邻近建筑物的深基坑工程实例

胡国超，刘施蕊

(辽宁地质工程勘察施工集团公司，辽宁 沈阳110032)

1 工程概况

1.1 基本情况

沈阳华晨宝马新工厂主办公楼位于沈阳经济技术开发区浑河二十六街1号，开挖深度为10.4 m，局部开挖深度－6.05、－7.4 m。本工程为地下2层地上3层。其中:基坑北侧(21、23轴与G4轴之间)主办公楼的地下室外墙与TB厂房(已建)外墙仅距1.9 m，与TB厂房基础(独立基础，埋深－5.2 m)仅距1.75 m;基坑东侧(27轴)主办公楼的地下室外墙与TB厂房外墙仅距2.1 m，与TB厂房基础(独立基础，埋深－4.5 m)仅距1.4 m。这两侧基坑开挖深度为10.4 m，TB厂房为地上3层的钢结构。具体如图1所示。

1.2 地层情况

根据岩土工程勘察报告，各地层描述如下:

①素填土，主要由回填中粗砂砂土组成，中密～密实，该层已进行加固处理，分布连续，层厚6.00～8.20 m;

②中砂，黄褐色，饱和，中密，分布连续，最大厚度2.0 m;

③粗砂，黄褐色，饱和，中密，部分地段密实，最大厚度5.00 m，该层分布连续;

④砾砂，黄褐色，钻探过程中所见最大粒径70 mm，饱和，中密～密实，层厚2.90～9.10 m;

⑤粗砂，黄褐色，局部含粘性土薄夹层，饱和，中密～密实，该层分布连续，最大厚度4.00 m;

⑥粉质粘土，黄褐色，可塑，该层在该区域连续分布，最大厚度5.00 m;

⑦中砂，黄褐色，饱和，稍密～中密，分布连续，最大厚度7.70 m。

表1 各土层物理力学性质指标

1.3 地下水情况

勘察期间建筑场区地下水位埋深在7.3～8.5 m，平均为7.5 m，综合渗透系数K=70 m/d。

图1 基坑平面布置图

2 基坑支护方案

2.1 基坑特征

本工程的明显特征有:(1)存在一个很厚的素填土层(厚度6.00～8.20 m)，该素填土为经回填夯实的中粗砂组成;(2)基坑的北侧和东侧距新建的TB厂房较近，且厂房采用钢结构、独立基础;(3)在地层埋深约21 m左右为该区域连续出现的粉质粘土层;(4)该区域的地下水综合渗透系数较大，该基坑为坑中坑结构。

2.2 基坑支护设计

为确保基坑边坡稳定及临近建筑物、道路的安全，根据本工程的地质条件和周围环境情况，支护设计时将基坑划分为如下几个设计阶段［1］。

(1)自然地面与地下一层交接处及F3/F4与26/27轴处采用1∶1形式放坡［2］。

(2)ABCDEF段、IJK段、UWX段为A型桩，采用悬臂式长螺旋钻孔压灌桩。

(3)FGHI段为B型桩，采用钻孔灌注桩+3排锚索支护体系。其中第一排锚索根据相邻建筑物基础情况尽量连续布锚。

(4)KL段、MN段为C型桩，采用钻孔灌注桩+3排锚索支护体系。其中第一排锚索根据相邻建筑物基础情况尽量连续布锚。

(5)NO段、PQ段、RS段为D型桩，采用钻孔灌注桩+2排锚索支护体系。

(6)STU段为E型桩，采用悬臂式长螺旋钻孔压灌桩。

(7)VN段为F型桩，UV段为H型桩，采用悬臂式长螺旋钻孔压灌桩。

(8)XYZA段为J型桩，采用钻孔灌注桩+2排锚索支护体系。

沿着基坑四周采用旋喷桩进行止水帷幕［3］，典型支护体系见图2、图3所示。

图2 B型桩剖面示意图

2.3 工程难点及技术措施

(1)由于场地地层大部分为颗粒较细的中砂、粗砂组成，为了避免降低地下水造成周边沉降，利用粉质粘土做隔水层，在二级基坑内(坑中坑)采用旋喷止水帷幕方式，其支护桩及旋喷桩均伸入到⑥粉质粘土层中不小于0.8 m，其中600 mm旋喷桩采用单管旋喷方式、800 mm旋喷桩采用双重管旋喷方式。

