某商务楼深基坑施工技术探讨

摘 要：在浙江软弱地基深基坑处理中，控制基坑变形是工程的重点难点，本文介绍了某深基坑设计方法及施工要点，通过监测结果表明取得较好效果。

关键词：基坑设计；围护结构；施工；监测；

中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 文章编号：

一、工程概况及地质条件

1.工程概况

本工程地上建筑面积68750m2，地下13624.4m2，建筑高度为88.7m，地上24层，地下3层。地下3层、2层、1层层高分别为3.6m、3.5m、3.4m；结构形式采用框剪结构，基础采用直径为600~ 800mm的钻孔灌注桩。工程±0.000相当于绝对高程6.40m，自然地坪绝对标高为5.20m。地下1 层板面标高为-1.9~-3.4m，厚度为150~250mm， 地下2层板面标高为-7.00m，厚度为150mm，地下室底板面标高为-10.6m，底板底标高为-11.5m(含100mm素混凝土垫层和200mm碎石垫层)，基坑边承台底标高-12.5m，地梁底标高为-12.2m，电梯井底标高为-14.8m。综合考虑承台和电梯井的平面位置和间距，取设计基坑底标高为-12.2m和-12.7m,设计基坑开挖深度分别为11m和11.5m。

2. 工程地质条件

根据地质勘察报告，场地土划分为7个大层，各土层物理力学指标见表1。工程地下为潜水，水位在-1.4m左右，对基坑的侧壁渗漏有较大影响。基坑开挖面主要位于2-1层黏质粉土，该土层厚约5.0~11.0m，局部黄褐色、灰褐色，软塑，切面较光滑，干强度中等，韧性较差，含氧化铁、云母，夹薄层粉土。

表1 各土层物理力学性质指标

二、基坑围护方案

根据基坑开挖深度、周围环境及土层特性，综合考虑围护结构的安全、围护费用及基坑施工等因素，采用如下围护方案: 基坑上部为土钉墙支护，下部采用两层钢筋混凝土内撑式与钻孔灌注桩相结合的围护方案，同时采用水泥搅拌桩形成基坑外侧的止水帷幕；对电梯井坑中坑局部加深(从板底计算深为3.3m)，采用松木桩普通土钉墙围护。钻孔灌注桩直径800~900mm，中心距950~1050mm，混凝土强度等级为C25，桩长为19.0~23.0m。顶梁、围檩和支撑的混凝土强度等级为C30，压顶梁、各道支撑梁、围檩截面尺寸和顶标高见图2。支撑的竖向立柱的下部尽可能利用工程桩(钻孔灌注桩)， 局部采用新增Ф800钻孔灌注桩，立柱上部为井字钢构架，伸入第一层支撑400mm，下部伸入桩内2m，构架截面尺寸为500mm@ 500mm，由四根L140×12的角钢和一420×220×12@ 600的缀条焊接而成，钢材为Q235钢， 焊条为E43 型，焊接为围焊，焊缝高度8mm，施工时先将桁架与下部钻孔灌注桩的钢筋笼主筋焊接牢固，再整体吊入孔内。水泥搅拌桩直径700mm，桩长11m，相互搭接而成，基坑西面偏北段与邻近建筑物距离较近，水泥搅拌桩中心距为450mm，搭接250mm，其余各侧桩中心距为500 mm，搭接200 mm。松木桩长度为6m，中心距500mm，桩梢径直径140mm，共设置两排土钉，长度4~6m。基坑支护平、剖面见图1。

三、基坑施工

1.基坑降、排水

对地表雨水和施工用水，在基坑坡顶2m外设置一道贯通的地面排水沟，并在沿排水沟一定距离处设置集水井，将地面雨水、污水通过集水井排入城市污水管网。做好坑外及时排走地表水的同时，基坑内根据现场情况设纵横向排水沟，并每隔20m左右设坑底集中排水井， 以确保地下室排水效果，保证地下室围护的安全。

2. 基坑施工总流程

测量放线钻孔灌注桩和立柱桩施工水泥搅拌桩施工第一次土方开挖(标高为- 2.5m 处)土钉墙边坡支护(第一道锚杆)第二次土方开挖(开挖至-5.0m)土钉墙第二道锚杆施工压顶梁、第一道支撑施工养护待压顶梁及支撑混凝土强度达到80%设计强度后，第三次土方开挖(-9.7m标高)施工围檩和第二道支撑养护第四次土方开挖到基底标高上200mm (人工修土紧跟)电梯坑土钉墙边坡支护浇筑垫层、承台及施工地下室底板换撑(随基础同时浇筑)，养护后拆除第二道内支撑拆除浇筑墙板、地下室2层底板施工(换撑)第一道内支撑拆除浇筑墙板、地下室1层底板墙板、地下室1层顶板施工地下室墙板防水施工四周土方回填。

