摘要：地处北京西二环内的深基坑工程，紧邻周边重要建筑，且周边环境复杂，针对不同的周边环境特征，采取土钉墙和悬臂护坡桩支护进行深基坑施工，确保了基坑和周边环境的安全。土钉墙和悬臂护坡桩结合施工，具有减少基坑变形、节省费用、缩短工期等优点。

 

　　1.1建筑概况

 

　　北京西二环内改建建筑工程，是在原址上的拆除改建工程，为一栋综合楼，建筑物总长97.60m，总宽64.80m，东侧距离围墙最近处为5.50m，北侧距离现有建筑为10.30m，最近处为7m。结构形式为钢筋混凝土框架结构，总建筑面积12129.08m2，其中地上建筑面积7285.66m2，地下建筑面积4843.42m2，基础底板埋深-7.30m。

 

　　1.2环境概况

 

　　本工程北面临现有砖混式2-4层旧式建筑物，最近处为7m，东侧距离大院围墙5.5m，东侧和南侧为大院混凝土综合管沟，管沟内布满电力、热力、通讯、给水的等管线，综合管沟埋深为-2m，不能有任何扰动。在基坑南侧东段紧邻基坑上侧有一条Ø100mm燃气管线，需要较高的安全保护。且由于新近改移的管线回填虚土较厚，在该管线南侧的土坡有大量的植被，在植被浇水时会有大量的水渗透到回填管线虚土中，进而会影响到南侧土的粘聚力等，会对边坡支护造成较大的安全隐患，需要严加防护。

 

　　1.3工程地质及水文条件

 

　　根据岩土工程勘察报告，拟建场地勘探深度范围内的土层分：①层为厚0.7-2.9m不等的人工填土层及房渣土、碎石填土，土层均匀性差，压缩性不均，全场分布；②层砂质粉土、粘质粉土，灰色，高压缩性，局部为粉质粘土；②1层粉砂、细砂；②2层及粘质粉土、粉质粘土；③层粉砂、细砂；④层粉质粘土、重粉质粘土；④1层粘质粉土；⑤细砂、中砂；⑥粗砂；⑦圆砾。

 

　　根据勘察设计研究院提供的抗浮设计水位为45.00m，地下水对混凝土不具腐蚀性。本次勘察期间在钻探深度范围内揭露一层地下水：第一层为上层滞水，其静止水位标高为44.33m，埋深约6.5m。

 

　　2.1基坑支护难度大

 

　　根据基础图纸，基坑自现地面往下最深7.5m，而基础作业又适逢雨季，因此必须保证施工过程中基坑的稳定。根据设计方案，本工程按区段采用土钉墙和悬臂护坡桩支护方案，护坡桩成孔深度为12m。

 

　　2.2周边环境复杂

 

　　场地东侧、南侧存在污水管线，且污水管线与拟建建筑物场地之间存在一条综合管沟，内有电力、热力、通讯、给水等管线，埋深约为-2m，不能有任何扰动，需加以保护。基坑南侧东段紧邻基坑上侧有一条Ø100mm燃气管线，需要较高的安全保护。且由于新近改移的管线回填虚土较厚，在该管线南侧的土坡有大量的植被，在植被浇水时会有大量的水渗透到回填管线虚土中，进而会影响到南侧土的粘聚力等，会对边坡支护造成较大的安全隐患，需要严加防护。

 

　　场地北侧距离现有建筑平均距离为10.3m，最近位置为7m。西侧为院内河，河里水位较高，河岸距离结构距离最近为10m左右，由于本基坑开挖深度7.5m，比河水水位底，河水极有可能沿着③层粉砂层土渗流入基坑内。

 

　　3.1基坑支护设计

 

　　本工程基坑支护设计是按基坑开挖深度为7.5m进行基坑支护的计算与设计。对于本工程而言，拟建建筑物北侧结构外墙距离现有建筑物最近处约7m，西侧、南侧西段距离工地围墙较远，有较大的施工工作面，采用土钉墙支护方式，为提高支护边坡的安全稳定性，土钉墙坡度全部为1：0.2。

 

　　东侧及南侧东段由于现场条件限制，采用悬臂桩支护方案。施工工作面在地下室基础外侧预留800mm。地面超载：护坡桩15kPa，土钉墙15kPa，主要考虑临时堆放小型手持工具等。

 

　　采用北京理正深基坑计算软件（5.3版）进行支护设计，各剖面设计如下：

 

　　（1）设计参数：

 

　　坡顶超载：q=15KPa，作用宽度：2.0m，距离坑边2m。

 

　　基坑侧壁重要系数：γ=1.0；基坑深7.50m。

 

