长沙某大厦基坑支护工程设计与施工技术

罗高亮，李　礼，张译之

（1.湖南省有色地质勘查局二四七队，湖南 长沙，410129；2.湖南有色地勘二四七队置业有限公司，湖南 长沙，410129）

长沙某大厦基坑支护工程设计与施工技术

罗高亮1，李礼2，张译之2

（1.湖南省有色地质勘查局二四七队，湖南 长沙，410129；2.湖南有色地勘二四七队置业有限公司，湖南 长沙，410129）

以长沙某大厦基坑支护工程设计与施工为例，介绍了长沙地区典型深基坑的设计原则、设计参数选择，基坑和边坡支护的分段结构设计方法、排水系统的设计、边坡的绿化；以及深基坑的土方开挖技术、监测技术和安全防护技术等。

基坑支护；边坡支护；监测；设计；施工

1　工程概况

长沙某大厦位于东六路西侧，座北朝南，分多期开发，一期开发总建筑面积43912.47m2，其中地上建筑面积36332.47m2，地下室面积7580m2。主体建筑26层，设地下室1层，基坑周长373.0m。设计建筑室外地坪±0标高为54.25m，基坑底板土高程为48.4m，场地自然地面高程介于53.5-66.0m，开挖后形成深度约5.85m的临时性深基坑，南面配合二期削土在标高60.0m改成形一个平台，西、北面分别形成0.0-11.75m的边坡。基坑以上临时边坡高度：南向形成高0.0-11.25m，西向形成高10.0-11.5m，北向形成高0.0-7.5m，东向地面与东六路路面基本齐平。场地原始地貌单元属于浏阳河高级堆积阶地，无人工堆填物，场地地势西南高、北东低，标高变化于53.73-66.58m之间。施工范围内无永久性建（构）筑物，无地下管线。场地及其附近无明显工程活动断裂。

2　工程地质条件［1］

2.1地层岩性

经勘察，基坑及边坡范围地层自上而下依次为：

1）人工填土①。褐红色、褐黄、灰褐色，主要由粘性土组成，含植物根茎，不均匀混砂、圆砾等粗颗粒。土质及密实度不均，结构松散，稍湿，见于局部钻孔，厚度0.50-2.30m不等。

2）冲洪积粘土②。上部褐红色夹褐黄色，下部为褐黄色夹灰白色，稍湿，硬塑-坚硬状态。网纹斑状结构，含深色铁锰条纹，光泽反应有光滑，摇振无反应，干强度、韧性中等，上部较下部稍硬，底部含少量粉细砂、圆砾。厚度1.30-8.30m。

3）冲洪积粉质粘土③。褐黄、黄色夹灰白色，湿，硬塑-可塑状态，稍有光泽，摇振无反应，干强度、韧性中等，底部含少量细砂、圆砾。厚度1.00-7.00m。

4）中砂④。褐黄色、褐灰色。主要矿物成分为石，次为长石，含少量云母片及粘土。湿-饱和。稍密状态。以透镜体状分布，仅见于个别钻孔，厚度0.50-1.80m。

5）圆砾⑤。灰黄色，灰白色，粗颗粒主要成份为石英质，砂岩质等，略具风化，粒径一般为0.5-25mm，最大可达50mm。颗粒形状为亚圆形及圆形，充填物为中粗砂及粘性土，很湿-饱和，中密-密实，级配较好，厚度0.50-3.20m。

6）残积粘土⑥。红褐色，紫红色，系泥质粉砂岩残积而成，原岩结构清晰可辩，稍湿-湿、可塑-硬塑状态，光泽反应稍有光泽，摇振无反应，干强度、韧性中等。厚度0.40-4.80m。

7）白垩系（K）泥质粉砂岩。褐红色、紫红色，主要矿物成份为长石、石英、云母及粘土矿物等，泥质胶结，中厚层状。遇水易软化，失水易崩解。分强、中风化两带：强风化泥质粉砂岩⑦。紫红色、棕红色，大部分矿物已风化变质，原岩结构清晰可门辩，冲积钻进困难，回旋钻进时，岩芯呈短柱状，手捏可碎，节理裂隙很发育，岩体较破碎。RQD小于50，岩体质量等级为Ⅴ级，极软岩。厚度3.00-9.70m。中风化泥质粉砂岩⑧。紫约色、棕红色，岩芯呈柱状、长柱状，节理裂隙发育一般，岩体较完整，岩芯手不能扮碎，锤击方碎。RQD为60-80，岩体质量等级为Ⅳ级，软岩。厚度7.80-21.20m。

