杭州市奥体博览中心项目体育游泳馆工程二标段

1.工程概况及周围环境分析

1.1 工程概况

杭州市奥体博览中心项目工程二标段—体育游泳馆位于杭州市萧山区，东为青年路和拟建的庆春路过江隧道，西为七甲河、利民河，与一标段隔河相望，南为滨江二路，北侧为滨江大道。

该工程总建筑面积553000m²，总用地面积70.77公顷。主要建筑包括：杭州国际博览中心、1万人主体育馆、6000座游泳馆、5.5万m²小球中心、重竞技训练比赛馆和室内田径馆。

杭州奥体中心体育游泳馆之体育馆：地下一层，层高6.5m，地上四层，地上建筑总高45.0m；游泳馆：地下一层，层高6.5m，地上两层，局部设一夹层，地上建筑总高35.0m。地下车库部分地下二层，层高分别为6.5m及3.5m。体育游泳馆屋顶为钢网壳结构，支撑在场馆周围首层大柱上。看台及以下部分采用现浇框架-剪力墙结构体系。体育游泳馆基础底板埋深约为9m左右。车库部分基础底板埋深约为12m左右。体育馆最大柱底荷载设计值为12500kN左右，游泳馆最大柱底荷载设计值为9000kN左右，车库部分最大柱底荷载设计值为3000kN左右。

1.2 基坑挖深

该工程±0.000相当于黄海高程7.200m，自然地坪标高约为-1.700m，基坑开挖面积约16万m²。一层地下室部分基坑坑底标高为-8.170m（承台垫层底），二层地下室部分基坑坑底标高为-11.870m（承台垫层底），开挖深度分别约为6.47m、10.17m。

1.3 周围环境分析

地下室东北侧为规划青年路，西侧为规划改道的先锋河，南面较远处为七甲河，东面有规划建设的钱江二路下穿隧道。南面、北面及西面为后期建设用地，现为空地。东面围护需考虑围护结构不能对后期地铁下穿隧道形成障碍。

2.工程地质条件

根据勘探揭露地基土的岩性、成因时代、埋藏分布特征、物理力学性质，结合原位测试资料及室内土工试验分析，将勘探深度内地基土划分为9个工程地质层，共19个工程地质亚层和5个夹层。影响基坑开挖深度范围内的土层分布描述略。

地质报告提供的各土层物理力学指标见表10-3。

表10-3 地质报告提供的各土层物理力学指标

注：表中各项参数均来自工程地质勘察报告。

场区浅部孔隙潜水，分布于平原区浅部的冲海积层粉土、粉砂层中，厚度约16～20m，地下水水位埋深在1.0～5.9m，水位标高在2.36～4.54m。

3.基坑围护方案

3.1 该工程的特点

综合分析场地地理位置、土质条件、基坑开挖深度及周围环境的影响，该工程具有以下特点：

1）基坑开挖深度大，一层地下室挖深为6.47m，二层地下室挖深为10.17m。

2）基坑开挖范围大，基坑面积约为160271m²，基坑东西向跨度约为500m，南北向跨度约为300m，周长计为1721m。

3）场地土开挖范围内大部分为含水量丰富的砂质粉砂土，渗透性好，由于基坑面积很大，施工周期长，基坑开挖期间可能遭遇降雨时涌水量较大，故该工程基坑开挖成败的关键之一在于降水止水。

4）场地内4层淤泥质粉质黏土的孔隙比1.160，含水量为41.5%，地基承载力特征值仅85kPa，层顶标高-13.45～-6.41m，厚约4.10～9.10m，需注意其对基坑开挖的影响。(www.xing528.com)

5）基坑安全等级为一级，重要性安全系数为1.1。

3.2 基坑围护方案的比较与确定

根据该工程地下室基坑的特点，在“安全、经济、方便施工”的原则下，对围护方案进行技术可行性、经济合理性分析。

该基坑周边环境较好，周边大部分为空地，且开挖深度内均为粉砂土，采用放坡开挖是最经济的方案。但由于基坑开挖深度以下存在淤泥质土层对基坑整体稳定及抗滑不利，而且大放坡开挖回填土工程量很大，故设计考虑采用放坡结合土钉支护的围护形式，以满足基坑开挖安全要求。

一层地下室部分挖深为6.47m，采用土钉墙支护；二层地下室部分挖深为10.17m，靠基坑北面、西面部分采用两级放坡结合土钉支护形式；其他二层地下室部分由于距红线较近或离后续建设的钱江二路下穿隧道较近，采用上部大放坡后下面采用土钉墙支护，避免了土钉超红线问题或对后续建设物形成障碍。

粉砂土地基中基坑围护的关键是降水和止水。除地连墙外，粉砂土中常用的止水方法有旋喷桩、咬合桩或三轴水泥搅拌桩。旋喷桩对深度大于9～10m后的止水效果无法保证。咬合桩对18m深度以内基坑的止水效果有很好保证，但由于其造价较高，且虽然素混凝土桩的工程量比采用旋喷桩、搅拌桩等要小得多，但由于作为受力构件的钢筋混凝土桩也需用全钢套管液压钻机成孔，故总成孔工程量有所增加，围护的造价偏高。近几年，三轴水泥搅拌桩以较低的单价和较好的止水效果，在杭州滨江地区的基坑中得到了广泛使用，该方案采用三轴水泥搅拌桩止水止土。

三轴水泥搅拌桩桩底进入淤泥质粉质黏土相对不透水层，形成封闭止水帷幕，坑内只需设少量自流深井疏干排水，降低了降水费用和难度。同时减小了坑底管涌、流砂的可能，避免坑外水土流失，保证道路管线安全。

为避免止水帷幕的局部薄弱区域在高水压下失效渗漏、引起坑外水土流失，在坑外设置自流井进行控制性降水，以适当降低坑外地下水位，减小水压，并可相应减小围护结构受力，节约造价。

3.3 降水方案的确定

该基坑开挖范围内粉土的渗透系数为3.96×10^-4cm/s数量级。根据杭州滨江地区近几年的工程经验，一般均采用自流深井降水。由于基坑四周已用三轴水泥搅拌桩止水帷幕封闭至淤泥质粉质黏土相对不透水层，坑外地下水不补给到坑内，故坑内的自流井只需疏干坑内土层内的地下水，井的间距可布置得大一些，布置如下：一层地下室部分约每625m²布置一口自流井，二层地下室部分约每320m²布置一口自流井。

为避免止水帷幕在高水压下失效渗漏、引起坑外水土流失，在坑外设置自流井进行控制性降水，井间距约15m，以适当降低坑外地下水位，减小水压。坑外降水按降至地面以下7m考虑。

该基坑开挖范围内土层的渗透系数为0.3421m/d。根据杭州滨江地区工程经验，一般均采用深井降水。

坑外降水计算如下：

渗透系数0.3421m/d，基坑水位平均降深S=5m，过滤器浸没长度l=4m，含水层厚度H=14m，，过滤器半径r_s=0.15m。

基坑等效半径r₀=0.29（a+b）=7.25m（按每口井降水面积15m×10m井间距计算）；

降水井影响半径

基坑涌水量为

采用自流井降水，单井出水量为。

满足要求。