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《資源環境與工程雜志》2014年第S1期
1地下水處理
1.1基坑側壁止水方案填土中上層滯水量有限，水壓力小，工程實踐證明，施工噴錨（土釘）網時采取分段開挖引流措施、分段噴錨掛網護面止水，一般能保證順利開挖填土層。側壁的淤泥質粘土局部地段底部夾不均勻粉土薄層，基坑底部接近粉砂。粉土、粉砂結構松散，透水性強，易發生水土流失，引發地面沉陷，需要設置側壁止水。由于降深大，側壁止水深度盡可能深一些。止水方法常見的為攪拌樁、花管壓注水泥漿，其止水效果難以保證，側壁隔水帷幕選用高壓旋噴樁。高壓旋噴樁的止水性能遠高于攪拌樁，其施工深度受深度影響較小，但工藝要求較高，造價相對較高。
1.2基坑降水方案場地離長江很近，水量很豐富，本場區承壓含水層頂板埋深15.4～21.7m，基坑開挖深度18.5～22.9m，底高程為2.65～-1.15m，已挖到含水層，必須進行基坑降水，且降幅較大。枯水季節，設防的承壓水位17.0m。豐水季節，設防的承壓水位20.0m。采取深井降水。共設有32口降水井，井徑650mm，單井抽水量1920m3/d。
1.3基坑降水對環境的影響對降幅不大（13～14m以內）的淺、中基坑，中深井降水是武漢地區目前應用較多的承壓水處理方法。軟土區沉降率約降水1m產生沉降0.3～0.5cm。基坑以外10倍降深處的沉降約為基坑邊緣最大沉降的45%左右，地面傾斜率多數在1‰以內，個別地面傾斜率可能達到1.5‰。控制含砂量小于十萬分之一，對周邊環境影響很小。本場區降幅19～21m，降幅較大，在深厚軟土層降水，預測基坑周邊的沉降100～120mm。對降水影響半徑內的周邊環境影響較大。
1.4解決降水對環境影響的辦法解決沉降過大的方法有封底、落地式帷幕。該類的工程實例主要有泰合廣場和世貿廣場，兩工程均為二層地下室，最大的開挖深度在14m以內。采用高壓旋噴或擺噴工藝，但泰合廣場和世貿廣場基坑的封底或落地式帷幕并不完全成功，最后都補打降水井才得以開挖到底。主要原因：高噴樁偏斜過大或高噴或擺噴直徑達不到設計取值，封底難以保證重疊系數。側封時，底部砂層強度高，止水樁易偏斜,難以保證重疊系數。另一方面高噴工藝要求高，準確定位和保證連續供漿非常關健。綜上所述，本方案采取支護樁和樁間高噴樁形成落地式帷幕，另配合深井降水的方法。
2基坑支護設計
2.1支護樁設計為限制樁頂位移，采用鉆孔灌注樁加3層內支撐的支護方法，支護樁采用大直徑鉆孔灌注樁，樁徑為1500mm，樁端深入到基巖一定深度，砼標號C30，樁間距1.7m，樁頂用冠梁連結，冠梁高800mm。
2.2內支撐設計選用角撐+對頂式對撐，場地土壓力大，為保持支撐密度，冠梁和腰梁上的支撐跨度一般不大于9m。一層支撐采用C30混凝土，主撐截面：寬×高=800×800，聯系撐截面：寬×高=400×600。二層、三層支撐采用C40混凝土，主撐截面：寬×高=1000×800，次撐截面：寬×高=800×800，聯系撐截面：寬×高=400×600。支撐梁截面已考慮自重、次撐自重、附加荷載、溫度應力、安裝偏差及桿件細長比的折減系數等影響，依據變形特點確定。典型支護斷面設計見圖4。
