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《资源环境与工程杂志》2014年第S1期
1地下水处理
1.1基坑侧壁止水方案填土中上层滞水量有限，水压力小，工程实践证明，施工喷锚（土钉）网时采取分段开挖引流措施、分段喷锚挂网护面止水，一般能保证顺利开挖填土层。侧壁的淤泥质粘土局部地段底部夹不均匀粉土薄层，基坑底部接近粉砂。粉土、粉砂结构松散，透水性强，易发生水土流失，引发地面沉陷，需要设置侧壁止水。由于降深大，侧壁止水深度尽可能深一些。止水方法常见的为搅拌桩、花管压注水泥浆，其止水效果难以保证，侧壁隔水帷幕选用高压旋喷桩。高压旋喷桩的止水性能远高于搅拌桩，其施工深度受深度影响较小，但工艺要求较高，造价相对较高。
1.2基坑降水方案场地离长江很近，水量很丰富，本场区承压含水层顶板埋深15.4～21.7m，基坑开挖深度18.5～22.9m，底高程为2.65～-1.15m，已挖到含水层，必须进行基坑降水，且降幅较大。枯水季节，设防的承压水位17.0m。丰水季节，设防的承压水位20.0m。采取深井降水。共设有32口降水井，井径650mm，单井抽水量1920m3/d。
1.3基坑降水对环境的影响对降幅不大（13～14m以内）的浅、中基坑，中深井降水是武汉地区目前应用较多的承压水处理方法。软土区沉降率约降水1m产生沉降0.3～0.5cm。基坑以外10倍降深处的沉降约为基坑边缘最大沉降的45%左右，地面倾斜率多数在1‰以内，个别地面倾斜率可能达到1.5‰。控制含砂量小于十万分之一，对周边环境影响很小。本场区降幅19～21m，降幅较大，在深厚软土层降水，预测基坑周边的沉降100～120mm。对降水影响半径内的周边环境影响较大。
1.4解决降水对环境影响的办法解决沉降过大的方法有封底、落地式帷幕。该类的工程实例主要有泰合广场和世贸广场，两工程均为二层地下室，最大的开挖深度在14m以内。采用高压旋喷或摆喷工艺，但泰合广场和世贸广场基坑的封底或落地式帷幕并不完全成功，最后都补打降水井才得以开挖到底。主要原因：高喷桩偏斜过大或高喷或摆喷直径达不到设计取值，封底难以保证重叠系数。侧封时，底部砂层强度高，止水桩易偏斜,难以保证重叠系数。另一方面高喷工艺要求高，准确定位和保证连续供浆非常关健。综上所述，本方案采取支护桩和桩间高喷桩形成落地式帷幕，另配合深井降水的方法。
2基坑支护设计
2.1支护桩设计为限制桩顶位移，采用钻孔灌注桩加3层内支撑的支护方法，支护桩采用大直径钻孔灌注桩，桩径为1500mm，桩端深入到基岩一定深度，砼标号C30，桩间距1.7m，桩顶用冠梁连结，冠梁高800mm。
2.2内支撑设计选用角撑+对顶式对撑，场地土压力大，为保持支撑密度，冠梁和腰梁上的支撑跨度一般不大于9m。一层支撑采用C30混凝土，主撑截面：宽×高=800×800，联系撑截面：宽×高=400×600。二层、三层支撑采用C40混凝土，主撑截面：宽×高=1000×800，次撑截面：宽×高=800×800，联系撑截面：宽×高=400×600。支撑梁截面已考虑自重、次撑自重、附加荷载、温度应力、安装偏差及杆件细长比的折减系数等影响，依据变形特点确定。典型支护断面设计见图4。
