何迪環(huán)，王繼華，許萬忠，向文賢

（1.昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院，云南 昆明 650000；2.湖南中天青鼎工程科技股份有限公司，湖南 長沙 412000）

HE Di-huan,WANG Ji-hua,XU Wan-zhong,XIANG Wen-xian

沖湖積地區(qū)的土層具有含水率高，自穩(wěn)能力差的問題，周邊環(huán)境復(fù)雜的城市內(nèi)基坑開挖期間沒有做好支護(hù)容易影響附近建筑物（構(gòu)）發(fā)生開裂甚至垮塌[1-2]。隨著城市化的進(jìn)程，基坑開挖深度及面積越來越大，支護(hù)體系更加復(fù)雜，因此合理的組織施工、保證施工安全尤其重要。

1 工程概況

擬建工程基坑位于昆明斷陷湖積盆地中部，屬沖湖積盆地地貌單元。如圖1 所示，基坑?xùn)|側(cè)和南側(cè)緊貼市政道路，基坑北側(cè)為原有建筑物（5 層，采用柱下條基，埋深約2.0m）距離基坑周邊最近處僅2.2m，西側(cè)為地下采暖管道。基坑開挖面積為2 567.16m2，基坑支護(hù)周長219.66m，場區(qū)內(nèi)整平之后的標(biāo)高為-0.4m，基坑內(nèi)坑底標(biāo)高在-13.7～-9.6m，開挖深度約為9.3～13.3m，依據(jù)JGJ120-2012《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》可知本基坑安全等級為一級。

圖1 基坑開挖平面及周邊環(huán)境圖

揭露場區(qū)內(nèi)地表以下90m 范圍內(nèi)巖土層主要為5 大類地基土：①人工填土層（Q4ml）；②第四紀(jì)沖積層（Q4al+ql）；③第四系沼澤沉積層（Q4h）；④第四系沖湖積層（Q4al+l）；⑤第四系湖積層（Q4l）。所在的地區(qū)地下水主要為第四系松散層孔隙水和微承壓型孔隙水，地下水埋設(shè)為2.0～2.7m 之間；微承壓水主要集中在圓礫層內(nèi)。

2 工程難點(diǎn)

1）基坑開挖區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)條件復(fù)雜[3]，存在大量的沖湖積淤泥質(zhì)土和富水含砂層，具有強(qiáng)度較低以及“三高一低”的特性，不利于巖土體的自穩(wěn)和基坑的變形控制；地下水的埋深較淺進(jìn)而對控制地下水的止水帷幕施工要求高。

2）基坑周邊的分布有大量的建構(gòu)筑物。擬開挖區(qū)域東側(cè)和南側(cè)距離坑周約為13.6m 處為市政次干道，存在大量的市政管道，基坑北側(cè)為現(xiàn)有建筑物距離坑邊僅2m，在施工期間需在坑邊布置臨時施工廠房所以對基坑的變形量要求很高。

3）本基坑采用的支護(hù)體系復(fù)雜。針對不同的情形本基坑采取了樁錨（旋噴錨樁）、內(nèi)支撐、二重管高壓旋噴樁以及雙排樁支護(hù)形式，施工工序極其煩瑣，不同的支護(hù)形式的搭接質(zhì)量要求高，在保質(zhì)保量的前提下合理的組織施工是一個重大的難點(diǎn)。

3 基坑支護(hù)方案

結(jié)合擬開挖基坑場區(qū)內(nèi)的地質(zhì)水文條件以及周邊環(huán)境，保證不影響周邊建構(gòu)筑物的正常運(yùn)行，開挖之后施工期間及后續(xù)自身的穩(wěn)定性良好的前提下，對本基坑采用分區(qū)域分段采用不同的支護(hù)形式[4]：基坑北側(cè)、東側(cè)和南側(cè)側(cè)采用“樁錨+二重管高壓旋噴樁”在既有建筑物距離很近處使用內(nèi)支撐加強(qiáng)，西側(cè)采用雙排樁支護(hù)，依據(jù)具體情況將支護(hù)段擬計劃分成8 個支護(hù)剖面單元，詳情如下。

