深基坑工程綜合施工技術(shù)案例詳解

1、第十二節(jié)第十二節(jié) 深基坑工程綜合施工技術(shù)案例深基坑工程綜合施工技術(shù)案例 深基坑工程施工涉及支護結(jié)構(gòu)設計、地下水深基坑工程施工涉及支護結(jié)構(gòu)設計、地下水治理、周邊環(huán)境安全保護，需要綜合考慮，確保治理、周邊環(huán)境安全保護，需要綜合考慮，確保施工安全，環(huán)境安全同時盡量節(jié)省資金，加快施施工安全，環(huán)境安全同時盡量節(jié)省資金，加快施工進度。下面以武漢陽光大廈工程為例，介紹在工進度。下面以武漢陽光大廈工程為例，介紹在復雜工程地質(zhì)水文地質(zhì)條件下，高層建筑深基坑復雜工程地質(zhì)水文地質(zhì)條件下，高層建筑深基坑工程支護結(jié)構(gòu)及地下水治理綜合施工技術(shù)方法的工程支護結(jié)構(gòu)及地下水治理綜合施工技術(shù)方法的運用情況，供類似工程施工參考。運

2、用情況，供類似工程施工參考。v一、工程概況一、工程概況v 陽光大廈位于武漢市六渡橋繁華的商業(yè)地段，南北寬陽光大廈位于武漢市六渡橋繁華的商業(yè)地段，南北寬68.5m，東西長，東西長132.5m，地下室建筑面積，地下室建筑面積18047m2，基坑一，基坑一次性開挖面積次性開挖面積9200m2。該工程地質(zhì)條件差，上層滯水地下。該工程地質(zhì)條件差，上層滯水地下水位高，不透水層下部承壓水極為豐富，且與長江水位有水水位高，不透水層下部承壓水極為豐富，且與長江水位有水力聯(lián)系?；铀闹芊课莸缆肪o臨并且地下管網(wǎng)密布，施工現(xiàn)力聯(lián)系?；铀闹芊课莸缆肪o臨并且地下管網(wǎng)密布，施工現(xiàn)場非常狹窄，使基坑支護及開挖具有很大的難度

3、和風險。場非常狹窄，使基坑支護及開挖具有很大的難度和風險。v 該工程由該工程由38層主樓和層主樓和10層裙樓兩部分組成，地下室分為層裙樓兩部分組成，地下室分為二層和三層，平面呈不規(guī)則狀。該建筑北臨中山大道，與中二層和三層，平面呈不規(guī)則狀。該建筑北臨中山大道，與中山大道相距山大道相距11m，南靠清芬一路，相距，南靠清芬一路，相距0.8m，東臨橋西商廈，東臨橋西商廈，相距相距14.2m，西靠新華影院，相距僅，西靠新華影院，相距僅2.6m。橋西商廈為樁基。橋西商廈為樁基礎(chǔ)，設有護坡樁；新華影院為木樁基礎(chǔ)，基礎(chǔ)回填土層較厚；礎(chǔ)，設有護坡樁；新華影院為木樁基礎(chǔ)，基礎(chǔ)回填土層較厚；中山大道和清芬一路均是漢

4、口的主要交通要道。該工程地處中山大道和清芬一路均是漢口的主要交通要道。該工程地處鬧市中心，周邊建筑及環(huán)境保護要求高，現(xiàn)場非常狹窄，見鬧市中心，周邊建筑及環(huán)境保護要求高，現(xiàn)場非常狹窄，見圖圖3-100所示。所示。圖3-100 陽光大廈地下室周邊環(huán)境情況示意圖v 地下水分為上層滯水和承壓水兩種，上層地下水分為上層滯水和承壓水兩種，上層滯水主要賦予人工填土層中，接受大氣降水滯水主要賦予人工填土層中，接受大氣降水和地表水滲透補給。承壓含水層頂板為粉質(zhì)和地表水滲透補給。承壓含水層頂板為粉質(zhì)粘土，含水層厚粘土，含水層厚45m，承壓水靜止水位埋深，承壓水靜止水位埋深4.8m，標高，標高19.6m。v 地下室

