石 勇

中國核工業(yè)華興建設(shè)有限公司 江蘇 南京 211100

建筑密集城區(qū)實(shí)施的深基坑工程施工，尤其是鄰近淺基礎(chǔ)建筑物的深基坑工程施工，對(duì)鄰近建筑物的影響較為明顯。本文以南京市某鄰近淺基礎(chǔ)建筑物的深基坑工程為例，從設(shè)計(jì)優(yōu)化、施工過程控制、安全檢測(cè)等方面入手，發(fā)揮協(xié)同組合效應(yīng)，有效降低了深基坑施工過程中對(duì)鄰近淺基礎(chǔ)建筑物的影響，確保了深基坑實(shí)施過程中基坑及周邊建筑物的安全，可為類似工程實(shí)施提供參考及借鑒[1-2]。

1 工程概況

1.1 基坑概況

某城市綜合體項(xiàng)目位于南京市江寧區(qū)，工程由1棟22層A樓、1棟8層B樓及1棟5層配套商業(yè)裙房組成，2層地下室，總建筑面積72 000 m2。

項(xiàng)目基坑面積11 880 m2，基坑周長(zhǎng)459 m，基坑開挖深度為10.55～11.95 m，集水井、電梯井等局部坑中坑區(qū)域挖深為1.30～2.20 m。原設(shè)計(jì)中，基坑采用“鉆孔灌注樁排樁支護(hù)＋1道鋼筋混凝土內(nèi)支撐”的支護(hù)方式，基坑安全等級(jí)和環(huán)境保護(hù)等級(jí)均為一級(jí)（圖1）。

圖1 基坑平面布置

1.2 工程地質(zhì)及水文概況

本工程場(chǎng)地地基30 m深度范圍內(nèi)從上至下依次為：①1雜填土，①2素填土，③粉質(zhì)黏土，④粉質(zhì)黏土夾礫石，⑤1強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖，⑤2強(qiáng)-中風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖，⑤3a破碎狀中風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖等。

擬建場(chǎng)地淺部地下水類型為孔隙潛水，主要賦存于①層填土中。場(chǎng)地人工填土厚度一般，富水性一般，透水性較好，屬弱透水層，雨季水量較豐富。新近沉積的③粉質(zhì)黏土和④粉質(zhì)黏土夾礫石，呈硬塑狀，透水性差，可視為相對(duì)隔水層。勘察期間實(shí)測(cè)地下水穩(wěn)定水位埋深0.40～2.30 m，吳淞高程為9.53～12.40 m。年水位變幅1.00～1.50 m，水位變化主要受大氣降水和地表水徑流補(bǔ)給影響。其余各巖土層含水微弱，為相對(duì)隔水層。

1.3 基坑周邊情況

基坑北側(cè)為居民自建房，2～3層，距離基坑10.5～14.6 m，此間道路有多條污水管、雨水管、給水管及信息管線。基坑西側(cè)主要建筑物為金鑰匙大廈，9層，條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深3.5～4.0 m，距離基坑5.2～10.7 m?；?xùn)|側(cè)為竹山華庭小區(qū)，地下1層，地上16層，基礎(chǔ)為樁基礎(chǔ)，距離基坑10.8～15.0 m?；幽蟼?cè)為天元路（城市主干道），路中隔離帶為地鐵1號(hào)線（高架設(shè)置），基坑南側(cè)與天元路之間有大量供電、信息及雨污管線。

2 基坑施工難點(diǎn)

基坑三面現(xiàn)有建筑物距離基坑較近，且大部分建筑為淺基礎(chǔ)，基坑深度均超過周邊建筑物基礎(chǔ)埋深5 m以上。基坑支護(hù)施工過程中，周邊建筑物及地表變形控制難度較大。在基坑土方開挖過程中，受區(qū)域管控影響，土方開挖無法連續(xù)進(jìn)行，這將會(huì)造成基坑周邊土方卸載不均，極易產(chǎn)生變形。在基坑拆除過程中，因作業(yè)時(shí)限控制，分區(qū)分段拆除間隔較長(zhǎng)，基坑變形的不確定影響因素較多。

3 基坑支護(hù)方案優(yōu)化

3.1 將鉆孔灌注樁改為旋挖灌注樁

場(chǎng)區(qū)中風(fēng)化巖軟硬不均，巖石天然狀態(tài)單軸抗壓強(qiáng)度區(qū)間值為1.1～38.3 MPa?；又ёo(hù)如采用原泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工，則：場(chǎng)地內(nèi)部分區(qū)域施工難度較大，效率較低，施工工期較長(zhǎng)，并且在施工時(shí)易產(chǎn)生卡鉆、鉆孔傾斜、漏漿等問題；穿越強(qiáng)風(fēng)化巖層時(shí)，容易產(chǎn)生塌孔及孔底沉渣難控制等問題；另外，施工時(shí)需要泥漿循環(huán)，對(duì)周邊環(huán)境有一定的影響。

