确保邻近建筑安全的深基坑支护工程

陈继志(东北电业管理局第一工程公司，辽宁 铁岭112000)

1 引言

2 工程环境及特点、地质特征

2.1 工程环境及特点

某发电厂T1转运站是该厂“上大压小”技改工程二期工程的一部分，位于碎煤机室西侧，距其地下室外墙只有1.2m；转运站的西侧是输煤栈桥基础；南侧是综合管架；北侧是综合管架和排洪沟，可以说四周是建筑林立。该区域空中有栈桥和管架纵横，吊车在该区域内每次站位作业都会冒很大的风险。相对而言转运站东、西两侧的既有建筑与开挖区域更为接近，且碎煤机室基础的深度为-6.5m，输煤栈桥基础的深度为-5m，而转运站的基础深度是-11.3m，基坑开挖深度远大于既有建筑的基础埋深。

此外，该区域地下水位较高、地下管网情况复杂、碎煤机室内的振动设备对地基具有影响等诸多因素，进一步增加了边坡支护的难度。

2.2 地质勘测资料

地质勘测资料见表1。

表1 地质勘测资料(按标准值拆减0.8)

3 深基坑支护措施的选型和方案的确定

3.1 确定支护措施前需要了解的信息

收集相关水文、地质勘测资料、气象资料、周围环境、周边建筑的结构设计图、地下管网隐蔽资料，周边各种荷载情况、振动荷载产生的影响、最小开挖边线等，根据上述资料拟定支护措施及方案。

3.2 支护措施的分类和选定

目前国内常用的基坑支护手段主要有桩、桩锚、内支撑、挡土墙、喷锚支护等几种方法。本工程由于施工条件的特殊性，选用桩基直立护坡。

3.3 本工程主要技术难点以及解决措施

1）由于转运站与碎煤机室相距较近，打桩机无法作业，只能采用人工成孔钢筒护壁的方式施工，而该区域地下水位又较高，所以需要深入研究如何做好施工降水和防止相邻建筑基础坍塌沉陷的问题。

通过采集边坡、支护结构的沉降与位移等信息，使用深基坑FRWS反分析软件，对下步施工可能出现的情况进行反演计算。预测支护结构受力、变形及可能出现的问题，并采取相应措施，确保基坑及周边建筑物的安全。经过反复论证，确定采用δ=5mm每段高1000mm的钢板筒护壁，开挖深度不到1000mm时开始压入，确保土方不沉塌。同时，采取桩基坑直接降水的方法，保证施工和既有建筑的安全。

2）碎煤机室振动设备对地基产生影响

持一般盗窃观点的学者认为，行为人以非法占有为目的，通过偷换二维码的方式秘密窃取他人财物的行为构成盗窃罪。该学说认为本案的受害者是商家而非顾客，行为人采用“掉包”的方式窃取了本属于商家的财产性利益，并且在整个行窃过程中行为人采取的手段具有平和性与隐秘性。另外，顾客在付款的过程中始终相信所扫描的是商家正确无误的二维码，其并没有产生错误的财产处分意识，进而更不具有错误的财产处分行为。

根据地质资料和碎煤机室设计图得知，碎煤机室的箱型底板坐落在粉质粘土层上，地基承载力特征值为fak=180KPa；根据设计院提供的资料得知，室内振动设备使箱型结构底板产生约20T振动荷载；根据上述数据和《建筑地基基础技术规范》（DB21/907-2005）以及相关资料得知，在振动力作用下，孔隙水压力上升，抗剪强度瞬时消失的土层，土层的液化，在相邻既有建筑（相距1.2m）和深于既有建筑4.8m的环境下开挖基坑，在此侧断面处可使地基沉陷、滑移失稳、危及碎煤机室建筑物的安全。为解决此类问题，该侧采用人工φ1000mm挖孔桩护坡，桩基护壁采用δ=5mm钢板筒保护，桩距为1400mm，在开挖过程中，每层1000mm做桩间钢筋混凝土喷锚护墙。

