1.绿地集团长春置业有限公司；2.绿地地产集团长春海域房地产开发有限公司；
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摘要：深基坑开挖采用何种支护结构,应根据基坑周边环境、开挖深度、工程地质和水文地质、开挖方案等条件，因地制宜综合比较确定。绿地集团东北事业部所开发建设的“长春上海广场”项目，采用“一坑两护”的支护方式，既满足了基坑支护结构安全，又较单一基坑支护结构降低了工程成本。
关键词：深基坑；桩锚结构；土钉墙；基坑降水
1、问题提出
随着城市化进程加快和城市人口规模不断膨胀，为了缓解用地紧张的矛盾，高层建筑和超高层建筑进入了高速发展时期。深基坑工程的降水与支护是高层建筑和超高层建筑基础施工过程必不可少的阶段。寻找既能满足基坑结构安全，又能降低建筑成本的支护结构，成为工程技术人员日益重视的课题。
2、深基坑工程特点和常用的支护结构
2.1、深基坑工程首先是深度深，基坑深度超过5m的工程为深基坑，并且深基坑工程常常会遭遇丰富的地下水。
2.2、深基坑围护体系安全储备较小，且有较强的区域性。
2.3、深基坑工程具有较强的时空效应,即土体的徐变与作用在围护体系上与土压力的时间相关联。
2.4、深基坑工程是系统工程，其中包括围护体系设计、施工和土方的开挖、降水等工程。
2.5、深基坑工程具有环境效应。基坑工程通常与周边的建筑物、道路、管线距离较近，其开挖、降水势必引起周围地下水位变化和应力场改变，严重的将危及相邻建筑物、构筑物及地下管线的正常使用。
2.6、深基坑工程通常采用排桩、地下连续墙、水泥土墙、土钉墙、复合土钉墙等支护结构。在工程实施过程中，通常根据地质条件、基坑深度、地下水情况等，采用不同的支护结构形式。
3、“长春上海广场”项目的概况和开挖支护方案的优选
“长春上海广场”项目位于长春市繁华的商业街西安大路与安达街的交汇处，是一集商业街、5A级写安楼、LOFT办公于一体的大型公共建筑。该工程南北长115m，东西宽48.2m，基坑开挖深度11.5m，一次开挖面积近5000㎡。基坑三周紧临城市交通主干道和轻轨车站站台，另一侧为邻近的早年建成多层建筑。该区域地下管网密布、地下水蕴藏丰富、施工现场狭窄，该基坑的开挖和支护具有很大的难度和风险。
图1 上海广场的立面及区位图
根据施工现场狭窄的实际状况，在基坑东侧（临市政交通主干道）布置主要的施工道路，并在基坑东侧支护桩边缘布置了2台120m高的附着式塔式起重机，在临时施工道路上，要考虑60吨重混凝土搅拌运输车等重型车辆的通行和混凝土汽车泵的停放。基坑其它三个方向周边的地面，作为施工材料堆放及钢筋等材料加工场地。根据地质勘察报告及实际状况，地下水蕴藏丰富，稳定水位位于地下室一层顶板处，基坑顶部地面附加荷载相差悬殊。基坑招标过程中，在对投标单位的基坑支护方案进行评审时，发现所有方案都有单一性的缺欠——或只为桩锚结构，或只为土钉墙结构。桩锚结构强度高、刚度好、安全度较高、成本也高；而土钉墙结构强度、刚度均较低，安全度不如桩锚结构，但成本低、施工方便、周期短。根据“长春上海广场”项目基坑四周不同使用荷载的实际情况，我们提出了“一坑二护”的不同的支护结构组合的构想，在确保结构安全的情况下，降低成本的目的。优化前、后方案造价比较见下表。
4、支护效果及需注意的问题。
“长春上海广场”项目采用桩锚支护结构和土钉墙支护结构，既满足了结构安全和施工需要，又使工程造价较单一桩锚结构形式降低了工程成本115万元。
我们在“一坑两护”结构上取得了一些经验，也遇到了一些问题。这些问题是：
4.1、基坑开挖前的降水问题：