5、建筑結(jié)構(gòu)特征，見表地下室建筑結(jié)構(gòu)特征，見表3-16。v二、坑支護及地下水處理方案的優(yōu)化和選二、坑支護及地下水處理方案的優(yōu)化和選擇擇v（一）方案優(yōu)選（一）方案優(yōu)選v 1994年年6月月14日，由中建三局科學技術(shù)日，由中建三局科學技術(shù)委員會主持召集局內(nèi)專家及公司總工、項委員會主持召集局內(nèi)專家及公司總工、項目經(jīng)理參加陽光大廈深基坑支護方案優(yōu)選目經(jīng)理參加陽光大廈深基坑支護方案優(yōu)選評審會，會上分別對評審會，會上分別對“鋼筋砼灌注樁加內(nèi)鋼筋砼灌注樁加內(nèi)支撐支撐”方案、方案、“鋼筋砼灌注樁錨拉鋼筋砼灌注樁錨拉”方案、方案、“雙排懸臂式鉆孔灌注樁雙排懸臂式鉆孔灌注樁”方案進行了認方案進行了認真的評審，通過分析

6、、論證，在會上確認真的評審，通過分析、論證，在會上確認“雙排懸臂式鉆孔灌注樁雙排懸臂式鉆孔灌注樁”方案配合方案配合“全全封閉整體止水帷幕封閉整體止水帷幕”方案為優(yōu)選方案。方案為優(yōu)選方案。v其主要優(yōu)點為：其主要優(yōu)點為：v(1)內(nèi)排樁頂?shù)逆i口梁反挑，并在梁上堆載，增加內(nèi)排樁頂?shù)逆i口梁反挑，并在梁上堆載，增加反向彎矩，從而減少土壓力產(chǎn)生的彎矩，減少樁反向彎矩，從而減少土壓力產(chǎn)生的彎矩，減少樁斷面及配筋，其構(gòu)思新穎，便于操作。斷面及配筋，其構(gòu)思新穎，便于操作。v(2)采用兩次挖土的卸載措施，減少土壤側(cè)壓力和采用兩次挖土的卸載措施，減少土壤側(cè)壓力和擋土樁的樁長。擋土樁的樁長。v(3)不受基坑周圍建筑物基

7、礎(chǔ)、地下管網(wǎng)等地下障不受基坑周圍建筑物基礎(chǔ)、地下管網(wǎng)等地下障礙物的限制。礙物的限制。v(4)全封閉整體止水帷幕較為安全，可避免降水方全封閉整體止水帷幕較為安全，可避免降水方案給周圍房屋道路帶來不均勻沉降、開裂等問題。案給周圍房屋道路帶來不均勻沉降、開裂等問題。v（二）方案的再次優(yōu)化（二）方案的再次優(yōu)化v陽光大廈因受資金影響，施工進度一直緩慢，陽光大廈因受資金影響，施工進度一直緩慢，到到1997年下半年只完成了支護樁、工程樁和年下半年只完成了支護樁、工程樁和豎向帷幕的施工。豎向帷幕的施工。1997年年9月，再次優(yōu)化的方月，再次優(yōu)化的方案通過了市基礎(chǔ)工程協(xié)會專家組的評審，改進案通過了市基礎(chǔ)工程協(xié)會

8、專家組的評審，改進內(nèi)容為：內(nèi)容為：v（1）將原方案的懸臂支護改為樁錨支護，?。⒃桨傅膽冶壑ёo改為樁錨支護，取消了原方案內(nèi)排樁上紅磚壓重。消了原方案內(nèi)排樁上紅磚壓重。v（2）對靠近基坑的新華影院基礎(chǔ)采取花管注）對靠近基坑的新華影院基礎(chǔ)采取花管注漿軟托換，并配合在該處的基坑內(nèi)采用一層內(nèi)漿軟托換，并配合在該處的基坑內(nèi)采用一層內(nèi)支撐和加錨桿加固的綜合技術(shù)措施。支撐和加錨桿加固的綜合技術(shù)措施。v（3）橋西商廈一側(cè)，外排樁采用短錨桿加固）橋西商廈一側(cè)，外排樁采用短錨桿加固和三排水平花管注漿加固土體的綜合技術(shù)措施。和三排水平花管注漿加固土體的綜合技術(shù)措施。v（4）將原方案的坑底）將原方案的坑底“全封底水

9、平隔水帷幕全封底水平隔水帷幕”改為改為“半封半降半封半降”的綜合治理方案。的綜合治理方案。v三、深基坑支護結(jié)構(gòu)體系設計與施工三、深基坑支護結(jié)構(gòu)體系設計與施工v針對基坑周邊環(huán)境條件進行分段設計，支護主要采用樁錨支護針對基坑周邊環(huán)境條件進行分段設計，支護主要采用樁錨支護體系，局部地段采取加設內(nèi)支撐，配合花管注漿加固土體，花體系，局部地段采取加設內(nèi)支撐，配合花管注漿加固土體，花管注漿對臨近房屋基礎(chǔ)軟托換；調(diào)整錨桿長度等技術(shù)措施。管注漿對臨近房屋基礎(chǔ)軟托換；調(diào)整錨桿長度等技術(shù)措施。v1、支護主要采用雙排鉆孔灌注樁，呈外高內(nèi)低設置，外排樁、支護主要采用雙排鉆孔灌注樁，呈外高內(nèi)低設置，外排樁樁徑樁徑100

