某市中心高层办公楼项目深基坑支护技术

尤庆健

（福州东辉建筑工程有限公司　福建　福州　350001）

某市中心高层办公楼项目深基坑支护技术

尤庆健

（福州东辉建筑工程有限公司福建福州350001）

结合水文地质条件及周边复杂环境，某市中心高层办公楼项目深基坑采用SMW工法加钢筋混凝土支撑支护体系。从支护结构设计、地下水控制，施工过程动态控制、监测及应急预案等方面介绍了该基坑工程支护技术，最后对实际应用情况进行了经验总结。

深基坑；支护技术；工程；施工技术

1　工程概况

福州地税综合办税中心项目主体建筑为一栋19层高层建筑及4层裙楼，设置二层地下室，基坑开挖深度为12.05～12.70m。本工程南侧基坑边线距学军路围墙约为10.82m，东侧基坑边线距群升国际B楼围墙为3.26～6.08m，北侧基坑边线距拟建工人文化宫现场四层砖砌平房为0～5.6m，西侧基坑边线距在建的台江文教活动中心围墙约为0～2.8m。

图1　基坑周边平面布置图

2　工程地质及水文地质条件

2.1场地工程地质条件概况

根据本工程岩土工程勘察报告，场地特征自上而下主要描述如下：

（1）杂填土：松散～稍密，稍湿～饱和，厚度0.50～5.10m。

（2）粉质粘土：饱和，可塑，厚度0.80～2.80m。

（3）淤泥：饱和，流塑，厚度2.40～5.50m。

（4）粉质粘土：湿～饱和，可塑～硬塑，厚度3.90～18.80m。

（5）淤泥质土：饱和，软塑，层厚0.50～7.30m。

（6）残积砂质粘性土：饱和，可～硬塑，层厚2.85～18.65m。

2.2场地水文地质条件概况

场地地下水类型按埋存条件总体可划分为上层滞水和承压水。其中上层滞水主要赋存于层序①杂填土中，受大气降水和地表废弃水补给，水量不大，孔隙承压水主要赋存于④2中砂、⑥残积砂质粘性土、⑦全风化花岗岩、⑦砂土状强风化花岗岩，地下水主要受侧向补给，水量中等。各承压水具有水力联系。根据勘察资料显示，水位埋深为0.00～1.50m（标高7.01～7.86m）。根据地区调查资料，地下水年变化幅度约1.0m。

基坑开挖的地下水主要来自①杂填土的上层滞水，上层滞水主要受大气降水及生活废弃水补给。

3　支护设计

本工程基坑支护安全等级按一级考虑，基坑侧壁重要性系数是1.1，基坑支护体系安全保证期为基坑支护结构完成后一年。根据周边环境和地质情况，本着“安全可靠、经济合理、技术可行、方便施工”的原则，经过细致分析、计算和方案比较，本基坑支护方案选择如下：

边坡采用SMW工法加混凝土支撑支护体系进行支护，同时结合坡面喷护处理。以北侧边坡为例，详见其剖面图2。

本项目中基坑周围附加地面超载按≤15kPa均布荷载考虑，基坑坡顶1m范围内不允许堆载。设计中采用的主要结构构件情况如下：①水泥土搅拌桩止水帷幕：采用连续套接的三轴水泥土搅拌桩，3φ850@1200，水泥掺入量为不小于20%，水泥土28d的无侧限抗压强度≥1.5MPa，施工过程中泵送压力大于0.3MPa，且泵送流量要求恒定，水泥浆水灰比为1.5～2.0，相邻桩喷浆工艺的施工时间间隔不大于10h。②SMW工法中型钢：按H700×300型钢桩@600布设，长度为18～21m，约465根桩。③混凝土内支撑梁：共两道支撑梁，混凝土强度为C30，截面为500mm×800mm，主筋1625，箍筋φ14@150mm。④混凝土支撑支护体系中的支撑立柱：采用冲孔灌注桩钢格构插入灌注桩形成。冲孔灌注桩为φ900桩，共计29根桩。桩长分别为35m。⑤上部边坡坡面处理：进行素喷C20混凝土厚50mm内配钢筋φ6.5@300×300mm。

4　地下水控制

根据地质状况、地下水位以及支护止水情况，本工程暂不采用降水，拟采用集水明排的措施，以保证施工现场在无水状况下施工，同时作好坑周边的排水、疏水和截水工作。坡面设置泄水管，采用φ50mmPVC管，管外包两层40目尼龙滤网及砂砾滤料，泄水管长度800mm，泄水孔纵横间距为1.5～3m，根据现场实际情况，坡面渗水量大时取最小值。

