湖南最深基坑-長沙國金中心基坑支護方案簡介

      一、項目概況

      建設單位：九龍倉（長沙）置業有限公司

      基坑支護工程設計單位：湖南省勘測設計院

項目位于蔡鍔路與解放路交匯處西北角，對面便是繁華的長沙步行街，與五一大道和建設中的地鐵1、2號線五一廣場站相鄰，是個將集大型精品商場、高端寫字樓及國際百斤五星級酒店等設施于一體的超高層大型城市綜合體。該項目總建筑面積約100萬平方米，其中主樓建筑高達452米，共有93層，設置6道避難層，是在建的湖南省第一高樓；副樓高315米，共有65層，設置4道避難層。項目計劃于2016年全部建成。

圖1 效果圖

     二、基坑工程概況及項目難點

長沙國金中心基坑最大開挖深度為42.45m（T1塔樓升降機坑位置），非塔樓區深度34.25m，科技查新報告表明，該基坑工程面積約75000平方米，基坑深度深度為全國第二、湖南第一，復雜程度為全國之最?；游鱾缺邳S興路路面下規劃建設地鐵1號線，地鐵東界與基坑西側壁距離約6-9m，地鐵盾構作業深度范圍約12.40-20.00m，該范圍內嚴禁錨索穿入。東側壁緊臨蔡鍔路；北側壁東側既有1棟名為“青年公寓”的高層建筑（17F+2），北側壁西側既有1棟名為“東港名巷”的高層建筑（24F+2）；南側壁西側既有1棟名為“城市生活家”的高層建筑（34F+2）。該3棟既有高層建筑物以“凸”字形嵌入基坑，其基礎型式為人工挖孔樁，持力層為中風化泥質粉砂巖，樁端距離非塔樓區坑底約11m?？紤]地下水〔含地表水〕、變形嚴格控制、回避錨桿〔索〕對既有高層建筑物地基土和基礎破壞、基坑陰陽角巖土體變形破壞、基坑側壁巖土體蠕變變形、整體內支撐溫差變形破壞及偶然荷載作用等不確定性以及可逆轉性的各種不利因素，如果按照傳統由上而下挖地基的方式，必將對這些既有建筑的地基有所損害。為此，設計院先后策劃了多套支護方案，最終首次提出以“深大基坑中心島順逆工法”分期施工，有效解決了這一難題。

