鄰近建筑物被動(dòng)區(qū)預(yù)留加固軟土換撐地下車庫(kù)深基坑施工技術(shù)

李波

（中交第二航務(wù)工程局有限公司，武漢430014）

1 引言

地下車庫(kù)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)外城市建筑、公園等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，對(duì)于鄰近既有建筑物開挖深度范圍為軟土地質(zhì)條件的城市公園地下車庫(kù)深基坑施工，通常采用超長(zhǎng)大直徑鉆孔樁或者地下連續(xù)墻支護(hù)開挖方案，基坑底被動(dòng)區(qū)土體加固通常采取水泥攪拌樁等加固處理或采用數(shù)道臨時(shí)圍檁支撐支護(hù)開挖。深基坑支護(hù)開挖作為鄰近既有建筑物開挖深度范圍為軟土地質(zhì)條件的城市公園地下車庫(kù)施工的關(guān)鍵部分，被大量相關(guān)人士研究，然而大量的參考文獻(xiàn)主要是針對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、被動(dòng)區(qū)土體加固方式的優(yōu)化，以利于施工。也有一些參考文獻(xiàn)對(duì)被動(dòng)區(qū)土體加固進(jìn)行研究，但也僅僅是針對(duì)被動(dòng)區(qū)土體采用何種地基處理展開探討，對(duì)鄰近既有建筑物開挖深度范圍為軟土地質(zhì)條件的城市公園地下車庫(kù)深基坑施工能否有更優(yōu)的解決辦法研究甚少。

2 軟土地質(zhì)基坑施工方案比選

從結(jié)構(gòu)組成、施工難度及便捷性、工期、經(jīng)濟(jì)性、適用性等方面綜合對(duì)比分析超強(qiáng)支護(hù)排樁或地下連墻+水泥攪拌樁加固、多層臨時(shí)圍檁支撐、被動(dòng)區(qū)留加固土換撐3 種方法的優(yōu)缺點(diǎn)如表1 所示。

表1 3 種施工方法的對(duì)比分析

由表1 的分析可知，對(duì)于超強(qiáng)支護(hù)排樁或地下連墻+水泥攪拌樁加固、臨時(shí)圍檁支撐、被動(dòng)區(qū)留加固土換撐等3 類方法，超強(qiáng)支護(hù)排樁或地下連墻+水泥攪拌樁加固、臨時(shí)圍檁支撐消耗工期長(zhǎng)、成本高，而被動(dòng)區(qū)留加固土換撐特別適用于鄰近建筑物軟土地質(zhì)地下車庫(kù)深基坑施工，工期較短、成本低等[1]。

3 工程實(shí)例

智慧城川江池公園地下車庫(kù)基坑面積約21 868.1㎡，周長(zhǎng)842.5m，開挖深度5.9～8.9m，基坑平面基本呈多邊形，原始地貌地勢(shì)不平坦，基本呈北高南低趨勢(shì)。

其中，基坑?xùn)|側(cè)某支護(hù)段外側(cè)為變電所（地上1 層，無(wú)地下室，采用天然地基，基礎(chǔ)埋深考慮0.8m），變電所外側(cè)緊鄰既有市政道路，該支護(hù)段基坑開挖深度為8.9m、邊線距離變電所外墻線1.30m。

基坑支護(hù)開挖采用排樁支護(hù)+預(yù)留被動(dòng)區(qū)軟土換撐基坑施工方法。

3.1 地質(zhì)條件

根據(jù)詳勘資料分析，地下車庫(kù)開挖深度內(nèi)涉及的土層為：1-1 素填土層、2-1 可塑狀黏土、2-2 淤泥狀黏土、2-3 可塑狀黏土、3 硬塑狀黏土。土層及特性取值如表2 所示。

表2 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)土層特性取值參數(shù)表

3.2 關(guān)鍵工藝

鄰近建筑物被動(dòng)區(qū)留土加固換撐地下車庫(kù)深基坑施工技術(shù)包括被動(dòng)區(qū)留土加固、換撐受力體系轉(zhuǎn)換兩大核心部分。

