3西湖时代广场基坑加固设计详解

1、 裘 涛 尹 雄 袁小树浙江大学建筑设计研究院 杭州 310027p2p3n提提 要要：本文介绍了西湖时代广场大型基坑的超深加固设计。在已施工围护桩基坑内侧采用大间距钻孔灌注桩进行被动区补强加固，同时调整原设计的两道支撑，监测表明该方案安全、经济、合理。 p4n杭州西湖时代广场位于杭州市庆春路西端，东依东坡路，南临长生路，西接太平里，北靠庆春路，距西湖仅百米之遥，总建筑面积6.5万平方米，三层地下室。n该工程于1994年9月动工，1995年完成桩基工程、基坑围护桩及基坑第一道支撑施工，由于种种原因于1995年10月停工，积水成污水塘，严重影响市容，是杭州市有名的烂尾楼工程。2000年该项目更换

2、业主，重新启动，并由我院设计，当年4月开工建设。n业主要求从原设计的二层地下室改为三层地下室以增加建筑面积，使得基坑的基底标高由原来的-10.000米加深至-12.100 -13.100m，基坑开挖深度净增2.13.1m。 p5p6n本工程地质条件较差，以流塑性淤泥质土为主，是典型的软土地基，由于紧邻西湖，地下水水位较浅（地表以下0.21.1m）。各土层的主要物理力学性能指标见表1 .p7土层及其名称 层厚 含水量 重度 粘聚力 内摩擦角 1杂填土 4.5 42.1 18.0 0 / 1粉质粘土 1.5 30.7 19.2 13 20.0 1淤泥质粉质粘土 2.5 39.2 18.0 14 1

3、2.0 2淤泥质粘土 5.0 49.8 17.0 10 10.0 3淤泥质粉质粘土 7.8 38.3 17.9 15.7 12.0 4淤泥质粘土 6.1 46.2 17.1 15.7 11.1 粉质粘土 3.9 36.4 18.0 16.0 17.0 1粘土 1.5 28.3 19.5 28.9 4.0 2粉细中砂 2.5 20.0 19.9 36.7 41.2 p8n3.1 基坑特点n 目前基坑现场已经按原基坑设计方案施工完围护桩和第一道支撑，因此本基坑围护设计是在原基坑围护设计方案的基础上进行调整和加固。 n 开挖面积大、深度深：基坑尺寸为99.2m101.6m，开挖深度达12.1m和13

4、.1m。 n 地质条件复杂：地处钱塘江冲积粉砂区和淤泥质软土区的过渡地段，场地浅部土层分布复杂，土质差，基坑紧邻西湖，地下水位高，基坑围护时应考虑周边的防渗止水。 p9n 周围环境条件差：东南侧紧邻菜市场和住宅，西北紧临城市道路，地下管线多，需有效控制围护结构变形及坑后土体变位，确保周围环境安全。 n 地下室与周围用地红线距离较小，围护墙施工场地狭小，基坑无法放坡。 p10n3.2 原基坑围护方案评价 n原基坑围护设计方案基于基坑挖深10.00m设计，采用了半重力坝式双排桩式围护结构，如图1，桩顶用压顶梁来连接，前排桩采用8001350钻孔灌注桩，配筋2018，局部加强为8001000，后排桩

5、采用6002700钻孔灌注桩，配筋1018，局部加强为6002000和6001350，前后两排桩间采用水泥搅拌桩止水止土并起加固作用。 p11计算值挖深 抗隆起验算 踢脚稳定性验算 整体稳定性验算 桩长验算 最大弯矩验算 10.0 1.79 1.09 1.01 19.0 700.0 12.1 超载20kPa 超载40kPa 1.56 0.84 0.81 不满足 11001.32 0.72 0.70 不满足1100 13.1 1.38 0.76 0.73 不满足1100 p12n由上表可见，即使对于原设计-10.000m的开挖深度，原围护方案的各项稳定验算也不能满足二级以上基坑的要求，而现有基坑