1）A-B 段支護(hù)參數(shù)為：旋挖鉆孔灌注樁?800@1000，二重管高壓旋噴樁?700@100置于灌注樁間隙，兩排錨索采用旋噴錨樁?400@2 000，三軸攪拌止水帷幕?650@450，開挖深度為9.3m。

2）B-C 段支護(hù)參數(shù)為：旋挖鉆孔灌注樁?800@1 000，三道內(nèi)支撐（第一排使用砼撐，二三排使用鋼支撐），二重管高壓旋噴樁?700@1 000 置于灌注樁間隙，三排錨索采用旋噴錨樁?500@2 000，高壓旋噴止水帷幕?700@500，開挖深度為13.3m。

3）C-D、D-E、E-F、F-H段支護(hù)參數(shù)為：旋挖鉆孔灌注樁?800@1 000，兩排錨索采用高壓旋噴樁@400@2 000，三軸攪拌止水帷幕?650@450；C-D 段在灌注樁間隙使用二重管高壓旋噴樁?700@1 000；E-F 段在C-D 相對應(yīng)的位置布置內(nèi)三道支撐；F-H 段之間有一段出土口加固區(qū)域增加5 排?650@1 800，排間距1 000，開挖深度10.5～13.3m。

4）H-A段支護(hù)參數(shù)為：雙排樁?800@1000，雙排樁間距32000，三軸攪拌止水帷幕?650@450，二重管高壓旋噴樁?700@1 000 置于灌注樁間隙，開挖深度，開挖深度9.3m。

4 施工工藝

4.1 降、排水及回灌井施工

基坑開挖區(qū)域地處沖湖積，巖土層的含水率較高，地下水埋深很淺。對于本基坑擬采用“三軸攪拌樁止水帷幕+二重管高壓旋噴樁+基坑內(nèi)采用管井和明排以及坡頂設(shè)置截水溝”的方式對場區(qū)內(nèi)水來控制[6]。三軸攪拌樁止水帷幕緊貼采用一孔法施工，水泥參入量為20%，水灰比控制在1.5～2.0 之間；二重管高壓旋噴樁注漿材料為42.5 級普通硅酸鹽水泥，水灰比控制在0.8～1.2之間，高壓水的壓力為20MPa；在坑底均勻布置10 口?600 降水井，降水井內(nèi)安裝?360/300波紋管周邊充填1～3mm 路豆沙，采用尼龍網(wǎng)封底確保不發(fā)生抽泥現(xiàn)象，將地下水控制在坑底0.5～1.0m 范圍內(nèi)。

在基坑底距離支護(hù)樁300mm 出開挖500×500 的排水溝排出基坑內(nèi)明水，距離基坑的1m 設(shè)計截水溝攔截施工及大氣降水灌入基坑內(nèi)。

防止基坑降水造成周邊建筑物開裂或不均勻沉降，在基坑?xùn)|南西北4 個方向分別均勻設(shè)置2、3、3、4 口回灌井，井徑705mm，設(shè)計井深14.3m，實(shí)際長度視情況而定，回灌用水應(yīng)滿足相應(yīng)的環(huán)保要求規(guī)定。

4.2 旋噴錨樁施工

在基坑的東、南和北側(cè)都設(shè)置旋噴錨樁，施工之前查明地下管線的空間位置，采用分段分層開挖，分段長不長于20m，下層開挖之前必須錨索以張拉且養(yǎng)護(hù)14 天以上。錨索施工應(yīng)跳打，張拉應(yīng)間隔進(jìn)行。如圖2 所示，旋噴錨樁樁徑400mm，擴(kuò)大頭直接為800mm，斜向旋噴錨樁采用P.O42.5 級水泥，水泥摻入量不少于35%，水灰比0.7，旋噴攪拌的壓力應(yīng)為15～20MPa；鋼絞線插入定位誤差不超過30mm，底部標(biāo)高誤差不大于20cm；錨具采用OVM 系列，高壓油泵和100t 穿心千斤頂進(jìn)行張拉鎖定。正式張拉前先用20%鎖定荷載預(yù)張拉一次，再以50%、100%的鎖定荷載分級張拉至鎖定荷載，保持15min，觀測錨頭無位移現(xiàn)象鎖定。若達(dá)不到要求，應(yīng)在旁邊補(bǔ)樁。

