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1、萬科金色家園0106幢住宅樓基坑支護案的調整和優化作 者 南京萬科工程管理部審 核 總部工程管理部摘 要 南京萬科金色家園一期基坑，場地地質條件復雜，且工期緊、開挖深度高差較大。工程部召開了專家論證會討論優化基坑支護方案。分析支護方案，并對工程實際后期進展進行了介紹。關鍵詞 軟土 基坑 支護方案日 期 2001年09月17日一、周邊環境： 南京萬科金色家園項目，擬建場地位于莫愁湖東畔和二道埂子路之間，該場地原是南京市最貧困的棚戶區，且靠近莫愁湖邊，居民就勢搭棚。拆遷后場地起伏較大，西側靠近湖邊地面自然標高6.8米，東側靠近二道埂子道路自然地面標高10.4米，且場地內高低起伏坑溝較多。二道埂子路2、東側是另一半是寬38米狹長棚戶區，人員較雜，比較混亂。萬科金色家園項目一期的6幢18層就勢設計一地下車庫和一架空觀湖層，沿湖一字排開，小區竣工自然地面標高7.1米。政府承諾重新修建二道埂子道路，往場地方向擴建寬度約10米。即當小區建好和政府道路完成后，小區內外將存在3.3米永久性自然高差。小區計劃2001年12月份開工，政府道路也計劃2002年開始動工。所以工程開工必備條件是場地完成土方平衡工作和二道埂子一側3.3米高差部分永久性擋土支護。考慮到該地區人員復雜，比較混亂，且經歷過多次尋機鬧事事件后，場地就及其需要有圍墻封閉。二、工程概況：2001年十月份場地拆遷完成與政府部門完成了場地移交，本3、工程工期較緊，土地交接距離工程開工僅有50幾天的時間，隨即南京萬科工程部組織了場地土方平衡，根據設計意圖場地統一平整至7.1米標高，臨靠二道埂子路側沿場地紅線砌筑一道3.3米高永久性毛石擋土墻和擋墻上封閉式圍墻。擋土墻距離開挖邊線原設計最近為1.85米，施工時政府規劃調整后最近位置僅有1.2米。西側邊線距離莫愁湖邊7米距離，湖水面標高約為6.6米。基坑從平整后的7.1米場地標高挖深3.8米，地下水位標高為6.4米，因此環境條件十分復雜。三、場地工程地質條件：該場地地面起伏較大，東側臨路（二道埂子）處10.4m6.8m起伏，西側臨湖處8m6.7m起伏。根據本工程的地質勘察報告，該場地地貌類型為近4、代河漫灘相沉積，基坑開挖深度范圍內土層分布大致為： 素填土：黃褐色（局部夾灰褐色），由粉質粘土夾少量碎磚屑、螺殼等雜物。飽和，可塑。中偏高壓縮性。該層填齡大于10年，場區內普遍分布。層厚04.2m。層底埋深2.45.6m。 粘土：灰褐色青灰色，飽和，軟塑（局部流塑），高壓縮性。局部為粉質粘土。層厚04.6m，層底埋深3.29.3m。1淤泥質粉質粘土：灰灰褐色，飽和，流塑，高壓縮性。該層頂部為淤泥質粘土，中下部具較清晰的水平狀沉積層理，夾少量微薄層狀粉土，層厚14.021.1m，層底埋深19.927.3m。該建筑場地地下水為潛水，下部為弱承壓水，地下水主要由大氣降水補給，地下水位埋深標高6.4米5、左右。由此可見。基坑側壁大部分為1層填土層、2層粘土層及3層淤泥質粉質粘土。由于地下水埋深標高在6.4米左右，基坑側壁土層開挖易發生坍塌，且基坑東側有3.3米高差毛石擋土墻距離基坑開挖邊較近，所以基坑開挖應進行支護。四、基坑支護設計方案：本基坑工程的特點是基坑挖深高差較大，周邊環境復雜，地基土層以淤泥質軟粘土為主，地下水豐富。為了確保周圍建筑物、道路及地下管線的正常安全使用，要求圍護結構的穩定性好、沉降位移小，并能有效地止水。因此，圍護結構的設計應滿足上述要求。在基坑東側，毛石擋墻高出施工場地現地面3.3m，擋墻頂外側為交通干道，其上為工地圍墻，該側基坑基礎深度為場地標高下3.8m，因此實際深6、度為7.1m，該側的特點是挖深較深，附加荷載大，如果發生邊坡失穩破壞，將造成較大的經濟損失，且產生很壞的社會影響，因此，該側是重點保護對象。