谈大酒店扩建改建项目地下室基坑支护

1工程概况

地下建筑面积约为12392.8m2；结构形式为框架核心筒结构。建筑总高度为111.4m，层高为3.6m，3m，2.9m；其中地下室为地下车库，地上为酒店、办公楼以及配套设施。基坑深度13.6m，面积约3625m2，±0.00标高相当于3.45m（85国家高程），基坑底标高为-13.8m，周边地坪标高为-0.20m。

2工程地质水文条件

根据地质勘察资料，本工程开挖部分大部分为粉细砂、淤泥质土、、粉砂质泥岩，场地内地下水主要有三层。第一层赋存于素填土中，为上层滞水，具弱等透水性，富水性差第二层赋存于粉细砂中，为微承压水，具中等透水性，富水性较好第三层赋存于下第三系风化基岩中，为基岩裂隙水，具微-弱透水性。该场地的土质特征如下；⑴人工填土层（Qml）素填土：灰褐、褐黄色，稍湿-很湿，松散-稍密状态，主要由粘土混20%～50%碎石、建筑垃圾组成，块径约5～30cm，最大块径50cm。全场地分布，层厚1.80～3.30m，平均2.58m，层顶标高2.48～4.33m。标准贯入试验8次，实测击数N＇=5～9击，平均7击，经杆长修正击数N=4.9～8.7击，平均6.9击。⑵第四系全新统冲淤积层(Q4mc）淤泥质土：深灰色，饱和，流塑，具腥臭味，含有机质，局部含腐殖质，有机质含量约3%～5%，含粉砂或夹粉砂层。全场地分布；层厚3.20～18.10m，平均8.38.m，层顶埋深1.20～3.30m，层顶标高-0.32～2.83m。标准贯入试验36次，实测击数N＇=2～3击，平均2击；经杆长修正击数N=1.7～2.6击，平均2.1击。⑶第四系全新统冲积层(Q4al）粉细砂：灰白色，饱和，稍密-中密，主要成分为石英、长石及少量云母片，含少量粉、粘粒。场地内本层除ZK27号孔外均有揭露，层厚9.30～18.00m，平均11.37m，层顶埋深4.80～11.90m，层顶标高-8.62～-1.50m。标准贯入试验51次，实测击数N＇=10～21击，平均15击，经杆长修正击数N=7.4～14.7击，平均10.8击。⑷下第三系风化基岩（E）场地内下伏基岩为新生界下第三系地层（E）粉砂质泥岩。根据岩石的风化程度划分为强、中风化两个带，其岩性特征描述如下：(4-1)强风化粉砂质泥岩：深灰色，泥质结构，岩石遭受强烈风化而解体，岩芯不完整，呈半岩半土状，岩块手折易断，手捏易碎，失水干裂。局部夹中风化岩块。岩石坚硬程度为极软岩，完整程度极破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ级。全场地分布，层厚4.20～8.30m，平均6.24m，层顶埋深19.40～22.80m，层顶标高-19.50～-15.17m。标准贯入试验20次，实测击数N＇=50～68击，平均54击，经杆长修正击数N=35.0～47.6击，平均38.3击。(4-2)中风化粉砂质泥岩：灰色，深灰色，泥质胶结，粉粒、砂粒结构，中厚层状构造，节理裂隙发育，呈10～40cm柱状，局部为块状。岩石坚硬程度整体属稳定软岩，完整程度较破碎，岩体基本质量等级为V级。全场地分布，揭露层厚9.15～24.60m，平均12.89m，层顶埋深26.30～29.80m，层顶标高-26.38～-22.43m。

3基坑支护方案

本工程基坑支护总长度约为385m，支护面积除去原有建筑约为2962m2，基坑最大深度13.6m，基坑周边标高为-0.20m，基坑底标高为-13.80m，支护型式采用地下连续墙+三轴搅拌桩止水帷幕+内置支撑，共分为基坑一区和基坑二区两个支护区。地下连续墙长度约为385m，墙宽1m和0.8m，其中C、CD、DE段为0.8m，共分为84槽段，槽段长度3.00m～5.572m不等，EGA段连续墙两边采用3×φ850@600三轴搅拌桩，并在基坑外侧采用冷冻法止水，基坑内满布3×φ850@600三轴搅拌桩隔水层。基坑一区设置3道内支撑，冠梁及腰梁尺寸均为1m×1m，对撑DC及角撑JC截面为1m×1m，八字撑XC及连系梁LL截面均为0.8m×1m，第一道内支撑顶标高为-1.15m，第二道内支撑顶标高为-5.50m，第三道内支撑顶标高为-9.70m。基坑二区设置2道内支撑，4根钢立柱，冠梁及腰梁尺寸均为1m×1m，对撑DC及角撑JC截面为1m×1m，八字撑XC及连系梁LL截面均为0.8m×1m，第一道内支撑顶标高为-1.15m，第二道内支撑顶标高为-6.70m。