圖2 旋噴錨樁大樣圖

4.3 內(nèi)支撐施工

本基坑在B-C 段使用內(nèi)支撐支護(hù)控制坑頂變形，基坑開挖至1.0m 深度時掏槽設(shè)置第一道支撐采用1 000×800mm 砼撐，水平方向是相隔6.8和6.5m，開挖至5.1m 深度處掏槽設(shè)置第二道支撐，第二道支撐采用?609t16 鋼管支撐，水平間距6.5m；基坑開挖至8.7m 深度處掏槽設(shè)置第三道支撐，第三道支撐采用?609t16 鋼管支撐，水平方向間距6.5m。

4.4 基坑監(jiān)測

為實(shí)現(xiàn)基坑施工過程中全過程監(jiān)測、信息化施工，及時發(fā)現(xiàn)施工過程中的問題及時處理[5]。

依據(jù)JGJ120-2012《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》，基坑施工期間需要監(jiān)測的項目有：支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部的水平和豎向位移、基坑周邊建（構(gòu)）筑物、市政道路及管線沉降監(jiān)測、坑邊地面沉降、錨索拉力、內(nèi)支撐軸力、支護(hù)樁內(nèi)力、支撐立柱沉降；平時加強(qiáng)巡檢。

首先建立平面控制網(wǎng)和水準(zhǔn)控制網(wǎng)，在支護(hù)樁樁頂冠梁上較固定的位置按照20m 間距布設(shè)水平和豎向監(jiān)測點(diǎn)；支護(hù)樁內(nèi)的應(yīng)力監(jiān)測在受力、變形較大（豎直方向為彎矩較大處）的鋼筋上每隔5m（豎直方向）為一組，每個剖面間距20m布設(shè)一組實(shí)時監(jiān)測，內(nèi)支撐應(yīng)力監(jiān)測方式類似；旋噴錨樁內(nèi)力監(jiān)測使用BSIL-L2 系列鋼弦式錨索測力計；地表沉降應(yīng)沿基坑呈斷面的形式間距20m 布設(shè)一組方便數(shù)據(jù)分析和整理，盡量保證地面平整不影響車輛及行人正常工作，防止被損壞，監(jiān)測范圍為3 倍基坑深度；立柱沉降通過在立柱上焊接?18mm 鋼筋使用特殊標(biāo)記一邊使用精密水準(zhǔn)儀直接測量其沉降量；周邊既有建筑物的沉降觀測使用隱蔽式沉降標(biāo)志，通過鉆孔埋設(shè)在不影響既有建筑物美觀的位置處，盡可能平行于基坑邊相隔10m 布設(shè)一個，通過精密的順準(zhǔn)測量采用差異沉降法觀測。

基坑開挖之前先記錄好初始值，監(jiān)測周期為自基坑開挖至主體結(jié)構(gòu)建設(shè)完成，基坑開挖深度小于5m 時監(jiān)測頻率為0.5 次/天，設(shè)計開挖深度大于10m 的基坑為2 次/天；底板澆筑完成之后14 天內(nèi)監(jiān)測頻率為2 次/天（7 天之后可以適當(dāng)降低頻率），澆筑完成14 天之后逐步降低監(jiān)測頻率。

監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)該做好與之前數(shù)據(jù)的對比分析，當(dāng)累計值或者變化速率超過表1 所示值后應(yīng)該報警停止施工，及時通知設(shè)計、施工、監(jiān)理以及建設(shè)方開會處理。

表1 基坑報警值

5 結(jié)論

針對地處沖湖積地區(qū)的復(fù)雜環(huán)境下的深基坑開挖制定了嚴(yán)密的施工方案，本文主要從分析場區(qū)地質(zhì)條件，使用三軸攪拌止水帷幕和二重管高壓旋噴樁控制地下水；通過使用樁錨、雙排樁以及內(nèi)支撐支護(hù)，建立完善的監(jiān)測網(wǎng)實(shí)時掌握基坑的運(yùn)行狀況，合理的組織施工對類似的工程建設(shè)具有一點(diǎn)的指導(dǎo)意義。O