1.基坑護壁工程的主要目的，一是保護緊鄰的核醫(yī)學(xué)樓和外科樓建筑物安全；二是給主體工程施工提供相應(yīng)的交通通道；三是確保主體工程地面以下工程的正常施工。
2 基坑護壁加固工程設(shè)計
2.1 基礎(chǔ)資料
2.1.1 地層概況
根據(jù)鉆探揭露，場地內(nèi)各地層的物理力學(xué)特征描述如下：
1） 人工填土層（Qml）
雜填土：地表為砼面，內(nèi)含碎石、磚塊等建筑垃圾，略經(jīng)壓實，層厚0.3~1.8m。
2） 埋藏植物層（Qpd）
灰色，灰褐色，含少量植物根須，局部呈流塑狀態(tài)，層厚0.4~1.8m。
3） 第四紀(jì)沖洪積層（Qal+pl）
a 粉質(zhì)粘土：含30~40%的石英砂，稍濕~濕，可~硬塑狀態(tài)，層厚1.0~3.8m。
b 粘土：灰白色，含35~50%的石英質(zhì)礫砂，最大粒徑100mm，可~硬塑狀態(tài)，層厚0.8~2.1m。
4） 第四紀(jì)坡殘積層（Qdl+el）
粘土：褐紅色，局部含鐵錳質(zhì)結(jié)核，稍濕，硬塑，層厚0.9~3.2m。5）第四紀(jì)殘積層（Qel）
粘土：褐紅色，褐黃色，灰綠色，由花崗片麻巖風(fēng)化殘積而成，濕，可塑，局部呈軟塑狀態(tài)，層厚10.6~15.7m。
2.1.2 水文地質(zhì)概況?
根據(jù)勘察報告，地質(zhì)方面建議采用地基砂礫石滲透系數(shù)K=15 m/d（1.736×10-4m/s）；豐水期穩(wěn)定地下水位埋深4 m，枯水期降低1.5～2 m，參照成都市區(qū)雨季地下水位特征，結(jié)合工程具體位置取-4 m；基巖頂板（相對隔水層）埋深據(jù)鉆孔揭露巖石埋置深度距地面27 m；含水層厚度H為23 m。
2.2 設(shè)計采用參數(shù)基礎(chǔ)加固工程
2.2.1 基坑護壁?
超載：采用10 kN/m2；地面標(biāo)高：采用平均標(biāo)高499.2 m；上部軟土層符合平均厚度5.9 m。采用的土層力學(xué)參數(shù)見表1。 2.2.2 降水井?
滲透系數(shù)K=15 m/d（1.736×10-4/s）；?
含水層厚度H=23 m。?
為保證基坑水位降低滿足基礎(chǔ)筏板施工及護壁人工挖孔樁要求，在基礎(chǔ)底面以下1 m，取水位降低值S=6.6 m；
式中?F為基坑的平面面積；X0為降水井影響半徑。
2.3 設(shè)計原則、方法及主要成果
2.3.1 設(shè)計原則?
確保基坑工程施工不危及核醫(yī)學(xué)樓和外科大樓，并保證進入外科大樓的便道不受影響；
充分利用給定建筑紅線內(nèi)的空間進行布置；?
在技術(shù)可行、安全可靠的前提下，盡量經(jīng)濟；?
工程布置考慮抽排水有效條件下施工和運行。?
按業(yè)主意見：護壁工程布置不考慮地下障礙物影響；暫不考慮施工場地布置影響。?
2.3.2 設(shè)計方法
(1)基坑護壁工程。
采用庫倫土壓力公式法進行了多種土層的土壓力計算；
穩(wěn)定部分：進行極限平衡條件下的抗傾覆穩(wěn)定，核算滿足臨時工程穩(wěn)定，安全系數(shù)≥1.2；
結(jié)構(gòu)分析部分：按懸臂法計算樁的內(nèi)力；?
配筋計算：因受力方向單一，故按圓形截面鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)計算，以當(dāng)量矩形截面配筋進行核算；?