深基坑開挖施工工藝流程：施工準(zhǔn)備→支護(hù)樁、粉噴樁、樁間高壓旋噴樁施工→土方開挖至冠梁底，冠梁施工→土方開挖保留坑內(nèi)留土部分，其余分層分區(qū)域開挖至坑底→地下室底板施工，斜拋撐底板牛腿施工→鋼管支撐架設(shè)安裝→挖除被動(dòng)區(qū)留土→地下室底板結(jié)構(gòu)施工→地下室底板回填換撐施工→拆除鋼管支撐，施工完成地下室外墻，基坑回填[2]。地下車庫(kù)深基坑支護(hù)開挖斷面如圖1 所示。

圖1 地下車庫(kù)深基坑支護(hù)開挖斷面圖

3.3 受力分析

采用天漢基坑設(shè)計(jì)軟件計(jì)算，選取最不利受力工況計(jì)算。

3.3.1 被動(dòng)區(qū)留加固土工況計(jì)算結(jié)果

圍護(hù)結(jié)構(gòu)冠梁混凝土澆筑后達(dá)到一定強(qiáng)度、除被動(dòng)區(qū)4m厚加固留土外的土方全部挖除后，計(jì)算如圖2 所示。

圖2 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)土壓力、位移、彎矩計(jì)算結(jié)果（單位：mm）

根據(jù)軟件計(jì)算結(jié)果，支護(hù)結(jié)構(gòu)土壓力、位移、彎矩、剪力均能滿足規(guī)范要求。

3.3.2 土方全部開挖至基底工況計(jì)算結(jié)果

安裝完斜拋撐，挖除預(yù)留被動(dòng)區(qū)加固土至基底時(shí)，整體模型受力如圖3 所示。

圖3 土方全部開挖至基底工況受力分析計(jì)算

根據(jù)軟件計(jì)算結(jié)果，支護(hù)結(jié)構(gòu)土壓力、位移、彎矩、剪力均能滿足規(guī)范要求。

3.4 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施效果

相比傳統(tǒng)工法，鄰近建筑物被動(dòng)區(qū)留加固土換撐地下車庫(kù)深基坑施工技術(shù)巧妙利用被動(dòng)區(qū)加固土解決了鄰近建筑物基坑開挖穩(wěn)定問題，適用于鄰近建筑物被動(dòng)區(qū)軟土地下車庫(kù)深基坑施工，施工成本低、強(qiáng)度高，大幅度提高工效的同時(shí)節(jié)約了大量的型材、混凝土等措施項(xiàng)目費(fèi)用，取得了預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于鄰近建筑物被動(dòng)區(qū)軟土地下車庫(kù)深基坑施工，通常采用超長(zhǎng)大直徑鉆孔樁或者地下連續(xù)墻支護(hù)開挖方案，基坑被動(dòng)區(qū)土體加固通常采取水泥攪拌樁等加固處理或采用數(shù)道臨時(shí)圍檁支撐支護(hù)開挖。整個(gè)施工周期很長(zhǎng)，支護(hù)結(jié)構(gòu)混凝土、鋼材材料成本高，鋼支撐安裝及拆卸費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

鄰近建筑物被動(dòng)區(qū)留加固土換撐地下車庫(kù)深基坑施工技術(shù)，巧妙地利用了被動(dòng)區(qū)加固土體自身重量、強(qiáng)度解決換撐前基坑變形及穩(wěn)定的問題，再巧妙利用斜拋撐解決基坑開挖到底后排樁頂部變形過(guò)大的問題，鄰近建筑物被動(dòng)區(qū)留加固土換撐地下車庫(kù)深基坑施工技術(shù)相比傳統(tǒng)工法巧妙利用被動(dòng)區(qū)加固土解決了鄰近建筑物基坑開挖穩(wěn)定問題，大幅度提高工效的同時(shí)節(jié)約了大量的型材、混凝土等措施項(xiàng)目費(fèi)用，對(duì)類似鄰近建筑物軟土地質(zhì)地下車庫(kù)深基坑支護(hù)開挖施工有較大的借鑒作用。