2.3豎向支撐體設計支撐重量按1/2分擔法確定，樁豎向承載力標準值=支撐自重+偏心荷載。其中最大的支撐自重=支撐重量+鋼立架重量+支撐活載+偏心荷載，偏心荷載取支撐力的0.1。支墩形式采取鉆孔灌注樁及鋼架，鉆孔灌注樁砼C30，直徑1000mm，主筋保護層50mm,支撐樁凈長30m，豎向井字形鋼架，一層撐鋼架采用4支16號×12角鋼。綴板厚10mm，寬200mm。二層、三層鋼架采用8支16#角鋼，厚12mm。
2.4換撐設計為不影響地下結構的施工，須換撐施工。換撐過程指：地下室建筑梁板達到強度后，利用地下室梁板作為支撐點，加設換撐以便代替支撐，換撐具強度后，拆除支撐。換撐設于地下各層樓面和支撐樁之間，換撐采用吊筋和預埋鋼筋固定。本工程地下室外墻空間小，適合采用逐樁換撐；換撐剖面0.4×0.3m,換撐間距1.7m。在一期與二期之間的換撐，一期換撐時，加設換撐頂到二期的同高度內支撐上，換撐時，二期將采用槽鋼頂到已建成的另一側的地下室建筑梁板作為支撐點，然后再逐樁換撐。
2.5分期施工設計該基坑工程分為二期施工，為充分利用第一期的支護樁，二期的內支撐直接頂到相鄰的排樁，灌注內支撐梁時將保護層剝開，將鋼筋焊接，采取二次灌注法施工。在一期與二期之間的換撐，一期換撐時，加設換撐頂到二期的同高度內支撐上，二期換撐時，采用槽鋼頂到已建成的另一側的地下室建筑梁板作為支撐點，然后再逐樁換撐。
2.6出土棧橋設計本基坑挖深大，土層極軟，深厚軟土區出土也是難點，本基坑土方運輸采用出土棧橋，車輛按重載考慮，棧橋采取鉆孔灌注樁，嵌巖樁基，部分利用工程樁，棧橋采取現澆C30混凝土，橋面平冠梁頂，進入基坑內長21.5m，寬11.2m，板厚0.4m。在坑內車輛行使道路上采取建筑垃圾墊路，分層開挖，最后采取小型挖機，垂直出土收尾，清除棧橋下的余土。
3監測結果
本基坑工程已竣工二年多，在施工中基本保持了基坑底的干燥，施工作業順利。基坑最終監測可見，支護樁水平位移為25-35mm，支護樁頂沉降量為16.8-27.4mm,周邊建筑最大沉降32.5mm，周邊道路最大沉降38.2mm;支護樁體深層變形主要集中在樁頂；內支撐桿件的軸向受力處于受控狀態。在整個基坑開挖和基礎施工過程中，支護系統及周邊環境安全、穩定。
4結束語
本工程采取鉆孔灌注樁加內支撐的支護體系較好地解決了深厚淤泥地段超深基坑的支護問題。結束了武漢深厚軟土地帶不能開挖超深基坑的歷史。根據本項目的成功實施可初步歸納為以下幾點：1）淺層被動區換土的辦法有效地減少了樁的側向位移，同時防止了內支撐梁的垂向變形，保證了支護體系的整體受力狀態，內支撐桿件不產生過大的偏心荷載。2）在砂礫層中落地式超深帷幕的施工，采取鉆孔灌注樁的施工方法，用素混凝土樁加高壓旋噴樁止水效果良好，基本保持了基坑底有干燥的作業環境。3）在深厚淤泥或軟土地區的超深基坑，采取鉆孔灌注樁加內支撐的支護體系可以很好地解決基坑穩定問題，可以取代造價高昂的地下連續墻。4）對于超大超深基坑采取多層桁架式對頂撐加角撐是一種受力明確，施工簡明的內支撐體系，可以逐樁換撐，施工較靈活。本工程實例是對深厚淤泥地段超深基坑支護方法的嘗試，較好地解決了深厚淤泥地段超深基坑的支護問題。為以后的類似基坑工程提供了經驗，本基坑支護工程采取的工法縮短了施工周期，取得了較好的經濟效益和社會效益，可供類似基坑支護設計借鑒。
作者：方山耀曾執鄧薇單位：武漢地質工程勘察院