二道内支撑方案在三层地下室基坑支护中的应用——杭州市弄口大酒店地下室基坑支护实例分析

孔剑华

(杭州市勘测设计研究院，浙江杭州 310012)

二道内支撑方案在三层地下室基坑支护中的应用
——杭州市弄口大酒店地下室基坑支护实例分析

孔剑华∗

(杭州市勘测设计研究院，浙江杭州 310012)

介绍了杭州市弄口大酒店地下室基坑支护工程实例，该工程为三层地下室，基坑大面积开挖深度基本达到13.3m，地处浙江杭州主城区，为典型的钱塘江冲积平原地貌。本工程综合考虑土质、环境及用地红线等问题，基坑支护采用上部土钉，下部二道内支撑，同时结合深井降水的设计思路，取得了良好的技术经济效益，对类似工程具有借鉴意义。

基坑；土钉；内支撑；自流深井；降水

1 工程概况

杭州市弄口大酒店工程位于杭州市弄口村内，站前北路西侧，东方商城西南侧。基坑占地面积约7 500 m2，整个基坑设三层地下室，主体采用框架-剪力墙结构，工程桩采用钻孔灌注桩。本工程±0.000相当于黄海高程6.600，场地自然地面高程在6.000 m左右，则场地内自然地面相对标高为-0.600 m(以下均指相对标高)。设计中考虑道路标高的影响。地下室底板垫层底标高-12.550 m，承台垫层底标高-13.900 m，设计开挖深度为13.300 m。

基坑周边距离用地红线较近，整体场地放坡空间不大。东侧已建站前路，路下有市政管线，在红线内地下有电缆沿基坑分布；场地南侧已建麦庙路；场地的西侧为规划道路及铁路中学操场及已建高层公寓；北侧已建高层，设一层地下室。基坑周边环境情况如图1所示。

图1 基坑周边环境示意图

场地涉及基坑开挖土层主要为表层填土、开挖深度内粉土、坑底及下步淤泥质粉质粘土层，该场地地质情况如表1所示。场地浅部地下水为孔隙潜水，主要受大气降水和地表水补给，勘察期间于钻孔测得地下水位埋深为1.10 m～2.30 m。动态变化幅度1.50 m。

土层物理力学性质指标 表1

2 基坑支护设计思路

本工程基坑规模较大，开挖深度较深，周围环境条件苛刻。基坑占地面积约7 500m2，总延长米约401m，大面积挖深13.30m，局部电梯井开挖深度达14.85m；基坑周边环境比较复杂，可放坡空间极为有限，基坑两侧临路，道路下有较多市政管线，特别是场地东侧部分高压电缆进入场地围墙，局部占用红线内场地，进一步造成基坑支护的困难。用地红线距离基坑侧壁较近，基本为8m～10m，仅西北侧红线与基坑侧壁距离较为宽松，其宽度达18m以上，但考虑到整个场地仅西北侧可以设置施工堆场等因素，因此西北侧基坑侧壁放坡空间实际也很有限，且堆载和车辆荷重较为集中。以上因素决定了本基坑工程等级为一级基坑，支护形式安全度要求很高，总体需要采用内支撑的方案。本工程实际采用了钻孔灌注桩加内支撑的方案，此方式造价和对周边环境的影响较地下连续墙加内支撑方式低廉，安全度较SMW工法桩高(考虑到本工程为三层地下室，工期，地下室施工工期长，采用工法桩型钢租赁期在一年以上，实际工程造价不会低于钻孔灌注桩方案)。

本场地影响基坑开挖的主要土层为开挖深度内的深厚粉土层以及坑底以下深厚的淤泥质粉质粘土层，且本工程的一个极为显著的特点是基坑底部基本就是粉土层和淤泥质土层的分界处。

基坑开挖深度内的土层，基本为力学性质和透水性良好的粉土层，但如果不对粉土层进行适当的降水则意味着水土分算的总侧向土压力很大，因此就这一角度而言，能够降水则能大大减小由地下水所产生的侧向压力。另一方面场地土层在降水后力学性质进一步提高，可采用土钉等支护形式，不但造价低廉，而且施工快捷。综合场地周边环境条件，本工程只能控制性地适当降水，否则可能对周边环境的影响过大；另一方面本工程基坑侧壁大部分地段距离红线仅8 m～10 m，这一因素限定了土钉可采用的长度，考虑到土钉墙墙面本身需要一定的放坡坡度，因此土钉长度基本被限定在6 m以内。综合以上因素，本工程采用了较为折中的支护方式，即基坑上部4.5 m范围采用6 m长度的土钉墙进行支护，其余下部8.8 m采用钻孔桩加二道内支撑的支护形式，桩外侧采用三轴水泥搅拌桩作为止水帷幕，基坑外侧采用自流深井进行控制性降水，以满足土钉施工的要求。这一形式满足了安全性的要求，同时降低了基坑侧向土压力，降低了工程造价，提高施工速度，并且也保证了土钉不超红线的要求。具体剖面支护形式如图2所示。