     三、土層及水文地質條件

場地埋藏的地層由人工填土層、第四系沼澤相沉積層、第四系沖積層、第四系殘積層及白堊系泥質粉砂巖組成：

人工填土（Q^ml）：褐灰、褐黃等色，主要由砼塊、碎磚、瓦片等建筑垃圾組成，混少量粘性土和砂類土，屬雜填土，未完成自重固結。

第四系沼澤相沉積（Q^h）淤泥質粉質粘土：褐灰色，很濕~飽和、軟塑，層厚0.50~9.20m。 

第四系沖積層（Q^al）：

粉質粘土：褐黃色，稍濕、硬塑，層厚1.00~10.00m。

粉質粘土：褐紅、灰白等色，下部含5~10%粉細砂，稍濕、上部堅硬，下部硬塑，層厚2.00~10.90m。

粉細砂：褐黃色，飽和、稍密，層厚0.60~5.60m。

粉質粘土：褐灰色，很濕、軟塑，層厚2.20m。

中粗砂：褐黃色，石英質，不均勻含圓礫5~20%，含卵石5~10%，卵石粒徑大者達10cm，混少量粘性土，飽和、中密，層厚0.80~17.00m。

圓礫：褐黃色，石英質，一般粒徑0.3~1.5cm，不均勻含卵石5~20%，卵石粒徑大者12cm，混少量粘性土，飽和、中密，層厚1.00~5.90m。

第四系殘積（Q^el）粉質粘土：褐紅色，由泥質粉砂巖風化而成，層厚0.40~5.70m。

強風化泥質粉砂巖：褐紅色，巖塊手能折斷，沖擊鉆進困難，巖芯多呈碎塊狀，少量短柱狀,屬極軟巖，巖體破碎，巖體基本質量等級為V級，層厚0.40~8.00m。

中風化泥質粉砂巖：褐紅色，遇水易軟化、曝曬失水易干裂，巖塊手折不斷，巖芯多呈長柱狀，少量短柱狀、碎塊狀。屬極軟巖，巖體較完整，巖體基本質量等級為V級。

根據勘察報告，場地地下水分別為賦存于人工填及第四系粘性土層中的上層滯水，以及賦存于粉細砂、中粗砂、圓礫中的潛水。

該基坑側壁支護段所涉及的土層主要人工填土、淤泥質粉質粘土、粉質粘土、粉細砂、中粗砂、圓礫、強風化泥質粉砂巖、中風化泥質粉砂巖，其中基坑東南角位置中粗砂層厚度約17m。

    四、基坑常用支護形式

基坑支護工程中的常用支護形式各式各樣，包括各種成樁工藝的懸臂護坡樁或地下連續墻、護坡樁或地下連續墻與錨桿組成的樁墻一錨桿結構、護坡樁或地下連續墻與鋼筋混凝土或鋼材支撐組成的樁墻一內支撐結構、環形內支撐樁墻結構、土釘與噴射混凝土組成的土釘墻、土釘墻與攪拌樁或旋噴樁組成的復合土釘墻、土釘墻與微型樁組成的復合土釘墻、攪拌樁或旋噴樁形成的水泥土重力擋墻、逆作拱墻、雙排護坡樁、鋼板樁支護、SMW工 法的攪拌樁支護、逆作或半逆作法施工的地下結構支護、各種支護結構基坑內軟土加固、土體凍結法等。在實際工程中已采用的單獨或組合支護形式目前已不下十幾種。

     五、本基坑工程支護措施

因該基坑坡頂范圍支護空間僅有3.0m，其中包含支護樁及止水帷幕占地空間，垂直開挖深度最小也有34.25m，針對該基坑工程的巖土工程條件、水文地質資料和周邊環境條件條件，參照成功的設計及施工經驗，在技術上、經濟上對多種方案進行了論證及對比，最終確定該基坑工程采用支護方案如下：

1、對基坑四周采用雙排三重管高壓旋噴樁止水帷幕對基坑進行止水；

2、基坑支護采用“支護樁+錨索”支護方案，考慮成樁質量，樁型設計為人工挖孔樁。3、基坑南、北側壁既有高層建筑物地段，采用分期支護分期施工的方式，采用“內支撐”支護方式，避免錨索施工對周邊建筑物基礎的影響，并減少土方開挖土體變形對周邊建、構筑物的影響。

圖2 基坑平面圖

圖2中，西側（左側）兩條地鐵盾構線距離基坑邊線6~9.0m，標高范圍在-12.6m至20.0m范圍內嚴禁錨桿穿入，為控制基坑變形，該側采用“矩形樁+預應力錨索”支護方式。

圖3 支護剖面圖（代表性剖面）

以下附上照片若干：

圖4 基坑俯瞰圖

圖5 基坑東南角支護立面照片

圖6 基坑施工便道照片

     六、監測項目

根據《建筑基坑支護技術規程》JGJ120-99，《建筑基坑工程監測技術規范》（GB50497-2009），按照一級基坑支護監測要求，監測內容包括：坡頂水平位移和垂直位移監測及深層水平位移觀測（測斜）；周邊建、構筑物豎向位移、傾斜、水平位移監測；錨索內力及預應力損失值監測；地下動態水位監測；周邊建筑、地表裂縫；周邊管線變形監測；坑底隆起（回彈）監測；支撐軸力監測；立柱、腰梁變形監測。

     七、結語

目前，該基坑工程部分范圍已經開挖至底標高，基坑止水效果良好，漏水點非常少且水量很小，根據監控量測結果顯示，基坑周邊土體變形很小，各項指標均在正常范圍之內。還有尚未完工部分還在繼續施工，將通過動態設計、動態施工來控制基坑的施工質量及安全質量。

 作為長沙國金中心基坑項目的設計人及技術負責，受中國巖土網之邀，在此對該基坑支護工程做簡要介紹，歡迎各位專家批評指正。同時，在此感謝院領導的關懷，以及專家、同行們的指導。