4基坑支护工程施工及原理

⑴本工程场地狭小、工序复杂、工期紧，施工难度大，基坑部分施工包括地下连续墙、三轴搅拌桩、旋挖灌注桩、内支撑及土方开挖，为保证工期将合理安排施工区域，结合设计方案及现场实际，本工程总体施工部署如下：分区二地连墙施工分区一东面和南面的三轴搅拌桩施工（同时分区二工程桩及立柱桩施工）分区一冷冻法止水施工分区一地下连续墙施工分区二三轴搅拌桩隔水层施工（同时分区一工程桩施工）分区一三轴搅拌桩隔水层施工分区一土方开挖以及内支撑施工分区一地下室结构完成分区二土方开挖以及内支撑施工地连墙施工总体步骤：三通一平测量放线导槽开挖导槽钢筋绑扎、模板加固混凝土浇筑abcd段地连墙成槽开挖钢筋笼制作混凝土浇筑adef段地连墙施工fg、cgf段地连墙施工hb段地连墙施工三轴搅拌桩施工总体步骤：三通一平测量放线导槽开挖def段三轴搅拌桩施工基坑二区地连墙施工完成基坑二区工程桩及钢立柱施工完成二区三轴搅拌桩隔水层施工基坑一区地连墙施工完成基坑一区工程桩施工完成基坑一区三轴搅拌桩隔水层施工土方开挖及内支撑施工步骤：土方开挖至-2.15m标高冠梁施工第一道内支撑施工土方开挖至-6.50m处（基坑内侧有搅伴桩时，边挖边拆）腰梁及第二道内支撑施工土方开挖至-10.70m处腰梁及第三道内支撑施工土方开挖至-13.80m处垫层施工⑵根据佛山市南国酒店建筑工程项目场地岩土工程勘测报告，并结合场地周围环境，经过综合分析比较决定采用地下连续墙兼做地下室外墙，采取支撑梁顺作法的施工设计方案，其支护原理如下：①地下连续墙兼做基坑侧向防水结构及地下室外侧结构墙，在完成防护及隔水搅拌桩、地下连续墙、立柱结构后，利用地下连续墙、冠梁、腰梁及钢筋混凝土支撑梁等结构整体刚度大、稳定性好的特点，采用顺作法开挖施工。②由于地下室西南角跨越地铁，因此在左侧地铁隧道的两侧设置两道1000厚地下连续墙，作为地下室防水及转换梁承重结构，为防止地下水竖向渗进地下室，在两连续墙间设置满布的三轴搅拌桩隔水层，层厚6000，搅拌桩采用新型智能化大功率大直径的三轴搅拌桩机施工。③在三轴搅拌桩底标高与地铁隧道中心之间采用冻结法截水，见图1。

5基坑土方开挖

⑴基坑土方量约4万m3,根据本工程的特点以及满足工程进度的需要，因此在选用挖土机械时，充分考虑25T汽车起吊1台、50T汽车吊1台、挖机：PC2002台，自卸汽车（10m3）10台。在挖土过程中也必须分层、分小段开挖，随挖随撑，每层深度不大于1m。基坑分为一区、二区两个区域，两个区域各设置一个垂直运输通道，由于受地铁影响，先考虑进行一区土方开挖，基坑一区主体施工至±0.00时再进行基坑二区的土方开挖，根据设计图纸支撑梁施工要求进行分层开挖，随挖随支。⑵基坑土方开挖与支护工序应密切配合，土方开挖过程必须有专人进行指挥，基坑土方开挖前支护桩应满足开挖强度要求。土方开挖必须分层分段均衡进行，分段长度不得超过15m，不得超挖。多台挖土机在同一作业面机械开挖，挖土机间距应大于10m。运土方的汽车及挖机，不得在支护桩上来回行驶、辗压。汽车出入的道路要铺碎砼或碎砖缓冲层。保证支护桩和支撑系统受力均衡，分层分段挖土时应对称、均衡的进行。在基坑坡顶5米范围内不得堆放超过设计要求的施工荷载，重型机械布置在基坑边作业，应采取有效的处理措施，如设平台、铺钢板等。⑶土方开挖施工阶段，每层挖土前，根据设计图纸要求，本工程于基坑底设置300mm×300mm的排水沟，每隔30m设置1个1000mm×1000mm集水井，基坑顶设置300mm×300mm截水沟,作为基坑内排水之用，如遇暴雨季节，应增设集水井，并应备足水泵，以便迅速排除坑内积水，使基坑始终处于无明水状态。基坑内的水汇集到集水井通过水泵抽至坑顶明沟,并通过沉淀后排入市政排水管网。