10、0，間距，間距1.3m，樁頂標高，樁頂標高-0.7m，內(nèi)排樁樁徑，內(nèi)排樁樁徑1200，間距間距1.5m，樁頂標高，樁頂標高-6.70m。外排樁樁長。外排樁樁長15.2m，內(nèi)排樁樁長，內(nèi)排樁樁長有有19.1m、22.1m、22.6m不等，靠新華影院一側(cè)采用單排樁不等，靠新華影院一側(cè)采用單排樁加內(nèi)支撐，樁徑加內(nèi)支撐，樁徑1500，間距，間距1.73m。樁砼。樁砼C30級。支護樁布級。支護樁布置見圖置見圖3-101，3-103所示。所示。v2、中山大道側(cè)（、中山大道側(cè)（AB段），清芬一路側(cè)（段），清芬一路側(cè)（CD段），外排樁采段），外排樁采用一樁一錨，錨桿標高用一樁一錨，錨桿標高-4.20m，錨桿長

11、，錨桿長19m。內(nèi)排樁錨桿標高。內(nèi)排樁錨桿標高-6.35m，錨于鎖口梁上，錨桿長度，錨于鎖口梁上，錨桿長度16m，對應于外排樁二樁之，對應于外排樁二樁之間的空檔處設置。內(nèi)外排樁的錨桿均采用間的空檔處設置。內(nèi)外排樁的錨桿均采用325螺紋鋼。螺紋鋼。v3 、橋西商廈側(cè)（、橋西商廈側(cè)（BC段）考慮橋西商廈護坡樁的因素，外排樁段）考慮橋西商廈護坡樁的因素，外排樁采用一樁一錨的短錨方式，錨桿標高采用一樁一錨的短錨方式，錨桿標高-4.20m，錨桿長度，錨桿長度7.6m，采取二次全程注漿加固，另在采取二次全程注漿加固，另在-1.7m、-2.9m、-5.4m標高上設標高上設三排水平向花管注漿加固土體。內(nèi)排樁錨

12、桿布設及標高同第三排水平向花管注漿加固土體。內(nèi)排樁錨桿布設及標高同第2條、錨桿長度條、錨桿長度11.4m，用，用225螺紋鋼見圖螺紋鋼見圖3-101所示。所示。5800前排擺噴垂直帷幕后排擺噴垂直帷幕2000-17.300-13.300-12.20015.300預留2m厚土層3000靜壓注漿高壓旋噴注漿57008000700540015890-0.700花管加固錨桿加固錨桿花管圖3-101橋西商廈一側(cè)支護及防滲布置圖v4、新華影院一側(cè)（、新華影院一側(cè)（HA段），由于距離太近，段），由于距離太近，為解決新華影院對基坑開挖將形成過大超載，為解決新華影院對基坑開挖將形成過大超載，和加固新華影院基礎(chǔ)以

13、下厚層回填土層及此和加固新華影院基礎(chǔ)以下厚層回填土層及此處現(xiàn)場平面尺寸受限等問題，采取了以下綜處現(xiàn)場平面尺寸受限等問題，采取了以下綜合技術(shù)處理措施。合技術(shù)處理措施。v（1）設）設1.5m直徑的單排支護樁。直徑的單排支護樁。v（2）在支護樁外側(cè)布置兩排垂直向的花管）在支護樁外側(cè)布置兩排垂直向的花管注漿，長度注漿，長度10m，孔距，孔距1.2m，排距，排距1m。在。在支護樁內(nèi)側(cè)的支護樁內(nèi)側(cè)的-2.95m、-4.15m、標高上設、標高上設二排水平向花管注漿，長度分別為二排水平向花管注漿，長度分別為7m、6m，形成對新華影院基礎(chǔ)的托換。見圖形成對新華影院基礎(chǔ)的托換。見圖3-102示。示。5300-0.

