淺談紹興大劇院舞臺深基坑圍護施工

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一、概況
    紹興大劇院基坑尺寸長108.8米，寬62米，基礎(chǔ)設(shè)計采用Ф800鉆孔灌注樁，樁頂標(biāo)高為-5.8～-7.1米；主舞臺區(qū)為坑中坑，采用Ф800鉆孔灌注樁(抗拔樁)，樁頂標(biāo)高為-14.90米。地下室基礎(chǔ)底板位于淤泥質(zhì)粘土層中，主舞臺基礎(chǔ)底板在粘土上。該工程地下室部分施工的重點及難點在主舞臺區(qū)，實際挖土深達(dá)15米左右。地下水靜止水位埋深±0.00至1.80米。
    二、主舞臺基坑圍護方案
    根據(jù)工程地質(zhì)勘探報告，本工程主舞臺深基坑有以下特點：坑深度大，深度在14.95米，為坑中坑，開挖難度大。綜合分析本工程基坑的形狀、面積、開挖深度、地質(zhì)條件及周圍環(huán)境，基坑圍護設(shè)計綜合考慮了以下因素：①西側(cè)及南側(cè)分別有建筑物和各種管線，其中煤氣管道離基坑邊僅6米遠(yuǎn)。施工應(yīng)確保整體穩(wěn)定，合理地控制基坑變形；②場地條件復(fù)雜，特別是③號土層為厚度較大的淤泥質(zhì)粘土，對基坑圍護的穩(wěn)定性和變形不利；③舞臺深基坑為坑中坑，深度達(dá)14.95米，施工周期較長，應(yīng)盡量減少基坑坑底暴露時間。
    根據(jù)這些特點，通過分析、比較，確定了以下圍護方案：主舞臺區(qū)為坑中坑，土質(zhì)條件相對較好，坑底在粘土上，無放坡條件。為了確保圍護安全和降低工程造價，通過對浙江省常見的幾種支護分案在技術(shù)、經(jīng)濟上進行分析、比較，根據(jù)地質(zhì)報告和具體結(jié)構(gòu)情況，采用單排Ф800@1200鉆孔灌注樁+角撐+一道預(yù)應(yīng)力錨桿進行支護。鉆孔灌注樁作為擋土樁，在其中嵌入Ф800高壓旋噴樁止水，在深基坑開挖前在-7.15米處澆筑壓頂梁，利用壓頂梁作為支撐系統(tǒng)的圍檁，并在四周支護薄弱的四角處，用鋼筋混凝土澆筑角撐。鑒于工程挖土難度大，工期緊迫，通過周密計算和綜合考慮基坑深度、地質(zhì)條件及周圍環(huán)境情況，在挖土前先澆好壓頂梁及水平梁，并采取以下針對性措施：①加班加點，加快施工進度，減少基坑坑底暴露時間；②對主舞臺進行土體深層位移監(jiān)測，壓頂梁沉降位移觀測，水位監(jiān)測；③在主舞臺底板混凝土澆筑完成后，再澆筑四周地下室底板(-7.15米)；④用毛石砼填實底板與圍護樁之間的空隙，待底板強度達(dá)到設(shè)計值80%以上，再拆除鋼筋砼支撐。
    三、主舞臺深基坑施工
    基坑土開挖及主舞臺深基坑施工的具體措施如下：①全場地大面積挖土至標(biāo)高-5.85米處，主舞臺深基坑四周挖至-7.15米處施工圍護的壓頂梁及四周角撐；②壓頂梁養(yǎng)護至設(shè)計強度80%以上后，進行主舞臺區(qū)域的土方開挖，采用0.8立方米挖機直接停在壓頂梁土層面上向下挖土，挖至-10.65米左右時，在壓頂梁與-10.65米間打一排Ф22HRB400，Ф130@1000預(yù)應(yīng)力錨桿，L=1500，將圍護與周圍土體連成一個整體，以便整個基坑的水平力得到有效傳遞，減輕周圍土體對整個圍護的側(cè)壓力；③由于基坑深度達(dá)到14.95米，0.8立方米挖土機不能將土一次性挖到基坑底，先挖至-10.65米處，鑿平工程樁，再用50噸/米汽車吊將0.25立方米小挖機吊入深基坑，由小挖機挖至標(biāo)高-14.95米基坑底板，大挖機挖出坑外，四周留一圈三角形土體。待基坑穩(wěn)定后，采用人工開挖；④在挖土過程中，為確保基坑安全，及時監(jiān)測開挖過程中支護結(jié)構(gòu)和周圍土體的變形信息，對地下室基坑及主舞臺基坑作原位監(jiān)測，有效控制四周地下室底板施工對主舞臺圍護的影響，主舞臺底板混凝土澆搗完成后，再開始主舞臺四周地下室底板混凝土澆搗。
    四、主舞臺深基坑變形監(jiān)測
    1、監(jiān)測目的
    為了及時了解基坑開挖過程中土體水平位移，周圍建筑物、道路及管線的沉降，實行信息化管理，防止發(fā)生事故及對周圍建筑物、道路、管線造成不良影響，確保施工安全。
    2、測點布置
    主舞臺深基坑在-7.15米圍護梁澆筑完成后，設(shè)置了8點位移觀測點，編號為W1～W8。
    3、監(jiān)測原理
    測斜管采用特制的硬性聚氯乙烯塑料管，埋設(shè)在距排樁墻1米左右的外側(cè)土體中，測試的原理是認(rèn)為測斜管底端是不動點，各點相對于第端的位移值即為水平位移。水平位移的控制指標(biāo)有兩個，即位移總量控制和位移發(fā)展速率控制，控制的原則是以控制位移發(fā)展速率為主，位移發(fā)展速率在3毫米/天以內(nèi)為安全，大于3毫米/天時發(fā)出安全警報，并加強觀測。位移觀測點主要觀測主舞臺深基坑圍護梁位移，控制周圍土體整體穩(wěn)定。
    4、觀測成果分析
    主舞臺深基坑位移觀測點W1～W8的觀測結(jié)果表明，主舞臺深基坑隨著開挖的進行，位移發(fā)展最大發(fā)生在土體開挖前一周，隨著底板墊層混凝土澆筑完成，位移趨于穩(wěn)定，總的來看水平位移基本符合要求，水平位移發(fā)展速率也在控制范圍內(nèi)，基坑及臨近建筑物、各種管線及煤氣管道處于安全、穩(wěn)定的狀態(tài)。
    五、結(jié)論
    ⑴本工程地下室施工歷時3個月，基坑圍護處于安全、穩(wěn)定狀態(tài)，未發(fā)生險情，證明工程基坑支護體系和施工是成功的，特別是處理主舞臺深基坑方面積累了有益經(jīng)驗。
    ⑵在處理劇院類工程深基坑(坑中坑)上，合理安排施工順序至關(guān)重要，要盡量加快主舞臺深基坑墊層、底板混凝土施工，保證基坑盡早穩(wěn)定。
    ⑶基坑信息化監(jiān)控的各種觀測數(shù)據(jù)為指導(dǎo)施工提供依據(jù)，本工程主舞臺深基坑圍護最大位移達(dá)41毫米，但主要是基坑開挖后5～10天，后期位移穩(wěn)定，位移速率在警戒范圍內(nèi)。