摘要：地處北京西二環(huán)內(nèi)的深基坑工程，緊鄰周邊重要建筑，且周邊環(huán)境復(fù)雜，針對不同的周邊環(huán)境特征，采取土釘墻和懸臂護坡樁支護進(jìn)行深基坑施工，確保了基坑和周邊環(huán)境的安全。土釘墻和懸臂護坡樁結(jié)合施工，具有減少基坑變形、節(jié)省費用、縮短工期等優(yōu)點。
1工程及環(huán)境概況
1.1建筑概況
北京西二環(huán)內(nèi)改建建筑工程，是在原址上的拆除改建工程，為一棟綜合樓，建筑物總長97.60m，總寬64.80m，東側(cè)距離圍墻最近處為5.50m，北側(cè)距離現(xiàn)有建筑為10.30m，最近處為7m。結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，總建筑面積12129.08m2，其中地上建筑面積7285.66m2，地下建筑面積4843.42m2，基礎(chǔ)底板埋深-7.30m。
1.2環(huán)境概況
本工程北面臨現(xiàn)有磚混式2-4層舊式建筑物，最近處為7m，東側(cè)距離大院圍墻5.5m，東側(cè)和南側(cè)為大院混凝土綜合管溝，管溝內(nèi)布滿電力、熱力、通訊、給水的等管線，綜合管溝埋深為-2m，不能有任何擾動。在基坑南側(cè)東段緊鄰基坑上側(cè)有一條Ø100mm燃?xì)夤芫€，需要較高的安全保護。且由于新近改移的管線回填虛土較厚，在該管線南側(cè)的土坡有大量的植被，在植被澆水時會有大量的水滲透到回填管線虛土中，進(jìn)而會影響到南側(cè)土的粘聚力等，會對邊坡支護造成較大的安全隱患，需要嚴(yán)加防護。
1.3工程地質(zhì)及水文條件
根據(jù)巖土工程勘察報告，擬建場地勘探深度范圍內(nèi)的土層分：①層為厚0.7-2.9m不等的人工填土層及房渣土、碎石填土，土層均勻性差，壓縮性不均，全場分布；②層砂質(zhì)粉土、粘質(zhì)粉土，灰色，高壓縮性，局部為粉質(zhì)粘土；②1層粉砂、細(xì)砂；②2層及粘質(zhì)粉土、粉質(zhì)粘土；③層粉砂、細(xì)砂；④層粉質(zhì)粘土、重粉質(zhì)粘土；④1層粘質(zhì)粉土；⑤細(xì)砂、中砂；⑥粗砂；⑦圓礫。
根據(jù)勘察設(shè)計研究院提供的抗浮設(shè)計水位為45.00m，地下水對混凝土不具腐蝕性。本次勘察期間在鉆探深度范圍內(nèi)揭露一層地下水：第一層為上層滯水，其靜止水位標(biāo)高為44.33m，埋深約6.5m。
2施工難點
2.1基坑支護難度大
根據(jù)基礎(chǔ)圖紙，基坑自現(xiàn)地面往下最深7.5m，而基礎(chǔ)作業(yè)又適逢雨季，因此必須保證施工過程中基坑的穩(wěn)定。根據(jù)設(shè)計方案，本工程按區(qū)段采用土釘墻和懸臂護坡樁支護方案，護坡樁成孔深度為12m。
2.2周邊環(huán)境復(fù)雜
場地東側(cè)、南側(cè)存在污水管線，且污水管線與擬建建筑物場地之間存在一條綜合管溝，內(nèi)有電力、熱力、通訊、給水等管線，埋深約為-2m，不能有任何擾動，需加以保護?；幽蟼?cè)東段緊鄰基坑上側(cè)有一條Ø100mm燃?xì)夤芫€，需要較高的安全保護。且由于新近改移的管線回填虛土較厚，在該管線南側(cè)的土坡有大量的植被，在植被澆水時會有大量的水滲透到回填管線虛土中，進(jìn)而會影響到南側(cè)土的粘聚力等，會對邊坡支護造成較大的安全隱患，需要嚴(yán)加防護。
場地北側(cè)距離現(xiàn)有建筑平均距離為10.3m，最近位置為7m。西側(cè)為院內(nèi)河，河里水位較高，河岸距離結(jié)構(gòu)距離最近為10m左右，由于本基坑開挖深度7.5m，比河水水位底，河水極有可能沿著③層粉砂層土滲流入基坑內(nèi)。
3基坑支護開挖方案
3.1基坑支護設(shè)計
本工程基坑支護設(shè)計是按基坑開挖深度為7.5m進(jìn)行基坑支護的計算與設(shè)計。對于本工程而言，擬建建筑物北側(cè)結(jié)構(gòu)外墻距離現(xiàn)有建筑物最近處約7m，西側(cè)、南側(cè)西段距離工地圍墻較遠(yuǎn)，有較大的施工工作面，采用土釘墻支護方式，為提高支護邊坡的安全穩(wěn)定性，土釘墻坡度全部為1：0.2。
東側(cè)及南側(cè)東段由于現(xiàn)場條件限制，采用懸臂樁支護方案。施工工作面在地下室基礎(chǔ)外側(cè)預(yù)留800mm。地面超載：護坡樁15kPa，土釘墻15kPa，主要考慮臨時堆放小型手持工具等。
采用北京理正深基坑計算軟件（5.3版）進(jìn)行支護設(shè)計，各剖面設(shè)計如下：
?。?）設(shè)計參數(shù)：
坡頂超載：q=15KPa，作用寬度：2.0m，距離坑邊2m。
基坑側(cè)壁重要系數(shù)：γ=1.0；基坑深7.50m。
鋼筋混凝土懸臂樁的直徑800mm，樁間距1.6m，施工樁長12.0m，（含保護樁長0.5m）樁身混凝土強度等級C25，鋼筋12Ф18，樁頂標(biāo)高-2.0m。