14、700750750新華電影院花管5850-17.300-15.300-13.0002000靜壓注漿-12.200加固錨桿托換注漿高壓旋噴封底層540015900700圖3-102新華影院一側(cè)支護及軟托換圖v（3）在此處基坑兩內(nèi)角上設置上層內(nèi)支撐，采用60914、4269的無縫鋼管組成，標高-1.4m。見圖3-103。圖3-103 靠新華影院處坑內(nèi)局部內(nèi)支撐布置圖v（4）在-4.7m、-6.7m、-8.50m標高處設一樁一錨加固，錨桿長25m，采用328螺紋鋼。v5、清芬一路（EK段），因現(xiàn)場平面尺寸所限，支護樁布置于地下車道的兩側(cè)，采取分次開挖，分次施工，并加設內(nèi)支撐作加固，內(nèi)支撐采用6091

15、1、4269的無縫鋼管組成，標高-0.7m。見圖3-104所示。120081008100810081008100810018191516141217930048193180025726429106726493113146443600060007007500620062008100DCBA11710114圖3-104 清芬一路側(cè)車道處鎖口梁及內(nèi)支撐平面圖v四、地下水治理設計與施工四、地下水治理設計與施工v陽光大廈處于漢口典型的軟土地基之上，地下水位高，土層陽光大廈處于漢口典型的軟土地基之上，地下水位高，土層含水豐富，處于濕飽和軟塑狀態(tài)。土方及地下室施工必須在含水豐富，處于濕飽和軟塑狀態(tài)。土方及地

16、下室施工必須在降水條件下或隔水條件下才能施工。降水條件下或隔水條件下才能施工。v本工程采用封、降結(jié)合的辦法治理地下水，取得了很好的成本工程采用封、降結(jié)合的辦法治理地下水，取得了很好的成效。效。v1、基坑側(cè)壁垂直采用高壓擺噴注漿工藝，形成隔水防滲垂、基坑側(cè)壁垂直采用高壓擺噴注漿工藝，形成隔水防滲垂直帷幕，帷幕的布設采取在外排樁外側(cè)設一道，頂標高直帷幕，帷幕的布設采取在外排樁外側(cè)設一道，頂標高-1.2m，底標高，底標高-9.20m，擺噴有效長度，擺噴有效長度8m，主要隔絕上層滯，主要隔絕上層滯水，在內(nèi)排樁外側(cè)設一道，頂標高水，在內(nèi)排樁外側(cè)設一道，頂標高-7m，底標高，底標高-17.3m，擺，擺噴有

17、效長度噴有效長度10.3m。主要隔絕基坑底部坑壁可能出現(xiàn)的側(cè)涌。主要隔絕基坑底部坑壁可能出現(xiàn)的側(cè)涌。v2、基坑坑底水平向采取高壓旋噴注漿工藝封底，配合減壓、基坑坑底水平向采取高壓旋噴注漿工藝封底，配合減壓降水的綜合方案。封底厚度為降水的綜合方案。封底厚度為2m，在封底層的頂面至基坑，在封底層的頂面至基坑底留底留2m厚配重土層，使基坑開挖后還剩有厚配重土層，使基坑開挖后還剩有4m厚的厚的“不透水不透水覆蓋層覆蓋層”。v3、垂直帷幕與水平封底層在支護樁的聯(lián)結(jié)處采取靜壓注漿，、垂直帷幕與水平封底層在支護樁的聯(lián)結(jié)處采取靜壓注漿，使基坑形成整體的全封閉防滲帷幕。使基坑形成整體的全封閉防滲帷幕。v4、在基

18、坑底形成、在基坑底形成4m厚的相對不透水層后，設厚的相對不透水層后，設13口減壓降口減壓降水井進行降水，設水井進行降水，設4口備用井作為應急使用。降水井直徑口備用井作為應急使用。降水井直徑650mm，井深，井深45m。達到預期的降水效果。達到預期的降水效果。v五、土方開挖及信息化施工五、土方開挖及信息化施工v土方開挖采取分層開挖，與預應力錨桿，花管注漿施工安土方開挖采取分層開挖，與預應力錨桿，花管注漿施工安排穿插施工作業(yè)，并按施工組織設計要求控制每次挖土深排穿插施工作業(yè)，并按施工組織設計要求控制每次挖土深度。在開挖方向和順序上先挖坑邊的土層，然后再挖基坑度。在開挖方向和順序上先挖坑邊的土層，然后再挖基坑中部的土層，使錨桿施工，花管注漿等工作盡早插入，加中部的土層，使錨桿施工，花管注漿等工作盡早插入，加快了施工進度。在錨桿施工成孔時，上部土層中水量特別快了施工進度。在錨桿施工成孔時，上部土層中水量特別大，以至插入錨桿后，無法進行正常注漿，采取在孔口設大，以至插入錨桿