1、天城国际深基坑综合支护技术应用摘要 天城国际项目周边环境复杂，地铁隧道、主干道路、老旧小区等毗邻工地，基坑采用三轴水泥搅拌桩、地下连续墙、三道钢筋混凝土内支撑等支护方式，周边建筑对变形特别敏感，对基坑变形控制要求非常高。根据该项目的特殊条件要求，土方采取分层分段流水开挖，支撑凿除采取先切断与地连墙的连接再凿除，对周边建筑物扰动控制到了最小。通过采用合理的施工组织和施工部署，顺利的完成了整个地下室结构施工。 关键词 地下室工程；深基坑；基坑支护；土方开发；变形控制 中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号： 1、工程概况 天城国际位于杭州市天城路与机场路口，东面与南面毗邻杭州地铁一号
2、线闸弄口站和城市主干道路，北面和西面毗邻上世纪八十年代建造老旧小区，周边道路上布有燃气、电力、污水、通信等管线，周边环境非常复杂。本工程地下室整体三层，局部四层，地上主楼 19-29 层，裙房 2-4 层，总建筑面积 138375，其中地下室面积 54921，地上面积为 82077。基坑开挖深度为 18.4 米，最深处开挖深度为 20.4 米。基坑周长约 550m，总土方量约 30 万立方。 图 1 项目总平面布置图 2、工程地质概况与分析 本项目区域内土层可分为 9 层，基坑开挖范围内土层为 6 层以上，其中淤泥质粉质粘土层较厚且为分布在基础底板以下，给基坑开挖带来了加大难度。根据场内土层分
3、布，本工程设计采用圆砾层作为持力层，地下水位在 0.82 米之间。各土层的物理特性详见下表： 表 1 土层物理力学指标 3、基坑围护方案选择与论证 由于该项目场地比较狭窄，一面与地铁站相邻，还有两面离老旧小区很近，因此对基坑围护结构的要求很高，基坑变形控制相当严格。 综合考虑本工程的基坑开挖深度、地质状况和周边环境情况，采用“两墙合一”的围护结构方案，即地连墙与地下室外墙相叠合，外加三道砼临时内支撑的围护结构。该围护方案施工对周边影响最小，对基坑产生的变形能满足周边复杂环境要求，能有效的保障好周边老旧小区房屋及周边管线的安全。 4、基坑支护结构设计 4.1 地连墙设计：墙厚为 1000mm，采
4、用柔性接头，每幅墙宽不超过5m，墙体配筋采用双层双向钢筋，钢筋直径为 3220 之间，砼强度等级为 C35P10，每个槽段预埋两根注浆管；靠近北面小区位置设置 T 型幅地连墙，T 型幅与围护地连墙垂直设置，宽度为 2m；墙底标高为-43.00m，墙顶标高为-2.5m，墙身有效长度 38.741.7m，圆砾层为持力层。墙体在砼内支撑、结构楼层位置预置接驳器与砼内支撑围檩梁、楼层围檩梁连接。 4.2 三轴水泥搅拌桩设计：全范围采用 850 三轴水泥搅拌桩进行主、被动区加固和槽壁加固。水泥搅拌桩采用 42.5Mpa 普通硅酸盐水泥，水灰比 1.5，水泥掺和量 20%，桩间搭接 200mm，兼做止水帷
5、幕；在基坑坑外北面临近小区位置设置坑外主动区加固体，三轴桩间套打钻孔灌注桩，以减少对坑外居民楼的影响。 4.3 混凝土内支撑设计：基坑内设置三道混凝土内支撑，标高分别为-1.5m、-7.5m、-13.00m，支撑梁截面分别为700*1000mm、1000*1200mm、900*1000mm，混凝土等级为 C30；支撑竖向立柱桩大部分利用工程桩支撑，部分新增，立柱钢格构柱采用 4L140*14角钢制作，锚入桩内 2000mm。 4.4 基坑降水：地连墙兼做止水帷幕，基坑外不降水，对基坑内的地表水及雨水，淤泥质土层以上的采用 32 口 600 疏干井降水，井底标高-15.00 米，淤泥质土层以下的
6、采用明排水。 5、地下连续墙的施工 5.1 分幅原则：标准幅宽 45 米，框架梁位置必须与幅与幅接头位置错开，框架梁接头尽可能设置在地连墙的一幅中间，所有折角位置必须设置为一幅，分幅还须考虑连接通道位置，尽可能减少开洞对地连墙的影响，以利上部荷载传递。本工程地下室周长 560 米，共分 115 幅。 5.2 主要机械配备：成槽机 2 台，25 吨汽车吊、80 吨及 180 吨履带吊车各一台，850 三轴水泥搅拌桩机 3 台，打桩机 10 型 20-25 台。 5.3 钢筋笼吊装：每幅钢筋笼重 40-45 吨，采用双机起吊、单机整体吊装。钢筋笼体积庞大、重量重，为保证钢筋笼吊装安全，吊点位置、吊
