软岩地质条件下的深基坑支护设计与施工

黄立沙 李宏元 孙晓东 姜 涛

1. 义乌世茂中心发展有限公司 义乌 322001；2. 中建一局集团第五建筑有限公司 北京 100024

1 工程概况

义乌世贸中心工程位于义乌市金融商业区，紧邻国际商贸城。本项目总建筑面积约48.47 万m2，地下建筑面积13.85 万m2，工程包括高260 m超高层酒店、高150 m高级住宅2 栋、高150 m公寓式酒店1 栋、地下3 层（局部4 层）及地上4 层的大型综合商业与配套设施。工程建成后将成为义乌的城市高度与地标。

本工程基坑面积约4.9 万m2（240 m×210 m），周长843.2 m，坑深18.7 m，最深处达20.1 m。基坑从2011年3月开始施工，至主体结构±0.00 m及回填，经历了19 个月的施工过程。工程基坑范围内各土层物理参数情况见表1。

表1 工程基坑范围内各土层物理参数

工程基坑场地内地下水类型为第四系孔隙潜水及基岩裂隙潜水。场地内地下水位随季节性变化，地下水静止水位埋深为0.60～3.00 m，高程为60.82～62.50 m，平均高程61.87 m。

基坑北侧及东侧地下室外墙线向外13 m为横一路及纵一路，南侧地下室外墙线向外12 m为城北路、向外9 m有管线、长途电缆，西侧地下室外墙线向外6.30 m处为Φ1.4 m的引水管，围墙外为福田路。基坑周边环境复杂，可利用空间小。

2 基坑支护设计

根据工程特点，支护方案设计本着结构安全、造价经济、施工方便的基本原则，经综合考虑决定基坑支护设计方案为：西侧采用钢筋混凝土排桩+预应力锚杆支护，下部中等风化岩采用1∶0.25的坡度系统防护锚杆加固；东、南、北侧采用土钉墙支护，岩石部分采用1∶0.25的坡度系统防护锚杆加固。北东侧设宽4 m出土坡道，坡度为1∶7，土层部分采用土钉墙支护，坡度为1∶0.66，岩石部分采用1∶0.3的坡度系统防护锚杆加固[1]。考虑到地层渗透性及含水性好、基坑涌水量大的特点，坑外布置管井降水，坑内采用排水沟、集水井集水明排，支护坡面设置排水管。基坑支护剖面见图1、图2。

3 基坑支护施工与措施

根据本工程的特点及土质情况，基坑土石方开挖采用盆式循环开挖与支护工程分段分层施工方法。土石方与支护工程分3 个阶段进行施工：第1阶段基坑中间分层下挖5～7 m（粉砂层），露出风化岩层，基坑四周预留宽15 m围护施工作业面；第2阶段（图3）大面积土方开挖，挖至标高－18.7 m强风化岩和中风化岩层，在基坑东北角设1 个出土坡道和1 个临时汽车坡道，基坑四周支护分层分段循环施工，以保证施工安全；第3阶段进行标高－18.7 m以下主楼基础、电梯基坑、柱帽等石方基槽施工，按“先主楼、后裙房”的施工原则进行基槽施工[2-4]。从基坑北边留设临时汽车坡道将剩余石方运出，最后将东北角出土坡道挖除。

图1 南侧基坑支护剖面

图2 西侧基坑支护剖面

图3 第2阶段土石方施工平面

3.1 基坑位移情况的处理

由于周边环境受道路动载及地下水影响，地下土和岩层分布情况不一，在岩隙水的长期作用下极易形成滑移层。针对出现的基坑位移情况，我们采取了以下措施：

（a）对南侧局部位移较快的部位，采取土体回填反压措施，加大监测频次；

（b）在南侧砂层与岩层交界面增加锚固混凝土板墙，增加入岩预应力锚索 ；

（c）在西侧吊脚入岩排桩下部增加混凝土板墙和预应力锚杆；

（d）加强了岩层部位的锚杆长度、直径和数量，以保证岩层的总体稳定；

（e）临时封闭南侧人行道路，减少车辆动载对基坑的影响。

3.2 锚杆受到扰动情况的处理

由于本工程地处国际商贸城金融商务区内，在东侧距离13 m处有在建的国信证券大厦基坑，国信大厦后施工的基坑锚索伸入我方已施工的锚杆区域，将扰动现有基坑的支护锚杆，两基坑之间又有一条道路，土层锚杆扰动和动载将对基坑安全产生影响。对此，采取以下措施：

（a）画出工况图（图4），组织专家进行论证，调整对方基坑设计方案；

图4 相邻基坑支护工况

（b）在土方开挖和基坑施工阶段，两坑中间道路不作为进出施工材料和出土主要车辆通道，实行交通控制，减少了动载对基坑的影响。

3.3 排水措施[5,6]

根据周边基坑开挖地下水量，取消南侧排水深井，采取边坡支护设排水引流管，加大基坑内有组织的排水措施。在施工阶段，严格按设计埋设护坡排水管，将岩系水有组织排除，避免大面积土体被水长时间侵蚀。在护坡喷射混凝土施工完毕后，要安排专人对边坡渗水点进行查找，对堵塞的排水管重新疏通。

3.4 运基槽施工

（a）正常土石方设备配备：D315和D200挖掘机8～10 台，大型土方车50～60 台，每天出土量控制在5 000～10 000 m3。

（b）设置专用的弃土场地，保证挖出土石方的存放。

（c）第1阶段土石方外运设置2 个临时出土坡道。

（d）第3阶段基槽施工，先将北侧出土坡道口下基槽成型，在回填出土小坡道后，将基坑东北角临时出土坡道分层挖除，最后按先主体后地下室、从里到外清槽的顺序施工。

3.5 基坑支护锚杆施工技术

（a）由于砂层离散性较大，锚杆采用干钻或水钻方法，为保证锚杆土砂层土岩层成孔的完整性，锚杆钻孔穿越沙土层时增加了套管护壁，钻杆采用偏心钻头技术。

（b）为保证护坡锚杆质量，锚杆采用二次注浆方法。

4 基坑支护的检测

为了确保基坑施工过程的安全性，及时获取基坑开挖过程中支护结构和周围土体的受力与变形信息有关数据，在基坑四周布置21 个深层水平位移井点、 6 个围护墙与坡顶水平位移或竖向位移点位、9 个锚杆内力测试点、11 个西侧引水管线位移测试点、6 个地下水位变化的监测井点。基坑安全监测方案如下：

开挖深度≤5 m时，每2 d监测1 次；开挖深度＞5 m至底板浇注后28 d内，1 d监测1 次；底板浇筑28 d后，3 d监测1 次。当监测值相对稳定时，可适当降低监测频率。当出现影响基坑及周边环境安全的异常情况时，应加强监测，提高监测频率，并及时报告监测结果。

5 结语

义乌世贸中心工程大面积超深软岩基坑支护设计采用小放坡挂网喷浆+锚杆、局部吊脚排桩+锚杆的支护体系。在施工过程中，采取了抗岩土层滑移加固等措施，经过工程实践证明，设计合理明确、施工简便、安全可靠。从相邻工程深基坑支护投入费用的经济比较看，世贸中心深基坑支护设计是比较经济的。