中央电视台新台址建设CCTV中央大楼基坑支护及降水设计、施工重点

沈元红,王东梅

（1.北京市地质工程公司，北京 100143；2.北京化工大学，北京 100029）

中央电视台新台址建设CCTV中央大楼基坑支护及降水设计、施工重点

沈元红1,王东梅2

（1.北京市地质工程公司，北京 100143；2.北京化工大学，北京 100029）

随着经济建设及城市建筑的发展，近年来我国的各类建筑与市政工程得到了飞速发展，随之而来的深基坑工程越来越多、越来越复杂，对基坑支护、降水的要求亦越来越高。本文以中央电视台新台址建设CCTV中央大楼基坑工程为例，介绍了对基坑标高复杂、地下水情况复杂的深大基坑的支护、降水设计及施工重点，详细分析了支护、降水特点，简要阐明了设计参数要点及施工重点、难点。此工程的设计、施工经验可广泛应用于众多深基坑工程中，对广大设计、施工人员亦有一定的借签意义。

基坑支护；降水设计；施工

1 工程概况

中央电视台新台址建设位于北京市中央商务区(CBD)核心区域,位处朝阳区东三环以东、光华路以北、朝阳路以南。拟建建筑由两座斜塔楼(塔I、塔II)、空中悬臂段、9层裙房和地下室组成，地面以上52层高234m、34万m2，钢结构筒体结构;地下3层，地下室面积13万m2，结构底板标高最深处距地面约27.40m。桩筏基础。基坑长约267.0m，宽约220.0m，基坑埋深情况如表1。

表1

基坑平面布置见图1。

2 地质及水文情况

（1）地层情况

根据北京市勘察设计研究院提供的岩土工程勘察报告，拟建场区地形基本平坦，地面标高为37.81～39.42m。影响基坑开挖的主要为以下几层地层见表2。

图1 基坑平面示意图

表2

（2）地下水情况

根据勘察报告资料表明，拟建场区有3层地下水，具体情况如表3。

表3

3 支护、降水特点分析

（1）支护特点分析

本工程围护设计方案应遵循的原则：安全可靠、经济合理、施工可行、快速高效。我们在保证边坡稳定与安全的前提下，本着对业主负责的态度，选择经济可靠的基坑围护设计方案。根据报标图纸，本工程基槽埋深大致分为-10.60～-13.0m（西南侧裙房部分），-15.5～-18.70m（东北侧裙房部分），-27.30～-27.40m（主塔楼部分），另外深浅槽之间还有若干段高差部分需要采取支护措施。总体占地面积约5.7万 m2，在北京属深大基坑，场区周边地势比较空阔，目前尚不存在重大建筑物，但考虑到结构施工时堆料及行车荷载，在进行基坑支护时必须加以考虑，此外还必须考虑到总包进行靠近边坡的基础桩施工时各种循环用水对护坡土体浸润的影响。综合工程地质条件，水文条件及现场周边情况，根据本公司多年施工经验及结合现场实际情况，我们确定采取如下护坡措施：基槽四周为桩锚加土钉墙联合支护工艺(-6m以上为土钉墙，以下为桩锚)，并为结构施工预留1m宽的肥槽；基槽中部区域存在高差的坡段采取直坡护坡，对于深度在6m以内的采取土钉墙工艺，深度在6m以上的采取护坡桩(或加预应力锚杆)工艺，为结构预留0.4m宽肥槽。

（2）降水特点分析

针对本工程施工场地的地质特点，开挖深度范围内将涉及到两层地下水，尤其是第二层为承压水，根据地质勘探报告所示具有很高的承压性（承压水头高度6～7m），对工程方案和安全将产生重大影响。因此在基坑围护体系设计和施工中，如何有效地确保超大超深基坑安全、以及有效地降低坑内水位，但又确保周边环境所受的不利影响降到最低，并维持区域地下水均衡，将是本次基坑围护设计的重点。我公司根据本次提供的地质勘探报告结合北京地区的施工经验，采用第一层水抽渗结合、第二层水坑内井管降低水头的方案，确保基坑干槽施工。

