地方項目基坑支護方案實踐

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摘要：文章根據南京市江心洲地質條件、基坑工程面積、挖深等條件及項目周邊環境，確定采用SMW工法樁加一層混凝土支撐支護形式，根據施工過程及基坑監測結果說明本項目采取的支護形式的合理性，為類似項目提供借鑒。

關鍵詞：基坑支護；SMW工法樁；基坑止降水；施工平臺

基坑支護方案需要考慮基坑規模、工程水文地質條件、周邊環境、出土路線、施工場地等各方面因素，對不同條件下選用不同的支護形式，以滿足現場施工的需要[1-2]。本項目在南京市江心洲特定地質條件下的基坑支護方案實踐，為類似項目提供借鑒。

1工程概況

項目位于南京市建鄴區江心洲，中新大道與宏俊街交叉口西南角。擬建項目為1幢19層辦公塔樓及3~5層裙房、1層整體地下車庫。基坑開挖面積約9800m2，支護周長約431m，基坑開挖深度6.5~9.0m。基坑東側為中新大道，地下室距離用地紅線約6.60m，距離道路最近約13.5m，由近到遠分布有Φ500mmPE供水管、200mm×200mm通信光纖、Φ50mm-0.38kV電纜線等市政管線。基坑南側為綠地，東南角為公交場站，地下室距離用地紅線最近處約2.80m。基坑西側為河道，地下室距離用地紅線最近處約29.4m，距離河道保護線最近處約16.90m。基坑北側為宏俊街，地下室與用地紅線最小距離約為6.40m，道路寬約25m，地下室距離道路最近約9.0m，由近及遠分布有200mm×200mm空管、Φ200mmPE燃氣管、Φ1000mm混凝土雨水管、Φ50mm-0.38kV電纜線等市政管線，市政管線均在紅線之外。

2工程水文地質條件

2.1工程地質條件

場地隸屬于長江漫灘地貌單元。擬建場地地勢西低東高。影響基坑開挖土層工程的地質特征：1-1雜填土：雜色，成分以混凝土塊、碎石、磚塊混雜粉質黏土組成，硬質物含量約30%，不均質，堆填時間小于10年。局部分布，層頂標高6.13~9.08m（85國家高程，下同），層厚0.5~3.5m。1-2素填土：黃灰、灰色，以粉質黏土為主，含植物根莖，少量碎石子，不均質，堆填時間小于10年，普遍分布，層頂標高5.34~9.07m，層厚1.00~5.40m。2-2淤泥質粉質黏土：灰色，流塑，夾薄層粉土，切面稍有光澤，干強度中等，韌性中低，普遍分布，層頂標高3.33~5.80m，層厚1.80~5.10m。2-3粉砂：灰色，飽和，松散~稍密，見云母碎片，具微層理，局部夾薄層粉土，主要礦物成分為石英、長石等。普遍分布，層頂標高1.30~5.00m，層厚0.10~1.90m。2-4粉細砂：灰色，飽和，中密，見云母碎片，具微層理，局部夾薄層粉土，主要礦物成分為石英、長石等。普遍分布，層頂標高-4.07~-0.33m，層厚4.90~7.30m。2-5淤泥質粉質黏土：灰色，流塑，局部軟塑，夾粉砂顆粒，切面稍有光澤，干強度中低，韌性中低。普遍分布，層頂標高-9.55~-6.25m，層厚1.50~5.00m。2-6粉細砂：灰色，飽和，中密，顆粒級配差，主要的礦物成分為石英、長石、云母。普遍分布，層頂標高范圍為-11.85~-9.94m，層厚8.20~12.00m。2-7粉細砂：灰色，飽和，中密~密實，顆粒級配差，主要礦物成分為石英、長石、云母。普遍分布，層頂標高為-22.60~-18.95m，層厚0.50~12.60m。2-8粉細砂：灰色，飽和，密實，顆粒級配差，主要礦物成分為石英、長石、云母。普遍分布，層頂標高范圍為-32.62~-29.90m，層厚7.30~13.10m。

2.2水文條件

本場地的地下水類型為孔隙潛水和基巖裂隙水。孔隙潛水主要賦存于淺部1層填土中及2層砂土層中，含水介質主要為砂性土，其滲透性強，含水量大。含水層為透水性上弱、下強的多層結構，且與長江水水力聯系密切。補給來源主要是大氣降水、管道滲漏及地表水體側向補給。孔隙潛水排泄方式為自然蒸發、側向徑流排泄。孔隙潛水初見水位埋深0.18~3.20m，穩定水位埋深0.15~3.18m。水位約5.8m。水位受季節性變化及附近河水位影響大，年變化幅度約2.0m。基巖裂隙水，位于下伏基巖，下伏基巖為泥巖。強風化巖層的風化裂隙中、中風化巖層節理、構造裂隙中含少量地下水，但透水性、富水性差，水量貧乏，對工程影響小。