樁頂連梁尺寸：800mm(寬)×600mm(高)
樁間錨噴采用鋼板網(wǎng)，掛噴射混凝土，厚度60mm。上翻邊不小于0.5m，進(jìn)行硬化并在上面砌檔水墻。
（2）懸臂樁支護設(shè)計圖
3.2基坑開挖方案
由于本基坑占地面積約5000m2，為原有建筑拆除后施工項目，基坑開挖時會遇到原建筑物的基礎(chǔ)，因此土方施工要求先圍繞基坑周邊整體開挖1.5m深，為土釘墻和護坡樁創(chuàng)造工作面，尤其是東側(cè)護坡樁要求先期施工，因此開挖的重點在于東側(cè)護坡樁工作面的開挖。
總體開挖方式為先進(jìn)行東側(cè)護坡樁工作面開挖到1.5m深度，然后進(jìn)行土釘墻的工作面開挖，土釘墻工作面寬度6m，采用人工成孔護坡樁施工時工作面預(yù)留6m寬度，機械成孔施工護坡樁，工作面寬度不少于20m。然后進(jìn)行基坑中心土方開挖，基坑周邊土釘墻位置分五步開挖到基礎(chǔ)槽底，中心土方兩步挖到基礎(chǔ)槽底（即盆式開挖）。在護坡樁施工完畢后一次挖到基礎(chǔ)槽底。
土方施工應(yīng)與土釘墻施工及排水密切配合，采用多機組、分班次、立體交叉連續(xù)作業(yè)，做到充分利用空間和時間。土方開挖必須分步分段完成，每步開挖至土釘位置深度下約0.5m位置處，分段開挖長度不超過50m，之后應(yīng)立即進(jìn)行土釘施工，不得超挖，以控制土體變形，保證邊坡的穩(wěn)定。若遇水土體無法穩(wěn)定，應(yīng)停止該段土方施工，并采取其它有效措施進(jìn)行支護。土釘施工完畢后方可進(jìn)行下一步基槽的開挖。開挖邊坡應(yīng)盡可能與設(shè)計邊坡接近，然后采用人工削坡修整，現(xiàn)場設(shè)專人負(fù)責(zé)挖方與土釘施工的協(xié)調(diào)。
基坑支護觀測方案設(shè)計
本工程在基坑土方開挖和基礎(chǔ)施工期間，對支護結(jié)構(gòu)和鄰近道路及設(shè)施進(jìn)行必要的位移和沉降觀測，以及時了解支護結(jié)構(gòu)的工作情況及鄰近建筑物和道路的使用情況。
4.1觀測點的布置
根據(jù)現(xiàn)場情況在基坑的四角10米左右，布置4個基準(zhǔn)點，同時布置四個基準(zhǔn)觀測點。
支護結(jié)構(gòu)的位移觀測：在基坑坡頂線以外，沿基坑四周每20m設(shè)置一個位移觀測點，定期對其進(jìn)行位移觀測；
臨近道路沉降觀測：在臨近的道路上設(shè)置沉降觀測點，每30m設(shè)置一個沉降觀測點，定期對其進(jìn)行沉降觀測。
4.2位移和沉降觀測的技術(shù)要求
位移觀測按一級位移變形觀測的要求觀測，沉降監(jiān)測基準(zhǔn)網(wǎng)按二級水準(zhǔn)的要求觀測，沉降觀測點按三級水準(zhǔn)的要求觀測。位移變形控制值為開挖高度的0.3%～0.5%，差異沉降控制值為建筑物寬度的0.2%。
4.3觀測方法和觀測間隔
位移觀測采用采用直讀偏距變化的方法，每次位移觀測的精度按規(guī)范中的一級變形的要求觀測。
基坑開挖時，位移觀測每開挖一步土觀測一次，至基坑設(shè)計標(biāo)高后，基礎(chǔ)施工時每二周測試一次，期間如出現(xiàn)異常，位移觀測根據(jù)情況隨時進(jìn)行。
沉降觀測采用三等附合水準(zhǔn)網(wǎng)測量的方法。
基坑開挖時，沉降觀測每開挖一步土觀測一次，至基坑設(shè)計標(biāo)高后，基礎(chǔ)施工時每二周測試一次，期間如出現(xiàn)異常，位移觀測根據(jù)情況隨時進(jìn)行。
4.4周邊道路、地下管線的保護及異常情況處理措施
?。?）異常情況處理措施
基坑開挖過程中及開挖后，如果邊坡位移產(chǎn)生突變或變形值超過控制值的異常情況，則立即停止施工，回填土體，而后采用增加預(yù)應(yīng)力土釘?shù)拇胧?，同時分析造成異常情況的原因，待控制住異常情況后，再繼續(xù)進(jìn)行土方開挖施工。
（2）基坑位移觀測報警值
根據(jù)北京市《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》要求及周邊情況綜合考慮，本基坑土釘墻支護水平位移警戒值為20mm，樁頂水平位移警戒值為14mm；土釘墻位移報警值30mm，樁頂水平位移警戒值為20mm。
5結(jié)束語
基坑支護作為一個結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)要滿足其上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和變形的要求，基坑支護設(shè)計相對于承載力極限狀態(tài)要有足夠的安全系數(shù)，不致使支護產(chǎn)生失穩(wěn)，而在保證不出現(xiàn)失穩(wěn)的條件下，還要控制位移量，不致影響周邊建筑物的安全使用，同時又要達(dá)到降低成本費用的目的。
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