湯捷 ，蔡濤，張威，劉艷敏

(1.武漢王家墩中央商務(wù)區(qū)建設(shè)投資股份有限公司，湖北武漢 430022;2.武漢市測繪研究院，湖北武漢 430022)

1 引言

隨著城市高層建筑的不斷崛起，地下空間的開發(fā)利用，各種不同應(yīng)用類型的基坑工程不斷涌現(xiàn)，其受到應(yīng)用功能、建筑形式、周邊環(huán)境的影響，逐漸呈現(xiàn)出深、大、緊、近的工程特點(diǎn)。應(yīng)建筑一體化的要求，坑中坑的出現(xiàn)就成了必然結(jié)果。它的存在不僅為維護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工增加了難度，同時也為基坑穩(wěn)定性控制增加了風(fēng)險(xiǎn)與成本，由于坑中坑處理措施不當(dāng)，導(dǎo)致主體結(jié)構(gòu)工程樁位移、基坑維護(hù)體變形、垮塌的基坑工程事故屢見不鮮［1］。為了避免重大工程事故，采取切實(shí)可行的支護(hù)措施，同時降低工程成本，本文對王家墩商務(wù)區(qū)基坑工程坑中坑圍護(hù)體的設(shè)計(jì)治理方法進(jìn)行了總結(jié)與分析，對其使用條件與效用進(jìn)行了評價(jià)。

2 影響坑中坑穩(wěn)定性因素

基坑工程往往具有很強(qiáng)的區(qū)域性、個別性。作為一個系統(tǒng)工程，它不僅涉及土體穩(wěn)定、變形等巖土工程性質(zhì)，滲流、降水等水理、力學(xué)性質(zhì)，而且涉及結(jié)構(gòu)選型、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等結(jié)構(gòu)工程問題，同時，又具有極強(qiáng)的時間、空間效應(yīng)。而坑中坑的出現(xiàn)，往往使得基坑開挖深度局部劇增，外坑形成的應(yīng)力場二次重分布，土體穩(wěn)定性受到威脅;同時，被動區(qū)土體壓力增加，作用于圍護(hù)體結(jié)構(gòu)應(yīng)力增加，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性受到威脅。局部開挖揭露砂層或者砂土互層時也會受到地下承壓含水層水的威脅。而坑中坑相對平面位置與深度則是制約其土體、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素［2］。

武漢市王家墩商務(wù)開發(fā)區(qū)域位于長江一級階地［3］。坑中坑影響范圍內(nèi)多出露有承載力較低的軟弱土層(多為淤泥質(zhì)土)、粉砂與粉土互層、砂層，開挖深度涵蓋1 m～6.5 m。建筑期內(nèi)，受建筑主體設(shè)計(jì)條件限制，坑中坑圍護(hù)體的設(shè)計(jì)常要滯后于主體基坑。

3 坑中坑圍護(hù)體系設(shè)計(jì)選型分析

坑中坑圍護(hù)體系的設(shè)計(jì)作為實(shí)現(xiàn)工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)性至關(guān)重要的一環(huán)，應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件、環(huán)境條件、施工條件以及基坑使用要求與基坑規(guī)模等設(shè)計(jì)條件，通過技術(shù)與經(jīng)濟(jì)性比較確定。

目前，常被坑中坑選用的設(shè)計(jì)支護(hù)方法有放坡、重力式擋土墻、水泥土攪拌樁、高壓旋噴樁、復(fù)合土釘墻、鉆孔灌注樁及其組合體系等。合理選用支護(hù)方法是坑中坑設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，根據(jù)武漢王家墩商務(wù)區(qū)基坑支護(hù)效用，對各支護(hù)方法進(jìn)行總結(jié)分析，定性評價(jià)見表1［4］。

坑中坑支護(hù)方法定性分析表［5］表1

續(xù)表1

基坑工程的支護(hù)型式多樣，常需根據(jù)周邊環(huán)境、水文、地質(zhì)條件、開挖深度、基坑特點(diǎn)以及經(jīng)濟(jì)、技術(shù)因素，綜合評價(jià)、選取支護(hù)型式，或采取多梯次組合支護(hù)體系。

4 坑中坑支護(hù)方法應(yīng)用工程實(shí)例

本文以武漢王家墩商務(wù)區(qū)武漢中心項(xiàng)目為例，來探討各支護(hù)方法的選擇及其應(yīng)用效用。

4.1 武漢王家墩商務(wù)區(qū)武漢中心項(xiàng)目概況

武漢中心項(xiàng)目位于武漢王家墩商務(wù)區(qū)商務(wù)中路以南，是武漢市標(biāo)志性建筑。大基坑面積約2.9萬m2，塔樓坑中坑面積約為3 800 m2，塔樓核心筒電梯井、集水井坑中坑面積約為 120 m2［6］。