图2 基坑支护典型剖面

其次，本工程场地土层的一个特点是坑底以下为深厚的淤泥质粉质粘土层，且深度13.3 m的坑底处即为粉土层和淤泥质土层的分界处。就坑底淤泥质土层而言，本工程一方面需要提高坑底土层的力学性质以提高被动土压力，另一方面需要减少坑底土层的变形，因此需要适当地对基坑内侧坑底被动区土层进行加固，本工程采用三轴水泥搅拌桩进行坑底土层加固，竖向加固范围为三层地下室底板以下4.5 m，此加固范围不但加固效果良好，且能方便靠近基坑侧壁处基础承台及地梁的开挖，具体平面布置形式如图3所示。

图3 坑底加固桩平面布置形式

由于本工程基坑底部正好位于粉土层及淤泥质土层分界处，也即为透水层和弱透水层的分界面，这一特点导致坑底附近降水极为困难，而一旦坑底无法进行有效降水，则因为粉土含水易坍塌的特性而无法开挖承台，因此坑底需要加强降水，仅仅依靠坑内自流深井是无法有效抽干基坑底部粉土层中的液态水，需要采用具有一定真空压力的吸水设备。如果采用普通的井点管抽水则由于存在排水总管而布置困难，用量很大，并且对坑底施工行走造成很大困难。本工程采用构造简单的简易型自吸泵，每个自吸泵带2～3根吸水管，按承台布置，并且在承台砖胎膜固化后即可移除，不但节约成本且方便施工，使用极为灵活，起到了很好的效果。

3 基坑支护监测及施工介绍

为确保施工的安全和开挖的顺利进行，在整个施工过程中进行了全过程监测，实施信息化施工。现场监测对深基坑的土方开挖和地下室施工的安全至关重要，只有进行现场监测，才能及时获取基坑开挖过程中围护结构及周围土体的受力与变形情况，掌握基坑开挖对周围环境的影响，对地下室施工的顺利及时提供指导作用。本工程共设置深层土体侧向位移监测点14个(孔深45m)，地下水位监测点14个，支撑轴力监测点22组，另在基坑坡顶、周边路面、围墙(每隔20m一只)和临设(角点处)设置若干沉降观测点。监测预警值设定如下:水平累计位移达55mm，或日位移速率连续3天大于3mm/d，或者单日位移量超过5mm；地下水位日变化超过50 cm；地表沉降累计超过2 cm。

本工程在拆除第一道支撑之前(第二道支撑已拆除)的实测最大位移为51.18 mm；在支撑完全拆除后的位移在34.16 mm～59.87 mm之间，其中仅2个测斜孔的位移量略微超55 mm的预警值。基坑测斜、水位等数据均符合设计预期。

4 小 结

对本基坑支护设计、监测及施工，总结如下:

(1)在粉土地层中开挖基坑，降水很重要，降水后能大幅减少水压力对基坑侧壁的影响，减少支护结构的整体受力，经济技术效益显著；并且由于降水后粉土力学性质进一步提高，自立性良好，十分有利于采用土钉墙方式支护，此支护方法技术成熟，造价低廉，施工快捷，因此在环境条件(包括红线问题)允许的前提下应尽可能考虑此方法作为基坑支护的手段。

(2)对于类似三层地下室的基坑，应尽可能减少支撑道数，因为每一道支撑对地下室施工的影响都很大，不但影响基坑内施工的空间，而且支撑的养护和凿除都对工期造成很大影响，因此有条件的基坑在浅部采用土钉支护不失为一个好的方法。

(3)对于坑底为透水层和弱透水层分界面的基坑，自流深井无法有效抽干坑底附近的地下水，需采用有真空吸力的吸水设备，自吸泵布置灵活，效果良好，相比传统的井点管有较大优势。

[1] 刘建航，侯学渊.基坑工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社，1997.

[2] DB33-2000.建筑基坑工程技术规程[S].

[3] 苏宏阳，郦锁林.基础工程施工手册[M].北京:中国计划出版社，2002.

[4] 孔剑华，朱安宁.预应力锚杆结合土钉、内支撑在深基坑支护中的应用——杭州滨江庆春大厦地下室基坑支护实例分析[J].城市勘测，2005(4).

[5] 杨柳钫，朱安宁.土钉技术在深基坑支护中的应用——萧宏大厦地下室基坑支护实例分析[J].城市勘测，2006(5).

Application of A Scheme of Two Braced Cuts in Three Layers Basement’s Bracing of Foundation Pit——Analysis on the Basement’s Bracing of Foundation Pit of Hangzhou Nonkou Hotel

Kong Jianhua
(Hangzhou Investigation and Design Institute，Hangzhou 310012，Zhejiang)

An instance of the basement’s bracing of foundation pit of Hangzhou Nonkou hotel was descried in this article.The engineering is three layers basement，whose general excavation depth is 13.3meters，it is located in the core district of Hangzhou，and it is the typical alluvial plain landscape of Qiantang River.The soil quality，environmental and land red linewere taken into account in this engineering，a design concept of the upper portion of the foundation pitusing soil nail，the underpants using two braced cuts in combination with the deep well for dewatering was adopted，which had obtained good technical and economic benefits，and could be reference for similar engineering.

foundation pit；soil nail；braced cuts；artesian deep well；dewater

1672-8262(2013)04-173-04

TU753.1

B

2013—03—20

孔剑华(1955—)，男，高级工程师，长期从事岩土工程设计、施工和技术管理工作。