錨桿設(shè)計：根據(jù)每根錨桿承受的土體作用力（抗拔力），按照灌漿錨桿確定抗拔長度，安全系數(shù)控制為≥1.4～1.5；
(2)基坑降水。
按無壓完整井環(huán)形井點系統(tǒng)計算。?
2.3.3 人工挖孔樁加放坡開挖、掛網(wǎng)抹水泥沙漿方案
(1)人工挖孔樁部分柱子加固
該方案布置了三類樁，設(shè)計樁距均為2.5 m，根據(jù)實際情況可進行適當(dāng)調(diào)整樁徑：一類樁、二類樁為1.1 m；三類樁為1 m，樁護壁層厚度0.1 m；樁長：由樁頂高程-1.4 m算起，一類樁長12.8 m，二類樁長12.45 m，三類樁長9.5 m；樁的數(shù)量：一類樁30根，二類樁48根，三類樁11根，共計89根。為節(jié)省工程投資，樁頂高程以上1 m布置磚砌體擋墻。為使各樁形成整體受力，布置0.7 m×0.5 m的地圈梁，梁面高程-1.4 m，梁底高程-1.9 m(未包括梁底墊層厚0.1 m)。樁間護壁方式根據(jù)地質(zhì)條件分為3種情況，即較好，較差，差。針對不同情況確定不同的處理方式：較好部位多數(shù)在砂卵石層區(qū)，抹厚3～5 cm M15水泥砂漿；較差部位多數(shù)在軟土層區(qū)，采用掛鋼筋網(wǎng)，抹平均厚度5 cm M15水泥砂漿。鋼筋網(wǎng)加強筋為φ12@1 250×1 250，分布筋為φ6@250×250；差的部位或局部垮塌部位可能發(fā)生在軟土層區(qū)和砂卵石區(qū)松軟濕潤甚至有滲水的部位，對其進行局部砌磚保護或插入鋼筋立�，F(xiàn)澆混凝土。
為了減少坑壁土體內(nèi)部的積水和含水量，在兩樁護壁處埋設(shè)φ25塑料排水短管，一般1～2根，根據(jù)實際情況可作增減。護壁頂部地面設(shè)置排水溝，溝旁一定范圍的地面抹M10水泥砂漿，以利地面排水。
為保證施工安全，護壁頂部設(shè)置欄桿，材料可用φ25鋼筋或φ40鋼管架設(shè)；
(2)放坡開挖掛網(wǎng)抹水泥砂漿護面部分。
掛網(wǎng)抹水泥砂漿護面工程需與基坑開挖同時進行。為保證坡度滿足設(shè)計要求，保證平整度，在靠近設(shè)計邊坡附近，應(yīng)停止使用大型機械開挖，采用人工挖鏟，以免擾動邊坡土體。掛網(wǎng)可以采用制作好的成品“電焊網(wǎng)巴”，其規(guī)格為φ1.8@25，為了先鋪好“電焊網(wǎng)巴”，在網(wǎng)外面布置φ12鋼筋，間距@500×500～1 000×1 000，將鋼筋與“電焊網(wǎng)巴”焊牢或綁牢，在鋼筋交叉處設(shè)置φ12～16插筋，插入坡面內(nèi)深度一般為0.5～1.2 m，如遇卵石打不進時，可以適當(dāng)調(diào)整打入位置，然后抹平均厚度為5～10 cm M15水泥砂漿，砂漿應(yīng)蓋住“電焊網(wǎng)巴”和固定鋼筋，不使其外露。柱加固對個別可能發(fā)生局部垮塌的部位，根據(jù)情況可用砌磚保護或立�，F(xiàn)澆混凝土保護。為保證排除坑壁土體中的集水或滲透水，布置φ25塑料排水短管，伸入土體0.1～0.5 m左右，縱橫間距一般為2～3 m，個別部位可以增設(shè)排水管。
坡頂與人工挖孔樁區(qū)段一樣，也要布置排水溝，并在地面一定范圍抹水泥砂漿。安全欄桿設(shè)置位置距坡頂邊緣的距離應(yīng)在0.5～1 m左右，以免欄桿受力后引起坡頂垮塌；
(3)降水井的布置和排水。