2.3竖向支撑体设计支撑重量按1/2分担法确定，桩竖向承载力标准值=支撑自重+偏心荷载。其中最大的支撑自重=支撑重量+钢立架重量+支撑活载+偏心荷载，偏心荷载取支撑力的0.1。支墩形式采取钻孔灌注桩及钢架，钻孔灌注桩砼C30，直径1000mm，主筋保护层50mm,支撑桩净长30m，竖向井字形钢架，一层撑钢架采用4支16号×12角钢。缀板厚10mm，宽200mm。二层、三层钢架采用8支16#角钢，厚12mm。
2.4换撑设计为不影响地下结构的施工，须换撑施工。换撑过程指：地下室建筑梁板达到强度后，利用地下室梁板作为支撑点，加设换撑以便代替支撑，换撑具强度后，拆除支撑。换撑设于地下各层楼面和支撑桩之间，换撑采用吊筋和预埋钢筋固定。本工程地下室外墙空间小，适合采用逐桩换撑；换撑剖面0.4×0.3m,换撑间距1.7m。在一期与二期之间的换撑，一期换撑时，加设换撑顶到二期的同高度内支撑上，换撑时，二期将采用槽钢顶到已建成的另一侧的地下室建筑梁板作为支撑点，然后再逐桩换撑。
2.5分期施工设计该基坑工程分为二期施工，为充分利用第一期的支护桩，二期的内支撑直接顶到相邻的排桩，灌注内支撑梁时将保护层剥开，将钢筋焊接，采取二次灌注法施工。在一期与二期之间的换撑，一期换撑时，加设换撑顶到二期的同高度内支撑上，二期换撑时，采用槽钢顶到已建成的另一侧的地下室建筑梁板作为支撑点，然后再逐桩换撑。
2.6出土栈桥设计本基坑挖深大，土层极软，深厚软土区出土也是难点，本基坑土方运输采用出土栈桥，车辆按重载考虑，栈桥采取钻孔灌注桩，嵌岩桩基，部分利用工程桩，栈桥采取现浇C30混凝土，桥面平冠梁顶，进入基坑内长21.5m，宽11.2m，板厚0.4m。在坑内车辆行使道路上采取建筑垃圾垫路，分层开挖，最后采取小型挖机，垂直出土收尾，清除栈桥下的余土。
3监测结果
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，施工作业顺利。基坑最终监测可见，支护桩水平位移为25-35mm，支护桩顶沉降量为16.8-27.4mm,周边建筑最大沉降32.5mm，周边道路最大沉降38.2mm;支护桩体深层变形主要集中在桩顶；内支撑杆件的轴向受力处于受控状态。在整个基坑开挖和基础施工过程中，支护系统及周边环境安全、稳定。
4结束语
本工程采取钻孔灌注桩加内支撑的支护体系较好地解决了深厚淤泥地段超深基坑的支护问题。结束了武汉深厚软土地带不能开挖超深基坑的历史。根据本项目的成功实施可初步归纳为以下几点：1）浅层被动区换土的办法有效地减少了桩的侧向位移，同时防止了内支撑梁的垂向变形，保证了支护体系的整体受力状态，内支撑杆件不产生过大的偏心荷载。2）在砂砾层中落地式超深帷幕的施工，采取钻孔灌注桩的施工方法，用素混凝土桩加高压旋喷桩止水效果良好，基本保持了基坑底有干燥的作业环境。3）在深厚淤泥或软土地区的超深基坑，采取钻孔灌注桩加内支撑的支护体系可以很好地解决基坑稳定问题，可以取代造价高昂的地下连续墙。4）对于超大超深基坑采取多层桁架式对顶撑加角撑是一种受力明确，施工简明的内支撑体系，可以逐桩换撑，施工较灵活。本工程实例是对深厚淤泥地段超深基坑支护方法的尝试，较好地解决了深厚淤泥地段超深基坑的支护问题。为以后的类似基坑工程提供了经验，本基坑支护工程采取的工法缩短了施工周期，取得了较好的经济效益和社会效益，可供类似基坑支护设计借鉴。
作者：方山耀曾执邓薇单位：武汉地质工程勘察院