2.2水文地质

场地地下水、土对钢结构和砼结构及钢筋砼结构中的钢筋具有微腐蚀性。

1）地表水。场地内无地表水系存在，但雨季期会形成地表水流，对边坡坡面产生冲刷作用。

2）地下水。场地钻孔均遇见地下水，分上层滞水、孔隙潜水、基岩裂隙水。上层滞水主要为雨季或大气降水后短期赋存于人工填土①、粘土②、粉质粘土③、粉质粘土⑥中的上层滞水，水量贫乏，对施工影响不大。孔隙潜水主要赋存于中砂④、圆砾层⑤内的孔隙潜水，水量较小，对施工影响不大。经勘察，测得地下水稳定水位埋深范围为2.3-9.5m，其高程变化范围为46.43-57.33m。基岩裂隙水主要赋存于泥质粉砂岩中，水量较小，对施工影响不大。

3　基坑支护工程设计技术［2］［3］［4］

3.1设计原则及设计参数

1）设计原则。基坑、边坡的安全等级西侧为一级，南、北、东侧为二级，场地地下水位较低。按照“动态设计，信息化施工”的原则，力求设计合理、施工可行、成本节约。基坑顶设1-2m宽的隔离台阶，采用“坡率法放坡+喷砼护面”，以确保基坑、边坡整体稳定。坡面采用3m×3m的网格PVC短管泄水，基坑底部、边坡台阶等采用砖砌集排水沟，坡顶采用砼截水沟。

2）设计参数。坡面基本无活荷载，以勘察报告为依据，结合长沙类似成功经验进行修正，相关指标见下表。

注：“*”者为等效摩擦角；设计采用坡率法，其余参数作安全多冗余度综合参考。

3.2结构设计

1）基坑、边坡支护设计。分为4段：北侧段，东、南侧段，西南侧段，西侧段。支护形式均采用“坡率法放坡+喷砼护面”，要求砼喷射厚均匀，层面平整美观，泄水管通畅。地下室施工预留工作面宽1.5m，坡率为1：0.50，素喷砼50护面，坡面泄水为Φ50L350PVC管。设54m、60m两个高程平台。60m高程以下，坡面按1：1.25的坡率整形，60m高程台阶坡脚设砖砌排水沟；60m高程以上，坡面按1：1.00的坡率整形。全坡面挂Φ6@200单层双向钢筋网，喷C25砼厚100mm+安装Φ50L350PVC管3m×3m网格泄水。①北侧段，基坑长22.3+70.5m。②东、南侧段，基坑长88.5+61.4m。坡面与东六路基本齐平，坡顶设排水沟，临近坑坡1m范围内表面喷砼50护面。③西南侧段，基坑长20.4m，坡顶设砼截水沟。④西侧段，基坑长57.9+42.2m，坡顶设砼截水沟。

2）排水设计。为做好基坑、边坡排水系统与市政排水系统衔接，防止坡顶雨水及地表积水下渗，软化基坑、边坡土体，降低其强度，影响边坡的稳定。排水系统分基坑及其上边坡、基坑顶和底集排水、坑顶边坡3部分。①基坑及其上边坡。坡面采用（网）喷砼+泄水管防排水。②基坑顶和底集排水。排水走向分2条：西→西北角→北→东北角处附近市政污水管井；西→西南角→东南角处附近市政污水管井。排水沟降坡按2-5‰，设一次沉淀池为1.0×5.0m2深1.0m，二次沉淀池为1.0×2.0m2深0.5m，经一、二次沉淀池再汇入市政管井。③坑顶边坡。局部周边设砼截水沟+PVC管泄水。

3）边坡绿化。坡脚培土种植爬山虎、常春藤、炮仗花，坡顶栽花种草绿化、固坡防冲涮、风化。

4　基坑支护工程施工技术

4.1施工技术［5］

为确保工程质量，施工前详细调查基坑周边、边坡顶及边坡上下建（构）筑物的裂缝情况，作好记录，并将裂缝部位作为施工工程的观测点，按设计图纸要求建立完善的变形观测体系，定期观测。制定施工和安全组织设计，专项安全方案经专家论证后实施。

1）施工工序。严格按照：坡顶→基坑底部，分坑顶和边坡形整理、网喷护面、疏排水和防护3部分。①坑顶和边坡形整理。按设计图分段位整理坡形，每段边坡分层开挖、分层处治。②网喷护面。坡形整理合格→人工修坡→清理浮土→安插泄水管→第一层坡面喷砼→挂网→第二次喷到设计厚度。③疏排水和防护。截、排水沟→坡顶围墙→基坑台阶防护网→日常维护。