在基坑的南北方向，地勢較平緩開闊，但由于南京地區軟土地基具有的應變時間長、影響范圍大的特點，邊坡軟土的滑動、蠕變，將會使周邊道路、房屋產生不均勻沉降。所以也應采取必要的支護措施。基坑西側與莫愁湖相鄰，基坑側壁的破壞，直接影響到湖岸壩堤的穩定，且由于水位較高，該側的動靜水壓力都不能忽視，如果不進行必要的支護和止水措施，該側基坑有可能會產生坍塌、管涌的不良后果。因此，該側基坑支護結構設計也是我們應該認真對待的。綜合考察現場的周邊環境、道路及巖土層組合等條件，為7、盡可能避免基坑開挖對周圍建筑物、道路的影響，本著“安全可靠，經濟合理，技術可行，方便施工”的原則，且工程工期較緊，從基坑支護設計到施工總共歷時不足半月時間。所以本項目基坑支護設計就成了本項目當時的工作重點和難點。本基坑支護南京萬科工程部采用了下列方法和步驟圓滿完成。第一步：充分利用了4家樁基投標單位基坑支護豐富的實踐經驗，并結合南京市基坑支護權威設計單位-南京市地質勘察研究院。讓這5家單位根據施工現場分別獨立設計出了本項目一期的基坑支護施工方案。并在約定時間上報南京萬科工程部。第二步：充分利用了南京地區知名的地質專家這一社會力量，對上述5份基坑支護方案進行評審，去除各自不足，抽取各自優點進行優8、化匯總。所請地質專家分別有南京市建設委員會：韓云喬 （地基總工）、省建筑設計研究院：陶茂之 （地基總工）、中國建筑六工程局：席學武 （地基總工）和南京市地質勘察研究院樊有為（地基總工），評審過程如下：時間：2001年11月28日上午9：30；地點：南京萬科置業有限公司會議室主要內容如下： 會議由工程部主持。對本次評審會的主題進行說明：本次評審的目的就是綜合各家支護方案的優點，以安全為前提，節約成本為目的，進行本項目一期工程基坑支護評審會。（各位專家和設計人員均已經提前拿到圖紙和方案，并了解現場施工概況）本次評審會經歷了如下程序：1、五家單位的設計師們分別介紹各自支護方案的設計思路，并設計的支護9、方案報一個預算價格；2、每家設計師介紹完后，各位專家針對疑問點分別進行提問；3、設計單位設計師退場；4、各位基坑專家對設計方案進行評審和總合各家優點，給出安全、節約的優化設計思路。（一）：基坑支護設計師們分別介紹：南京萬科公司提前分別邀請五家單位做了本項目基坑支護設計：本項目一期樁基工程邀請投標的四家單位：a江蘇華東地基b江蘇長江機械化公司c江西地質公司d江蘇省地基；南京市地方設計單位a南京市測繪勘察設計院。華東地基基礎：本基坑設計選用01棟進行設計，因場地地層條件相對穩定，其它各棟基坑可參照01棟。本基坑開挖較淺，僅有3.8米深度，但二道埂子一側高差較大、莫愁湖一側考慮地下水系連接，所以這兩10、處為本支護設計重點。所以本次設計依據場地環境，東側擋土墻位置采用鉆孔灌注樁支護結構，角部位置加兩道630鋼管角撐；西側莫愁湖位置外圍采用深層攪拌樁止水，加自然內部放坡；南北兩側采用1：1自然放坡（已考慮20Kpa外載）。鉆孔灌注樁采用700900，砼強度等級C25，上部壓頂梁砼等級C25。深層攪拌樁采用雙軸深攪工藝，樁徑700，咬合200，水泥摻入比15%，水灰比0.5。臨湖一側在兩棟塔樓之間設有地下車庫段，可施工單排深層攪拌樁并與各棟深層攪拌樁相連，形成統一的止水帷幕。按照以上設計計算出的安全系數都能達到要求。總的概算造價：28萬元/棟。江蘇長江機械化公司：根據基坑周邊環境、開挖深度、工程地11、質與水文地質材料、施工作業設備及施工季節等條件，采用分段支護方式。a：有擋土墻一側，采用掛網噴漿土釘墻支護：設三排土釘，排距1m，點距也為1m，采用48mm鋼管，管內注漿護孔不少于130mm，土釘長分別為5m/7m/3.5m。地面超載按擋土墻高度3.3m計算，取60Kpa。采用水土合算，三角形土壓力理論，按75度適當修理坡面，坡面設置鋼筋網并噴射細石混凝土。b：無擋土墻一側（其余三側），采用放坡支護：采用水土合算，三角形土壓力理論。