环境复杂的基坑支护技术

刘巍

摘要：昆明向阳新村棚户区改造项目基坑周边环境和地质条件复杂，形状不规则，阳角多，基坑支护和环境保护难度大。根据基坑实际情况，在阳角处采用坑顶放坡（局部）-支护桩-预应力锚索支护形式，并通过调整冠梁腰梁的净距以及锚索的入土角度，防止预应力锚索相交；在浅基础和上部结构薄弱的砖混结构区域，采用双排深层搅拌桩-支护桩-锚索支护，锚索施工采用干成孔施工工艺。监测结果表明，基坑支护环境保护效果良好。

Abstract： The foundation excavation supporting of Xiangyang renovation project in Kunming has complex environment and geological conditions， irregular shapes， too many external angles， and it is very difficult in protecting the environment and foundation pit supporting. According to the actual situation， the supporting method of supporting pile， anchor cables and slope cut is adopted at the external angular position. By adjusting the clearance distance of wales and the angle of anchor cables to prevent anchor cables intersection， the supporting method of supporting pile， the double-row piles， anchor rod are adopted at peripheral constructions with shallow foundation and structural instability， and anchor cable construction uses the technology of dry pore forming construction. Monitoring results show that practical effects are very good.

关键词：变形控制；预应力锚索；支护桩；泄水管；双排深层搅拌桩

Key words： deformation control；prestressed anchor cable；supporting pile；drain pipe；double-row deep mixing pile

中图分类号：TU753 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）10-0115-02

0 引言

昆明地下空间开发规模越来越大，基坑工程普遍具有开挖深度大，开挖范围广，地下水位高，时常伴有水流运动，周边常常紧邻建筑物、道路、地铁、铁路、市政管线等特点。如何在市区复杂条件下，圆满完成深基坑支护工程施工，是需要面对和解决的问题[1]。在昆明向阳新村棚户区改造基坑工程中，基坑开挖深度深，规模大，基坑地下水最大疏干量达666.4m3/d，基坑涌水量大，周边环境复杂，周边建筑保护要求高，在工程中局部应用了双排深搅桩、支护桩、锚索、锚杆、坡顶放坡等组合支护形式，在北测采用泄水管明排水，平衡坑内外水压力，变形控制效果显著。该工程灵活运用多种支护形式和处理方法的手段，可为类似工程提供借鉴。

1 工程概况

向阳新村棚户区改造项目场地位于昆明市虹山东路西侧云南交通运输有限责任公司向阳新村内，该项目场地东侧为虹山东路，南侧为交通职工医院，西侧为道路和住宅区，北侧为昆明市汽车总站宿舍区。拟建项目用地17214.32m2，约26亩，拟建3栋高层住宅及一栋附属用房和社区配套用房，住宅主要为27层及28层，高度分别为75.4m、78.6m，配套用房为4层，高度15m，地下为2层车库，局部设计人防地下室，地下室建筑面积17467m2。建筑结构形式：住宅楼为剪力墙结构，主楼基础采用旋挖钻孔灌注桩，桩径Φ800mm，地下室及多層建筑基础采用筏板基础，抗拔桩采用预应力混凝土管桩，桩径Φ500mm。

基坑开挖底边线周长约428.6m，基坑面积约9969.87m2。根据坑底大面标高和现状地面标高，本基坑不同剖面开挖深度在现地面下8.7～12.0m。基坑设计年限为1年，基坑侧壁等级为一级[2]。

2 工程特点与技术控制难点

①基坑形状极不规则，有多处阳角，且阳角长边长，场地整体北面高，南面低，致使支护结构南北高差不一致（冠梁和腰梁的前后高程不同），妨碍挂网喷浆作业。

②基坑四周均有密集地下和架空管网、线分布，这些管网多分布有基坑红线附近或道路周边，局部即分布于坑顶附近，特别是基坑西侧配电线，局部分布在基坑边，对基坑施工影响大。在基坑西侧，有一条宽约2.0m、深约2.0m的排水沟，由南北向穿过基坑。

③地下水位高，开挖基坑深度范围内存在透水层，基坑北侧支护体系外存在暗流，有水流运动，且水流量大。

④建筑红线内，基坑西北角有砖混建筑物（4层）和公共卫生间。基坑周边的建筑物主要为浅基础，基坑东北侧84栋7层的混凝土结构为人工挖孔桩基础，特别是4-4剖面22栋5层建筑，为毛石基础，砖混结构（无构造柱和圈梁），基础和上部结构均脆弱，建筑物距基坑开挖线近，距离道路最近约0.50m，对基坑支护结构变形要求较高。

