地方项目基坑支护方案实践

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摘要：文章根据南京市江心洲地质条件、基坑工程面积、挖深等条件及项目周边环境，确定采用SMW工法桩加一层混凝土支撑支护形式，根据施工过程及基坑监测结果说明本项目采取的支护形式的合理性，为类似项目提供借鉴。

关键词：基坑支护；SMW工法桩；基坑止降水；施工平台

基坑支护方案需要考虑基坑规模、工程水文地质条件、周边环境、出土路线、施工场地等各方面因素，对不同条件下选用不同的支护形式，以满足现场施工的需要[1-2]。本项目在南京市江心洲特定地质条件下的基坑支护方案实践，为类似项目提供借鉴。

1工程概况

项目位于南京市建邺区江心洲，中新大道与宏俊街交叉口西南角。拟建项目为1幢19层办公塔楼及3~5层裙房、1层整体地下车库。基坑开挖面积约9800m2，支护周长约431m，基坑开挖深度6.5~9.0m。基坑东侧为中新大道，地下室距离用地红线约6.60m，距离道路最近约13.5m，由近到远分布有Φ500mmPE供水管、200mm×200mm通信光纤、Φ50mm-0.38kV电缆线等市政管线。基坑南侧为绿地，东南角为公交场站，地下室距离用地红线最近处约2.80m。基坑西侧为河道，地下室距离用地红线最近处约29.4m，距离河道保护线最近处约16.90m。基坑北侧为宏俊街，地下室与用地红线最小距离约为6.40m，道路宽约25m，地下室距离道路最近约9.0m，由近及远分布有200mm×200mm空管、Φ200mmPE燃气管、Φ1000mm混凝土雨水管、Φ50mm-0.38kV电缆线等市政管线，市政管线均在红线之外。

2工程水文地质条件

2.1工程地质条件

场地隶属于长江漫滩地貌单元。拟建场地地势西低东高。影响基坑开挖土层工程的地质特征：1-1杂填土：杂色，成分以混凝土块、碎石、砖块混杂粉质黏土组成，硬质物含量约30%，不均质，堆填时间小于10年。局部分布，层顶标高6.13~9.08m（85国家高程，下同），层厚0.5~3.5m。1-2素填土：黄灰、灰色，以粉质黏土为主，含植物根茎，少量碎石子，不均质，堆填时间小于10年，普遍分布，层顶标高5.34~9.07m，层厚1.00~5.40m。2-2淤泥质粉质黏土：灰色，流塑，夹薄层粉土，切面稍有光泽，干强度中等，韧性中低，普遍分布，层顶标高3.33~5.80m，层厚1.80~5.10m。2-3粉砂：灰色，饱和，松散~稍密，见云母碎片，具微层理，局部夹薄层粉土，主要矿物成分为石英、长石等。普遍分布，层顶标高1.30~5.00m，层厚0.10~1.90m。2-4粉细砂：灰色，饱和，中密，见云母碎片，具微层理，局部夹薄层粉土，主要矿物成分为石英、长石等。普遍分布，层顶标高-4.07~-0.33m，层厚4.90~7.30m。2-5淤泥质粉质黏土：灰色，流塑，局部软塑，夹粉砂颗粒，切面稍有光泽，干强度中低，韧性中低。普遍分布，层顶标高-9.55~-6.25m，层厚1.50~5.00m。2-6粉细砂：灰色，饱和，中密，颗粒级配差，主要的矿物成分为石英、长石、云母。普遍分布，层顶标高范围为-11.85~-9.94m，层厚8.20~12.00m。2-7粉细砂：灰色，饱和，中密~密实，颗粒级配差，主要矿物成分为石英、长石、云母。普遍分布，层顶标高为-22.60~-18.95m，层厚0.50~12.60m。2-8粉细砂：灰色，饱和，密实，颗粒级配差，主要矿物成分为石英、长石、云母。普遍分布，层顶标高范围为-32.62~-29.90m，层厚7.30~13.10m。

2.2水文条件

本场地的地下水类型为孔隙潜水和基岩裂隙水。孔隙潜水主要赋存于浅部1层填土中及2层砂土层中，含水介质主要为砂性土，其渗透性强，含水量大。含水层为透水性上弱、下强的多层结构，且与长江水水力联系密切。补给来源主要是大气降水、管道渗漏及地表水体侧向补给。孔隙潜水排泄方式为自然蒸发、侧向径流排泄。孔隙潜水初见水位埋深0.18~3.20m，稳定水位埋深0.15~3.18m。水位约5.8m。水位受季节性变化及附近河水位影响大，年变化幅度约2.0m。基岩裂隙水，位于下伏基岩，下伏基岩为泥岩。强风化岩层的风化裂隙中、中风化岩层节理、构造裂隙中含少量地下水，但透水性、富水性差，水量贫乏，对工程影响小。