3）悬臂混凝土桩背侧压力土和锚固长度的设计

选用混凝土桩做开挖基坑直立护坡，因基坑开挖后桩悬臂长度在5.2m～8.9m之间，为解决悬臂桩侵复水平值小于5mm的安全技术指标，初步考虑锚固长度为15～18m。为了缩短工期和降低施工成本，经过反复论证，最终采用在排桩上部增加水平支撑或局部补加锚锁，以提高悬臂桩抗侵复措施来降低桩入岩深度，从而使锚固长度从15～18m改为6.8～12.8m分段不等。

3.4 多支点排桩支护方案

1）基坑护坡采用多支点排桩+喷射混凝土的联合支护体系、悬臂排桩支护体系和排桩+内支撑支护体系，φ1000mm支护桩采用人工挖孔灌注桩，φ800mm支护桩采用钻孔灌注桩，支护结构桩参数见表2。

表2 护坡桩参数

2）冠梁和腰梁设计

规格为800×1000mm和400×1200mm；C25混凝土；配筋及主筋：8Φ25+4Φ16和6Φ25+4Φ16；箍筋：φ8@200。

3.5 水泥土地锚支护方案

水泥土地锚支护方案见表3。

表3 水泥土地锚设计参数

4 基坑支护总体施工程序及内容

本工程主要施工程序及内容包括：①场地平整；②护坡桩成桩，冠梁浇注；③第一步土方开挖及水泥土地锚施工，桩间土喷护；④第二步土方开挖，桩间土喷护；⑤钢支撑施工；⑥第三步土方开挖，清底；⑦结构底板完成后进行刚性铰施工；⑧刚性铰达到设计强度后拆除钢支撑。

5 基坑支护结构监测

由于基坑开挖深度较大，为确保基坑边坡安全，采用信息化施工技术。在施工全过程中，通过采集基坑支护结构位移等信息，及时发现问题，并采取相应措施，确保基坑安全和施工顺利。

5.1 预警值设定

依据《建筑基坑支护技术规程》JGJ-99中条文说明中3.8.6条，结合施工经验及场地条件，为确保边坡安全性，本工程主要监测项目为支护结构变形监测和相邻建筑物监测。支护结构水平变形预警值：基坑深度为2‰，即桩顶变形控制在4cm以内。

5.2 位移观测方案

1）点位埋设：冠梁施工后，在其上布设测点。测点间距20m，点位用水泥钉固定，主要固定于基坑中段。受场地条件制约，观测基准点选在基坑相对稳定的角点部位并距角点5m距离。测站点用水泥桩固定，桩顶设小钉，以保证仪器对中的精度，桩位附近设立醒目标志，以防破坏。

2）观测方法：可采取直线法观测。在基坑护坡桩支护深度段开挖之前每点进行两次观测，作为基准数据，以后的观测结果和首次观测相比较，求出桩水平位移。

3）观测时间：在基坑开挖过程中，每天进行一次观测。在雨后第2天加强1次观测，基坑开挖结束达到稳定后每7天观测1次。

5.3 资料整理

每次观测结果需及时整理、分析，绘制出代表桩体、边坡位移、建筑物位移的时程曲线。同时利用曲线成果，采用反演软件预测下一步施工阶段支护系统及邻近建筑物的变形发展，如发现异常现象，应立即通报有关决策部门，采取抢救措施。

6 结语

深基坑支护工程是施工开挖与结构工程、岩土工程、环境工程等诸多学科的交汇，是一项涉及范围广且具有时空效应的综合性工程。本文中如有纰漏或错误之处，请与我联系，以便大家能够一起探讨、论证。同时，由于深基坑支护工程具有很强的区域性、综合性、环境效应以及风险性，在实际组织施工中，针对具体工程，可能会采用不同的支护措施，希望在参考本文时能够活学活用，切不能生搬硬套，否则很可能会造成工期和经济上的浪费。

[1]《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）

[2]《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）

[3]《加筋水泥土桩锚支护技术规程》（CECS147:2003）

[4]深基坑支护计算软件《理正深基坑支护F-SPW5.5版软件》