某综合体住宅小区安置房工程基坑支护施工选择与优化

陈建华

（福建三明市第一建设工程有限公司）

某综合体住宅小区安置房工程基坑支护施工选择与优化

陈建华

（福建三明市第一建设工程有限公司）

本文结合工程实例，介绍了福州市综合体住宅小区安置房工程的各种实际情况对基坑支护和井点降水的方案进行选择和优化，取得了较好的技术经济效益、社会效益。

基坑支护；降水；施工；分析；优化

在大中城市里，一般的高层、小高层建筑大都包含有一层或多层地下室，其基础埋深较深，而且多数地处闹市，施工现场环境复杂，施工场地十分狭小，业主对基坑围护造价控制又较紧。如何在这种情况下选择合理而又经济的基坑支护设计方案，下述提供了一个可供参考的例子。

1 工程概况

该工程占地面积5800m2，总建筑面积45000m2，建筑高度56m，框剪结构。地上建筑由三栋18层的高层建筑群组成，为商住两用楼，其中1～3层为商场，4～18层为住宅。基础采用400× 400方桩，地下室一层，局部二层，地下室占地面积4200m2，基坑外形及周边环境如图1。

图1

地下室一层底板面标高-3.70m，土方开挖深度4.10m，地下室二层底板面标高-6.50m，土方开挖深度7.0m。

2 工程地质及水文情况

根据《工程地质勘察报告》资料，该工程场地土层情况自上而下依次为：

（1）杂填土：主要为灰黑和褐灰，稍密，湿，0.7～2.2m的厚度；

（2）粉质粘土：主要为绿灰色和灰黄，可塑，0.3～1.8m的厚度；

（3）淤泥质土：主要为深灰色，饱和，流塑，0.7～3.3m的厚度；

（4）粗中砂：深灰色，饱和，稍～松散，含泥量3～10%，8.7～14.1m的厚度；

（5）淤泥质土（夹砂）：深灰色，饱和，流塑，0.5～5.9m的厚度；

（6）中砂夹淤泥质土：深灰、浅灰、褐黄色，饱和，稍～中密，局部可达密实，含泥量3～10%，0.2～7.3m的厚度；

（7）淤泥质土和中砂交互层：主要为灰色，淤泥质土呈饱和、软塑状，砂呈松散～稍密～中密状态，5.3～17.8m的厚度；

（8）淤泥质土与中砂交互层：深灰，淤泥质土呈饱和、流塑状，砂呈稍密～中密状态，5.4～18.1m的厚度；

（9）中细砂夹淤泥质土：深灰色，饱和，稍～中密状态，含泥量3～8%，1.7～8.8m的厚度；

（10）细中砂：浅灰，灰黄、褐黄，中～密实状态，含泥量3～10%，5.8～11.9m的厚度；

（11）碎卵石：褐黄、浅黄、浅绿灰色，中～密实状态，0.3～12.2m的厚度；

（12）强风化花岗岩：褐黄、灰黄、灰白等色，坚硬，0.1～3.3m的厚度；

（13）中（微）风化花岗岩：灰白、肉红、灰黄色，致密，坚硬，花岗结构，块状结构。

该工程场地地下水主要有：

（1）浅层杂填土中的孔隙潜水，为弱透水～透水性地层，水量有限，主要受大气降水、地表水体和地表排水的影响；

（2）砂层（4）中的孔隙承压水，为透水性承压含水层。本含水层与内河和闽江具有很强的水力联系，受内河、闽江水的直接补给。

3 基坑支护施工难点

（1）该工程地处繁华闹市区，施工场地非常狭窄，距周边建筑物最小距离仅4.0m。周边居民和商业店面多，且多为一、二层木结构、砖混结构民房，各种电信、市政管线较密，在施工过程中不能对周边居民生产、生活产生任何不良影响。

（2）为保证基坑的稳定、安全及周边居民生产、生活的正常进行，其最大变形量需满足以下条件：

①地面沉降≤30mm，桩顶沉降≤30mm；

②支护结构水平最大位移≤基坑开挖深度的1/300。

（3）该施工项目的地质情况复杂，土层分层较多，且湿度、密度变化较大，其中砂层又较厚。施工早期的预制方桩由于发生挤土效应，致使周边建筑物出现了开裂的现象，所以后续施工时围护桩需减少对周边土体的扰动。

（4）地下室二层的基坑底部落在（4）粗中砂层，包括含水层顶板以上的水位高度，该层中承压水头高度对平均值约2.53m，水头标高约3.6～3.9m，如未进行降水就开挖基坑，在承压水头作用下将发生基坑突涌，因此必须采用可靠的降水措施。