　　钢筋混凝土悬臂桩的直径800mm，桩间距1.6m，施工桩长12.0m，（含保护桩长0.5m）桩身混凝土强度等级C25，钢筋12Ф18，桩顶标高-2.0m。

 

　　桩顶连梁尺寸：800mm(宽)×600mm(高)

 

　　桩间锚喷采用钢板网，挂喷射混凝土，厚度60mm。上翻边不小于0.5m，进行硬化并在上面砌档水墙。

 

　　（2）悬臂桩支护设计图
 

　　3.2基坑开挖方案

 

　　由于本基坑占地面积约5000m2，为原有建筑拆除后施工项目，基坑开挖时会遇到原建筑物的基础，因此土方施工要求先围绕基坑周边整体开挖1.5m深，为土钉墙和护坡桩创造工作面，尤其是东侧护坡桩要求先期施工，因此开挖的重点在于东侧护坡桩工作面的开挖。

 

　　总体开挖方式为先进行东侧护坡桩工作面开挖到1.5m深度，然后进行土钉墙的工作面开挖，土钉墙工作面宽度6m，采用人工成孔护坡桩施工时工作面预留6m宽度，机械成孔施工护坡桩，工作面宽度不少于20m。然后进行基坑中心土方开挖，基坑周边土钉墙位置分五步开挖到基础槽底，中心土方两步挖到基础槽底（即盆式开挖）。在护坡桩施工完毕后一次挖到基础槽底。

 

　　土方施工应与土钉墙施工及排水密切配合，采用多机组、分班次、立体交叉连续作业，做到充分利用空间和时间。土方开挖必须分步分段完成，每步开挖至土钉位置深度下约0.5m位置处，分段开挖长度不超过50m，之后应立即进行土钉施工，不得超挖，以控制土体变形，保证边坡的稳定。若遇水土体无法稳定，应停止该段土方施工，并采取其它有效措施进行支护。土钉施工完毕后方可进行下一步基槽的开挖。开挖边坡应尽可能与设计边坡接近，然后采用人工削坡修整，现场设专人负责挖方与土钉施工的协调。

 

　　基坑支护观测方案设计

 

　　本工程在基坑土方开挖和基础施工期间，对支护结构和邻近道路及设施进行必要的位移和沉降观测，以及时了解支护结构的工作情况及邻近建筑物和道路的使用情况。

 

　　4.1观测点的布置

 

　　根据现场情况在基坑的四角10米左右，布置4个基准点，同时布置四个基准观测点。

 

　　支护结构的位移观测：在基坑坡顶线以外，沿基坑四周每20m设置一个位移观测点，定期对其进行位移观测；

 

　　临近道路沉降观测：在临近的道路上设置沉降观测点，每30m设置一个沉降观测点，定期对其进行沉降观测。

 

　　4.2位移和沉降观测的技术要求

 

　　位移观测按一级位移变形观测的要求观测，沉降监测基准网按二级水准的要求观测，沉降观测点按三级水准的要求观测。位移变形控制值为开挖高度的0.3%～0.5%，差异沉降控制值为建筑物宽度的0.2%。

 

　　4.3观测方法和观测间隔

 

　　位移观测采用采用直读偏距变化的方法，每次位移观测的精度按规范中的一级变形的要求观测。

 

　　基坑开挖时，位移观测每开挖一步土观测一次，至基坑设计标高后，基础施工时每二周测试一次，期间如出现异常，位移观测根据情况随时进行。

 

　　沉降观测采用三等附合水准网测量的方法。

 

　　基坑开挖时，沉降观测每开挖一步土观测一次，至基坑设计标高后，基础施工时每二周测试一次，期间如出现异常，位移观测根据情况随时进行。

 

　　4.4周边道路、地下管线的保护及异常情况处理措施

 

　　（1）异常情况处理措施

 

　　基坑开挖过程中及开挖后，如果边坡位移产生突变或变形值超过控制值的异常情况，则立即停止施工，回填土体，而后采用增加预应力土钉的措施，同时分析造成异常情况的原因，待控制住异常情况后，再继续进行土方开挖施工。

 

　　（2）基坑位移观测报警值

 

　　根据北京市《建筑基坑支护技术规程》要求及周边情况综合考虑，本基坑土钉墙支护水平位移警戒值为20mm，桩顶水平位移警戒值为14mm；土钉墙位移报警值30mm，桩顶水平位移警戒值为20mm。

 

　　5结束语

 

　　基坑支护作为一个结构体系，应要满足其上部结构的稳定和变形的要求，基坑支护设计相对于承载力极限状态要有足够的安全系数，不致使支护产生失稳，而在保证不出现失稳的条件下，还要控制位移量，不致影响周边建筑物的安全使用，同时又要达到降低成本费用的目的。