地面超載取20Kpa，按50度適當放坡，坡面設置鋼筋網并噴射細石混凝土。c：降水，降水考慮兩種方案：考慮現場土層較好，水基本是現場地表潛水，經觀察和分析與莫愁湖水基12、本沒有地下水聯系。原則上不進行止水，上部雜填土的潛水采用明溝排水；如果有較大潛水影響采用輕型井點降水，該種情況基本不會存在。總的概算造價： a土釘墻加明溝降水12.5萬元/棟； b土釘墻加輕型井點降水18.9萬元/棟。江蘇省地基基礎總公司：根據地質詳勘報告和現場施工情況，并結合設計圖紙。本工程基坑支護采用兩種方案，東側擋土墻位置采用鉆孔灌注樁作為擋土墻，基坑其余部位采用放坡開挖，表面掛網噴漿處理，整個基坑采用雙軸深攪樁作為全封閉止水帷幕，基坑內部采用淺層明溝集水坑排水。各鉆孔灌注樁系由圈梁相聯系，樁體主筋應插入圈梁內不少于圈梁高度，鉆孔灌注樁直徑800。深攪樁采用雙軸雙軸深層攪拌施工，深層樁樁13、心距900，樁體搭接300，使用425#普通硅酸鹽水泥，其摻入量為14%，水灰比為0.450.55，深攪樁樁頂壓頂板砼等級為C20。總的概算總價：38萬元/棟江西省地質總公司：根據本項目結構圖紙和地質資料，設計了本工程01棟基坑支護方案，本方案是草圖概算，不是非常詳細，根據地質詳勘資料，基坑開挖3.8米，屬于淺基坑開挖，挖土層基本沒有什么地下水的，所以設計重點放在了東側擋土墻位置和西側莫愁湖。根據以上資料，本基坑支護東側擋土墻位置采用鉆孔灌注樁加外側深層攪拌樁支護，；西側采用內外兩道深層攪拌和中間加檢舉1000間距的縱向深層攪拌樁整體式支護；南北兩側采用放坡開挖，坡面掛網噴漿，外側打設一排深層14、攪拌樁支護。總的概算總價：90萬元/棟。南京市測繪勘察設計院：本項目基坑支護主要考慮4問題a東側片式擋土墻高差3米多b西側莫愁湖湖水地下聯系c河西地區特殊的軟土地質d本項目的工期緊迫性，樁基完成后后續挖土作業緊接進行。慮到甲方對南京市場了解程度，對工程的了解程度，如何限制支護的位移，我們認為本工程較大較新的一點是采用植竹筋土釘墻，采用竹筋，直接進入坡體，增加滲水路徑，竹筋C1-C7解決了坡體穩定性問題，其它的增加了地基承載力問題。坡腳位置連續植入毛竹，保證土方工程施工時水土流失。在東側擋土墻一側采用了直徑800間距900的鉆孔灌注樁，外側打設深層攪拌樁支護方案；西側和南北側均采用上述植竹筋土釘15、墻坡體，坡度1：0.8。外圍圍繞整個基坑打設單排深層攪拌樁作為止水帷幕。總的概算總價：38萬元/棟。（二）：專家評審意見 經我司外請南京地區知名的三位專家積極踴躍的發言，圍繞這五家設計方案深入分析，重點對支護的安全性和成本做了專門比較，取各家優點，綜合為一體：南京市建設委員會 韓總： 本項目基坑支護重點是東側擋土墻、圍墻和上部道路問題，莫愁湖離我們開挖的基坑將近有10米距離，坑邊距離圍墻5米左右，所以作為次重點來考慮。這五家單位設計出的方案，其中4家在東側擋土墻位置采用鉆孔灌注樁支護，1家采用土釘墻結構；在莫愁湖一側五家單位全部采用了深層攪拌樁止水帷幕和土方開挖放坡土釘墻結構支護；南北兩側有兩16、家單位只采用放坡和加鋼筋網片噴漿，三家單位采用了深層攪拌止水帷幕和土方開挖放坡土釘墻結構支護。各家的設計存在的不足先綜合一下： 華東地基：東側鉆孔灌注樁直徑700900，樁的配筋計算錯誤，不符和實際荷載，抗傾覆安全系數1.19不符和規范要求（1.5）。水泥攪拌樁設計強度2500兆帕，南京地區土質和施工情況達不到的。 長江機械：設計挖深不對，本項目挖深實際應該3.8米，而它設計挖深為3.4米。東側土釘計算長度偏短，穩定性較小，安全度偏差，土釘墻上面一開裂就會造成擋土墻位置嚴重滑坡。 江西相對設計保守，對它不作討論，勘察院的設計相對較清晰，大部分較為合理，但是毛竹插的太多了，對以后施工會造成影響，17、把以上四家的優點綜合進去即可。 