基坑联合支护设计与施工

　　［摘要］：根据现场实际情况，在保证基坑支护安全和施工质量的前提下，省后勤经济发展中心业务综合楼工程采用基坑联合支护方案，简化了施工，缩短了地下室的施工工期，减少了基坑暴露时间，节约了支护费用。本文据此对基坑联合支护设计与施工进行简要的分析。
　　［关键词］：省后勤经济发展中心业务综合楼，基坑，设计与施工
　　
　　随着社会经济的发展，基坑联合支护已经成为了一个重要课题。特别是在城市施工中，由于建筑工程相邻的建筑较多，其安全性已经不仅仅在于工程本身。所以，基坑支护工程也随之成为关键性技术问题。基坑支护形式十分多，单一使用优缺点明显，针对工程情况，省后勤经济发展中心业务综合楼工程在空间位置和支护形式上实施了基坑联合支护设计与施工，取得了良好的收效。
　　
　　一、工程概况
　　省后勤经济发展中心业务综合楼工程（以下简称综合楼）拟建场地位于杭州市望江东路、富春路交叉口，新建赞成林风住宅小区北面。
　　（一）基本情况
　　该项目占地面积4946㎡，总建筑面积29483m2，该综合楼为22层点式高层，裙房为3层。楼层下设地下室二层，地下室建筑面积6353m2，地下室单层净高5.0m。建筑结构为框架剪力墙结构，建筑结构安全等级为二级。本工程有二层地下室，基坑开挖深度在11m~12m之间，局部电梯井位置开挖深度达到14.53m。基坑安全等级属一级基坑；基坑东南和西南侧空旷，且无地下管线；西北侧和东北侧为已建的公建沥青道路和望江东路，路下分布有多条地下管线。基坑东南侧为检验检疫局办公大楼拟建场地，综合楼在建时为空地，有放坡条件；基坑内工程桩基础采用钻孔灌注桩；场地地质条件为透水性较好的粉砂类土层；基坑降水深度大，最大降深处达15.03m。
　　（二）基坑特点
　　从基坑周围的各种条件看，该基坑的特点较为明显。首先，开挖深度比较深，本工程有二层地下室，基坑开挖深度在11m~12m之间，局部电梯井位置开挖深度达到14.53m。基坑面积很大，施工时若将整个地下室范围整体开挖，这就导致由于规模大，基坑的空间效应相对较弱，对基坑的稳定和变形控制均不利。此外，虽然基坑东南和西南侧空旷，且无地下管线。但是西北侧和东北侧为已建的公建沥青道路和望江东路，路下分布有多条地下管线。唯有基坑东南侧为检验检疫局办公大楼拟建场地，综合楼在建时为空地，有放坡条件。基坑开挖范围内是透水性较好的粉砂类土层，且降水深度大，不利于基坑支护工作的实施。这些特点在基坑支撑设计方案中都进行了良好的解决。
　　
　　二、基坑主要支撑方案
　　
　　基坑支护的方案较多,如放坡、护壁桩、锚杆、喷锚等。每种方案都有其优劣性，而合理的方案是保证基坑支护工程质量的关键。在综合本工程的各方面特点与概况后，大家提出了排桩加撑锚式支护结构、双排桩门架式支护结构和单排桩悬臂式支护结构等支护结构方案。这些方案的优缺点十分明显。仅仅使用一种方案带来的问题也较为明显，首先就是支撑平面布置难度很大，造价很高。其次，支撑杆件过长，混凝土收缩的影响很难估计，支撑的效果也不好。最后决定使用基坑联合支护设计与施工，这样可以扬长避短，综合各种方案的优点加以整合，确保围护体系设计既安全稳定又经济适用，更好的完成本工程地下结构施工任务。
　　本工程支撑及冠梁采用现浇钢筋混凝土支撑。工程地下室东北和西北两侧因路面下存在地下管线，基坑降水会引起地面沉降，基坑开挖时为防止地下管线沉降，需加以保护，故采用土钉支护结合钻孔桩加旋喷桩止水防渗组合式综合支护结构方案；而东南和西南两侧，则周边空旷，且无地下管线，故东南侧基坑采用放坡加深井降水结合钻孔桩组合式综合支护结构方案。西南侧与检验检疫局经济适用房基坑相邻：地下室基础边线距离用地红线约7.3m，红线外为检验检疫局经济适用拟建用地。
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　三、联合支护设计与施工方案
　　
　　综合楼地下室大板底标高-11.43m，省检验检疫局经济适用房地下室一层，板底标高-6.35。经济房土方与基坑支护、地下室结构均先于综合楼施工。采用与综合楼交接处采用大开挖放坡。
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　针对现场实际情况，我们在与设计充分沟通的情况下，结合现场动态实际情况制定了设计和施工方案，在基坑上部第一层地下室基坑采用连通大开挖，上部作支撑，下部第二层地下室采用土钉支护结合深井降水综合维护体系支护方案，并在坑内采用管井降水。利用经济适用房坑底环型井点作辅助降水并在其坑边另布设管井作第二层地下室的深层降水。
