某地下商業(yè)廣場深基坑支護(hù)設(shè)計實例

李 華 輝

(長沙市江河水利置業(yè)投資發(fā)展有限公司，湖南 長沙 410000)

某地下商業(yè)廣場深基坑支護(hù)設(shè)計實例

李 華 輝

(長沙市江河水利置業(yè)投資發(fā)展有限公司，湖南 長沙 410000)

通過分析某地下商業(yè)廣場的周邊環(huán)境及工程地質(zhì)條件，選取了樁+預(yù)應(yīng)力錨索基坑支護(hù)方案，闡述了基坑各支護(hù)段的設(shè)計方法，并進(jìn)行了基坑施工監(jiān)測，結(jié)果表明該方案取得了最佳的施工效果。

深基坑，支護(hù)設(shè)計，預(yù)應(yīng)力錨索，止水帷幕

0 引言

隨著城市軌道交通的發(fā)展，地下空間開發(fā)工程越來越多，深基坑支護(hù)設(shè)計技術(shù)不斷出現(xiàn)，比較常見的深基坑支護(hù)設(shè)計方案有樁+預(yù)應(yīng)力錨索方案、樁+內(nèi)支撐方案、地下連續(xù)墻方案等。深基坑支護(hù)設(shè)計應(yīng)本著“安全、經(jīng)濟(jì)、合理”的原則，確保深基坑支護(hù)工程施工質(zhì)量及安全，同時應(yīng)盡量減少深基坑施工對周邊建筑物及市政設(shè)施造成的影響[1，2]。

1 工程及地質(zhì)概況

1.1 工程概況

本工程位于某市繁華地帶，是該市軌道交通地鐵1號，3號換乘站的配套商業(yè)項目。項目北臨市體育館，南臨勞動西路，東至回龍山巷路，西至體育大道，南臨勞動西路，占地面積14 855 m2，總開發(fā)建筑面積為45 680 m2。本地下商業(yè)廣場為地下3層，其中地下1層，2層為商業(yè)，地下3層為停車場，基坑深度約為16 m～20 m。

1.2 周邊環(huán)境概況

項目西北方為地上21層，地下1層的運動員公寓，基礎(chǔ)為筏板基礎(chǔ)，地下室外邊距離本基坑約14 m，地下室底板距離基坑底約11 m。項目西南方為奧林匹克大廈，地上6層，地下室2層，基礎(chǔ)為樁筏基礎(chǔ)，地下室外邊距離本基坑約6 m，地下室底板距離基坑底約8 m。項目北邊為市體育館，基礎(chǔ)為柱下擴(kuò)大基礎(chǔ)，基礎(chǔ)邊距離本基坑約4 m～8 m，基礎(chǔ)底距離基坑底部約8 m～11 m。項目南邊為地鐵1號、3號換乘站，與本項目共用1 m厚的地下連續(xù)墻，基坑底部比本項目基坑深8 m～15 m。項目周邊關(guān)系如圖1所示。

1.3 工程地質(zhì)條件

本工程地層自上而下依次為雜填土、粉質(zhì)粘土、圓礫、全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖頂距離地面約10 m，地質(zhì)條件較好。勘察期間各鉆孔中潛水位初見水位埋深約5 m。

2 深基坑支護(hù)設(shè)計方案

2.1 設(shè)計原則及依據(jù)[3，4]

結(jié)構(gòu)計算簡化模型應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的實際工作條件確定，并反映結(jié)構(gòu)與周圍地層的相互作用。根據(jù)基坑設(shè)計相關(guān)規(guī)范[3，4]、場地的地質(zhì)狀況、周邊環(huán)境安全的重要程度和坑內(nèi)永久性結(jié)構(gòu)變形允許條件等因素，本站基坑的保護(hù)等級為一級，地面最大沉降量及圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移控制要求如下：地面最大沉降量不大于0.1%H，且不大于30 mm[3，4]；一級基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的最大水平位移值應(yīng)不大于0.2%H，且不大于30 mm。

圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定、強(qiáng)度、變形驗算，基坑工程抗滑移的整體穩(wěn)定性安全系數(shù)：一級基坑應(yīng)不小于1.30；基坑底部土體抗隆起安全系數(shù)不應(yīng)小于1.8；坑底抗?jié)B流穩(wěn)定性系數(shù)不應(yīng)小于1.5；基坑底以下承壓水的穩(wěn)定性等安全系數(shù)不應(yīng)小于1.2。

2.2 方案選擇

本工程位于城市鬧市區(qū)，周邊建筑物眾多且距離基坑較近，無法采用大放坡開挖，為了減少基坑開挖對周邊建筑物的影響，現(xiàn)對樁+預(yù)應(yīng)力錨索方案和樁+內(nèi)支撐方案進(jìn)行對比分析，其優(yōu)缺點如表1所示。

表1 樁+預(yù)應(yīng)力錨索方案和樁+內(nèi)支撐方案優(yōu)缺點對比分析

本工程基坑為L形，東西向最寬處達(dá)155 m，南北向最寬處達(dá)152 m，若采用樁+內(nèi)支撐方案，則基坑內(nèi)側(cè)需要增加許多中間立柱，支撐在通過中間立柱傳遞水平力時效果會有較大的折減，對基坑變形的控制效果也會降低。但是基坑周邊布滿了各種市政管道，若采用樁+預(yù)應(yīng)力錨索方案，錨桿會打入周邊土壤中，對市政管道及周邊既有建筑基礎(chǔ)非常不利。尤其是位于基坑北側(cè)的市體育館，其基礎(chǔ)形式為柱下獨立基礎(chǔ)且距離基坑最近處只有4 m，對地基變形非常敏感。對比兩種基坑支護(hù)設(shè)計方案，其施工難度都非常大，施工過程非常復(fù)雜。經(jīng)過組織各方專家、周邊項目業(yè)主及政府相關(guān)職能部門多次召開相關(guān)技術(shù)討論會，最后確定采用樁+預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)方案。