图3 D型桩剖面示意图

(2)采用坑内降水方式。

(3)为了躲避TB厂房基础及里面的管沟(距主办公楼地下室外墙9.0 m，埋深－6.1 m)，部分锚索角度调整为－25°，设计时TB厂房基础的压力扩散角按30°考虑。

各段施工参数如表2所示。

3 支护结构的计算

本工程分别进行了内力计算、配筋计算、整体稳定性计算、抗倾覆稳定计算、抗隆起计算、抗管涌验算、地表沉降计算等。本文选取典型FGHI段，即B型桩来说明本工程的计算过程。

表2 施工参数一览表

内力计算方法采用增量法，土压力模型分别采用弹性土压力模型和经典土压力模型，内力计算结果见图4，沉降计算分别采用三角形法、指数法、抛物线法，3种方法进行计算比较，取最大值为控制指标。计算结果见图 5［4］。

图4 内力计算包络图(工况7，开挖10.40 m)

其它指标的计算结果见表3，均满足规范要求。

表3 相关指标计算表

4 施工技术措施

施工常见的问题及处理措施如表4所示。

5 监测方案

水平位移观测点:在基坑护壁的冠梁上埋设水平位移观测点，用长300mm钢筋埋设在冠梁上，外露50 mm，将插入钢筋与冠梁上的钢筋焊接固为一体。垂直位移观测点:垂直位移观测点布设采用用圆钢焊接在TB厂房的钢结构上。

地表沉降观测点:地表沉降观测点布设用混凝土埋设，埋深1.3 m，将长400 mm钢筋放在其中。

监测点布设间距及数量均满足《建筑基坑工程监测技术规范》(GB 50497 －2009)［5］要求。

图5 基坑周边沉降计算值(工况7，开挖10.40 m)

表4 施工技术措施

6 监测频率

基坑开挖深度达10.40 m，平面长度150 m，规模较大，故监测次数也应较多，检测频率一般为日报、周报、月报。日报要求每天均进行各种变形的测量、数据汇总。周报要求每周对数据整理一次，与前几周的变形量比较，找出规律，预测可能出现的情况。月报则更长的时间对基坑监测数据进行分析，找出规律，预测可能出现的事故，及时做出相应的措施。

具体做法为:土方开挖第一层后，冠梁浇灌时在冠梁上做出用于变形观测的标志点，以用于变形观测，开挖第二层时就开始观测，每天上午开始观测，坚持每天观测，直到变形稳定后逐渐减少观测次数，每天的观测结果都上报管理单位、建设单位和监理，最后做一份基坑的变形观测记录上报。

7 监测结果分析

本基坑的监测重点在基坑北侧、东侧的临近TB厂房段。从2011年4月11日开始的第一次监测至2012年2月10日基坑回填完毕，其基坑的累计最大沉降值7.1 mm，最大位移值7.8 mm。根据监测结果，基坑总体变形情况较好。

基坑总体变形情况如图6、图7所示。

图6 垂直位移过程曲线

图7 水平位移过程曲线

8 结语

本工程基坑开挖深度基本在10.4 m左右，基坑面积大，周边环境比较复杂，基坑周边临近不足2 m就存在建筑物，建筑物的基础采用柱下独立基础，埋深在基坑的上部，对变形要求较高。基坑支护结构以排桩支护为主，根据不同情况采用了不同的排桩类型，并采用了旋喷止水帷幕的方式，有效地控制了基坑变形，取得了较好的效果，对类似工程有着一定的借鉴意义。

本工程在TB厂房一侧施工作业面狭小，回填的中粗砂层较厚，实践证明，采用止水+坑内管井降水的效果较好。

本工程由于临近TB厂房，安全要求较高，所以基坑施工信息化监控就变得尤为重要，反馈的信息必须是真实可靠的，否则会出现误判而导致成本增加和工期延误。

［1］JGJ 120－99，建筑基坑支护技术规范［S］.

［2］GB 50330－2002，建筑边坡工程技术规范［S］.

［3］GB 50007－2002，建筑地基基础设计规范［S］.

［4］黄强.深基坑支护工程设计［M］.北京:中国建材工业出版社，2000.

［5］GB 50497－2009，建筑基坑工程监测技术规范［S］.

［6］张帆，阎佳生.BBA办公楼基坑支护及降水工程安全监测技术［J］.探矿工程(岩土钻掘工程)，2013，40(1):62 －65.

［7］许兰兰，周深鑫.南京悦庆大厦深基坑支护设计与施工［J］.探矿工程(岩土钻掘工程)，2011，38(1):55－58.