4 基坑降水设计

外围降水井技术参数：外围降水井的布设主要针对疏干层间潜水及滞水，同时降低第一层承压水的水头，因此采取深浅井及渗井相结合的思路。

（1）潜水井参数

井径 管径 井口埋深井底埋深井间距(m)水泵型号砾料规格φ600 φ400 自然地坪 -26.00m 9.60m 6m3/h 3～5mm

潜水井为抽渗结合井，布置在基槽上口外1.5m，井底进入第一层承压水层砂卵砾石层⑤1层1m。井身材料为通长无砂混凝土滤管，周边填优质滤石料。

（2）减压井参数

井径管径 井口埋深井底埋深井间距(m)水泵型号砾料规格φ600 φ400自然地坪/-8.5m -38.00m 19.20m/18.20m 22m3/h 3～5mm

减压井主要为针对第一层承压水，降低其水头，保证不发生基底管涌及隆起等现象。与浅井相间布置，井底进入隔水层第⑥层粘层2m。井身材料为通长无砂混凝土滤管，周边填优质滤石料。外围深井降水井通过调节井中水位保证将承压水水头控制在-22m以下。但注意不能随意加大泵量任意降低承压水水头，否则将造成水资源的大量流失。

（3）自渗井参数

井径 管径 井口埋深井底埋深井间距(m)水泵型号砾料规格φ400 /自然地坪 -16.00m 7.80m / 3～5mm

自渗井主要分布于基槽南侧浅槽区域(-10.5m)的槽上口外围，主要将上层滞水导入③层砂卵石中。

（4）基槽中部核心筒减压井技术参数

基槽中部减压井的布设主要针对基槽深槽位置降低第二层承压水的水头，通过基槽外围深井减压的抽降，可以使承压水水头保持在-22m，但仍不能达到塔楼深基础的施工要求。因此还须通过槽中减压井继续降低承压水水头至-28.6m(深槽底标高为-27.40m)。

井径管径 井口埋深井底埋深井间距(m)水泵型号砾料规格φ600 φ300 -19.0m -38.00m 8.00m 22m3/h 3～5mm

深槽减压井在-19.0m的位置施工，井底进入隔水层第⑥、⑧层粘土层2m，深、浅井相隔分布。井身材料为通长φ300钢制井管，其中底板以下管段做成滤管，周边填优质滤石料。为了满足防水要求，钢井管在底板厚度范围内设置两道宽100mm的止水圈，整个井管内外皆涂刷防锈漆。

（5）基槽中部观测井技术参数

为了随时掌握基槽地下水水位情况，在槽中布置若干口纯观测井，并在两个主楼核心筒位置各设置一口观测-疏干两用井。纯观测井又分潜水观测井及承压水观井，均匀分布在基槽内，观测井井径φ127，下入φ100 PVC管。潜水观测井井深自地表以下22m，全长滤管；承压水观测井井深自地表以下38/46m，仅在-22m以下设滤管，以上为盲管，并且盲管段填粘土以保证隔开承压水及潜水；抽降两用井设置在两个塔楼深基坑(-27.30m及-27.40m)中部，其参数为：

井径管径 井口埋深井底埋深井间距(m)水泵型号砾料规格φ600 φ300 -19.0m -38.0/46.0m / (22m3/h) 3～5mm

（6）隔水墙技术参数

根据观测井对减压井水位的监测，如减压井不能保证电梯坑位置槽内干燥无水，则采取隔水帷幕措施，且隔水帷幕在基础桩施工完毕后施工。隔水墙布设于两座主塔楼核心筒段的上口外围，采取核心筒上口周围基础桩与连续高压摆喷桩相互搭接形成，墙厚300～400mm，间距800mm，核心筒的墙底位置位于-38.0m。由于CBD区域近期有多个基槽项目相继开工，对地下水的下降相互影响，如果在开槽至-19.0m，亦即开工后第150天时，如果核心筒中观测井水位低于-30.00m，则完全可以取消隔水墙工艺。