2.3基坑支護設計參數

基坑設計參數表如表1所示。

3本項目基坑工程的特點及難點

（1）本工程基坑面積約為9800m2，開挖深度最深處挖深9.00m，屬于深基坑工程，深基坑工程實施過程中受到施工動荷載、基坑開挖以及大氣降水等許多不確定因素的影響，開挖過程存在一定的風險。（2）基坑北側和東側存在市政道路和管線，基坑周邊環境條件復雜，需采用足夠剛度支護結構，采取有效措施保護基坑周邊道路及市政管線安全。（3）基坑西側為河道，距離基坑約16.9m，基坑支護結構設計需考慮河道河水對本項目的影響。（4）場地開挖面以下為深厚含水層，含水量大，地下水補給充足，2-5層淤泥質粉質黏土可看作隔水層，基坑支護需重點考慮基坑止降水對周邊環境的影響。（5）本項目西側施工期間設置臨時辦公用房，其余側距離紅線較近，需另外考慮基坑土方外運及施工期間加工場地問題。

4基坑支護方案選擇

4.1基坑支護方案選擇分析

根據本項目工程特點及類似工程經驗，本項目可選擇支護墻體有灌注樁、SMW工法樁、PCMW工法樁等。灌注樁施工工藝成熟，質量易控制，平面布置靈活多樣，支護墻體剛度大，但需設置止水帷幕，造價較SMW工法和PCMW工法樁高。SMW工法和PCMW工法樁施工速度快，且可兼作止水帷幕，SMW工法樁型鋼可回收，經濟性好，但支護墻體剛度較灌注樁小[2]。對于本項目在基坑滿足受力要求的情況下，宜選擇SMW工法或PCMW工法樁。本項目根據受力計算結果，需設置一層支撐，根據本項目基坑形狀及施工場地要求，宜選擇鋼筋混凝土材料支撐。基坑支護結構平面布置如圖1所示。

4.2基坑止降水方案比選

東側和南側基坑支護結構典型剖面如圖2所示。本項目可選擇性旋噴樁、三軸深攪樁、TRD工法樁等作為止水帷幕。旋噴樁止水效果較差、造價高，TRD工法止水樁止水效果好，但造價高，本項目宜選擇三軸深攪樁作為止水帷幕。本項目宜選擇水泥管井或鋼管井進行降水。

4.3基坑支護及止降水方案

根據本項目工程特點及以上分析，確定本項目基坑支護方案：基坑采用直徑850mm三軸深攪樁內插H700×300×13×24型鋼的SMW工法樁作為圍護墻體。根據基坑形狀采用角撐加對撐形式的混凝土支撐，對撐區設置棧橋，解決基坑開挖期間出土道路及主體結構施工期間加工場地問題。基坑采用SMW工法樁兼作止水帷幕，止水樁進入2-5層不少于1.5m形成封閉止水帷幕，有效止水樁長度為17.50~19.50m。基坑已設置全封閉止水帷幕，且基坑內大部分均滿足抗突涌要求，基坑內僅進行疏干排水，降水井深14.0~16.0m。基坑內一處電梯坑挖深較深，不滿足抗突涌要求，設置深層降水井進行降水，井深26.0m，基坑內共布置39口降水井進行降排水。基坑內集水坑等局部深坑部位采用放坡、水泥土重力式擋墻形式進行處理；為減少型鋼拔除對周邊環境影響，型鋼拔除過程中及時對型鋼拔除后留下的樁孔進行注漿處理。西側和南側基坑支護結構典型剖面如圖3所示，典型基坑支護剖面如圖4所示。

5基坑監測內容及監測情況

在進行基坑土方開挖和地下室施工期間應進行基坑監測工作。基坑監測是指導現場施工，避免發生安全事故的重要措施。根據《建筑基坑支護技術規程》（JGJ120—2012）以及《建筑基坑工程監測技術規范》（GB50497—2009）中的相關要求［3-4］，基坑支護結構安全等級為二級。本項目基坑監測內容為：圍護墻頂部的水平位移、豎向位移、圍護墻或土體深層水平位移監測、支撐內力、立柱位移、地下水位、周邊道路沉降、管線變形等內容。截至2020年10月，已完成地下主體結構施工，部分型鋼已拔除，各項監測指標均在安全范圍內，未達到報警值，基坑開挖及地下結構施工順利。

6結語

本項目基坑支護方案選擇安全有效、經濟合理，各項監測指標均在安全區間，對市政道路及管線保護措施得當。

參考文獻

[1]中國土木工程學會土力學及巖土工程分會.深基坑支護技術指南[M].北京：中國建筑工業出版社，2012.

[2]劉國彬，王衛東.基坑工程手冊[M].2版.北京：中國建筑工業出版社，2009.

[3]中國建筑科學研究院.JGJ120—2012，建筑基坑支護技術規程[S].北京：中國建筑工業出版社，2012.

[4]山東省建設廳.GB50497—2009，建筑基坑工程監測技術規范[S].北京：中國計劃出版社，2009.

作者：王先勇 單位：南京南大巖土工程技術有限公司