1 仿古建筑裝修空港地區(qū)經(jīng)濟(jì)及地理環(huán)境
空港地區(qū)是由天津保稅區(qū)、空港經(jīng)濟(jì)區(qū)組成的地區(qū)，是天津?yàn)I海新區(qū)的重要經(jīng)濟(jì)功能區(qū)，總面積達(dá)73 km2，背靠京津冀，服務(wù)“三北”地區(qū)廣闊腹地。其中，空港經(jīng)濟(jì)區(qū)是近年來天津市發(fā)展的重要經(jīng)濟(jì)區(qū)。
2.1 工程地質(zhì)條件
該區(qū)域除雜填土外，素填土、黏土、淤泥質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土和粉質(zhì)黏土的透水性均為不透水或微透水，透水性能較差。因臨近海濱，該區(qū)域的土質(zhì)較差。經(jīng)過對(duì)相關(guān)地區(qū)基坑工程資料多年的積累和統(tǒng)計(jì)，得出此區(qū)域與基坑工程相關(guān)的典型土層分布如下。
2.1.1 雜填土
此層土為人工填土，由于受人為影響較大，因此該層土厚度起伏較大，土層厚度為1～2 m，工程力學(xué)性質(zhì)很差。
2.1.2 素填土
該層土同樣為人工填土，層厚起伏較大，土層厚度為2 m左右，工程力學(xué)性質(zhì)較差。
2.1.3 黏土
黃褐色，可塑，具銹染。土質(zhì)不均，土層厚度為2 m左右，屬中高壓縮性土，工程力學(xué)性質(zhì)一般。
2.1.4 淤泥質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏黏土
灰色，流塑，屬高壓縮性土。土層厚度為6 m以上，工程力學(xué)性質(zhì)很差。此層土對(duì)基坑支護(hù)影響較大。
2.1.5 粉質(zhì)黏土
粉質(zhì)黏土可分為以下幾種：①灰色，軟流塑，屬中壓縮性土。土層厚度為2～9 m不等，工程力學(xué)指標(biāo)較差。②灰黃色，流塑，屬高壓縮性土。場(chǎng)地分布不均，土層厚度為3～7 m不等，工程力學(xué)性質(zhì)較差。③灰色，軟塑，土層厚度為3 m左右，工程力學(xué)性質(zhì)較差。④灰黑-灰白，可塑，屬中壓縮性土。土層厚度為1.5 m左右，工程力學(xué)性質(zhì)較差。⑤灰黃色，可塑，屬中壓縮性土。土層厚度為1.5 m左右，透水性不良，工程力學(xué)性質(zhì)較好。
2.2 工程水文條件
該區(qū)域內(nèi)淺層地下水為第四系松散堆積物中孔隙潛水，主要補(bǔ)給源為大氣降水，排泄方式以蒸發(fā)為主。據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料記載，地下水位年變化幅度一般在0.5～1.0 m之間。勘察外業(yè)期間實(shí)測(cè)水位如下：初見水位埋深1.4～2 m不等；穩(wěn)定水位埋深一般為1 m左右。
根據(jù)上述水文地質(zhì)情況，結(jié)合不同的基坑規(guī)模、深度和周邊環(huán)境，可采取諸如大放坡，土釘墻，懸臂單、雙排鉆孔灌注樁和H型鋼+SMW工法+內(nèi)撐等多種支護(hù)形式。以下將結(jié)合不同工程對(duì)支護(hù)形式選擇的適應(yīng)性進(jìn)行詳細(xì)闡述。
3.1 大放坡
當(dāng)工程的地下結(jié)構(gòu)小于或等于一層時(shí)，常規(guī)條件下的基坑開挖深度為5～6 m。如果基坑周邊地界條件允許，且基坑周邊沒有對(duì)基坑變形較敏感、需特殊保護(hù)的對(duì)象，比如建筑物、道路、管線等時(shí)，基坑支護(hù)形式可首選大放坡。此種支護(hù)形式既經(jīng)濟(jì)、適用，又可提供全明開挖的施工條件，從而大大縮短支護(hù)施工的周期，達(dá)到最優(yōu)的效果。
比如位于天津市空港物流加工區(qū)中環(huán)西路南、西三道東交匯處的中國芯科技園一期研發(fā)樓新建工程項(xiàng)目，該基坑項(xiàng)目占地面積為5 700 m2，周長為310 m，基坑深度約5 m。該工程除局部西北角約12 m處可用地界線比較近外，其他地方的基坑可用地范圍都超過了11 m，且基坑周邊除南側(cè)距基坑約19.2 m處有已建成的辦公樓之外，其余均為建設(shè)方自用空地。基坑四周無市政管網(wǎng)等設(shè)施，提供了有利的放坡條件。于是，基坑大面積采用了二級(jí)放坡的支護(hù)形式，而局部角處則采取了卸土加工字鋼豎向支護(hù)的形式。該項(xiàng)目的支護(hù)總造價(jià)約為56萬元，基坑每延米造價(jià)約為1 810元。
再比如空港地區(qū)科創(chuàng)慧谷（天津）B地塊東區(qū)項(xiàng)目基坑工程，該工程占地面積約34 000 m2，周長為805 m，基坑深度為7 m。該工程?hào)|側(cè)、北側(cè)可用地范圍緊張，但西側(cè)為地塊內(nèi)臨時(shí)道路，南側(cè)為可借用綠化帶，提供了有利的放坡條件，于是在西側(cè)和南側(cè)采用了二級(jí)放坡的支護(hù)形式。與另外兩側(cè)采用的懸臂灌注樁支護(hù)形式相比，這種支護(hù)形式可大幅降低臨時(shí)用工程造價(jià)。該工程總造價(jià)約710萬元，基坑每延米造價(jià)為8 820元。其中，大放坡支護(hù)形式的總造價(jià)約為120萬元，基坑每延米造價(jià)僅為3 110元，不及灌注樁支護(hù)造價(jià)的1/4.