5 基坑支护设计

本工程基坑挖深较多，根据不同的深度进行分段支护，基本支护思路如下：

(1)基坑埋深为-16.45m、-17.45m、-18.65m、-18.85m坡段：

做土钉墙+桩锚支护，桩径为Ф800，桩顶位于-6.00m，桩顶及-10.0m位置各加一道预应力锚杆。

(2)基坑埋深为-10.95m、-10.75m、-10.65m坡段：

做土钉墙+桩锚支护，桩径为Ф600，桩顶位于-6.00m，桩顶加一道预应力锚杆。

(3)基坑埋深为-13.15m坡段：

做土钉墙+桩锚支护，桩径为Ф600，桩顶位于-6.00m，桩顶及-9.00m位置各加一道预应力锚杆。

(4)基坑埋深为-21.25m 坡段：

做土钉墙+桩锚支护，桩径为Ф800，桩顶位于-6.00m，桩顶及-11.00m、-16.00m位置各加一道预应力锚杆。

以上各坡段桩顶以上均以 1:0.2放坡做土钉墙支护。

(5)基础高差为6.5m、6.3m、6.8m、8.7m、8.5m、8.2m坡段：

做桩锚支护，桩径为Ф600，-3.00m位置加一道预应力锚杆。

(6)基础高差为10.2m、10.5m、11.8m、12.0m坡段：

做桩锚支护，桩顶及-15.5m处各加一道预应力锚杆。

(7)基础高差为6.0m以下坡段：

均以直坡形式做土钉墙支护。

6 施工重点分析

在护坡施工过程中，采用何种合适的钻孔机械，将是工程施工主要解决的问题。我公司根据本次提供的地质勘探报告结合北京地区的施工经验，选择了长螺旋钻孔工艺及旋挖钻孔工艺的护坡桩钻孔机械以及套管护壁水冲工艺的履带式进口锚杆成孔机械，土钉采用人工洛阳铲成孔工艺。具体重点分析如表4。

7 基坑监测

监测点布置时，在基坑顶部埋设长度约为150mm带刻度的钢卷尺，钢卷尺用水泥砂浆固定。监测频率根据规范要求进行基坑监测，开挖期间每天观测一次，开挖至槽底后3天观测一次，待位移稳定半月后一个月观测一次。经观测，桩顶水平位移为10～23mm，累积沉降为18～29mm，周边建筑及路面无开裂现象，施工对周边环境无重大影响。

表4

8 结语

(1)根据规范要求，对边坡位移、沉降做好监测工作，进行信息化施工。

(2)护坡桩、锚杆施工质量检测均按规范要求施工，确保施工质量。

(3)施工内容分项工程较多，合理安排施工顺序，在设计合理的基础上达到施工合理。

(4)此项目施工在冬季，做好一切冬施措施。

(5)理论计算、施工监测均表明，此支护、降水设计及施工完全满足了施工要求，达到了安全可靠、经济合理、施工可行的最终目的。

[1]《建筑基坑支护技术规程》DB11/489-2007.北京市建设委员会、北京市质量技术监督局联合发布，2008.01.01.

[2]《建筑与市政降水工程技术规范》JGJ/T111-98.建设部综合勘察设计研究院主编，1998.

[3]《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086-2001.原国家冶金工业局主编，2001.

Retaining and Protecting for foundation pit, Design of Dewatering in Foundation Pit, and Construction Emphasis of CCTV Central Buildings

SHEN Yuanhong1, WANG Dongmei2

(1.Beijing Geo-Engineering Corporation, Beijing 1000143;2. Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029)

Taking the foundation pit of CCTV Central Buildings as an example, this paper introduces the retaining and protecting, design dewatering, construction emphasis and diffcult of the deep and big foundation pit with complex elevation and underground water, and analyzes in detail the characteristics of the retaining and protecting, dewatering in foundation pit. This engineering design and construction experience may be applied widely into the deep foundation pit construction, and are referenced signifcant to many design and construction personnel.

Retaining and protecting for foundation pit; Design of Dewatering in foundation pit;Construction emphasis

TU47

A

1007-1903(2010)04-0049-04