2.3基坑支护设计参数

基坑设计参数表如表1所示。

3本项目基坑工程的特点及难点

（1）本工程基坑面积约为9800m2，开挖深度最深处挖深9.00m，属于深基坑工程，深基坑工程实施过程中受到施工动荷载、基坑开挖以及大气降水等许多不确定因素的影响，开挖过程存在一定的风险。（2）基坑北侧和东侧存在市政道路和管线，基坑周边环境条件复杂，需采用足够刚度支护结构，采取有效措施保护基坑周边道路及市政管线安全。（3）基坑西侧为河道，距离基坑约16.9m，基坑支护结构设计需考虑河道河水对本项目的影响。（4）场地开挖面以下为深厚含水层，含水量大，地下水补给充足，2-5层淤泥质粉质黏土可看作隔水层，基坑支护需重点考虑基坑止降水对周边环境的影响。（5）本项目西侧施工期间设置临时办公用房，其余侧距离红线较近，需另外考虑基坑土方外运及施工期间加工场地问题。

4基坑支护方案选择

4.1基坑支护方案选择分析

根据本项目工程特点及类似工程经验，本项目可选择支护墙体有灌注桩、SMW工法桩、PCMW工法桩等。灌注桩施工工艺成熟，质量易控制，平面布置灵活多样，支护墙体刚度大，但需设置止水帷幕，造价较SMW工法和PCMW工法桩高。SMW工法和PCMW工法桩施工速度快，且可兼作止水帷幕，SMW工法桩型钢可回收，经济性好，但支护墙体刚度较灌注桩小[2]。对于本项目在基坑满足受力要求的情况下，宜选择SMW工法或PCMW工法桩。本项目根据受力计算结果，需设置一层支撑，根据本项目基坑形状及施工场地要求，宜选择钢筋混凝土材料支撑。基坑支护结构平面布置如图1所示。

4.2基坑止降水方案比选

东侧和南侧基坑支护结构典型剖面如图2所示。本项目可选择性旋喷桩、三轴深搅桩、TRD工法桩等作为止水帷幕。旋喷桩止水效果较差、造价高，TRD工法止水桩止水效果好，但造价高，本项目宜选择三轴深搅桩作为止水帷幕。本项目宜选择水泥管井或钢管井进行降水。

4.3基坑支护及止降水方案

根据本项目工程特点及以上分析，确定本项目基坑支护方案：基坑采用直径850mm三轴深搅桩内插H700×300×13×24型钢的SMW工法桩作为围护墙体。根据基坑形状采用角撑加对撑形式的混凝土支撑，对撑区设置栈桥，解决基坑开挖期间出土道路及主体结构施工期间加工场地问题。基坑采用SMW工法桩兼作止水帷幕，止水桩进入2-5层不少于1.5m形成封闭止水帷幕，有效止水桩长度为17.50~19.50m。基坑已设置全封闭止水帷幕，且基坑内大部分均满足抗突涌要求，基坑内仅进行疏干排水，降水井深14.0~16.0m。基坑内一处电梯坑挖深较深，不满足抗突涌要求，设置深层降水井进行降水，井深26.0m，基坑内共布置39口降水井进行降排水。基坑内集水坑等局部深坑部位采用放坡、水泥土重力式挡墙形式进行处理；为减少型钢拔除对周边环境影响，型钢拔除过程中及时对型钢拔除后留下的桩孔进行注浆处理。西侧和南侧基坑支护结构典型剖面如图3所示，典型基坑支护剖面如图4所示。

5基坑监测内容及监测情况

在进行基坑土方开挖和地下室施工期间应进行基坑监测工作。基坑监测是指导现场施工，避免发生安全事故的重要措施。根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120—2012）以及《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497—2009）中的相关要求［3-4］，基坑支护结构安全等级为二级。本项目基坑监测内容为：围护墙顶部的水平位移、竖向位移、围护墙或土体深层水平位移监测、支撑内力、立柱位移、地下水位、周边道路沉降、管线变形等内容。截至2020年10月，已完成地下主体结构施工，部分型钢已拔除，各项监测指标均在安全范围内，未达到报警值，基坑开挖及地下结构施工顺利。

6结语

本项目基坑支护方案选择安全有效、经济合理，各项监测指标均在安全区间，对市政道路及管线保护措施得当。

参考文献

[1]中国土木工程学会土力学及岩土工程分会.深基坑支护技术指南[M].北京：中国建筑工业出版社，2012.

[2]刘国彬，王卫东.基坑工程手册[M].2版.北京：中国建筑工业出版社，2009.

[3]中国建筑科学研究院.JGJ120—2012，建筑基坑支护技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.

[4]山东省建设厅.GB50497—2009，建筑基坑工程监测技术规范[S].北京：中国计划出版社，2009.

作者：王先勇 单位：南京南大岩土工程技术有限公司