1、6.1 工程概况
本工程地处宁波市商业中心，闹市地区。地下室基坑面积58m X108.5m，要求施工进度紧，若设置支撑则成本高，且影响挖土施工，经结合工程特征对围护桩及结构体系进行优化分析，确定采用双排灌注桩自立式支护体系和干取土工艺，使商业中心不受施工泥浆污染，且可避免水下混凝土施工，确保围护的质量。本工程邻周环境∶东邻开明街，南毗县学街，西接文化古迹城隍庙，北靠新建的并埋有压力地下管线的药行街。基坑施工时要求邻周古建筑及地下管线不受影响。基坑平面及邻周环境见图1.6-1。
本工程为地上三层地下一层仿古建筑的商业城，基坑开挖深度为6.5m。地质资料见表1.61根据地勘资料，围护桩须进入4-1粉土层，局部进入4-2层粉质粘土层2-3d（d 为桩径）初步确定桩长，然后根据资料参数按朗金土压力理论计算主动、被动土压力，求算土压力为零点以下插入深度，求算设计桩长。
1.6.2 基坑支护设计
围护桩为突四齿形截面干取土灌注桩，采用不设支撑的双排自立式支护结构，如图1.6-2。桩径 650，前排桩为连续密排，中距800mm，桩间土注浆作防渗漏加固处理，后排桩中距
2400mm，前后排距为 2000mm，相当于30d（d为桩径）。根据有关资料，双排桩的工程计算，前后排桩距小于4d时按平均计算，桩排距4d～8d 之间，按框架计算，大于8d时按锚拉计算，本工程按框架计算后，作适当调整。参见图 1.6-3。基坑剖面如图1.6-4所示。围护桩主筋锚入锁口梁，形成刚接，锁口梁为构架式平面。
（1）设计参数选取
1）各层土的渗透性极小，渗透系数极低，采用水土合算。
2）各层土的厚度小，内摩擦角甲和粘聚力c均采用分层计算。
c、φ值用固结快剪峰值指标，φ值乘降低系数 0.8，c 值乘降低系数0.9.
（2）地面荷载取值
根据施工要求 10t 载重车沿周通行，按最大轮压及相邻低层建筑折算地面荷载为 40kP。
（3）设计计算
1）围护桩进入4-1 层，局部进入4-2层2-3d，计算插入深度11.7m，有效桩长19m。
1.6.3 于取土灌注桩成桩工艺与施工
（1）成桩工艺
将模管与取土装置沉入土中，进行分段接长分段取土。当桩长在 30m 以内时，为提高成桩效率，可采用整根单节模管，超过30m 需采用接长装置，该装置有一定竖向伸缩距离，使浇灌混凝土后拔出模管时减少侧摩阻力。其次，根据不同土性采用相应的取土装置（消除抽真空保证原土取出），其成桩工艺见图1.6-5。
成桩工艺程序;①桩孔挖除地表杂填土及地表硬壳层。②模管就位，校正垂直。③沉入模管，用专用取土器分段将模管内进入的土体取出。④接长模管、复校垂直。⑤沉入模管，用取土器分段将土体取出。⑥检测桩孔。⑦放入钢筋骨架、灌入混凝土振动拔出模管成桩。
取土装置;根据不同土性，有流动土取土器，一般土取土器和特殊土取土器三种及相应取土接长杆组成，均由翻扣联接，联接时间一般5～10s即可完成。取土器从模管内提出时设有空气进入底部的装置，避免抽拔真空现象发生;为达到连续取土，每台桩机配二只取土器，卸土和取土可同时进行，提高工效。
模管视桩长确定，当桩长在 30m 以内，可采用单节模管;桩长在30m 以上采用二节或多节模管，本工程采用长 23m的单节模管施工。采用多节模管时。模管的接长设有垂直搭接的伸缩装置，当拔动上节模管移动100~200mm 时，才带动下节模管的上拔位移，使上节模管由拔出时的静摩阻力转为动摩阻力，此时的上拔力已大幅度下降，再带动下节模管，使总的上拔力减小。
（2）围护桩的施工
本工程设计有效桩长为19m，设计模管入土深度须 20.5m （自然地面以下）。根据地质资料进 4-1层或 4-2层局部仍有流塑性土，管内土会出现回弹上升现象，为此模管须超深入土，保留1～2m 土体，实际施工模管长度为23m。