降水井深度為22.5 m，其中沉淀管長2.5 m，過濾管長5 m，經(jīng)計算共設(shè)13口水井。在外科樓側(cè)，布置1號、2號降水井，降水井緊靠護壁樁，距離0.5～1 m；在西側(cè)布置3號、4號、5號降水井，降水井距開挖坡口線0.5～1 m；在核醫(yī)學(xué)樓外側(cè)布置6號、7號、8號降水井，其中7號、8號降水井經(jīng)對已建核醫(yī)學(xué)樓的基礎(chǔ)情況以及地下管網(wǎng)情況詳細分析后同業(yè)主一道最終確定位置；電信路側(cè)布置9號、10號、11號、12號降水井，該井距坡口0.5～1 m；南面布置13號井。
地面排水采用沿四周明溝和管線排水方式，根據(jù)業(yè)主指定的排水口，設(shè)6口沉沙池。
3 施工
3.1 降水井施工
施工工序：①放井位；②人工挖深坑埋護井圈；③機械鑿井至設(shè)計標(biāo)高；④下預(yù)制井管；⑤填反濾料封孔口；⑥活塞洗井；⑦空壓洗井；⑧試抽水。
排水系統(tǒng)共建了7個沉沙池及兩口臨時沉沙池，其中2號及7號沉沙池用磚砌明溝將水排向出水口。
3.2 人工挖孔
主要工序為：①挖孔；②支模；③校中；④編扎護壁鋼筋；⑤澆筑護壁混凝土；⑥拆模，再挖下一節(jié)直至設(shè)計孔深；⑦鋼筋制作；⑧樁芯混凝土澆筑。
3.3 樁間護壁?
樁間護壁采用鋪設(shè)電焊網(wǎng)巴，施工工序為：①清挖到位；②鋪網(wǎng)；③焊接鋼筋；④初抹水泥砂漿；⑤二次補抹。砂卵石層鋪網(wǎng)前，增加潑灑純水泥漿。
3.4 噴錨施工
(1)土層邊坡施工工序為：①清坡到位；②錨桿施工；③鋼筋鋪設(shè)；④噴射混凝土；⑤灌漿；
(2)砂卵石邊坡施工工序為：①清坡到位；②鋪設(shè)、焊接護坡鋼筋；③初噴混凝土；④錨桿施工；⑤加焊錨桿連接鋼筋；⑥二次噴射混凝土；⑦灌漿。
4 施工中遇到的幾個特殊情況的處理
4.1 障礙物?
由于該施工場地為原老外科大樓，地表混凝土、老基礎(chǔ)、化糞池、檢查井、污水管等障礙物遍布，據(jù)統(tǒng)計，全場最終完成的95根樁均遇有障礙，其中75號樁遇原外科大樓護壁混凝土，破障時間達24 d。
4.2 地表水
除49～52號樁無地表滲水影響外，其余樁孔1～5 m的開挖均在水中作業(yè)，明排下挖，作業(yè)難度非常大，施工效率極低，其中P4號等19根樁開挖時，用3臺污水泵同時抽排，孔內(nèi)水位無明顯下降。
4.3 交叉施工?
場內(nèi)有3家施工單位，施工中交叉影響大，如77號樁，處于電梯間施工的排水通道上，使該樁施工工期受到嚴(yán)重影響。
4.4 特殊情況處理
上述3種特殊情況中，最主要的影響是地表水。該工程中的地表水具有來源不明、流量大小不一、隨時變化起伏等特點。該工程中的地表水對人工挖孔樁施工及護坡設(shè)計方案提出了挑戰(zhàn)，本工程及時采用了以下方法進行彌補：
(1)明泵排水。對于滲水量較小的孔采用污水泵井內(nèi)明抽，邊抽邊挖，采用此法很見成效；
(2)井內(nèi)堵水。對于有小股集中流水、斷管流水，采用明排無法排干的，改為在井內(nèi)采用水泥摻加水玻璃速凝劑、黃泥口袋、破布堵縫等方式堵截水源，待滲漏水量相對較小后再用水泵進行井內(nèi)排水；
(3)井外堵截。對于大股集中流水、水壓高、井內(nèi)無法堵截的，采用染色劑、探槽查找水源，井外開槽灌混凝土堵水；
(4)集水疏導(dǎo)。對于水源情況復(fù)雜、無法確定水源方向的樁孔，采用機械開挖集水坑，集中抽排的辦法處理；
(5)表面降水井。對于水源情況復(fù)雜，而場地又無挖集水坑條件時，采用打淺層降水井，專門抽排地表水的方法處理。
很多孔是綜合利用上述各種辦法方取得成功。?