　　
　　经预计，省后勤经济发展中心业务综合楼工程在西南侧采用基坑联合支护方案，可以达到降低了基坑降排水和支护难度，减少了基坑暴露时间，达到了降低造价、方便施工之目的。
　　
　　四、监测结果及注意事项
　　
　　本次工程对基坑的支护方案实施和挖掘工作进行了必要的监测。在开挖过程和地下设施实施了动态管理。实时的监测四周建筑物、道路及地下管线的沉降等情况。
　　（一）监测内容和结果
　　在基坑开挖前我们就已经对周围公路、建筑和道路管线等现状进行了详细的普查和登记。得到实际情况资料后及时有效的建立了监测部门，制订了翔实的监测方案，实施了有效的监测手段。随时随刻的掌控周边环境的变化，及时的观察周边土层变化、沉降状况，及时有效的掌握了周边环境的规律。在工程周围设置了数个观测点，不仅对地表土层裂缝等进行监测，而且还对深层的土层变化进行了有效的观察，及时关注周边的设施状况。对周围环境实施报表计划，规定为每三天提供一次详细报表，根据工程需要再增加监测频率，并且及时和建筑前数据进行对比。如若发现特殊情况立即进行跟踪观察，如若观察数据对比已经超出预计值或正常规定，则立即采取应急措施。但经过长期的观测和数据记录，在精确的对比之后，测量数据表明在基坑开挖和施工期间，周围设施的沉降量符合预定标准和国家标准。最后，观测结果肯定的显示本工程使用基坑联合支护是正确的，成功的，工程实施对周围建筑物未造成任何不良影响。
　　（二）注意事项
　　虽然本工程实行的基坑联合支护取得了了重大的成功。但是，在施工的过程中，有许多问题需要注意。首先要保证围护体系围护桩的施工质量，是保证工程得以良好实施的关键。围护桩桩位、桩长、桩径等须满足设计要求，对于桩位偏差轴线、垂直轴线、垂直度偏差、充盈系数、孔底沉渣厚度、钻孔孔位在水平方向、垂直方向误差、钻孔偏斜度、孔深应超过设计深度数等均有明确的规定。支护桩质量检测应监测完整性，检测数量不应该小于三分之一。其次，钢筋混凝土支撑也是围护体系的主要组成部分，水平、竖直支撑的施工质量控制和拆除控制是支护成败的关键。在支护结构的施工中，水平支撑钢筋绑扎应先水平支撑梁和边梁，后斜杆，由于节点钢筋较为密集，节点处箍筋按正常方法施工难以绑扎，故节点处先绑扎开口箍筋，其后再用电焊将箍筋封闭。应确保水平支撑位置，标高，几何尺寸的准确。冠梁施工前应先对围护桩顶进行清理，凿除桩顶超灌部分及浮浆。为发挥整体受力的效果，基坑支护的支撑尽可能采用商品混凝土一次性连续浇筑混凝土，避免留施工缝。工程的支撑拆除是与地下室的施工交叉进行的，当对应的换撑或传力带达到设计强度后，再对称的拆除混凝土支撑，进行相应地下结构层的施工。在施工过程中还要按照设计要求控制好土钉墙的施工质量，其中对锚杆必须进行张拉检验，被检验的锚杆随机由检验人员当场确定，以确保检验的有效性。基坑分层开挖过程中，每层的标高不得超出土钉设置标高。再次，考虑到基坑面积和开挖深度较大，基坑降排水亦是工程的重点和难点。针对工程基坑场地以粉砂性土为主的特点，采用坑内深井降水为主辅以边坡轻型井点降水，坑中坑位置也采用深井降水。在基坑外周边必须设好排水沟，用来排除地表水和坑内抽取的水，将地面雨水、施工废水集中沉淀后，排入城市下水管网。井点管必须保证成孔质量，沉设井点管后及时填入充足的一定级配的砂砾作为反滤层。要求最小填料D60大于1.0倍滤管孔径，井点管上部1.0m，用粘土填实，防止漏气。要求试抽水洗孔至出清水。井点抽取的水不应明显含砂而显混浊。支护交接处、运土坡道处应铺设道箱板保持井点管的连通。为防止雨水和地表水的侵蚀，在开挖前还要做好周边截排水的工作，并且要对周边土层进行适当的处理。在位移、沉降过大区域要根据实际原因，因地制宜地提出可行性解决办法，并及时实施。此外，从本次工程来看，信息化施工必将被广泛的应用于基坑工程中。总之，这些注意事项是这次基坑联合支护作业的经验总结，是对基坑联合支护工作的进一步完善。
　　
　　五、总结
　　
　　省后勤经济发展中心业务综合楼工程基坑工程周边环境复杂,综合考虑多方面因素后采用联合支护方案，经过认真的分析和优化，经过严格的监测和检验，通过了质量的要求，未对周边环境和设施造成不利影响。因此，这个方案的设计和实施是科学合理的，是安全稳定的，也是经济适用的。
　　
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