2）土方开挖。按标高整理控制点，机械开挖为主，局部辅以人工修坡，人工清理坡面浮土、松土。坡面平整度误差不大于±20mm，严禁超挖。

3）网喷技术。喷射砼面层强度为C25，厚度100mm，配合比由试验确定钢筋保护层厚度为35-50mm。钢筋网采用焊接，搭接长度不小于300mm，网格误差±10mm。喷射前，采用固定钉Φ10L600@3.0×3.0m将钢筋网片固定在边壁上。按喷射砼面层沿边坡走向每20m设一条缝宽20mm的伸缩缝，由泡沫塑料填充。喷射砼终凝后2小时，河水养护7天。喷射砼强度用100×100×100mm试块测定，按常规的原材料送检，每批留3组，每组3块，厚度检测取100m2三个钻芯样的平均值。

4.2监测技术［6］

1）监测项目。基坑、边坡监测委托某专业测绘院进行。主要监测项目有：坡顶水平位移，垂直位移，地表裂缝，坡顶建（构）物变形，网喷支护结构应力，变形、地下水、渗水与降雨的关系。

2）监测规定。在每一个基坑、边坡的支护结构顶部设置3个观测点，观测位移量、移动速度、方向。选择有代表性的支护结构观测应力、变形。土方开挖时，严格监测对周边环境的影响，监测频率：①开挖≤5m时，1次/2天。②开挖为5-10m时，1次/1天。③开挖≥10m时，2次/1天。土方开挖后，对边坡的水平位移、竖向位移监测直到变形稳定。

3）预警指标。①坡顶水平位移监控值：＜边坡高度的1/300，变化速度连续3天2mm/d；报警值：≥25mm，变化速度连续3d≥1.5mm/d。②垂直位移监控值：＜边坡高度的1/100；报警值：变化速度连续3d≥1.0mm/d。③土体出现可能导致剪切破坏的迹象或其它可能影响安全的征兆，或坡顶堆载超过限值、坡体渗水突然增大等情况时，应立即报警，并停止施工和采取应急措施。

4.3安全防护

基坑坑顶开挖线外侧0.3m处设临时施工围挡防护，骨架材料为脚手架钢管Φ50，高H为2.0m，其底端埋入土中固定，网格横向3≥50L全基坑段、纵向1500@1500+细目安全网，并张挂醒目安全警示牌。坡顶设2m高砖砌围墙封闭式防护。

5　结语

以长沙某大厦基坑支护工程设计与施工为例，系统、全面地介绍了长沙地区典型深基坑的设计与施工技术，能为类似工程的设计与施工提供参考。

［1］湖南鑫湘工程勘察有限公司.长沙某大厦基坑、边坡工程岩土工程详细勘察报告［R］.长沙：2012.

［2］中华人民共和国国家标准.GB/T50330-2002建筑边坡工程技术规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2002.

［3］中华人民共和国行业标准.JGJ120-99建筑基坑支护技术规程［S］.北京：中国建筑工业出版社，1999.

［4］核工业长沙工程勘察院.长沙某大厦基坑支护工程施工图设计［R］.长沙：2012.

［5］中华人民共和国国家标准.GB/T50086-2001锚杆喷射混凝土支护技术规范［S］.北京：中国计划出版社，2001.

［6］中华人民共和国国家标准.GB/T50497-2009建筑基坑工程监测技术规程［S］.北京：中国计划出版社，2009.

Construction Technology and Engineering Design of Foundation Pit Project of Some Building in Changsha

LUO Gao-liang1，LI li2，ZHANG Yi-zhi2
（1.Hunan nonferrous geological prospecting bureau，247，Changsha 410129，Hunan；2.Hunan nonferrous geological exploration team 247 real estate co.，Changsha 410129，Hunan）

Taking the foundation pit engineering design and construction of some building in Changsha as an example，this paper introduces the design principle，the design parameter selection，the slope excavation and supporting of segment structure design method，the design of drainage system and slope greening，and earthwork excavation of deep foundation pit technology，monitoring technology and safety protection technology，etc.

foundation pit supporting；the slope supporting；monitoring；design；construction

TU17

A

1671-5004（2016）05-0004-03

2016-05-24

罗高亮（1983-），男，湖南衡东人，湖南省有色地质勘查局二四七队工程师、国家一级注册建造师、国家注册安全工程师、硕士，研究方向：建筑工程绿色施工。