4.5 調(diào)整設(shè)計方案
(1)與二期工程接觸段及4、5軸間邊坡由于大量地表水滲漏，加之土建施工削坡超挖，邊坡過陡、機械沖擊等原因造成了局部垮塌。根據(jù)現(xiàn)場情況，及時將原掛網(wǎng)抹護邊坡調(diào)整為錨噴支護；
(2)對于樁間土體流失造成空洞的情況采用清土至穩(wěn)定土體，澆筑鋼筋混凝土承重拱梁，上部做成磚砌擋墻，并將空洞回填砂石反濾料；
(3)飽和松散的坡面土體采用人工清除松散土，回填反濾砂石料、覆蓋土工布，再鋪鋼筋網(wǎng)的辦法處理；
(4)對于上部松散土，水量又較大的區(qū)段，采用支�，F(xiàn)澆混凝土的辦法進行護坡和堵水。
5 工程評價
5.1 工期
在工地情況復(fù)雜多變，地下障礙物遍布，地表水處理困難重重，交叉施工干擾較大的情況下，業(yè)主及監(jiān)理方同施工單位一道，共同努力，克服了重重困難。該工程比計劃工期提前完成并一次性通過驗收。
5.2 質(zhì)量
該工程的主要目的是保證主體工程順利施工。主體工程已完成至±0.00高程以上，基坑處理工程已順利完成使命，在主體工程施工時未產(chǎn)生任何負面影響。
5.3 安全
在人工挖孔樁施工中，地表水是對施工安全的最大威脅。由于采取了抽、引、堵、截一系列措施并進行科學(xué)管理，加之對護壁圈混凝土施工的嚴(yán)格把關(guān)，從而取得了該工程在保證質(zhì)量、工期的前提下，未出現(xiàn)任何人身傷、亡事故。
5.4 方案調(diào)整?
在工況條件改變后，對施工方案及時地進行了調(diào)整。該工程的運行證明方案調(diào)整是科學(xué)合理的。?
5.5 降水工程?
從護壁工程開始至主體工程施工降水證明，該工程降水井的數(shù)量及布置滿足了工程要求。
6 深基坑支護與施工的幾點體會
(1)必須制定一套完整的護壁方案。
一套完整的護壁方案設(shè)計是至關(guān)重要的。該工程的邊界條件在選定方案的實施中，地表水及障礙物，特別是地表水的影響極大，若不是及時進行了方案調(diào)整，將使該方案完全失敗。由此可見，一套完整的護壁方案是設(shè)計方案成功實施的前提；
(2)大膽采用倒推設(shè)計法。
該工程由于地表水的影響，邊界條件異常惡劣，根據(jù)以往經(jīng)驗，我們大膽采用了倒推設(shè)計法，將對比方案選定幾個，反推其邊界條件，選擇最安全者實施。在實施過程中盡力保證設(shè)計要求的邊界條件，最終滿足了工況運行要求；
(3)與業(yè)主緊密配合，加強施工管理。
管理是第一生產(chǎn)力，在該工程中體現(xiàn)得極為明顯，由于該工程情況較以往類似工程變化較大，施工的思想壓力特別大，一旦管理不好，一則質(zhì)量難以保證，二則易出事故。施工單位嚴(yán)格按質(zhì)量體系文件要求進行每一步工作，對每一步工作事前都進行了詳細的計劃，從而做到了忙而不亂。
