北京環球影城項目基坑支護設計創新

聶艷俠，馬書杰，劉衛未，史江川，謝志成

（中建一局集團建設發展有限公司，北京100102）

0 引言

近十年來，國內主題公園建設快速崛起，并呈現“井噴式”發展態勢。相關統計數據顯示，截至目前國內主題公園數量逾2 000家，其中國內投資在5 000萬元以上的有300家左右，主題公園發展迎來“黃金時代”。

1 工程概況

北京環球影城主題公園及度假區項目位于北京市通州區文化旅游區，六環路與京哈高速交界處（施園橋）西北角。本工程為國際大型主題公園類項目，是全球第六個、亞洲第三個、中國第一個環球主題公園，占地面積400hm2，是全球規模最大的環球主題公園（見圖1）。

圖1 北京環球主題公園效果

中建一局集團建設發展有限公司承接713水世界和環球大酒店的基坑支護設計工作（見圖2）。與以往工程不同的是，設計服務從履約階段提前至方案策劃階段，實現從根據實際條件進行設計方案選擇到根據優選方案反推設計條件的轉變。

圖2 713水世界及環球大酒店位置

2 場地巖土工程條件

2.1 基坑周邊環境

713水世界園區與環球大酒店均位于環球影城主題公園地塊內，場地空曠，包括表演區（表演水池、后勤水池、平衡水池）與觀演區兩部分（見圖3），觀演區CFG地基處理先于表演區基坑開挖施工。

環球大酒店基坑北側緊鄰地塊紅線，基坑西北側管廊及市政管線正在施工，規劃101、102行政樓尚未施工（見圖4）。

圖4 環球大酒店平面

2.2 場地工程地質條件

按地層沉積年代、成因類型，將土層劃分為人工堆積層、新近沉積層及第四紀沉積層三大類。

第1層為人工堆積層，主要以粉質黏土素填土、黏質粉土素填土和房渣土為主，人工堆積層成分雜亂，工程性質差，由于受原有民房、工業廠房的建設、拆除等人類活動影響，其分布范圍、土質成分及埋深情況差異性均較大。

第2層為新近沉積層，巖性以黏質粉土、粉質黏土、砂質粉土為主，局部為黏土、重粉質黏土及粉砂、細砂層。

第3～5大層為第四紀沉積土層，除上部分布有厚度不大的黏性土、粉土層（局部夾砂層）外，下部地層以砂類土為主，整體呈現較為穩定的由黏性土、粉土至砂土的沉積旋回。

各土層的進一步劃分及相關參數如表1所示。

表1 基坑支護設計參數

2.3 場地水文地質條件

擬建713水世界場區于鉆孔中實測到2層地下水，如表2所示。擬建環球大酒店場區實測到3層地下水，如表3所示。擬建場區各層地下水水質對混凝土結構及鋼筋混凝土結構中的鋼筋均具有微腐蝕性。

表2 713水世界場區地下水情況

表3 環球大酒店場區地下水情況

3 基坑支護設計

713水世界基坑開挖深度最大為6.34m。平衡水池及表演水池與觀演區分界處支護剖面采用雙排樁支護形式，其他區域采用自然放坡支護形式，后期機電管線施工區域采用二級放坡。

環球大酒店基坑開挖深度最大為6.05m。基坑北側靠近已建地下管廊、市政管線，采取懸臂樁支護，支護樁樁徑800mm，樁間距1.5m。除結構高低跨和開挖深度小于2m區域采取自然放坡支護外，其他區域采用土釘墻支護。

地下水在基坑坑底以下，因此降水以明排為主。坡面內設置導流管，基坑坡腳位置設置排水溝和集水井。

根據基坑周邊環境及基坑開挖深度，支護樁支護段基坑安全等級取二級，重要性系數為1.0；土釘墻及放坡支護段基坑安全等級取三級，重要性系數為0.9。

3.1 基坑特點分析

1）環球大酒店基坑超大環球大酒店工程基坑周長為1 198.74m，基坑面積21 740.8m2；而713水世界園區基坑周長402.12m，基坑面積3 263.73m2。環球大酒店基坑面積約為713水世界園區基坑面積的7倍。