6、由于目前基坑深度增加，开挖面积加大，基坑安全等级已提升为一级，因此，原围护结构已经不能满足现有工程条件的要求，主要表现为：n其一，挖深加大后的围护桩桩长明显不足，未穿透号软土层，整个基坑的各项稳定验算不能满足一级基坑的要求。n其二，两道支撑特别是第二道支撑的受力很大，原围护方案中采取的大角撑的布置形式很难满足要求。n另外，原方案基坑开挖引起的地基变形也难以满足周围环境要求，因此须对原围护结构进行加固。 p13n3.3 基坑加固方案比较 n方案一方案一：保持原设计的两道支撑，对支撑的平面布置予以调整加强，尽量降低下道支撑，同时对坑底土体采用水泥搅拌桩加固，一方面增加稳定性，另外也相当于在基底设置

7、了刚度很大的第三道支撑。n方案二方案二：采用三道支撑围护方案，局部加深较大处采取加桩补强措施，采用大间距钻孔灌注桩在坑内侧补强加固，补强桩压顶梁位于第三道支撑处。 p14n方案三方案三：保持原设计的两道支撑，对支撑的平面布置予以调整加强，尽量降低下道支撑，同时对坑底土体在基坑内侧采用大间距钻孔灌注桩进行补强加固，补强桩的压顶梁位于第二道支撑处。 p15根据本工程开挖深度、土层情况及其周围环境，最后确定选用方案三，具体情况为：n 在基坑东、南、西三边，对原半重力坝式双排桩靠基坑侧进行加桩补强，如图1，在东边及东南边每承台间补桩3800，在西边及西南边补桩8003000，北边不用补桩。 n 保留原

8、第一道支撑，并增设二道绗架式对撑，重新调整第二道支撑，如图2和图3。 n 对防渗缺陷处，采用900700三重管旋喷桩作防渗处理，桩长12.35米，#425普通水泥注浆，如图1。 p16p17p18p19p20计算值挖深 抗隆起验算 踢脚稳定性验算 整体稳定性验算 桩长验算 最大弯矩验算 10.0 1.94 1.78 满足满足510.0 12.1 超载20kPa 超载40kPa 1.81 1.87 满足满足750.0 1.75 1.83 满足满足790.0 13.1 1.72 1.84 满足满足810.0 p21n5.1 施工措施施工措施n 基坑周边地梁上翻，承台逐个开挖施工。n 土方分层，分区

9、开挖，土方遵循“大基坑小开挖”的原则进行开挖。n 承台和底板分二次浇捣，先承台后底板、承台和底板之间的连接采用插筋处理。n 承台、基础底板和围护桩之间采用毛石混凝土填充连接。p22n 地下室底板施工后，地下室四周缝隙用毛石混凝土回填密实，方可折除支撑。 n 支撑中掺早强剂，R7=100%设计强度，在支撑达到设计强度后，方可开挖土方。n 利用地下室二层楼板位置作支点，用425钢管支撑在围护桩上，作为第二道支撑拆除后的临时支撑。 n 加强基坑安全的信息化施工。 p23n5.2 应急措施应急措施 n采用900700三重管法施工旋喷桩形成防渗帷幕，对局部小块渗漏水采用高压注浆（掺入水玻璃）或喷射细石混

10、凝土进行应急处理。 n在底板施工时，在基坑西南角和东北角（约200延米），每隔一定距离予埋钢板，设置斜向钢管支撑作为换撑时的临时支撑，同时也作为当围护结构发生较大位移时的临时支撑。 p24n5.3 施工监测施工监测1)警戒值设置警戒值设置 A.第一道支撑内力警戒值4000KNB.第二道支撑内力警戒值5000KNC.侧向最大位移警戒值70mmD.位移速率警戒值4mm/d，大于6mm/d发出安全警报E.观测次数：浅层开挖时每2天或3天观测1次，深层开挖时各监测项目每天测一次，遇险情时每天23次 p252)观测结果A.沉降监测：实测沉降平均值为55.1mm，其中S12测点最大沉降108mm。B.侧向位移监测：沿基坑四周共布置测斜管11根，根据实测数据，东面I9、南面I6、西面I5、北面I2侧向位移最大，见表4，且均发生在-10.5-12.5m处，并在基础底板施工前位移达到峰值，地下室基础底板浇注完成后，基本趋于稳定。 C.支撑梁内力监测：第一道支撑的内力最大值为4220KN，略超过警戒值，但当基础底板混凝土浇注完后立刻下降至警戒值以下。第二道