（5）本工程基坑需要降水范围较大，并要求将承压水头降至底板以下3.5m，为减少长时间大面积降水引起的临近建筑物地基产生过大的附加沉降，造成建筑物开裂、倾斜等不利影响，基坑四周必须采用截水帷幕，以减少基坑外水头降低的幅度。

（6）该工程地下室构造复杂，一、二层地下室底板面高差有2.80m，为使地下室一层能正常施工，在进行地下室二层降水时，需在两者之间设置挡土及截水结构。

（7）由于业主希望本工程能提早完工，因此工期预定为55d，需严格控制整个基坑支护费用。

4 基坑支护及井点降水方案选择

（1）针对当地建筑市场上常见围护桩型式，选型如下：

①拉森钢板桩：施工工期快，施工方便，但施工过程中震动强烈，尤其对现场西北侧一、二层木结构建筑内的居民有较大干扰，另外板桩的止水效果不理想。

②人工挖孔桩、冲（钻）孔灌注桩：基坑支护的安全系数高，但施工过程中污染多，工期长、造价高，受场地条件限制。

③水泥搅拌桩：成桩工期短、无震动、无噪声、无污染，有止水帷幕的功效，但需注意基坑在地下室开挖较深时，会降低桩身的抗剪强度及刚度。

④沉管灌注桩：由于本施工现场土层分层较多，且不均匀，因此沉桩时，容易发生挤土效应，影响成桩效果。

综合以上分析，由于本工程特殊的地质条件，需采用多种基坑支护模式才能满足设计和施工要求。

（2）采用“大井法”估算基坑降水总涌水量及采用完整井群井降水方案计算得出：基坑总涌水量约3800m2/d，采用9口管井，管径0.1m，孔深约20m，基本可满足降水要求。

图2

（3）优化的基坑支护及井点降水方案——内撑式围护结构，如图2所示。且深度为20m的深井，其直径≥450mm。滤管采用φ219钢管，滤管外侧填料为φ6～φ10砾石，离心泵流量为30～35m3/h。

（4）采用水泥搅拌桩具有止水帷幕作用，但是，地下墙未形成封闭，为保证在地下室开挖过程中不同种围护结构之间连接点的安全、可靠和止水效果，采用如右大样图施工，如图3。

图3 不同支护形式交接处作法

（5）基坑开挖及降水期间监测内容主要包括：

5 效果分析

①挡土结构倾斜、位移监测；

②周围路面、地下管道等沉降、裂缝监测；

③临近建筑物及地下管道的沉降、倾斜、裂缝监测；

④监测频率：围护结构施工阶段每两天监测依次，土方开挖阶段每天观测一次，直至地下室顶板浇捣完毕。遇到特殊情况出现，酌情增加观测次数。

（6）为保证基坑的安全，在土方开挖施工过程中，保证有一台挖土机随时可以调用，如发现有坡顶位移呈增大趋势且不收敛，立即用挖土机向坡脚回填反压，直至位移稳定再采取加固措施而后再继续开挖。平时准备300个砂袋，，一旦发现位移增大不稳定时，采用砂袋回填反压。

6 效果分析

①地下室一层基坑深度12m，采用拉森钢板桩、一道水平支撑。

②地下室二层基坑深度20m，采用水泥搅拌桩φ600以S.M. W工法施工，桩中心间距450，两道水平支撑。使用H钢400× 400，间距为1000。

③两层地下室的交接处采用重力式挡土墙：两排水泥搅拌桩φ600，桩中心间距450，深度12m。

④施工场地内砂层含泥量较大，透水性差，还存在砂层与淤泥质土交互层，管井降水效果差，为保障降水效果能达到预期设想，需进行以下调整：于地下室二层基坑内布置12口均匀分布

（1）基坑及周边建筑物监测结果：临近建筑、道路的最大沉降量为10.6mm，土护壁顶部最大水平位移为3.1mm。

（2）在土方开挖完成后，针对水泥搅拌桩的观察看出，桩身光滑，搭接良好，无明显渗、漏现象，在几次大、暴雨情况下止水效果良好，保证了地下室主体的正常施工。

（3）基坑施工的总工期比原计划提前6d，工程造价在业主的控制范围以内。

（4）在整个基坑和后续主体施工阶段过程中，周边建筑物无明显沉降，原有的裂缝无发展迹象，周边居民也没有对施工现场的不良投诉，整个施工过程将对周围环境的影响降到了最低限度。

（1）本工程支护方案因地制宜，采取的多种基坑支护方案组合施工取得了成功。

（2）在基坑支护中采取的水泥搅拌桩作为止水帷幕阻隔基坑外承压水、土方开挖前采取的基坑预降水等措施起到了很好的效果。

（3）施工过程中对基坑内外进行的跟踪监测，及时调整施工技术措施，确保了基坑的安全。

TU753

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1673-0038（2015）24-0079-02

2015-4-22