砂土地區深基坑工程的設計

潘育謀

摘 要：本文主要針對砂土地區深基坑工程的設計展開了探討，通過結合具體的工程實例，對基坑周邊環境作了簡要的概述，詳細介紹了深基坑工程的設計過程，并對監測數據與計算值作了系統比較，以期能為有關方面的需要提供有益的參考借鑒。

關鍵詞：砂土地區；深基坑；圍護結構設計

隨著現代化建設的不斷推進，城市用地越來越緊張，因而出現了大量的大、高、深工程，這些工程的建設對周邊環境或多或少會產生影響，帶來了新的矛盾。而深基坑施工是建設工程中經常進行的項目，但是在周邊環境復雜的情況下，深基坑的施工容易引起一系列的問題，如建筑物的沉降、對管線的破壞，因此，深基坑施工時，一定要精心策劃，對施工過程進行科學有效的管理，保護好周邊環境。

1 工程簡介

工程總占地面積有12371m2，包含1幢24層辦公樓、1幢20層酒店和商業裙樓，地下共3層，地下1層為商鋪、辦公用房及設備，地下2、3層作為配套的設備用房也是停車庫。地下主要部分構造采取了鉆孔灌注樁樁基加大底板的方式。工程場地特色有：場地雜填土厚度較大，成分較為復雜，大部分為碎磚、混凝土碎塊等建筑垃圾。

2 場地特征及周邊環境

2.1 場地特征

該工程場地內淤泥質粉土分布較為廣泛， 僅在局部地段缺失， 是淤泥、沖積的產物。厚度0.90 ～3.40 m ， 平均1.68m。灰色、灰黑色，由黏土礦物、砂組成，二者分布不均勻。砂粒成分為石英，大小不一，局部有較集中現象， 以團快狀、條帶狀、透缽狀產生， 局部可見貝殼或碎片， 不均性明顯，局部可塑。

2.2 周邊環境

本工程周邊臨近多層、高層建筑物，道路管線較多，環境保護要求較高。

（1）東側某路寬27m，人行道距基地紅線最近12m，路對面為2～5層某樂園，距基地紅線最近45m。

（2）北側某路寬12m，人行道最近距基地紅線3.9m，路對面為25層新建高層，房屋最近距基地紅線26m。

（3）西側為3幢6層房屋及幼兒園，房屋最近距基地紅線5.5m、距地下室結構外墻約13m，幼兒園最近距基地紅線28.6m。

（4）南側為1幢6層及1幢7層多層房屋，房屋最近距基地紅線7m、距地下室結構外墻約22m。

在本基地內東側沿某路建有施工臨時房屋，房屋最近距地下室結構外墻3m；東北角建有2層售樓處，最近距地下室結構外墻2.0m。

3 基坑圍護結構設計

3.1 方案優選

本工程基坑開挖深度較深，基坑開挖面積大，為一級基坑。工程位于中心城區，周邊道路下的地下管線種類繁多、民居密集，是一項復雜的、帶有風險性的深基坑圍護工程，必須從多方面進行比較，綜合考慮。根據開發商的進度要求，基坑擬采用順作法施工，故圍護設計可供優選的范圍僅為圍護墻體的選擇和內支撐體系的布置。

本工程地下室層高分別為4.55m、3.60m、3.60m，底板厚度2m。根據以往較為常規的設計，主體結構地下室3層與之對應的圍護需設置3道支撐系統。若突破常規地采用2道支撐方案，則圍護鉆孔灌注樁的費用會增加，但可以減少支撐體系的費用，同時也可相對減少工期。

經過造價及工期上的綜合比較，本工程基坑支護體系采用設置2道鋼筋混凝土支撐更具優勢。

3.2 圍護墻結構

圍護墻體采用鉆孔灌注排樁的型式：Φ1200mm@1400mm鉆孔樁，樁頂標高為-3.30m，樁底標高為-27.50m；鉆孔樁后采用三軸攪拌樁加壓密注漿止水，攪拌樁3Φ850mm@600mm，樁頂標高為-2.0m，底標高為-21.30m，鉆孔樁與攪拌樁之間再壓密注漿，基坑圍護剖面見圖1。

圖1 基坑圍護剖面示意

3.3 支撐布置

支撐平面布置見圖2，本基坑結構形狀呈矩形，平面按對撐加角撐布置，支撐平面間距一般為8.4m左右。

第1道支撐的頂圈梁斷面尺寸1400mm×1000mm，鋼筋混凝土支撐為1100mm×800mm，其中心標高為-3.05m。第2道鋼筋混凝土圍檁1300mm×900mm，鋼筋混凝土支撐1200mm×800mm，其中心標高為-9.05m。

根據業主及總包單位的要求，第1道支撐設置施工棧橋及平臺。施工棧橋利用中間1榀對撐，施工平臺利用西南、西北側兩角撐體系，橋面板均采用鋼筋混凝土現澆。

圖2 支撐平面布置

3.4 圍護結構的分析與計算

剖面計算采用同濟啟明星frws7.0軟件分別對基坑圍護的2道支撐和3道支撐設計方案進行分析。

支撐平面計算采用同濟啟明星BSC4.1軟件分別對基坑圍護的2道支撐和3道支撐設計方案進行分析。

根據數據分析，2個方案各項穩定系數均能滿足規范控制值要求，2道支撐方案灌注樁樁內力及圍護墻位移，支撐軸力均大于3道支撐方案，但均在可控范圍以內。

4 監測數據與計算值比較

在基坑施工過程中，對周邊市政道路、管線、建筑物、圍護墻、支撐體系等進行監測，監測數據與計算值比較如下：

（1）圍護墻最大變形數據：監測值42mm，計算值28.6mm。

（2）支撐體系位移及軸力數據見表1。

表1 軸力監測數據

（3）周邊環境沉降數據見表2。

表2 周邊環境沉降數據

實測值比計算值增大原因為：

（1）計算中基坑圍護結構參數選取，如地基加固后土體指標的提高值、支撐的剛度、坑外施工超載及周圍建筑物的荷重等參數，對圍護內力的計算影響較大；

（2）基坑內大面積地基加固及超前降水的施工質量對控制基坑位移的作用較大，而實際施工中受制于施工總體組織安排及各專業單位的施工水平。

（3）在第1道支撐澆筑完畢后，恰逢春節前，施工方第2層挖土造成節日期間基坑長時間的暴露，造成對地層淺表位移增加較多，對控制后期整個基坑的變位不利；

（4）現場實測墻體變形值的準確與否與其原始參照點關系較大，在實際量測時可能存在一定的出入。

5 結語

綜上所述，砂土環境下的深基坑施工需要考慮較多的影響要素，施工難度更大，為了保障深基坑工程的施工質量，避免工程安全事故的發生，因此，就需要施工人員在實際施工中不斷的進行總結與學習，采取先進的施工技術，進一步提高施工質量。

參考文獻

[1]秦昊、王貴和、賈蒼琴.復雜環境條件下某深基坑支護技術[J].施工技術.2010（11）.

[2]薛寶軍.復雜周邊環境下超深基坑綜合支護施工技術應用[J].建筑.2013（12）.

[3]向國育.高水位砂土地區深基坑支護結構工程設計探討[J]，內江科技.2008（06）.