經(jīng)分析：持力層上部主要為硬塑狀粉質(zhì)黏土，強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖，強(qiáng)-中風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖，上述巖土體穩(wěn)定性好，適宜旋挖樁成孔施工，孔壁不易坍塌；同時(shí)，采用旋挖灌注樁，具有成孔速度快、施工工期短等優(yōu)點(diǎn)。

經(jīng)過前期試樁階段2種工藝的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐及反復(fù)論證，最終將基坑支護(hù)方案由泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工工藝改為旋挖灌注樁施工工藝。

3.2 采取隔離樁對(duì)重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行隔離

基坑西側(cè)為9層淺基礎(chǔ)建筑物，且距離基坑最近，在正常施工條件下，極易產(chǎn)生基礎(chǔ)局部沉降、位移等現(xiàn)象，影響此建筑物安全及深基坑施工整體安全，因此，該建筑物被列為基坑實(shí)施重點(diǎn)設(shè)防對(duì)象。為了降低基坑施工整個(gè)過程對(duì)西側(cè)建筑物的影響，經(jīng)過設(shè)計(jì)驗(yàn)算，最終形成在基坑西側(cè)支護(hù)排樁外側(cè)預(yù)先設(shè)置隔離樁的方案（圖2），以降低基坑施工對(duì)西側(cè)建筑物的影響[3-4]。

3.3 優(yōu)化棧橋設(shè)置

將主棧橋設(shè)置在西側(cè)，加強(qiáng)西側(cè)水平支撐的剛度，以減少基坑西側(cè)變形及位移（圖3）。

圖2 隔離樁布置平面

圖3 棧橋設(shè)置平面

4 施工過程控制

4.1 西側(cè)隔離樁施工

在基坑支護(hù)施工前，先對(duì)西側(cè)隔離樁進(jìn)行施工。施工全部完成后，現(xiàn)場(chǎng)暫停此區(qū)域基坑支護(hù)作業(yè)，將樁機(jī)移位至東側(cè)進(jìn)行基坑支護(hù)施工。待隔離樁樁身混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，再進(jìn)行隔離樁內(nèi)側(cè)基坑支護(hù)排樁施工，以減少基坑支護(hù)施工過程中西側(cè)的基坑變形。

4.2 土方開挖

土方采取分區(qū)分段對(duì)稱開挖，西側(cè)與金鑰匙大廈相鄰區(qū)域土方最后開挖，以降低基坑開挖過程中基坑四周變形對(duì)此區(qū)段的影響。土方開挖順序Ⅰ、Ⅱ區(qū)按1-1、2-1→1-2、2-2，Ⅲ、Ⅳ區(qū)按3-1、4-1→3-2、4-2進(jìn)行（圖4）。

圖4 土方開挖平面

4.3 水平支撐拆除

在西側(cè)金鑰匙大廈區(qū)域，水平支撐由原機(jī)械拆除的方式調(diào)整為靜力切割的方式（圖5），消除機(jī)械拆除過程中振動(dòng)對(duì)此區(qū)域的影響。

4.2.7.2 食品銷售和貯存區(qū)域地面、冷藏柜、冷凍柜、熱柜、貨架、天花板、照明燈、電子秤等應(yīng)定期清潔保持整潔，做到無食物殘?jiān)鼩埩簦瑹o飛蟲，隔板和角落無污漬，無私人物品等。

圖5 支撐梁及棧橋靜力切割區(qū)域

4.4 外墻防水及保溫施工

地下室結(jié)構(gòu)施工完畢后，優(yōu)先進(jìn)行西側(cè)金鑰匙大廈區(qū)域的外墻防水及保溫施工，使之具備基坑支護(hù)與地下室外墻土方回填條件，閉合此部分深基坑施工環(huán)節(jié)。

4.5 基坑周邊全過程安全檢測(cè)

4.5.1 基坑開挖前

1）在施工前，對(duì)金鑰匙大廈建筑物外觀進(jìn)行詳細(xì)檢測(cè)，主要檢查建筑外觀現(xiàn)有裂縫情況，并對(duì)底層外墻裂縫情況做相應(yīng)標(biāo)識(shí)，留取影像資料。

2）對(duì)金鑰匙大廈外部及樓梯間等可見部位的主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行損傷及變形檢

測(cè)，若有損傷及變形過大，則進(jìn)行標(biāo)識(shí)并留取影像資料。

3）建筑傾斜檢測(cè)。采用電子經(jīng)緯儀結(jié)合線錘，在具備觀測(cè)條件的觀測(cè)點(diǎn)，對(duì)金鑰匙大廈建筑物陽角2個(gè)正交方向的傾斜情況進(jìn)行檢測(cè)。

4）組織檢測(cè)人員對(duì)金鑰匙大廈中具備入戶條件的住戶進(jìn)行室內(nèi)裂縫和損傷現(xiàn)狀調(diào)查。對(duì)現(xiàn)有裂縫和損傷進(jìn)行記錄，并留取相應(yīng)的影像資料。