基坑开挖前，如果降水没有达到预期的效果，将对土钉墙支护结构产生很大影响。由于降水设计布置井时没有充分考虑到基坑邻近原有建筑一侧有很多年久失修的地下管道，这些管道有可能存在渗漏的不利因素，没有采取增加管井数量，或增大管井直径等措施。在基坑施工过程中，基坑一角由于地下管道渗水，造成管道附近的局部范围基坑土体成片下滑。后期对该部位的地下水采取了“引流”、“补井”等截水措施，同时对土体下滑部位增打了钢管支护桩措施，保证了基坑的安全使用。
4.2、基坑降水的周期问题
基坑开挖前后都有一个合适的降水周期，如果基坑降水没有达到降水方案的要求周期，势必影响基坑的降水效果，影响土方的开挖、装车和外运。降水周期的长短还直接关系到土的排水固结、土体的强度、刚度，因而降水效果的好坏，在一定程度上直接影响土钉墙支护结构的质量和施工进度。
4.3、土方的开挖与支护结构的协调配合问题
土方开挖与支护结构的协调配合直接影响工程的进度和质量。“长春上海广场”项目的基坑开挖方案采用“分层中心岛”式开挖，即在中心岛未挖除前，进行土钉墙和桩锚的施工。采用该方案既可利用时空效应减少基坑的变形，又可使基坑开挖和土钉、锚杆施工连续均衡进行。但是，在实施过程中经常由于双方协调配合不利出现土方超挖现象。
4.4、钢筋混凝土桩施工延误土方开挖问题
“长春上海广场”项目钢筋混凝土支护桩，采用长螺旋钻杆成孔，超流态混凝土浇筑的施工方式。这样的施工方式要在土方开挖前先行成孔，在浇筑的混凝土，达到设计强度后方可开挖土方及安装支护桩的锚杆和腰梁。由于混凝土养护期限的要求施工顺序的先后，会造成最后施工完的桩体处最后开挖土方，在一定程度上干扰了土方开挖方案的实施。
4.5、两种支护结构交汇处形成的薄弱环节问题
由于同一基坑采用钢筋混凝土支护桩和土钉墙两种支护结构，往往在两种支护结构的界面部位形成薄弱环节。
5、解决方案
5.1、关于“基坑开挖前后的降水”问题
应着重考虑到场地周围的工程地质水文条件，要考虑原有建筑周围地下管线的影响，并结合基坑的开挖深度、面积，合理设置管井的数量和管径的大小。
5.2、关于“基坑的降水周期”问题
应根据开挖的工期要求，合理地进行提前基坑降水，在满足分层开挖条件后进行土方开挖，在达到抗浮要求后，停止降水、回填基坑。
5.3、关于“基坑的开挖与支护的协调配合”问题
项目部要做好管理协调工作，事先由支护结构工程和土方工程的施工双方，提前编制施工组织计划，并经讨论达成一致后实施。在实施过程中，为保证施工正常、有序的进行，项目部还应根据随时发生的问题对双方进行协调处理。
5.4、关于“钢筋混凝土支护桩施工延误土方开挖”问题
为了保证施工的连续性，根据土方工程施工顺序，合理安排钢筋混凝土支护桩的施工顺序，并在施工后期拌制混凝土时，加入早强剂，即能使后施工的桩体达到同期等效的强度。
5.5、关于“两种支护结构交汇界面的处理”问题
可用两种办法解决，其一：在土钉墙施工时，在界面交汇处增加适量的土钉锚杆。其二，在支护桩施工时，将桩端向土钉墙延伸2m左右即可。
6、结语
基坑支护结构的选用应根据施工现场地质、周边建筑物和施工组织平面布置的实际情况，结合施工方案，综合选用。在实施过程中还应随着工程的实施情况调整完善，并加强过程控制和必要的沉降检测。这样才能实现在技术可行、经济合理、安全可靠的前提下，最大限度地实现预期的目标，保证工程的顺利进行。
参考文献
[1]辽宁金地第二建筑工程有限公司的上海广场的基坑支护的施工图纸
[2]《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》
论文作者:郭素菊1,李莉2,贾媛媛3
论文发表刊物:《基层建设》2018年第15期
论文发表时间:2018/7/24
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