3.围护结构施工

1)钻孔灌注桩施工。成孔采用正循环工艺施工，泥浆护壁，正循环清孔，水下导管法灌筑混凝土成桩，其施工顺序: 测定桩位埋设钢护筒(包括挖泥浆沟槽)复测桩位钻机就位钻进成孔(包括泥浆护壁)冲孔(第一次清孔)吊接钢筋笼下导管清孔(第二次清孔)水下导管法灌注混凝土控制桩头加灌高度y钻孔空灌段回填清洗机具移至新桩位。

2)水泥搅拌桩施工。采用32.5普通硅酸盐水泥，水泥掺量15%，水灰比为0.45~0.55，采用二次下沉二次提升工艺，第一次预搅下沉至设计标高，喷浆提升，第二次下沉至设计标高，喷浆提升复搅，提升速度控制在0.5m/min。相邻桩施工间隙时间不大于24h，搅拌桩成桩均匀、连续、无缩颈和断层，搅拌桩垂直度偏差不大于0.5%。

3)土钉墙支护施工。土方开挖以后进行修坡，喷射混凝土采用干喷法，在喷头处加入水(水量控制以最小回弹率为准)，并添加2%~ 5%的速凝剂，喷射第一层混凝土厚30~50mm， 强度等级为C20。用洛阳铲造孔至设计深度，并控制孔深，孔位，孔径误差。土钉用Ф48钢管加工，钢管前端敲成扁平状封闭，在管壁上沿长度方向每隔0.5m转动90b设2个Ф8mm相对注浆眼，注浆眼从离坑壁2.0m处开始设置直至管底，土钉主筋保护层厚度不小于30mm。土钉注浆(水灰比0.6)采用从孔口向孔底压浆，孔内放置排气管，孔口用止浆袋，注浆压力≥0.5MPa， 确保注浆充盈系数≥1。钢筋网为Ф6.5@200×200双向排列，上下施工段之间以及水平加强筋的搭接采用焊接，锚头采用2Ф16通长加强筋压于钢筋网之上，2Ф16(L= 100mm)压于加强筋之上，并与土钉主筋焊接。

4)内支撑施工与拆除。土方挖至压顶梁底标高后，围护桩桩顶凿除，确保灌注桩进入压顶梁50cm，同时按照图纸要求进行放线测量，保证支撑平面几何尺寸。支撑底模采用混凝土垫层，垫层完成后进行钢筋绑扎及侧模施工。混凝土采用C30商品混凝土掺入早强剂， 第一道支撑混凝土一次性施工完成，第二道支撑混凝土按支撑分布情况，分作五段施工。混凝土浇水养护，其强度以同条件养护下的试块试压结果为判断依据。基坑开挖至坑底时，立即进行垫层和底板浇筑。拆除前先在支撑拆除部位的下方搭设人工操作平台，确保新浇筑的地下室混凝土结构牢固、四周围护稳定，支撑拆除采用空气压缩机与人工凿除相结合的手段， 分段拆除。在围护桩与地下室外墙板之间的临时支撑强度达到设计强度的80%后，方可拆除第二道支撑；完成地下2层全部底板，围护桩同地下室外墙板之间的临时支撑强度达到设计强度的80%后，拆除第一道支撑。

4. 基坑土方开挖

土方开挖分二段、四层进行，运输道设置在中间空隙内，由东大门出土。标高-5.00m以上，采用两台PC200反铲挖机开挖，标高-5.00~ -9.7m，采用4~ 6台PC200反铲挖机由西北区块开始挖土， 阴角部位采用小挖机配合人工挖土、修土。随挖人力紧随修平支撑处土方， 并浇垫层，完成支撑梁及围檩等工序。挖至设计标高向上200mm时，使用人工跟随挖机作业，使土方一次性挖至设计标高。

四、围护监测

具体的监测点布置: 测斜观管8根，深度30m，每层支撑的内力监测设置了12个点，压顶梁上布置8个沉降点。在施工期间各监测项目每天观测一次， 如遇位移沉降及其速率增大时， 则增加观测次数。在整个基坑施工过程中，位移最大值为CX8监测点，其值达28.25 mm(小于设计警戒值50.00mm)。沉降测量最大处为25.21mm (位于基坑西北侧)。最大支撑内力为基坑中部S2处，当第2道支撑换撑后，支护桩中部横向力由地下室底板和换撑协调平衡，此时引起第1道支撑梁内力加大，监测值为4517kN(小于警戒值6500kN )。从监测结果看，施工中各项监测数据均在预计范围之内，基坑开挖对周围道路管线及建筑物基本没有影响。

结语

在土质较差与基坑变形要求高的部位，采用上部普通土钉墙、下部钻孔灌注桩加两层钢筋混凝土支撑的支护形式，不仅为土方开挖创造了较大的工作面，节约了施工成本，同时也有效控制了基坑的整体稳定性、基坑的上部变形及基坑内渗水，确保了基坑与周边管线、建筑物的安全。

参考文献

[1]JGJ79-2002，建筑地基处理技术规范[S].