7、环与吊具的安全必须经过设计和验算，钢筋笼上吊环附近的竖向钢筋必须与相交的水平钢筋焊牢，水平与竖向钢筋交叉点应 图 2 地连墙与支撑围护体系剖面图 全部点焊。为加强钢筋笼刚度，保证吊装过程中不变形，钢筋笼内应设置二道竖向钢筋桁架及间距 3 米水平钢筋桁架，受砼导管影响，水平方向的钢筋桁架部分缺失，可采取在钢筋笼外两侧焊接钢筋剪刀撑及临时加固措施。第一幅钢筋笼应进行试吊。 5.4 地连墙与基础底板、楼板连接：“两墙合一”地下连续墙通过在地连墙与底板、楼板连接标高范围内预埋钢筋接驳器，待施工底板及各层楼板时，通过接驳器与各结构层钢筋相连。 5.5 垂直度及平整度控制：“两墙合一”地下连续墙垂直度一般
8、不应超过 1/300，泥浆护壁效果是影响地连墙平整度的首要原因，可依据试成槽情况调整泥浆比重，一般控制在 1.18 左右。本工程土层在 15 米以上为杂填及粉层土，极易造成槽壁塌孔，为此，采用 850 三轴水泥搅拌桩对地连墙两侧槽壁进行加固，槽壁两侧加固深度应尽可能一致，以免出现成槽时槽壁两侧土一软一硬，影响成槽质量及地连墙垂直度。 5.6 施工顺序：由于土体加固、地连墙与桩基工程同时施工，场内大型机械众多，合理的施工顺序是保证工程进度、质量、安全的关键，本工程基坑围护周边区域的施工顺序如下：槽壁加固被动区土体加固砼环道导墙地连墙地连墙旁的边桩幅接头外侧止水桩地连墙墙底注浆，按此顺序流水施工。
9、 6、基坑土方开挖、混凝土内支撑及换撑施工 6.1 基坑土方开挖：本工程基坑开挖较深，因此必须进行全面分层分段开挖，同时结合基坑的变形情况合理安排开挖工段。本基坑土方划分八个开挖工段，由西往东依次开挖。开挖顺序：1）开挖第一层土方、施工压顶梁及第一道支撑；2）待第一道支撑养护至 80%设计强度后，开挖第二层土方、施工第二道支撑梁；3）待第二道支撑养护至 80%设计强度后，开挖第三层土方、施工第三道支撑梁；4）待第三道支撑养护至 80%设计强度后，开挖第四层土方、施工基础底板。第四层土方开挖对基坑变形影响为最大，因此要求合理安排开挖速度，做到工作面开挖出来后立即完成基础垫层施工并尽快完成基础底板
10、浇捣。 6.2 换撑施工：支撑梁凿除顺序 1）基础底板浇捣完成并达到设计强度 80%，凿除第三道支撑梁；2）地下二层楼面施工完成并达到设计强度80%，凿除第二道支撑梁；3）地下一层楼面施工完成并达到设计强度80%，凿除第一道支撑梁。在凿除支撑过程中，基坑对撑的凿除往往产生的变形最大，特别是北面最不利工况区，需要根据主体结构的施工进度和混凝土强度来确定其凿除时间，为了确保北面小区居民楼的安全，在支撑拆除过程中要根据监测数据实时分析支撑拆除对基坑的影响，根据监测数据来调整支撑的拆除顺序。 7、基坑监测与变形数据分析 7.1 基坑监测项目及点位设置 7.2 监测变形数据分析： 7.2.1 土方开挖阶
11、段，各项监测数据每天测量一次。根据统计支撑梁最大轴力 28528KN，坑外最大位移（17m 处）82.32mm，房屋最大沉降61mm，坑外水位无明显变化。 7.2.2 基础底板施工阶段，各项监测数据每天测量一次。根据统计支撑梁最大轴力 28265KN，坑外最大位移（18m 处）98.88mm，房屋最大沉降 109mm，坑外水位无明显变化。 7.2.3 支撑梁凿除阶段，支撑轴力与坑外位移每天测量一次，坑外水位和沉降每周测量两次。根据统计支撑梁最大轴力 28146KN，坑外最大位移（14m 处）119.46mm，房屋最大沉降 115mm，坑外水位无明显变化。 整个基坑在施工过程中，由于淤泥质粉砂土
12、层分布较厚和范围广，坑外土体受到扰动产生变形较大，固结时间较长，变形大大超出了设计理论计算的范围，但地连墙的沉降、位移及坑外水位变化并不大，坑外位移和建筑沉降影响总体都在可控范围内。坑外位移和建筑物沉降数值比较大，超出预警值较多，由于采用的是二墙合一围护结构，坑外水位无明显变化，未对坑外土体产生大的破坏，房屋也没有受到安全方面的损伤。整个工程由于场地的限制，基坑施工周期较长，基坑暴露时间超过预先估计，导致坑外土体位移和建筑物沉降持续小幅度增加，总量比较大，不过位移和沉降绝大部分发生在深层淤泥质粉质你粘土层，致使周边环境大块范围内沉降整体阶梯式向外延伸，房屋和基坑安全并未受到影响。 8、结束语 采用合理的基坑围护方式，通过有效的施工管理，顺利的完成了天城国际的地下室基坑开挖和主体结构施工。地下连续墙围护结构在市区软土地基区域深基坑施工具有明显的优势，能有效的保障基坑及周边环境的安全。本工程采用地下连续墙与地下室外墙相结合外加混凝土临时支撑的围护方式有效的解决了周边复杂环境、基坑开挖深度深与场地狭窄的区域施工难题。 参考文献： 1 王卫东，王建华.深基坑支护结构与主体结构相结合的设计、分析与实例中国建筑工业出版社 2 刘建航，侯学渊.基坑工程手册 中国建筑工业出版社 3 龚晓南. 深基坑工程设计施工手册 中国建筑工业出版社