所以本基坑支護第一重要性在東側擋土墻位置，第二重要性在西側莫愁湖，防備地下與湖水有聯系。所以建議東側采用鉆孔灌注樁頂部加錨桿進行支護，把設計院原來設計的直徑800的樁經計算是否能改為直徑700，長度和配筋都相對減小，這樣省下來的成本做錨桿，較為安全。西側莫愁湖一側建議打一排水泥攪拌樁加錨桿或直接打土釘墻掛網片噴漿。南北兩側為不重要的兩邊直接放坡掛網噴漿即可。省建筑設計研究院 陶總： 本項目場地已經推平，標高7.1米，開挖3.8米深度，東側毛石擋墻距離基坑最近開挖位置1.4米。毛石擋墻不能動，連接性很差，所以東側必須采用鉆孔灌注樁才能夠做到基坑安全，在樁頂加一排注18、漿錨桿，能夠更好受力，避免較大位移。南北側沒有必要做的復雜，采用放坡掛網噴漿就可以了，根據地質條件，采用1：1放坡較好，可以間隔查一些1.5米長左右竹竿或鋼筋，增加連接。西側靠近莫愁湖的一面，由于我們地基施工在冬季，水位較低，1：1放坡做土釘墻，做不做帷幕看計算情況。中國建筑第六工程局 席總： 同意以上兩位專家的意見，東面是支護的重點，采用鉆孔灌注樁，頂部加注漿錨桿是符合現場實際的。西側莫愁湖邊雖然距離基坑10米遠，而且施工在冬季，但基坑挖深底標高3.3米，而莫愁湖一般水位6.0米，所以地下水聯系還是有必要考慮的，西側加一排深層攪拌止水帷幕是有必要的，南北兩側就不許要考慮止水問題了。（三）：本19、次評審會達成如下統一意見： 以勘察院的圖紙對本項目基坑支護進行修改，把各自優點加以融合，計算參數請核查-3素填土，C=46Kpa稍大，應適當調整。東側上面路面的附加荷載要考慮汽車的動載，一般取值不少于20Kpa。東側建議采用鉆孔灌注樁，樁頂變位限制建議采用注漿錨桿一根，灌注樁采用單支點計算調整樁長、樁徑和配筋。西側臨莫愁湖一側，采用單排深層攪拌樁支護加三排注漿竹錨釘。北側和南側采用放坡掛網噴漿方案，放坡坡度約為1：1。設計需提供符合規范要求基坑支護計算書，電算僅供校核。經過本次評審，把五家方案進行優點融合匯總，由南京市地質勘察設計研究院統一出圖。在事前協商和標書合同中注明，本基坑支護融合了各家20、施工單位全部優點，本支護施工質量和基坑開挖時的安全由中標施工單位負全部責任，并且承擔南京市地質勘察研究院中標價2%的設計費。本基坑支護方案評審后3天，南京市地質勘察院完成了基坑支護的優化出圖工作，圓滿進行了樁基（包括支護）工程的招投標。投標單位競爭后以23萬/每棟的較低價格承建了本項目的基坑支護工程。五、基坑支護施工過程中方案調整：建筑開挖邊距離擋土墻原設計為1.85米，由于政府規劃調整，最終樁基施工時規劃放線后建筑開挖邊距離擋土墻距離僅有1.2米。原設計面臨操作面不夠和不安全等較多不利因素影響，工程處于了暫時的模糊和混亂。工程部當機立斷，根據樁基施工合同文件規定本支護施工質量和基坑開挖時的安21、全由中標施工單位負全部責任這一條，分別與兩家施工單位洽談，最終達成一致：本基坑支護甲方以中標總價包死，由施工單位自行聯合設計單位對基坑支護根據現實情況再次進行優化調整，由施工單位承擔基坑開挖過程中本基坑支護一切安全責任。并且由施工單位出據了書面的安全質量責任承諾。根據2002年2月份基坑開挖效果反映，本基坑支護設計和施工質量較好，基坑開挖后支護頂部水平位7mm，達到了較為理想的效果。六、二期基坑支護展望 二期政府部門計劃于2002年4月修場地東側的二道埂子道路，場地平衡必須在政府部門修路前完成，以造成實際存在的3.3米高差由政府部門砌筑擋土墻解決。考慮到二期設計有地下2層人防，基坑開挖較深，工程部及時與設計部聯系，提供二期基坑位置和深度圖，最理想的結果是在政府部門砌筑擋土墻前東側基坑支護制作完成,07-11棟一層地下室距離二道埂子路面較近位置計劃在擋土墻下施工三排深攪， 12棟31層高層二層地下人防位置采用鉆孔灌注樁結合內支撐進行支護。如果設計部方案不能夠及時提供，需要采取一期方式進行二期基坑支護的設計和施工。南京金色一期總圖