3 深基坑支護(hù)設(shè)計

3.1 深基坑整體理論分析

由于本工程基坑距離周邊既有建筑物較近，故采用plaxis數(shù)值分析軟件模擬樁+預(yù)應(yīng)力錨索方案情況下的深基坑開挖對周邊建筑物館的影響。整體分析結(jié)果顯示，部分位置水平位移超過30 mm，部分位置豎向位移超過35 mm，均超過了相關(guān)設(shè)計規(guī)范要求，需進(jìn)行局部加強(qiáng)設(shè)計。

3.2 基坑各支護(hù)段計算分析

本項目基坑支護(hù)總長度約為600 m，根據(jù)與周邊建筑物的關(guān)系，共分成比較有代表性的6段典型斷面進(jìn)行支護(hù)計算分析及設(shè)計，限于文章篇幅，只選取其中的一段進(jìn)行詳細(xì)闡述。

本工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用理正軟件，取基坑典型斷面BC段進(jìn)行設(shè)計計算分析。鉆孔灌注樁作為臨時結(jié)構(gòu)進(jìn)行考慮，即：開挖施工期間，鉆孔灌注樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)作為支擋結(jié)構(gòu)，承受全部的水土壓力及路面荷載，按施工過程采用“增量法”進(jìn)行受力分析。受力分析模擬了施工過程，在計算中計入結(jié)構(gòu)的先期位移值及錨索變形，采用彈性有限元法進(jìn)行結(jié)構(gòu)計算，地基對結(jié)構(gòu)的作用采用分布水土壓力及一系列不能受拉的彈簧進(jìn)行模擬，最終的位移及內(nèi)力值為各階段累加值。

3.3 典型斷面BC段基坑支護(hù)設(shè)計

基坑BC段北側(cè)為采用柱下獨立基礎(chǔ)的市體育館，基礎(chǔ)對不均勻沉降及基坑降水非常敏感，故采用φ1 000@1 600旋挖樁+預(yù)應(yīng)力錨索的支護(hù)形式。樁頂設(shè)冠梁將排樁連成整體，使圍護(hù)樁形成共同受力體系，抵抗側(cè)向荷載。樁施工完成后，立即進(jìn)行冠梁開挖和樁頂混凝土鑿除清理，圍護(hù)樁主筋錨入冠梁，冠梁采用C30混凝土澆筑，土方開挖后抗滑樁間采用噴錨支護(hù)，防止樁間水土壓力。

根據(jù)地勘資料，綜合鄰近地鐵基坑開挖的實際情況，地下水位在地面以下4 m左右，鉆探資料顯示的粗砂、礫石、卵石均為含水層，因此基坑周邊需布設(shè)止水帷幕。BC段周邊的市體育館為獨立基礎(chǔ)，對降水造成的不均勻沉降比較敏感，故止水帷幕采用旋挖素混凝土樁咬合成整體，兼作周圍淺基礎(chǔ)房屋的支擋。其余各段均采用高壓旋噴樁，與混凝土樁咬合成整體。旋挖止水帷幕應(yīng)先挖止水樁，澆筑素混凝土后再挖圍護(hù)樁，以保證樁間搭接。坡面設(shè)φ50泄水孔，坑頂和坑底分設(shè)截排水溝。BC段支護(hù)設(shè)計詳圖如圖2,圖3所示。

4 基坑施工監(jiān)測要求[3，4]

為了確保施工及使用階段基坑、基坑周邊建筑物及市政管道的安全，要求隨時掌握開挖及支護(hù)施工整個過程的基坑動態(tài)變化情況，并把獲得的信息通過修改調(diào)整設(shè)計反饋到施工工作中以指導(dǎo)施工，沿基坑坡周邊及周邊建筑物均勻布置一定量的監(jiān)測觀察點。監(jiān)測應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)的技術(shù)規(guī)范要求執(zhí)行，施工組織方案應(yīng)有完善的應(yīng)急預(yù)案，一旦出現(xiàn)報警值，應(yīng)立即通報甲方、設(shè)計、監(jiān)理、地勘及相關(guān)職能部門，及時采取應(yīng)對措施。

5 結(jié)語

本基坑采用樁+預(yù)應(yīng)力錨索的設(shè)計方案，止水采用素混凝土樁及高壓旋噴止水樁形式。目前，本基坑支護(hù)工程已經(jīng)竣工投入使用，主體結(jié)構(gòu)已經(jīng)施工至地面，基坑施工過程周邊建筑物未出現(xiàn)大的開裂，取得了良好的效果，可供類似工程參考。

[1] 劉建航，侯學(xué)淵.基坑工程手冊[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1997.

[2] 龔曉南,高有潮.深基坑工程設(shè)計施工手冊[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1998.

[3] JGJ 120—2012,建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].

[4] GB 50497—2009，建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范[S].

Abstract: Through analyzing the underground shopping center square surrounding environment and engineering geology conditions, the paper selects the foundation pit support scheme of pile + prestressed anchor cable, describes design methods of various foundation pit support sections, and carries out foundation construction monitoring. Results show that: the scheme has achieved optimal construction effect.

Key words: deep foundation pit, support design, prestressed anchor cable, waterproof curtain

An example of deep foundation pit supporting design in an underground commercial plaza

Li Huahui

(ChangshaJiangheWaterConservancyPropertyInvestmentDevelopmentCo.,Ltd,Changsha410000,China)

2016-03-20

李華輝(1983- )，男，碩士，工程師

1009-6825(2016)15-0072-02

TU463

A