淺談高層建筑基坑支護處理技術(shù)
關(guān)鍵詞：基坑處理，現(xiàn)場分析，卸荷，支護
一、引言
目前深度3m以上的深基坑支護的新技術(shù)比較多，有土釘墻、懸臂樁、地下連續(xù)墻、內(nèi)支撐等，但是基坑發(fā)生坍塌、邊坡失穩(wěn)等現(xiàn)象還是比較多，特別是一些經(jīng)專家嚴格論證的基坑支護方案也發(fā)生坍塌事故。本工程在充分地調(diào)查基坑內(nèi)土質(zhì)以及基坑外建筑物的結(jié)構(gòu)、土質(zhì)和地下情況的基礎(chǔ)上，并查閱了大量的相關(guān)工程經(jīng)驗，汲取水利行業(yè)中“疏堵結(jié)合”的治理理念，采取了放坡、卸荷以及支護相結(jié)合的技術(shù)，在保證基坑穩(wěn)定和臨近建筑物安全的前提下，不但降低了基坑坍塌的風(fēng)險，節(jié)約了開支，也為地下室施工贏得了寶貴的時間。
二、工程概況
鴛江一都工程位于兩江交匯山嘴處，紅線面積5200平方米，地下一層，地上30層，總建筑面積約43000平方米，其中地下室面積約4400平方米。本工程地下室板底標(biāo)高為-4.8m，土面自然標(biāo)高-1.000～-1.400m；基礎(chǔ)為靜壓φ500高強PHC管樁，約430根，樁深約30m。
由于我公司進入該工程施工時，該工程土方工程已經(jīng)由建設(shè)單位開挖完成，建設(shè)單位沒有進行基坑支護設(shè)計，局部基坑面采用懸臂槽鋼進行支護，基坑邊坡出現(xiàn)變形比較大，開裂嚴重。為了確�；舆吰乱约芭R近建筑物、構(gòu)筑物的安全，必須首先對基坑邊坡采取措施，才能進入下一步施工。
三、基坑特點與方案分析
1、基坑概況。
本工程東西寬約90m，南北寬約63m，紅線內(nèi)場地總面積5200㎡，地下室面積4400㎡，基坑開挖面積約4800㎡，紅線內(nèi)場地基本全部開挖完。施工場地原自然地面標(biāo)高為-1.000～1.400m，地下室板底標(biāo)高為-4.800m土方開挖深度約4m。
2、周圍環(huán)境概況。
場地北面原有建筑離基坑距離約9m（離臨時圍墻6m），西面建筑物離基坑距離約５～７m，南面和東面緊靠鴛江路人行道，距離約道路約6m。據(jù)調(diào)查，基坑西面文化館職工住9層宅樓為人工挖孔樁，基礎(chǔ)埋深達20m，其生活污水排水溝暗埋從基坑場地內(nèi)通過，水量很大；基坑外地下有舊的磚基礎(chǔ)，磚基礎(chǔ)下有1m后以上砂墊層�；油獾哪厦嬗须娏�、電信、給排水等市政管線；臨近基坑紅線有舊的磚基礎(chǔ)，磚基礎(chǔ)下為約1.5m后的砂墊層�；�?xùn)|面為素填土，人行道下沒有重要管線。
梧州市每年５月進入汛期，雨水多，氣溫高。本工程地下室施工３～５月，地下室施工末期進入汛期。
3、地質(zhì)概況。
根據(jù)地質(zhì)勘察報告和現(xiàn)場勘查，自上而下場地巖土層為：
雜填土，為15年以上人工填土，埋深1.5~6.2m，平均厚度3.54m；
素填土，為15年以上人工填土，埋深0.5~6.2m，平均厚度2.5m
淤泥質(zhì)粘土，埋深3.5~7.0m，平均厚度1.82m……
地下室基坑開挖主要在雜填土和素填土層。
本工程穩(wěn)定水位埋深３～4.9m，地下水位變幅受季節(jié)變化大，冬季枯水期，為在５～7m之間。實際基坑土方開挖時，地下水主要低于基坑土面約0.5～1m，但水量不大，采用水泵抽水降水即可�；油撩嬉陨纤闹苌钆潘呀�(jīng)通過水泥管組織排往市政排水管網(wǎng)，沒有水從土壁滲入基坑。
4、基坑西面原來按照相關(guān)資料和部門的要求采用懸臂型鋼，無法承受基坑外雜填土的壓力，其變形越來越大。
在仔細閱讀地質(zhì)勘查報告并在充分了解、分析基坑周圍環(huán)境狀況的基礎(chǔ)上，我們得出如下結(jié)論：
�、�、本工程不宜采用土釘墻等結(jié)構(gòu)形式；
�、啤㈥P(guān)于地質(zhì)報告中要求采用懸臂樁的建議，一是本工程基坑沒有工作面采用灌注樁；二是如果采用單排砼或型鋼懸臂樁，由于地下室基坑以下及基坑外有2～３m厚的淤泥或松土層，很容易將懸臂樁擠壓變形從而會帶動基坑外建筑物下土體的移動，風(fēng)險很大；三是由于基坑已經(jīng)開挖，基坑土質(zhì)比較差，不具備采用大型設(shè)備打型鋼的條件。