6施工过程中的技术处理

⑴本工程基坑东南角有广佛线通过总长约50m，基坑底距地铁隧道约9m，在土方开挖及地连墙施工过程中为保证地铁安全，避免地铁上方因基坑土方开挖卸载而导致地铁隧道发生竖向位移，在施工过程中严格按照设计方案执行，为保护地铁现将基坑分为两个区域，基坑分区二待基坑分区一出至主体后再进行施工，基坑深度13.6m，面积约3625m2，周长约为385m。土方开挖采用分区、分段、分层开挖，边挖边支尽可能的减少土方开挖对地铁的扰动。地勘资料显示现场地下水丰富，为避免施工过程中地铁隧道发生渗水、透水现象，在土方开挖前进行三轴搅拌桩隔水层施工，桩长分别为6m、9m，一方面起到隔水作用，另一方面可起到对基底的加固作用，东南角地连墙外侧为阻拦地下水，将采用冷冻法进行施工利用人工制冷技术，使地层中的水结冰，将松散含水岩土变成冻土，增加其强度和稳定性，隔绝地下水，便在冻结壁的保护下进行地下工程作业，具置详见图2。⑵南国大酒店扩建工程桩采用旋挖灌注桩，桩基础施工过程对地铁采取相应保护措施，如遇岩层、岩石等需采用旋挖机慢慢研磨直至清除障碍，地铁周边20m范围不得使用冲孔爆破作业，地下连续墙入岩时应使用双轮冼槽机进行施工，地铁保护区内三轴搅拌桩的施工应严格控制桩身长度；以保护地铁不受影响；在地铁保护区内有五条工程桩施工，地铁线范围内的桩需预埋钢护筒进行施工，施工完成后钢护筒不拔起，尽可能的减少对地铁附近土体的扰动。

7基坑施工监测

本工程周边有临近建筑物及主要道路和管线需要保护,地理位置特殊，尤其基坑下方有广佛线地铁，基坑中部有南国大酒店旧楼，基坑施工监测工作极其重要，此外基坑部位地质条件特殊，有流沙层，地下水含量大，在施工过程中应严密监测地铁隧道竖向位移、围护结构侧向位移、地下水位变化情况等的监测，发现问题及时调整施工工序及采取应急措施，由于载荷大监测周期须延长至结构封顶，此外还要增加隧道椭圆度和管片张开量的测量项目。必须严格按有关管理部门、设计等有关变形控制要求进行设计和实施，在基坑围护地下钻孔灌注桩的钢筋笼上绑扎安装带导槽PVC管，保证让一组导槽垂直于围护体，另一组平行于基坑墙体。用光学仪器测量管顶位移作为基坑支护结构顶部裂缝控制值.

8体会

⑴对原设计在基坑内侧采用的三轴搅拌桩，及时向业主、设计提出建议予以取消经实际检验并不影响其地下室防水效果，同时增加地下室停车场十多个停车位，产生了较好的社会经济效益。降低了工程造价，同时也满足建筑使用功能要求。⑵基坑开挖对原有建筑物的加固，基坑边原南国大酒店旧楼在土方开挖阶段须对特殊部位加设临时支撑（东北角处的悬挑处），在地下室结构形成前保留临时支撑，可消除安全隐患。⑶通过对围护结构侧向位移的量测以及严密监测地铁隧道竖向位移、地下水位变化情况、地铁隧道内各项监测数据的变化。同时加强基坑内、外对浅层水位和承压水位的动态观测，使之整个地铁上盖基坑支护工程在安全的状态下得到有效监控，测斜管科学规范的绑扎安装使之围护结构侧向位移测量数据准确。并能反映基坑围护结构不同深度处的水平位移。基坑施工期间全过程监测,能预先控制好地铁上盖及周边建筑物和构筑物的安全。⑷虽然基坑地下水丰富，但通过三轴搅拌桩隔水层、东南角地连墙外侧冷冻法施工，施工过程中未发生地铁隧道渗水、透水现象，整个基坑支护取到良好的防水效果。对于同类类似的工程也是值得借鉴的经验。

作者：邓高萍 单位：广东重工建设监理有限公司