4.5.2 基坑施工過程中

在基坑土方開挖及支撐系統(tǒng)施工完成后進(jìn)行，檢測(cè)內(nèi)容如下：

1）建筑外觀裂縫檢測(cè)。對(duì)底層外墻裂縫標(biāo)識(shí)進(jìn)行跟蹤檢查，觀察外墻裂縫變化情況。

2）建筑傾斜檢測(cè)。采用電子經(jīng)緯儀結(jié)合線錘，對(duì)金鑰匙大廈建筑物四角2個(gè)正交方向的傾斜情況進(jìn)行檢測(cè)，以掌握其在施工過程中的傾斜變化情況。

4.5.3 基坑施工完成后

1）建筑外觀裂縫檢測(cè)。在施工完成后，對(duì)金鑰匙大廈建筑物外觀進(jìn)行跟蹤檢測(cè)，主要檢查建筑外觀現(xiàn)有裂縫變化情況，并對(duì)底層外墻裂縫標(biāo)識(shí)進(jìn)行檢查，與前2次的情況進(jìn)行對(duì)比。

2）建筑主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件損傷及變形檢測(cè)。對(duì)外部及樓梯間等可見部位的主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行損傷及變形檢測(cè)，若有損傷及過大變形，進(jìn)行標(biāo)識(shí)并留取影像資料。

3）建筑傾斜檢測(cè)。在施工完成后，采用電子經(jīng)緯儀結(jié)合線錘，在具備觀測(cè)條件的觀測(cè)點(diǎn)，對(duì)金鑰匙大廈陽角2個(gè)正交方向的傾斜情況進(jìn)行檢測(cè)，與前2次的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。

4）住戶室內(nèi)現(xiàn)有裂縫和損傷調(diào)查。在施工完成后，對(duì)住戶進(jìn)行室內(nèi)裂縫和損傷現(xiàn)狀調(diào)查，與之前記錄的裂縫和損傷情況進(jìn)行比對(duì)，對(duì)新出現(xiàn)的裂縫和損傷進(jìn)行記錄，并留取相應(yīng)的影像資料。

5 實(shí)施效果

通過前期設(shè)計(jì)優(yōu)化，基坑支護(hù)施工周期縮短了2/3，達(dá)到了快速形成基坑支護(hù)系統(tǒng)的效果，降低了基坑施工過程中未能及時(shí)形成完整支護(hù)體系帶來的不確定性安全風(fēng)險(xiǎn)。

基坑實(shí)施過程中，周邊建筑物沉降及變形均在控制范圍內(nèi)，達(dá)到預(yù)期效果。

5.1 傾斜觀測(cè)

傾斜觀測(cè)采用小角度法進(jìn)行，即先用全站儀量測(cè)建筑物頂部和建筑物底部的水平角度偏差，并測(cè)出儀器中心與建筑物角部的水平距離，根據(jù)所測(cè)結(jié)果計(jì)算出建筑物角部的偏移量。

金鑰匙大廈傾斜觀測(cè)點(diǎn)的觀測(cè)數(shù)據(jù)表明：基坑施工前、基坑表層土方開挖、基坑二層土方開挖、基坑三層土方開挖、水平支撐及棧橋拆除、地下室施工完畢等各階段的最大傾斜率僅為0.01%，遠(yuǎn)小于DGJ32/TJ 18—2012《建筑物沉降、垂直度檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》5.0.7條規(guī)定的最大傾斜度0.4%。

5.2 沉降觀測(cè)

根據(jù)DGJ32/TJ 18—2012《建筑物沉降、垂直度檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》中沉降觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)原則，在金鑰匙大廈建筑可監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)共布設(shè)16個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)。沉降觀測(cè)采用二級(jí)變形測(cè)量等級(jí)要求，閉合差小于（n為測(cè)站數(shù)），定人、定點(diǎn)、定路線施測(cè)，測(cè)量時(shí)準(zhǔn)確讀數(shù)至0.1 mm，估讀到0.01 mm。

沉降觀測(cè)結(jié)果顯示：16個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)最后100 d的沉降速度均小于0.01 mm/d。DGJ32/TJ 18—2012《建筑物沉降、垂直度檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定：高層和一級(jí)建筑當(dāng)最后100 d的沉降速度小于0.01 mm/d時(shí)，可認(rèn)為進(jìn)入穩(wěn)定階段。

5.3 裂縫檢測(cè)

經(jīng)檢測(cè)，金鑰匙大廈出現(xiàn)裂縫的部位主要在墻體上。根據(jù)基坑施工觀測(cè)期間的2次觀測(cè)結(jié)果：所測(cè)墻體裂縫寬度最大值為0.25 mm，且在基坑施工過程中未發(fā)展、變化。

6 結(jié)語

深基坑施工影響重大，安全性是前提條件，同時(shí)對(duì)周邊環(huán)境的影響不容忽視。在深基坑實(shí)施過程中，通過對(duì)設(shè)計(jì)優(yōu)化、施工控制及安全檢測(cè)等層面進(jìn)行協(xié)同策劃及實(shí)施，有利于發(fā)揮組合效應(yīng)，可有效降低深基坑施工過程中對(duì)鄰近淺基礎(chǔ)建筑物的影響，確保深基坑實(shí)施過程中的整體安全性。