危旧房屋改造项目中深基坑支护工程施工研究
时间：2023-01-17 16:40:09 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
邓小明
（中国铁路南宁局集团有限公司 经开部，高级工程师，广西 南宁 530029）
本项目位于广西省南宁市西乡塘区南铁社区的中心区域，场地的西侧、南侧、北侧均紧邻城市支路，分别为南铁一街、南铁五街、南铁六街，三条街道均具有城市交通功能、日常交通繁忙，场地东面的桂花苑小区是1998年建成的住宅小区。项目由2栋高28层的住宅楼构成（2层整体地下室，地面以上高87m）。项目整体地下室轮廓线总长330m，基坑底面积6310㎡，主体采用框剪结构，基础采用筏板基础。该项目±0.000的绝对标高为78.60m，天然地面绝对标高在78.20m至78.60m之间，基底设计绝对标高在67.80m至68.80m之间，基坑开挖深度在9.40m至10.40m之间。基坑工程合同工期为120天。
2.1 基坑开挖无放坡条件
场地南、北、西比邻的南铁街道均为交通繁忙的城市支路，场地的用地红线为南铁一街、五街、六街三条城市街道的人行道边界线，项目地下室的外墙轴线与三条街道用地红线的最小距离为5.0m，场地东面是桂花苑住宅小区用地边线，与住宅楼基础不足1.0m。
2.2 基坑上方有高压电力线
两条10kV高压电力线横穿场地东面、西面上方，均处于项目基坑支护范围内。
2.3 基坑东侧紧靠桂花苑住宅楼
场地基坑东侧紧邻桂花苑小区住宅楼（住宅楼主体8层，框架结构，毛石混凝土基础），既有竣工资料显示危旧房屋改造项目的地下室轴线距离桂花苑最近的一栋住宅楼的毛石混凝土基础仅2.925m～3.255m，项目拟采用直径1500mm的支护桩。由此推算支护桩与相邻住宅楼的毛石混凝土基础边缘距离仅0.745m。项目采用旋挖机施工，施工前需埋设6.00m长钢护筒，钢护筒为φ1800，钢护筒边缘距离毛石混凝土基础为0.595m。
3.1 管理因素
按照朗肯土压力的计算公式分析，地基内的某处土压力除自身土体性质和与地表高差外，主要受地表外部压力影响，基坑周围必须减小和避免堆载，主要避免在基坑的周围停放重型机械，堆放大量的施工材料；
将挖土施工速度减缓，避免过快急速改变原土层的相对平衡；
各阶段开挖过程中，挖土深度一定要控制，避免超挖，造成支护结构上侧压力过大，导致支护强度不足；
基坑施工时间控制，缩短基底暴露时间，避免坑底土体的回弹增大，从而影响支护结构稳定性；
避免地下水位降低过大、过快，基坑坑壁及坑底会出现漏水以及涌水等，漏水、涌水等水土流失，最终基坑周边的城市支路路面、住宅楼楼梯出现沉降、开裂与倾斜等危险。
3.2 技术因素
支护结构施工中，工程质量差，支护结构出现严重的渗漏水，支护结构后侧土体伴随渗漏水严重流失，支护失去作用；
过早基坑开挖，支护结构尚未达到设计要求强度值，支护结构过早受力，使得支护结构实际强度和刚度不足，出现异常变形；
施工前，未能充分应用地质勘探资料，对支护桩的土体整体稳定性以及抗滑移验算不全面、不准确，致使验算错误，最终导致支护结构实际强度、抗滑移、整体稳定性不足，造成整体垮塌；
对周边地表水汇水、排放等造成的支护桩侧压力预测和计算不足，导致支护结构设计不足，造成整体垮塌。
危旧房屋改造项目设置二层整体地下室，基坑开挖深度在9.40m至10.40m之间，基坑支护结构采用排桩加预应力锚索，因与东面住宅楼毛石混凝土基础不足1m，为保护东面住宅楼的基础和主体结构安全，在东面桩间土增加高压旋喷桩止水帷幕，支护结构设计使用年限为支护完成后一年。基坑支护平面图如图1。
图1 基坑支护平面图
排桩采用机械旋挖钻孔工艺，化学泥浆护壁，跳挖方式成孔。排桩直径分别采用1000mm和1500mm两种，排桩间距均为2000mm。桩顶设冠梁GL1（B×H=1000mm×1000mm），冠梁GL2（B×H=1500mm×1000mm）。支护结构设两道预应力锚索，在冠梁顶面下方2.40m处设置第一道锚索，间隔2.5m处设置第二道锚索。
