1上海市卢湾区上海市卢湾区 108 地块项目大型超深基坑地块项目大型超深基坑降水、挖土和支撑施工技术降水、挖土和支撑施工技术摘要：摘要：本文探讨了在软土地质情况下，通过某项目实例，介绍了超深基坑施工技术。主要包括周密设计降水方案，制定详细的挖土方案和支撑方案等。关键词：关键词：基坑 降水 挖土 支撑Abstract: The technical features for construction of extra deep foundation pit with some treatment measures were introduced in combination with the foundation engineering of a building, like dewatering, excavation and bracing.Key word: Foundation pit, Dewatering, Excavation, Bracing一、一、工程概况工程概况1)1)本工程位于上海市中心枢纽卢湾区新天地版块，东临嵩山路，南至太仓路，西邻马当路，北靠兴安路，两地块之间为黄陂南路，建成后为两幢楼高 99.99 米共二十四层的超五星级国际酒店。基地面积约为 10244m2，总建筑面积约为 101,684m2，两地块均各自含有 5 层地库。挖深为20.4521.95 米左右，局部集水井部位挖深达 24.65 米。2.围护设计概况围护设计概况1)1)本工程基坑属于一级基坑，支护体系采用“两墙合一”1 米厚地下连续墙加五道钢筋混凝土水平支撑。2)2)地下连续墙深 38m43m 不等，标准槽段为 6m，地下墙采用圆形柔性锁口管接头形式，砼设计强度等级为水下 C30，地下连续墙抗渗等级 P8。3)3)第一道支撑断面：混凝土圈梁断面尺寸 10001000，混凝土角撑及对撑断面尺寸 800700，混凝土连杆断面尺寸 600600。4)4)第二道支撑断面：混凝土圈梁断面尺寸 1100800，混凝土角撑及对撑断面 1000800，混凝土连杆断面尺寸 700700。5)5)第三道支撑断面：混凝土圈梁断面尺寸 1200800，混凝土角撑及对撑断面 1000800，混凝土连杆断面尺寸 700700。26)6)第四、五道支撑断面：混凝土圈梁断面尺寸 1300800，混凝土角撑及对撑断面 1200800，混凝土连杆断面尺寸 700700。7)7)第一、二、三、四、五道支撑中心相对标高分别为-2.050、-5.750、-9.700、-13.800、-17.800。混凝土支撑强度等级均为 C30。钢格构柱规格 470470，型钢 4L18018 或 4L18016。8)8)本基地在深度约 45 米以下的第2层灰绿灰色砂质粉土层为微承压含水层，约 49 米以下的第层砂土层为承压含水层。根据围护设计计算，对于地下室底板范围承压水不受影响承压水影响，对于深基坑部位（深度 1.5m 的集水井、深度 1.7m 的隔油池、深度 2.7m 的电梯井等位置）2层的微承压水会对基坑底产生影响。对于围护坑边集水井落深区域，地下连续墙将局部加长，并采用旋喷桩设置坑底加固；对于电梯井落深区域，采用 800600 旋喷桩进行坑中坑围护，坝体宽 2.6 米，有效桩长 6 米，落深区亦采用坑底低掺量旋喷桩封闭措施，有效桩长 3.3 米。9)9)3.工程地质资料工程地质资料层号土层名称层厚 m层底标高颜色1杂填土0.30.83 2.72.972.06 -1.402素填土0.200.82 3.102.001.45 -0.52 3浜填土未钻穿未钻穿褐黄灰黄色粉质粘土0.801.74 2.200.43-0.16 -0.80褐黄灰黄灰色淤泥质粉质粘土3.003.82 4.70-3.33-4.01 -4.70灰色灰色淤泥质粘土8.309.45 10.30-12.73-13.46 -13.97灰色1a灰色粘土3.404.00 4.60-16.76-17.46 -18.46灰色1b-1灰色粉质粘土5.205.83 7.00-22.6323.28 -24.41灰色1b-2灰色粉质粘土17.8020.34 24.40-40.73-43.64 -47.59灰色2灰绿灰色砂质粉土1.104.58 8.40-45.55-48.21 -51.97灰绿灰色3灰绿灰色粉质粘土0.702.02 2.70-47.50-49.71 -52.00灰绿灰色3灰绿灰色粉砂16.2018.97 21.40-67.87-68.11 -68.26灰色灰色粉细砂未钻穿未钻穿灰色二、基坑的降排水施工措施二、基坑的降排水施工措施2.1 基坑的明排水基坑的明排水1、在挖土的同时按 10m 左右间距挖好明沟，明沟中的水最终汇集到集水井中，每个挖土区设二个集水井；2、开沟做支撑时，在支撑旁挖 200100 断面的排水沟，使支撑沟槽内不积水。3、挖土到坑底时，按 20m 间距挖 300250 盲沟，盲沟内填道碴作为排水沟及垫层底的滤水沟，盲沟中的水通入集水井中；4、垫层表面按 20m 间距做 20050 凹沟，用以排除基坑内的明水，凹沟与基坑四周的集水井贯通；5、在基坑施工期间，必须保证基坑内的干燥，在基坑四周设置挡水坎（高 250 宽120） ，防止施工期间，场地内的水流向基坑内。在场地内道路的两侧设排水沟。2.2 降水施工方案降水施工方案1、水文地质条件分析：、水文地质条件分析：根据勘察报告，按其水文地质特性，本场地的地下水类型可分为两类：潜水型与承压水型。潜水层本场地潜水主要赋存于、层土中，其补给来源主要为大气降水，排泄方式主要为蒸发，潜水与地表水体也有较强的水力联系。