对于地表水，采取“堵”和“疏”结合的办法：在第一道支撑梁施工及养护结束后，在基坑边支撑顶做排水明沟，沿施工道路边设置，排水沟截面尺寸为厚240mm宽400mm深300～500mm，3‰泛水。并沿第一道支撑梁四周按30m间距设置一个1000mm× 1000mm×1000mm集水井，在南向大门口设一个污水沉淀池（2000mm×2000mm×1500mm），排水沟内污水经沉淀池沉淀后排到指定的城市下水道。

5　施工动态控制

由于工程水文地质条件较为复杂并存在一定的不确定性，且基坑支护工程受诸多因素影响，故不安全状况很难完全避免。本工程按照基坑支护设计规程进行了设计，且经过专家论证，在开挖过程中也严格执行分层分级开挖，但还是出现了坡顶地面裂纹、周边围墙下沉、文化宫办公楼不均匀沉降。

基坑北侧围墙与文化宫工地临近建筑红砖楼间地面发生塌方，出现3（长）m×2（宽）m×0.8（深）m的塌坑。且监测单位连续7d对红砖楼进行监测，红砖楼整体仍处在下沉趋势，且部分监测点日沉降速率均超出设计预警值1mm/d，最大达到3.51mm/d，监测单位已连续7d发出了预警警报。经现场查看和分析，其主要原因有两点：①红砖楼落水管直接排放到该处地面，渗人基坑，导致周边土体流失塌方；②该处围护桩由于地质原因，由SMW工法桩变更为冲孔灌注桩，但在冲孔桩施工过程中冲孔深度未达到设计要求，离基坑底部约2m，导致该处基坑底部出现土方坍塌约4m2。处理方法为：①对已塌陷的深坑采用砂进行回填，并将红砖楼落水管封堵并改道排放；②并对冲孔桩围护桩深度不足部位采用支设模板浇筑C30商品混凝土。

基坑南侧围护结构地下水渗漏严重，导致该处坡顶地面出现裂缝。裂缝长度约5m，离坡顶线2.1～3.2m。经专家现场查看渗漏点，发现该处埋有一条条石砌筑的盲沟，渗漏水从盲沟中流出。查看地下管线布置图，发现离基坑南向坡顶约7m处存在一条消防管，由于该消防管接头处橡胶接头老化导致严重漏水后渗入盲沟。处理方法为将该消防管接头进行重新跟换切断漏水水源，并对地面裂缝采用水泥砂浆灌注。

6　基坑监测和应急预案

6.1基坑点位设置和预警值

根据本基坑工程场地狭窄，不能自然放坡开挖而坡面较陡及土层的特点，和基坑周边近距离范围内存在已建居民楼的现状，在基坑东侧已建金安新村、横巷新村、群升国际三栋居民楼共设置9个监测点，以监测其沉降量及沉降速率，最大监测数值分别为7.05mm及0.03mm/d均小于预警值。在基坑西侧已建红砖办公楼共设置5个监测点，以监测其沉降量及沉降速率，最大监测数值分别为21.44mm及3.51mm/d均超过预警值。沿基坑四周设21个监测点，以监测桩顶位移、桩顶沉降和周边地表管线沉降，最大监测数值分别为28.5mm、10.7mm、26.57mm均未超过预警值。在基坑内立柱顶部设29个监测点，以监测立柱竖向位移，最大监测数值分别为17.58mm及0.03mm/d均未超过预警值（如表1）。

表1　支护结构及周边环境监测报警值一览表

6.2应急预案

当监测值超过预警值时应立即停止开挖，并采取坡底堆载反压或坡顶卸载等措施。若当支护结构侧向位移较大时，即先回填坑底土方或在支护桩周围堆砂袋，保证基坑的临时稳定，然后通过注浆或深层搅拌桩等加固方式对坑底进行加固。养护5d后，将回填土方挖除。若施工现场不能保证连续供电，应配备发电机组，防止因断电不能持续排水导致地下水位升高产生安全隐患。

7　结束语

本项目的基坑支护工程目前已完工并实施了回填，虽然存在坡顶地面裂纹、周边围墙下沉、文化宫办公楼不均匀沉降等问题，但其原因为施工过程中管理不够严格和土层的复杂和不确定性，通过加强日常巡查等管理和信息化控制均能有效预防或避免。总体来说，在地下室土方开挖施工期间，基坑支护和基底地面未发生较大异常和安全事故，临近建筑物、道路、管线等均未出现异常和裂纹损坏等，达到了支护预期效果。

[1]罗萍.超深基坑技术的应用[J].甘肃科技，2004，20（9）：154～156.

[2]中国建筑科学研究院.《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）[S].北京：中国建筑工业出版社，1999.

[3]李庆伟，陈龙华，程金明.北京某深基坑监测实例分析[J].施工技术，2008，37（9）：30～32.

[4]夏明耀.地下工程设计施工手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1999.

TU753

A

1673-0038（2015）12-0043-02

2015-3-9

尤庆健（1983-），男，中级工程师，本科，主要从事建筑施工行业，任一级建造师。