高以上1～2m，待地下室外剪力墻完成，先將樁頂標(biāo)高接至設(shè)計樁頂標(biāo)高，再回填土方至相同標(biāo)高。

③14-14 剖面為一、二期地下室交界面，兩期地下室邊相距30m，中間地帶規(guī)劃為永久道路，二期土方要滯后約二年開挖。綜合以上條件，基坑設(shè)計考慮將此區(qū)段邊坡卸荷降至-7.3m 標(biāo)高，再放坡開挖至坑底；為切斷二期基坑上層滯水及地下水對一期基坑的補給，在此區(qū)段設(shè)置一排攪拌樁止水帷幕。一期基坑土方開挖時，14-14 剖為分級放坡開挖（詳見圖4）；二期基坑土方開挖時，14-14 剖變?yōu)?-2 剖面，呈堤壩型（詳見圖5）；待二期地下室外剪力墻施工完成，則回填土方至設(shè)計標(biāo)高，完善一期道路及園林建設(shè)。

采用上述基坑支護方案，總價僅750 萬元包干。憑此優(yōu)勢，基坑設(shè)計者如愿中標(biāo)整個項目施工總承包。2018 年底，基坑支護開始施工，2019 年上半年，基坑開挖，樁基及地下室結(jié)構(gòu)施工。恰逢雨季，暴雨綿綿不斷，施工單位在坑底排水、局部軟弱土層換填、及坑底臨時道路的修筑上增加了一些成本，耽誤了一些工期，其它都嚴(yán)格執(zhí)行基坑設(shè)計圖紙要求，地下工程總體順暢，取得質(zhì)量、安全、經(jīng)濟效益多豐收。

3 結(jié)語

①對地下工程中的“衍生內(nèi)容”，及由此可能產(chǎn)生的諸多問題，需從基坑設(shè)計源頭予以籌劃解決。②基坑設(shè)計不是僅僅保障基坑工程的安全，而是要保障整個地下工程的順暢安全。③要按照系統(tǒng)工程方法來對待基坑設(shè)計，基坑設(shè)計者要“跳出基坑論基坑”。④基坑設(shè)計需明確基坑、樁基、土方施工的時空順序。⑤評價基坑設(shè)計方案的優(yōu)劣不能僅停留在基坑工程層面，還需考察此方案是否實現(xiàn)整個地下工程系統(tǒng)最優(yōu)。