⑤基坑西侧紧邻小区道路，支护结构已部分占用公共道路，且上部空间存在高压管线，严重影响施工机械正常作业，存在重大安全隐患。

3 技术措施与创新

①在基坑阳角处，根据坑顶标高，采用局部放坡+桩锚的设计思路，严格根据土层受力，锚索锚固力原理，调整阳角两侧锚索入土的角度，冠梁和腰梁的相对标高，防止锚索在土中相交，减小预应力锚索在张拉过程中的相互影响，减弱锚索预应力损失。为控制腰梁和冠梁之间挂网喷浆作业质量，统一铺设标准规格的钢丝网片，最后进行喷洒100mm厚水泥浆。为减少阳角处位移过大，采用对称张拉施工。

②针对基坑西侧配电线，在施工前进行改道处理，防止电线影响机械施工。对基坑西侧南北向通过基坑的排水沟进行改道疏流，施工前进行疏干处理，然后采用Φ1500mm大直径波纹管从场地西北侧坑外引流泄洪沟至基坑西侧坑外，在中部坑外引入原水沟。

③基坑降排水采用深层搅拌桩止水帷幕+降水井+回灌井+坑内明排的设计思路，严格控制坑内外的水头差，使坑内外水压力保持平衡，有效减少支护结构的水平距离。针对北侧暗流，采用Φ48mm直径的钢管和小直径导管（将小直径导管另一端固定在直径为400mm的PVC管内，PVC管以2%坡度架设在腰梁上，集中将泄水导管所有水量排入基坑内的集水坑中），穿过支护结构，进行逐步泻流排水，将水排放至基坑排水井，最后利用抽水泵将水送至沉降池中，其排水量根据坑外降水井的水位确定，即与暗流流量保持一致，使坑内外水流量保持动态平衡，保证坑内外水土压力平衡，有效加强基坑支护结构的稳定性，可以减少基坑与周边建构物的变形。

④基坑周边建构物紧邻建筑红线，其最近距离仅0.5m。且周边建筑物多为浅基础，上部结构薄弱，无构造柱与圈梁。施工前将各建筑物进行鉴定，施工过程中，采用双排深层搅拌桩进行土体加固，采用支护桩+锚杆锚索等支护形式，防止建筑物因基坑开挖过大变形产生破坏，双排深层搅拌桩主要起止水和加固的作用。锚索采用干成孔施工技术，通过锚索强度试验和回收试验指导基坑锚索施工，试验数据表明干成孔施工工艺比传统湿做法施工能更好地控制周边建构筑物的变形，提高锚索与土体之间的锚固力。同时，在各建筑物薄弱点进行设点观测，严格控制预报警值[3]。

⑤该基坑工程开挖面积大，土方量大，工期紧。采用盆式开挖与岛式开挖相结合的方法，有效缩短工程工期，开挖过程中采取分层，分区，对称开挖方式，缩短基坑表面暴露时间，对基坑沉降变形控制有很大作用[4]。

4 基坑监测

该基坑采用信息化的监测技术，以监测数据指导基坑开挖支护施工，根据监测数据及时地优化调整支护方案、调整施工程序。监测对象包括：基坑支护结构桩顶水平位移、竖向位移；支护结构内力监测；锚杆内力监测；土体深层水平位移；地下水位观测；周边建筑物位移监测；周边地表竖向位移；周边地表、道路裂缝监测；周边管线变形。基坑监测的程序：①监测点的设定→②初始数据的测定→③过程监测→④数据整理分析→⑤中间预警→⑥完整监测报告编制。

数据分析：该基坑周边环境复杂，周边建筑物结构薄弱（以建筑6#为例），西北角无构造柱和圈梁的建筑6#的竖向沉降位移变化小，变化速率均小于0.2mm/d，总的位移沉降均小于25mm。D3号点前期沉降變化速率大，沉降过大，随着支护桩和锚索的等工序的施工，其变化速率逐渐减小，施工中期其变化速率均小于0.15mm/d，总的沉降量小于预警值。

5 结语

鉴于本基坑周边环境的复杂性，根据基坑实际情况，采取多种考虑环境保护的支护技术及信息化施工。监测结果和基坑周边实际情况表明，支护结构水平变形、沉降变形以及周边建构筑物变形指数均在预报警值以内，基坑周围地面和建筑没有出现显著的变形和破坏。

参考文献：

[1]郑云刚，王自忠，杨世相，王晓曙.城市复杂条件下超深基坑支护技术的研究与应用[J].施工技术，2014（01）.

[2]陈祖煜.深基坑支护技术指南[M].北京：中国建筑工业出版社，2012：287-289.

[3]王卫东，刘国彬.基坑工程手册（第二版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2009：617-633.

[4]王成华，段贤伟.基坑开挖对地下管线工作性状影响的数值分析[J].岩土工程学报，2014，36（S2）.