1）施工程序
根据成桩工艺要求，采取连续成桩程序，每台桩机采用二根模管，采用进一退二程序即1号桩位沉入模管取土至设计标高，灌桩身混凝土同时，即在2号桩位进行沉管取土，当取至设计标高时，1号桩位桩身混凝土浇灌完毕，此时2号桩位的桩机进至1号桩位，振动拔出模管退至3号桩取土;2号桩位进行桩身混凝土浇灌，以此类推。
2）杂填土的清除
本工程地处老宅基地，碎砖瓦砾土厚达1.9～4m，直接沉入模管，将在管底部形成严重土塞，阻止土体入管内，为此沉管施工前先用冲抓钻或挖沟清除杂填土，本工程采用挖沟清除杂填土。
3）取土装置的进气管管理
取土器取完土体后拔出时，由于模管与取土器密封，将产生抽真空现象，使取土器内土体下落或管内流动土体上涌，为此取土器设置进气装置须妥善管理。每次取出土体后，有专人检查进气管的效果情况，并及时疏通。
4）钢筋骨架按受力方向设置
为降低工程造价，有效发挥受力钢筋的作用，采取受力配筋按受力方向设置，转角处按 45°方向设置。
5）前排围护桩间土注浆，防渗漏
前排围护桩缝宽150mm，注浆加固，加固深度自地面至开挖深度以下lm 止，每米水泥用量 25kg，配置混合液及固化剂，注浆压力0.3～0.5MPa。
本工程三台桩机同时施工，围护桩总桩数 568根，计划每台机每天6根计，有效总工期32天，实际最高每台完成9根，靠高压线侧因机架不宜靠近改用钻孔灌注桩施工。
1.6.4 基坑土方施工
基坑挖土采用信息化施工，沿基坑四周埋设6个深层土体位移测点，在锁口梁顶埋设38个水平位移测点，在土方施工时每隔2天测读一次，必要时每天测读。设计要求土方施工分挖深 4m 及4m 以下二阶段开挖;土方公司考虑效率和方便，采用一次开挖至设计标高、随挖随退的施工工艺，对支档结构相当不利，其最大水平位移值达到70～100mm，接近设计计算位移值。经多次协调在南端改为分层开挖，支护体的位移明显减少，3号测点最大位移（如图1.6-6）为30mm，说明分层开挖主动土压力缓慢增大，使土体和支护结构有适应和调整的过程。当土方工程基本完成，由于挖土程序有误留下图1.6-7 4号主体，此时挖土机停留在靠近1 号位置的锁口梁顶，采用人工挖土外运;挖土机将1号位置原已到坑底标高的土体超挖1～1.5m装车外运，然后挖2号土体补填1号，3号土体补填2号，4号土体由人工开挖填3号，依次将4 号全体挖完外运。1994年8月2日～8月3日晚上完成上述挖土。据8月4日上午监测，最大位移达147mm（见图1.6-8～1.6-9），下午继续监测已达160mm，14 日通霄施工 300mm 厚的混凝土垫层，位移才得到控制，8月8日以后最大位移控制在172mm，直至基础底板全部完成。
由于超深挖土产生围护土体较大位移，使相邻建筑物城隍庙大殿的立柱沉降造成裤头脱节，工地及时采取临时加固措施处理，并在稳定后修复。
从以上测试结果可见，超挖及一次性开挖至标高均可能引起土体较大的位移，尤其是超挖引起的影响更大，说明土方施工程序对基坑围护安全是很重要的。在邻周环境复杂地段设计控制位移值在 30～50mm 范围较为适宜。
1.6.5 经济分析及体会
（1）经济分析（每延米）见表1.6-2。
以上单价为1993年12 月预算。
（2）体会
1）干取土灌注桩能有效消除施工泥浆对城市的污染。桩身质量稳定，施工效率高，造价低。
2）对大基坑来说采用双排自立式围护结构，挖土成本低、速度快，本工程提前交付使用，与采用自立式围护体系有关。但自立式围护结构要注意控制围护结构的位移，注意挖土顺序，严格禁止超挖。
3）干取土施工工艺须逐渐形成工法，逐步完善机械设备，包括监测和自控装置，以保证工程质量，进一步提高工效，并可在围护桩施工基础上逐步发展用于工程桩。