2）標高變化多根據使用功能的不同，基底標高變化多，基坑開挖深度不等，支護設計剖面多。環球大酒店工程包括1.75，3.80，3.90，4.30，4.60，4.95，5.05，5.10，5.25，5.55，6.05m共11個不同開挖深度；713水世界工程包1.74，2.10，3.30，4.40，4.60，5.40，6.34m共7個開挖深度。除對各剖面進行基坑支護設計外，不同剖面交界處施工的便利性、連續性也是需要重點考慮的問題。

3）人工填土層厚度大場地前期進行土方填墊工作，將原有雜填土和建筑垃圾等清挖、處理、回填、壓實，并根據設計標高將場地墊高。因此場地內分布較厚的人工填土層，土層物理力學性質受填墊施工質量的影響較大。

4）場地大部分區域需進行CFG樁復合地基處理由于場地內填土層較厚，基底所在位置的老土層不能滿足地基承載力需要，需對環球大酒店的中心塔樓、東側塔樓、西側塔樓、東翼塔樓、西翼塔樓及713水世界的觀演區進行CFG樁復合地基處理。基坑支護設計階段需考慮CFG樁復合地基與基坑開挖的施工先后順序。

3.2 支護結構設計亮點

1）設計服務前置本工程與其他工程的顯著差別是方案策劃階段即插入基坑支護設計策劃，實現從根據實際條件進行設計方案選擇到根據優選方案反推設計條件的轉變。

在方案策劃過程中從施工可行性、成本等角度提出合理化建議，并掌握施工策劃最新信息，及時進行調整。

2）雙排樁兼作CFG樁復合地基實現“一樁兩用”713水世界觀演區CFG先于基坑施工，且CFG樁緊鄰基坑邊線，沒有支護樁施工空間，因此考慮在原CFG樁位置設置支護樁，支護樁兼作CFG樁，一樁兩用。CFG樁設計樁徑400mm，樁間距1.2m，利用靠近基坑側兩排CFG樁作為基坑支護雙排樁，支護樁樁徑擴大為600mm，樁頂設置冠梁和連梁，14m范圍內設置鋼筋籠以滿足基坑穩定性等受力要求，樁長同CFG樁設計樁長以滿足地基處理需要。

支護樁兼作CFG復合地基會造成地基剛度差異。為消除因連梁及拉結梁的存在而對擬建結構基礎底板可能造成的剪切或沖切影響，在支護體系頂部設置應力消散褥墊層，寬度為拉結梁外擴20～40cm，厚度為30～60cm，增加褥墊層厚度對于調節地基剛度差證實有效。

3）綜合考慮施工部署對支護方案的影響基坑支護設計不能脫離施工，在設計階段充分考慮后期施工部署，以確定最優設計方案。

環球大酒店基坑在設計階段考慮塔式起重機布置，對于緊鄰坑邊的塔式起重機降低其基礎標高。基坑北側市政管廊在設計策劃階段處于開挖施工狀態，對于基坑支護施工時管廊的不同狀態提出多種方案。

713水世界有多條機電管線，為避免二次開挖，在管線標高位置留設放坡平臺，結構施工完成回填至放坡平臺時先進行管線施工，待管線施工完成后再回填至地面標高，避免重復開挖。

4）考慮體量對成本的影響環球大酒店工程基坑面積約為713水世界的7倍，二者基坑開挖深度相近，若環球大酒店和713水世界一樣大面積采取放坡開挖，土方開挖、回填量極大，成本和工期都遠超預期。因此在保證安全的前提下，環球大酒店工程主要采用土釘墻支護形式。

4 基坑支護效果

根據現場監測數據可知，環球大酒店樁/坡頂沉降最大值為3.7mm，樁/坡頂水平位移最大值為10.25mm，周邊地表沉降最大值為5.9mm；水世界場區樁/坡頂沉降最大值為2.71mm，樁/坡頂水平位移最大值為0.6mm，周邊地表沉降最大值為2.91mm。監測結果表明兩個基坑服役效果良好。

5 結語

北京環球影城項目的建設可有效推進北京經濟結構的優化、升級，助推北京全國文化中心、科技創新中心、國際交往中心的建設，對北京加快構建高精尖經濟結構、促進消費升級具有積極意義，也將對加快建設大運河文化帶發揮重要作用。

本工程基坑支護服務模式、一樁兩用等思路可為后續類似工程提供參考。基坑支護工程的成功開展也對保持和提升公司影響力具有重要意義。