广州棋院基坑设计的概述

　　摘要：广州棋院项目位于广州市白云山风景区横枝岗路麓湖公园东侧，基坑外东侧为空军广州军械厂（军事禁区），南面为广州市政集团开发中心，西侧为市政道路（横枝岗路），北面为广州市白云山风景区。根据工程地质条件和基坑周边环境情况，从安全、经济、可行性出发，本基坑工程南部及西北部采用“天然放坡”的支护形式，与空军广州军械厂相邻的东部及东北角部采用“￠1000＠1200冲钻孔桩＋一层混凝土内支撑”的支护方式，北侧与山体相邻处采用“￠1000＠1200冲钻孔桩＋一～二层预应力锚索”的支护方式。基坑周边考虑采用￠550@400单排水泥土搅拌桩形成防水帷幕。
　　关健词：基坑支护；排桩；混凝土内支撑；钢立柱；水泥土搅拌桩；预应力锚索
　　中图分类号：TU39文献标识码：Ａ
　　1．工程简介及特点
　　广州棋院项目位于广州市白云山风景区横枝岗路麓湖公园东侧，总建筑面积13192平方米，地上三层，地下设一～两层地下室，设计±0.000相当于绝对标高36.50m。地下室底板标高为-5.700及-1.600，底板厚为400mm。该场地东北面地形起伏较大，与南面及西面高差较大，这给基坑设计带来了一定的难度。本基坑深度约5.96～14.600米。
　　
　　图1基坑总平面图
　　2．工程地质条件
　　该场地属山岗剥蚀残丘~丘间洼地地貌，场地北面地形起伏较大，南面较平坦。根据广州地质勘查基础工程公司提供的《广州棋院岩土工程详细勘察报告》,拟建场地第四系土层有：素填土(Qml)，冲洪积成因(Qal+pl)的粉质粘土、淤泥质粉质粘土、粉质粘土；下伏基岩为白垩系（K）砂砾岩，按风化程度分为：全风化带、强风化带。现将各土、岩层自上而下进行综合描述：
　　表1各土（岩）层设计计算参数取值
　　土层 重度γ（KN/M3） 粘聚力C（KPa） 内摩擦角φ（°） 土体与锚固体极限摩阻力（Kpa）
　　①杂填土 18.0 15.0 10.0 20.0
　　②-1粉质粘土 19.5 28.0 15.0 60.0
　　②-2淤泥质土 17.0 10.0 8.0 16.0
　　②-3粉质粘土 19.5 32.0 20.0 70.0
　　③-1全风化砂砾岩 20.0 35.0 22.0 85.0
　　③-2强风化砂砾岩 20.5 60.0 25.0 105.0
　　
　　3．基坑周边情况
　　基坑外东侧为空军广州军械厂（军事禁区），南面为广州市政集团开发中心，西侧为市政道路（横枝岗路），北面为广州市白云山风景区。东侧地下室侧壁距离广州军械厂（军事禁区）较近，约5米；西侧道路下面埋设了大量的市政、电力、电信和煤气等管道，管道埋深约为3.0米。
　　4．基坑支护方案选型
　　本基坑深度约5.96～14.600米，设计安全等级为二级，其中东部的安全等级为一级，基坑支护结构有效期为一年，基坑北边靠山体部分为永久性支护。大部分场地离用地红线较近，而且东侧为军事禁区，对变形要求严格。因此，根据工程地质条件和基坑周边环境情况，从安全、经济、可行等出发，本工程南面靠广州市政集团研发中心部位及西北角部采用“天然放坡”的支护形式。东边、西边及东北角采用“￠1000＠1100冲钻孔桩＋一层钢管内支撑”的支护方式。北边采用“￠1200冲钻孔桩＋一~三层预应力锚索”的支护方案形式。基坑周边考虑采用￠550@400单排水泥土搅拌桩形成防水及挖桩挡土帷幕，具体如下：
　　（1）西侧为市政道路，东侧为军事禁区，对基坑支护的变形要求很高，因此，本工程拟采用冲钻孔桩排桩+一道内支撑的支护方案。（2）北部为白云山风景区，拟采用“￠1200冲钻孔桩＋一～三层预应力锚索”的支护方案。（3）南侧靠广州市政集团研发中心部位采用天然放坡方案。
　　此外，止水方案考虑采用直径550单排水泥土搅拌桩形成防水及挖桩挡土帷幕，相邻桩之间搭接150，深层搅拌桩止水帷幕穿过粉质黏土层（硬塑）不小于0.50m，采用32.5R普通硅酸盐水泥配制，水泥掺入量不小于15%。人工挖孔桩桩端嵌固段要求进入基坑底下全风化岩不少于1.0m，成桩深度详见各区基坑支护剖面图，支护桩、桩顶冠梁、腰梁、混凝土内支撑混凝土强度等级为C30。混凝土内支撑采用截面尺寸为1000X800和800X800。