土方的分段分层开挖支护方式，按40m至60m为分段长度，以锚索的垂直间距为分层高度。施工流程严格遵守本层土方开挖-本层施工锚索（含喷射混凝土墙）-本层的喷射混凝土墙体达到设计强度的70%时-下层的土方开挖-下层的施工锚索（含喷射混凝土墙）施工。C20混凝土达到设计强度的70%常规需要7天，为加快施工工期，可在混凝土中掺入早强剂等可将时间减少到3天至4天。在编制基坑施工方案时，统筹考虑土方开挖和支护施工需求时间、工艺间隔需求时间，在水平、竖向施工段上合理安排、紧密配合。
基坑东边采用高压旋喷桩帷幕截水，高压旋喷桩顶标高75.00m，桩底帷幕底面标高为63.80m。截水帷幕采用挂网喷混凝土，喷射混凝土标号C20，100mm厚度，施工时将膨胀螺钉植入桩身，与加强筋焊接钢筋网，钢筋网采用双向φ8@200。基坑分层分段开挖，拱形板分层分段制作，分层制作高度1500mm。基坑南边、西边、北边采用降水井进行降水，共设计10口降水管井。基坑支护含支护桩（旋挖）165根总长2672m，冠梁一道总长333m，腰梁两道665m，预应力锚索总长7080m，高压旋喷桩75根，喷射混凝土1300㎡。基坑支护断面图如图2。
图2 基坑支护断面图
5.1 针对工程不利条件，逐一采取对应措施
基坑支护桩开工前，再次核实周围环境，通过现场勘探，核准临近建筑物、临近构筑物的基础数据、地下电线路、给排水管线、地下构筑物的基础数据，对相邻地下基础及管线做好安全防护，对场地内的构筑物化粪池等进行拆改，完成基坑东、西面的10kV高压电力线等迁改。核实本项目支护桩设计的两排锚索施工范围内工程管线是否受影响。其中，第一排锚索施工的绝对标高最高为74.60m，锚索向下，施工角度与水平夹角为25°，锚索均长约24m，通过计算和勘探，锚索的施工范围内无周边既有地下管线。
5.2 针对工程风险因素，科学组织施工
对场地东面施工采取特别措施，在旋挖机施工前，采用人工挖孔方式减少对桂花苑住宅基础扰动，埋设钢护筒。即人工挖孔至相邻桂花苑住宅楼的毛石混凝土基础下方0.5m处，观测住宅楼基础沉降和位移变化稳定，再通过旋挖机开挖；
严格执行施工方案，按照划定的施工段分层开挖，严禁出现超挖现象，控制挖土速度；
混凝土支护桩和挂网喷混凝土满足设计强度要求再施工下一工序，确保施工质量；
严格控制坡顶设计荷载值，基坑周围禁止停放重型机械、禁止堆放建筑材料，确保边坡稳定；
当基坑开挖后，按照工序进行基底处理、保护，及时跟进筏板施工。
5.3 加强监测，发现问题及时解决
针对风险项点，反复验算支护桩的整体稳定和抗滑移验算，确保一定安全余量；
做好关键数据、关键环节监控，及时纠正和解决发现问题，项目本身主要有：做好本项目基坑支护结构沉降及位移变化的同步监测；
锚索拉力监测；
分层开挖支护的竖向位移监测；
基坑坑壁及坑底漏、涌水情况检查；
场地地下水位变化监测。相邻建构筑物：周围建（构）筑物的沉降及位移变化监测，场地周围三面道路路面、既有建筑物沉降位移和裂缝监测；
基坑周边地下管线变化监测。
南宁西乡塘危旧房屋改造项目深基坑支护工程实施过程中，桩基检测时发现单桩承载力不足，地基形式变更为复合地基，变更设计影响关键工期4个月。但在实施过程中，通过对工程的不利条件、风险项点分析，提出有针对性的措施和解决方案，通过过程控制、平行监测，最终保证了基坑开挖、基坑支护的每一环节安全可控，为下一阶段的筏板、主体结构施工创造良好条件。
该项目已于2021年8月交付使用，盘活低效土地资源、改善南铁地区环境、解决了部分铁路职工居住困难条件。
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