武漢某綜合樓基坑支護設計與施工技術

詹志發 金鑫 代勝

1 工程概況

武漢某醫院醫療綜合樓建筑占地面積948 m2，總建筑面積10 767 m2(不含地下室)，由1棟15層綜合樓，裙樓(5層)及1層整體地下室(地下車庫)組成。主樓擬采用框架—剪力墻結構，高50 m，裙樓采用框架結構，高15 m，基坑開挖深度約5.0m～9.5 m?？拐鹪O防分類為丙類，該工程重要性等級為二級，場地及地基等級為三級。

擬建場地北側距醫院擬建職工住宅樓圍墻6.0 m，南側距一交通主干道16.0 m，西側距醫院綜合大樓約0.6 m，東側距一住宅小區約7.5 m。場地地貌單元屬剝蝕堆積壟崗地貌，現場較平坦，地面標高在22.52 m～24.76 m，僅西側近綜合樓處有一高2.50 m～3.50 m的擋土墻，擋土墻上部地面標高在26.16 m～26.96 m。擬開挖基坑大致呈矩形，東西向長35.0 m;南北向寬約28.0 m，基坑開挖面積約1 000 m2，基坑周長約130 m。

2 工程地質與水文地質條件

2.1 工程地質條件

根據勘察報告，本場地內各土層特征為:①雜填土:黃褐色，結構松散且不均勻，主要由黏性土混少量碎石、碎磚塊及生活垃圾組成，層厚0.50 m～2.90 m。②素填土:以黃褐色為主，呈可塑狀，主要由黏性土組成，局部含少量碎石，層厚 0.50 m～2.50 m。③粉質黏土:黃褐色，可塑～硬塑狀，含有鐵錳質氧化物，偶見灰白色網紋狀高嶺土，層厚0.9 m～8.00 m。④泥質粉砂巖:灰綠色，粉砂狀結構，泥質膠結，主要礦物成分為石英、長石等，巖層層面傾角 40°～ 50°。

2.2 水文地質條件

場區內地表水不發育，主要為雨季時形成的地表面流，就近向低洼處排泄，一般水量不大，地下水主要賦存于上部填土中的上層滯水，接受大氣降水及地表水入滲補給，水量較小，水位連續性差，下伏粉質黏土及泥質粉砂巖為相對隔水層，富水性弱。

3 基坑支護方案的選擇

根據周邊環境和地質條件，按照確保安全的前提下盡量節約施工費用原則，確定本工程的基坑支護方案為:北邊擬采用放坡加噴錨支護;東邊有配電房處在坡頂打兩排豎向φ 48花管壓漿，花管入老黏土深度500 mm，然后再采用直立開挖噴錨支護，東邊空地采用放坡加噴錨支護;南邊在坡頂打兩排豎向注漿φ 48花管，花管入老黏土深度500 mm，然后再采用直立開挖噴錨支護;西邊空地擬采用放坡噴錨支護、靠近醫院綜合樓和工地臨時辦公樓處采用鋼管樁和預應力錨桿噴錨支護。

4 基坑支護設計

4.1 設計基礎參數及計算

綜合場地地質條件、基坑開挖深度、環境條件因素，確定該基坑安全等級西邊為一級、其他為二級?；娱_挖深度:5.0 m(南)，7.5 m 和 5.8 m(北)，5.3 m(東)，8.8 m，9.1 m 和9.9 m(西)。地面附加荷載:q=20 kPa(南)，q=15 kPa(北)，q=15(20)kPa(東)，q=60(45)kPa(西)。設計采用“天漢”(2005年)深基坑工程設計系列軟件。