4.2 支護(hù)方法選型

塔樓區(qū)域坑中坑主要集中在主坑西南角部，其相對普遍裙樓區(qū)域開挖深度為1.2 m，坑中坑邊距離主坑距離最小處約為22 m，按照1∶1放坡進(jìn)行處理，同時結(jié)合中深管井降水;對于局部土質(zhì)較差區(qū)域，在坡體表面加打短鋼筋的抗滑措施。

電梯井、集水井坑中坑布置較為分散，其所在區(qū)域出露地層主要為(4－2)粉細(xì)砂，北側(cè)及東側(cè)相對開挖深度為1.4 m～1.8 m，坑邊相對于塔樓坑中坑較近，坑外主體結(jié)構(gòu)工程樁布置較為密集，放坡支護(hù)受到限制，故設(shè)計(jì)采用高壓旋噴樁重力式擋墻為主要的支護(hù)方案。墻寬2.6 m，高6 m(見圖1、圖2)。

中部電梯井坑中坑相對開挖深度為6.5 m，局部已揭露砂層，存在承壓水的問題，設(shè)計(jì)采用樁撐支護(hù)，排樁外側(cè)結(jié)合高壓旋噴樁帷幕止水，坑底采用高壓旋噴樁封底處理(見圖1、圖3)。

圖1 武漢中心項(xiàng)目坑中坑支護(hù)平面布置圖

圖2 武漢中心項(xiàng)目坑中坑高壓旋噴樁重力式擋墻(HJK段)典型支護(hù)剖面圖

圖3 武漢中心項(xiàng)目坑中坑排樁加內(nèi)支撐、高壓旋噴樁封底加固典型剖面圖

4.2 各支護(hù)方法效用評價(jià)

武漢王家墩商務(wù)區(qū)武漢中心項(xiàng)目坑中坑支護(hù)型式多樣，周邊環(huán)境復(fù)雜。

支護(hù)期間對外坑、內(nèi)坑及主要支護(hù)結(jié)構(gòu)、周邊結(jié)構(gòu)構(gòu)筑物均進(jìn)行了變形監(jiān)測。監(jiān)測結(jié)果顯示，坑內(nèi)降水對于坑中坑的穩(wěn)定起到了有利的作用，放坡支護(hù)結(jié)構(gòu)結(jié)合降水作用效果良好，是一種經(jīng)濟(jì)、簡約的臨時支護(hù)結(jié)構(gòu)。在施工期間，外坑施工使得內(nèi)坑穩(wěn)定性受到了一定影響?？又锌臃€(wěn)定性與其平面位置及其與外坑的關(guān)系制約了支護(hù)型式的選擇?；幼冃?、穩(wěn)定性主要受到了降雨、周邊環(huán)境等因素影響。現(xiàn)有支護(hù)型式的選擇對于坑中坑的支護(hù)效果顯著，施工期間，坑中坑未發(fā)生明顯的開裂、變形，邊坡變形亦控制在規(guī)范允許范圍內(nèi)。

5 結(jié)論

依據(jù)工程特點(diǎn)綜合地質(zhì)、水文、環(huán)境、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等因素選擇支護(hù)型式是切實(shí)可行的。基坑工程中坑中坑亦是制約整個工程穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。武漢王家墩地區(qū)內(nèi)坑支護(hù)型式的選擇依據(jù)坑中坑支護(hù)方法的適用條件及其優(yōu)劣勢來進(jìn)行是安全、可靠的，且更快捷、經(jīng)濟(jì)、簡便。

［1］侯新宇，劉松玉，董立元.地鐵換乘站坑中坑開挖變形特性［J］.東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2011(06):1289～1294.

［2］吳銘炳，林大豐，戴一鳴等.坑中坑基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與監(jiān)測［J］.巖土工程學(xué)報(bào)，2006，28(S1):1569 ～1572.

［3］機(jī)械工業(yè)第三勘察設(shè)計(jì)研究院.武漢中心項(xiàng)目巖土工程勘察報(bào)告.2009.7.

［4］JGJ 79－2002.建筑地基處理技術(shù)規(guī)范［S］.

［5］DB42/159－2004.基坑工程技術(shù)規(guī)程［S］.

［6］湖北中建三局建筑工程技術(shù)有限責(zé)任公司.武漢王家墩商務(wù)區(qū)武漢中心項(xiàng)目基坑支護(hù)設(shè)計(jì)［R］.2011.