該支護(hù)形式的選擇對(duì)場(chǎng)地周邊環(huán)境條件要求較高，適用于支護(hù)周邊地界空曠、無現(xiàn)有建筑物或道路等需保護(hù)的對(duì)象。但當(dāng)基坑底附近有較深厚的淤泥質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土和淤泥土?xí)r，不適宜采用這種支護(hù)形式。
3.2 土釘墻
土釘墻與大放坡支護(hù)形式的條件相似。當(dāng)工程的地下結(jié)構(gòu)小于或等于一層時(shí)，常規(guī)條件下的基坑開挖深度為4～7 m。如果基坑周邊地界條件允許，但并不滿足大放坡支護(hù)所需要的地界范圍、在基坑周邊2～3倍坑深范圍內(nèi)無相鄰的地下結(jié)構(gòu)或深埋管線時(shí)，可考慮選擇土釘墻的支護(hù)形式。該支護(hù)形式的特點(diǎn)為隨挖隨支護(hù)，除大放坡支護(hù)形式外，此種形式的支護(hù)施工最為便捷，同時(shí)也可提供全明挖的施工條件，從而在保證安全的前提下，做到經(jīng)濟(jì)最優(yōu)選擇。但在選用該方案的同時(shí)，需考慮土釘墻有無超出用地紅線的問題。如果此問題可以有效解決，那么，選用土釘墻支護(hù)形式可有效縮短工期，降低工程造價(jià)。
比如空港地區(qū)的空港國際五星級(jí)酒店項(xiàng)目，其基坑占地面積為70 000 m2，基坑周長為1 425 m，基坑深度為6.9 m。該工程的南側(cè)、東側(cè)為自留地，可采用大放坡的支護(hù)形式，但北側(cè)和西側(cè)則緊鄰用地紅線和不可借用綠化帶，無放坡條件，于是采用土釘墻的支護(hù)形式。該工程較常規(guī)豎向支護(hù)樁墻做法可大幅降低工程造價(jià)、縮短施工周期。該項(xiàng)目的支護(hù)總造價(jià)約為660萬元，基坑每延米造價(jià)約為4 630元。其中，土釘墻支護(hù)形式的總造價(jià)約446萬元，基坑每延米造價(jià)為6 265元。
該支護(hù)形式的選擇較大放坡支護(hù)形式對(duì)周邊環(huán)境條件的要求較寬泛，但由于其主要依靠土釘墻與土體形成的重力擋墻的形式受力，因此，采用此種方案的工程地下部分施工周期不宜過長，以縮短土體隨時(shí)間的蠕變效應(yīng)造成的基坑位移。采用該支護(hù)形式應(yīng)避開降水較為頻繁的6—9月，盡量減小過多降水對(duì)土體強(qiáng)度軟化的影響，從而保證基坑施工的安全、穩(wěn)定。如果需要在雨季施工，則應(yīng)做好相應(yīng)的防水措施，以保證基坑的穩(wěn)定性。但當(dāng)基坑底附近有較深厚的淤泥質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土和淤泥土?xí)r，不宜采用該種支護(hù)形式。
3.3 懸臂單、雙排鉆孔灌注樁
當(dāng)工程的地下結(jié)構(gòu)小于或等于兩層、基坑深度在6 m以內(nèi)，且基坑周邊地界條件較緊張，結(jié)構(gòu)外邊線距用地紅線3 m處無大放坡和土釘墻施