4.2 支護結構設計

由于該基坑四個方向其西側地形最為復雜，其他側均采用比較常規的支護措施，故著重介紹西側基坑支護設計方案。

西側開挖深度為9.1 m，9.9 m，8.8 m，支護總長度均為28 m。因為西側有醫院綜合樓、網吧、臨時辦公樓等，因地形較復雜該區基坑分四段支護。四段均直立開挖，采用“豎向鋼管樁+普通錨桿+預應力錨桿”復合噴錨網支護結構。豎向鋼管樁均布置在距基坑頂邊500 mm處，鋼管樁直徑110(口徑為130)?？拷W吧段，樁長11.0 m，間距1 000 mm，孔內注入水泥漿，注漿50 kg/m。在坡面按縱橫向1 m×1 m的間距、呈梅花形布置土釘，土釘孔直徑100 mm，傾角15°，長7 m，拉桿為1Φ22 HRB335鋼筋。在坡面上設3排預應力錨桿，頂層錨桿距地表 1 m，錨桿間距 2 m、排距3 m，錨桿孔直徑100 mm，傾角15°，長度均為18 m?？拷t院綜合樓段，樁長12.0 m，間距800 mm，孔內注入水泥漿，注漿 50 kg/m。在坡面按縱橫向1 m×1 m的間距、呈梅花形布置土釘，土釘孔直徑100 mm，傾角15°，長8 m，拉桿為1Φ22 HRB335鋼筋。在坡面上設3排預應力錨桿，頂層錨桿距地表 2 m，錨桿間距 1.2 m、排距3 m，錨桿孔直徑100 mm，傾角 15°，長度均為24 m?？拷R時辦公樓段，樁長為12.0 m，間距為1 000 mm，孔內注入水泥漿，注漿50 kg/m。在坡面按縱橫向1 m×1 m的間距、呈梅花形布置土釘，土釘孔直徑100 mm，傾角 15°，長8 m，拉桿為 1Φ 22 HRB335鋼筋。在坡面上設3排預應力錨桿，頂層錨桿距地表2 m，錨桿間距1.5 m、排距3 m，錨桿孔直徑100 mm，傾角15°，長度均為24 m?？諘缍?，樁長11.0 m，間距1 000 mm，孔內注入水泥漿，注漿50 kg/m。在坡面按縱橫向1 m×1 m的間距、呈梅花形布置土釘，土釘孔直徑100 mm，傾角 15°，長7 m，拉桿為 1Φ 22 HRB335鋼筋。在坡面上設3排預應力錨桿，頂層錨桿距地表0.90 m，錨桿間距 2 m、排距3 m，錨桿孔直徑 100 mm，傾角15°，長度均為18 m。噴錨支護面層噴射200 mm厚(第二段)和100 mm厚(第一、三、四段)的C20混凝土，內置φ 6.5@200鋼筋網，錨桿與錨桿之間用Φ 16鋼筋加強。西2段噴錨支護設計如圖1所示。

5 主要施工要求

5.1 噴錨支護施工

基坑開挖施工應遵循“信息法”施工的原則，整個基坑開挖宜采取分段分層開挖的方式，不同的區段應按各區支護設計深度分層開挖，每層開挖厚度以下排錨桿位置以下0.50 m為限。每層土方開挖到位后，應用人工在4 h內將機械開挖的邊坡面修整，然后初噴一層，初噴層厚約 30 mm，接著施工土錨，掛網鋼筋，噴射第二面層。錨桿為預成孔錨桿，孔徑 100 mm～130 mm，中置1Φ 22 HRB335～1Φ 28 HRB335鋼筋后注漿。注漿漿液為純水泥漿，水泥漿采用P.O32.5水泥現場配制，水灰比為 0.45～0.50。注漿量約為20 kg/m，注漿壓力為0.3 MPa左右。面層噴射混凝土為C20細石混凝土，混凝土面層厚度為100 mm～200 mm。噴射混凝土水灰比為0.40～0.45，砂粒45%～50%，水泥與砂石重量比為 1∶4～1∶4.5。噴射混凝土所用水泥為 P.O32.5水泥，噴射混凝土內粗骨料最大粒徑不宜超過15 mm。

5.2 地面硬化及坡頂排水溝施工

基坑開挖后應立即在基坑坡頂及平臺上作表面硬化處理，硬化層寬2.0 m，硬化層厚度為80 mm厚C20素混凝土，表面硬化層宜做成反坡，反坡坡率0.5%，并在硬化層外施工排水溝。

6 注意事項

要保證該基坑順利開挖，還需要進行嚴密的邊坡頂位移和沉降、基坑周邊建筑物沉降觀測。沉降和位移觀測應在基坑開挖前建好點，并進行首次原始數據的觀測。開挖前期每2天觀測一次，基坑開挖到底半個月后可每周進行一次觀測。當邊坡位移變形速率達到5 mm/d，沉降變形速率達到3 mm/d時，須24 h跟蹤監測，并及時反饋監測結果。

7 結語

該工程已按照本方案施工完成，在此過程中我們有針對性的對基坑周邊復雜環境采取了合理的技術措施，確保了基坑的開挖不影響周邊重要建筑、道路及管線等。同時，我們得出采用噴錨做護坡結構在武漢常見老黏性土層地區具有較好的應用前景，這也為今后類似的工程設計施工提供了寶貴的經驗。

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