勘探期间实测场地浅部地下水见水位埋深为 0.30m2.70m(上海市年平均地下水位离地表面约 0.50m1.50m)。承压水拟建场地位于古河道区域，缺失第层和第层土，第与第层相贯通，土性变化大，整个场区内约 44m 以下第2层砂质粉土层为微承压含水层，约 67m 以下第层砂土层为承压含水层,在基坑底板开挖4时,应考虑降低承压水水头,以确保基坑底板开挖的安全。另外根据勘察报告，场地内的第3层呈透镜体状分布，局部地区2层微承压含水层和第层承压含水层是相互连通的。2、降水的设计计算及方案、降水的设计计算及方案1.方案设计与施工的依据 本工程岩土工程详细勘察报告 DGJ08-11-1999岩土工程勘察规范 GB500272001供水水文地质勘察规范 JGJ/T111-98建筑与市政降水工程技术规范 SZ-08-2000上海地基基坑工程施工规程 GB5029699供水管井技术规范 GJ120-99建筑基坑支护技术规程 JGJ59-99建筑施工安全检查标准 上海市标准施工现场安全生产保证体系 城市地下水工程与管理手册2.真空疏干管井布置a)真空疏干管井布置原则一般根据基坑面积按单井有效抽水面积 A（井的经验值为一般为200250）来确定，而经验值是根据场地潜水含水层的特性及基坑的平面形状来确定。本工程基坑面积约为 4249，根据以往的布井经验，可按 200布一口井来计算，采用多级滤水管，并加真空的措施，以确保每口井的出水量。b)坑内真空疏干管井数量的估算估算公式: n = A / a 井式 中： n 井数(口)； A 基坑降水面积 (m2)；a 井 单井有效抽水面积 (m2)；3.减压管井布置5a)基坑底板稳定性验算 在主体结构内需对2 层承压含水层进行验算。 基坑底板的稳定条件：基坑底板至承压含水层顶板间的土压力应大于承压水的顶托力，即：Hs Fswh式中：H 基坑底至承压含水层顶板间距离（m） ；s 基坑底至承压含水层顶板间的土的平均重度（kN/m3） ；h 承压水头高度至承压含水层顶板的距离（m） ；w 水的重度（kN/m3） ，取 10kN/m3；Fs 安全系数，一般为 1.0.2，经验值取 1.1；b)稳定性验算第2 层、第层最浅层面埋深分别为 43.8m、50.7m。基坑开挖深度最深为-24.3m（不包括电梯井、集水井落深区） 。勘察报告实测的第2 层承压水水位埋深为 4.9m，层承压水水位埋深为 6.5m，另外根据勘察报告，场地内的第3 层呈透镜体状分布，局部地区2 层微承压含水层和第层承压含水层是相互连通的。计算如下：计算第2 层的承压含水层的顶托力 FswhFswh = 1.0510（43.80-4.9）=408.45409kPa；第2 层的上覆土压力为：Hs = （26.0-21.05）18.0+17.818.1=411.28411kPa；Hs411Pa Fswh409kPa说明：承压水的顶托力小于上覆土压力 2kPa，基坑是安全的，不需要减压；对于局部落深 1.5、1.7、3.7m 时计算第2 层的承压含水层的顶托力Fswh = 1.0510（43.80-4.9）=408.45409kPa；落深 1.5m 时第2 层的上覆土压力为：Hs = （26.0-21.05-1.5）18.0+17.818.1=384.28384kPa 409kPa，基坑是不安全的，需要降低承压水头 2.5m；落深 1.7m 时第2 层的上覆土压力为：Hs = （26.0-21.05-1.7）18.0+17.818.1=380.68381kPa409kPa，6基坑是不安全的，需要降低承压水头 2.8m；落深 3.7m 时第2 层的上覆土压力为：Hs = （26.0-21.05-3.7）18.0+17.818.1=344.68345kPa409kPa，基坑是不安全的，需要降低承压水头 6.4mc)水文地质计算为了降低承压含水层水头，确保基坑开挖施工顺利进行，须进行降水水文地质计算。本次计算承压水水头埋深按 5.6 取值，减压井过滤器位于第2 以及层承压含水层的上部，为非完整井。选用各向异性的非完整井非稳定流公式计算，参数利用区域参数，公式如下： 式中s水位降 (m)T导水系数 (m2/d)Urr 2 S /(4T t i)S储水系数B越流因数r 抽水井至任意点距离 (m)t i第 i 阶梯出现到计算时刻的时间n 井数M含水层厚度(m)Qi第 i 井的流量， (m3/d)Kz垂直渗透系数 (m/d)Kr水平渗透系数 (m/d)L 抽水井过滤器下端至含水层顶板距离 (m)L1观察孔过滤器下端至含水层顶板距离 (m)d 抽水井过滤器上端至含水层顶板距离 (m)d1观察孔过滤器上端至含水层顶板距离 (m) d)减压管井布置根据上海地区的经验承压水水头高度一般在地表以下 3.0011.00m 之间，本次勘察报告通过现场试验测得第2 承压水水位埋深。故本工程暂地块的基坑内各布置 2 口减压管井。在现场施工完成后除了观测实际承压水的水头高度值以外，另在现场做一组非稳定流的抽水试验，获得准确的水文 Md ML Md ML Mr KK BrUWQQTsrz rFinii11 1 1,)(41 7地质参数，再对局部落深部位基坑稳定性进行复算，必要时重新调整减压管井的数量和结构。ii.井的结构设计井的结构设计1.井口：井口应高于地面以上 0.50m，以防止地表污水渗入井内，一般采用优质粘土或水泥浆封闭，其深度不小于 3.00m。2.井壁管：各类管井的井壁管均采用焊接钢管，井壁管直径250mm（内径） 。3.过滤器（滤水管）：各类