�、恰⒈竟こ坦て诰o，按水利局的要求，必須在5月份在汛期到來前完成地下室結(jié)構(gòu)施工，如果采用灌注樁等支護形式，光基坑處理就要2個月，時間不允許。
⑷、本工程的基坑邊坡與建筑物的距離滿足分級放坡要求，基坑變形對周圍建筑物的結(jié)構(gòu)安全不存在影響，而且地下室施工時間短，約2個月左右。
五、基坑邊坡支護方案
根據(jù)基坑現(xiàn)場環(huán)境的調(diào)查、分析結(jié)果，在既確保安全，又要滿足進度要求、經(jīng)濟可靠的情況下，我們參考了大量的相關(guān)的技術(shù)資料，綜合采用了放坡、懸臂型鋼、砂袋微型樁和卸荷等基坑支護方案。
1、放坡。
根據(jù)地址勘察報告提供的數(shù)據(jù)和現(xiàn)場勘查，靠近鴛江路的基坑?xùn)|面為素填土，已有15年以上，土質(zhì)基本固化，土質(zhì)比較密實。而且東面靠近鴛江路，沒有建筑物，基坑的變形對道路造成的影響很小，為此采用放坡方式。
基坑實際深度約3.8m，放坡2.3m，坡面用50厚的鋼網(wǎng)細石混凝土進行保護，坡頂用100mm厚的混凝土硬化�！�
2、砂袋+松型樁。
基坑南邊靠近鴛江橋和道路，基坑緊靠人行道，人行道下面有約2m的砂墊層，而且沿基坑旁有一舊磚基礎(chǔ)和圈梁，采用砂袋+松型樁支護方案。
3、卸荷+型鋼。
基坑西面靠近文化館職工樓，距離約7米。根據(jù)甲方提供的歷史資料，基坑外有兩道舊磚基礎(chǔ)，磚基礎(chǔ)下有50cm砂墊層，磚基礎(chǔ)上面是1～３ｍ的雜填松土。采用分級卸荷＋槽鋼支護的方案。
4、松木樁+鋼管土釘。
基坑北面離建筑物９ｍ，基坑土質(zhì)分兩層，上面是約1.5～2m的雜填土層，下面是已經(jīng)基本固化的素填土層�；痈叨燃s4.2m，采用卸荷+松木樁+鋼管土釘?shù)闹ёo方案。
六、結(jié)論語
本工程基坑處理的方案是在充分的基坑土質(zhì)、環(huán)境調(diào)查的基礎(chǔ)上，經(jīng)周密的論證，汲取水利行業(yè)“疏導(dǎo)結(jié)合”的治理理念，采用以卸荷為主導(dǎo)的非常規(guī)基坑支護處理方案，整個基坑處理的工期僅為15天，處理費用不到18萬元，安全地度過了南方2至5月的雨季季節(jié)，不但確保了該工程在汛期到來之前完成地下室施工贏得了時間，而且與采用采取土釘墻或懸臂樁等支護形式相比，本方案的費用僅為常規(guī)方案的20%，取得了很好的經(jīng)濟效益。經(jīng)4個月施工期間的觀察，該方案比較成功。
附件1
放坡計算：根據(jù)地質(zhì)報告，基坑側(cè)壁為雜填土，已有15年以上，已經(jīng)基本固化，其參數(shù)如下：γ=19.5，φ=12°，C=10KN/m
當(dāng)坡角θ=60°時，土坡保持穩(wěn)定的允許高度：
2×10×sin60cos12
H==5.2m
19.5×sin2（60-12/2）
本工程實際深度約4m，滿足要求。
當(dāng)土坡放坡角度為60°時，其放坡寬度為2m即可滿足要求，本工程實際取2.3m。
附件2：鋼管土釘計算
�。�1）每根木樁采用2根6m長的φ48×3的鋼管，打入5.5m，每排間距1m，打入角θ=15°。根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-2008以及地址勘察資料，表5.4.6-2素填土抗拔系數(shù)為0.5，摩擦力特征值為15KPa。
鋼管抗拔力T=3.14×0.048（5.5×0.5×15）=6.2KN/M
取安全系數(shù)K=1.5，鋼管抗拔力T=4KN/M，與實際經(jīng)驗符合。
則2根5.5m鋼管抗拔力T=2×5.5×4=44KN
�。�2）鋼管所承受的土壓力，按底部最大情況進行簡化計算，不考慮木樁的支護能力：cos15=0.969，H=2.5m，γ=19.5，φ=12°，C=10KN/m：
Ka=tg2(450-Ψ/2)=tg2(450-120/2)=0.65
則Ti=（19.5×1.5＋0.65）×1×1/0.969=31KN＜44KN
滿足要求。