　　5．基坑监测及应急预案
　　5.1基坑监测
　　本工程基坑侧壁安全等级为一级，基坑开挖过程中建设单位应委托专业的监测单位开展各项监测工作。基坑监测内容：支护结构顶部的水平位移与沉降、支撑轴力、立柱变形、地下水位观测等。
　　本基坑实行动态设计和信息化施工的原则。在施工过程中应由专业监测单位对基坑进行全过程监测，若发现基坑变形过大等，在立即做好加固处理的同时，应及时通知监理、设计和建设单位有关人员。施工过程中若发现支护剖面段实际地层较设计选用的钻孔地层软弱，或有其它可能危及支护结构、基坑周边构筑设施的情况，应立即通知监理和设计人员，及时采取有效的加固处理措施；若发现支护剖面段实际地层较设计选用的钻孔地层坚硬的情况，可以优化设计，但必须事先得到监理和设计单位的认可。
　　各项监测工作的时间间隔根据施工进程确定，在开挖卸载急剧阶段，间隔时间不宜超过3天，其余情况下可延至5天。当变形超过有关标准或场地条件变化较大时，应加密观测。当有危险事故征兆时，则需进行连续监测。每次监测工作结束后，及时提交监测简报及处理意见。
　　表2基坑监测情况
　　监测项目 累计变形值（mm、kN） 每次变形值（mm、kN） 变形速率(mm/d、kN/d) 警戒值 是否超出警戒值 备注
　　沉降 累计最大 11.46 5.42 0.77 24mm 否 
　　 本次最大 11.46 5.42 0.77 2mm/d 否 
　　结构侧向变形 累计最大 11.54 2.31 0.33 24mm 否 
　　 本次最大 8.16 2.44 0.35 5mm/d 否 
　　水平位移 累计最大 -8.65 -2.01 -0.29 24mm 否 
　　 本次最大 1.76 8.40 1.20 5mm/d 否 
　　支撑轴力 累计最大 3583.35 1395.46 199.35 4400kN 否 
　　 本次最大 2663.05 1590.22 227.17   
　　
　　5.2基坑应急预案
　　基坑开挖及地下室施工，应采用信息化施工，应按设计及规范的要求，加强观察。如在基坑开挖过程中发现坡顶位移较大或地面沉降较大已经超过设计警戒值，监理单位应马上下令停工，会集施工、设计、业主等相关单位召开讨论会，分析坡顶位移偏大的原因，调查是否对周边建筑物和地下管线造成不利影响；
　　为确保基坑工程的顺利进行，施工单位应编制详细的应急预案，施工现场必须准备有钢管、砂袋、水泥、水玻璃、脚手架和灌浆设备，并确保设备的完好，以便能随时启动。当支护结构地面出现裂缝时，必须及时用粘土或水泥砂浆封堵。在开挖过程中，如基坑底部遇强风化岩，应立即灌浆封填裂隙。
　　坡顶位移达到报警值时，应立即停止开挖，可以采取坡顶卸载、堆沙包反压、另加预应力锚杆等措施进行应急处理和加固，同时采用临时支撑进行支顶。
　　
　　6．结语
　　深基坑工程支护方案设计，应综合考虑基坑特点，土质条件、周围建筑物以及构筑物环境、工程造价等因素。本工程基坑开挖深度5.96～14.600米，南部及西北部采用“天然放坡”的支护形式，与空军广州军械厂相邻的东部及东北角部采用“￠1000＠1200冲钻孔桩＋一层混凝土内支撑”的支护方式，北侧与山体相邻处采用“￠1000＠1200冲钻孔桩＋一～二层预应力锚索”的支护方式，针对不同部位采用不同的支护方案，不仅能做到经济合理，并成功解决了基坑支护、土方中多项施工技术难点。
　　施工过程以及完工以后，均加强监测力度，为保证工程的有效顺利进行，防止突发工程事故提供了有效的保障。监测资料表明本支护方案合理，支护结构稳妥可靠，取得了良好的经济效益和社会效益。
　　
　　参考文献：
　　
　　[1]JGJ120-99建筑基坑支护技术规程[S].
　　[2]李钟.深基坑支护技术现状及发展趋势[J].岩土工程界,2001,(2):45～47.
　　[3]屠毓敏,阮长青等.温州大剧院深基坑支护技术[J]岩土工程学报,2006,(1):59~62