武漢某項目基坑支護方案論證

孔瑩

（中南建筑設計院股份有限公司，武漢430064）

1 工程概況

本工程位于武漢市東湖高新區(qū)高新大道以南、豹溪路以東、神墩一路以北、攬月路以西，項目地理位置示意圖見圖1。根據(jù)現(xiàn)場地形地貌情況將基坑整體劃分為AB地塊和CD地塊。基坑總周長約為1 315.0 m，面積約為54 410.0 m2，普遍開挖深度為10.95～15.40 m。本項目基坑工程設計等級為甲級，基坑支護結構的安全等級為一級[1，2]。

根據(jù)業(yè)主提供的相關資料及現(xiàn)場的調研情況可知，本項目AB地塊基坑北側目前正在施工市政綜合管廊（武漢光谷中心城綜合管廊工程），管廊位于高新大道與項目地塊之間（見圖2），管廊施工采用排樁+鋼管撐支護。CD地塊基坑南側為地鐵11號線光谷四路—光谷五路段，目前已開通。基坑開挖邊線離隧道結構最近約16.8 m，離地鐵軌道控制線最近約8.9 m。基坑東西兩側及AB地塊與CD地塊之間均為市政道路，道路下方設有污水、雨水管道，管線離基坑最近約8.0 m。

圖2 項目基坑北側綜合管廊（現(xiàn)狀）

2 地質條件

2.1 工程地質條件

本場地在勘探深度范圍內表層分布有一定厚度的素填土（Qml），其下為第四系沖洪積成因(Q4al+pl、Q3al+pl)的粉質黏土層及風化殘積成因(Qel)的黏性土，下伏基巖主要為志留系泥巖。各巖土層的情況及特征見表1。

表1 不同巖土層的情況及特征表

2.2 水文地質條件

本項目水文地質條件可分為上層滯水和孔隙承壓水。

1）上層滯水：主要賦存于填土中，水位及水量受大氣降水、地表水及各種排泄水補給影響。

2）孔隙承壓水：主要賦存于下伏基巖中，對本工程無影響。

3 基坑支護設計

3.1 常見基坑支護類型

在支護類型的選取中，應綜合考慮基坑深度、水文地質條件、土的性質及基坑周邊情況等，常見的支護類型及適用條件見表2。

表2 常見的基坑支護類型及適用條件

下面介紹2種復合支護結構：

1）排樁＋內支撐支護

排樁內支撐結構體系，一般由擋土結構和支撐結構組成，形成的整體共同抵擋外力的作用。支撐結構一般由圍檁（橫擋)、水平支撐、八字撐和立柱等組成。沿一定高度將圍檁固定在排樁墻上，通過圍檁可將排樁承受的側壓力傳給支撐，水平支撐為受壓構件，當達到一定的長度時穩(wěn)定性會降低，可在中間加設立柱，以承受支撐自重和施工荷載。常用的形式有角撐式、對撐式、框架式、邊框架式以及環(huán)梁與邊框架組合、角撐與對撐組合等形式，也可采用3種形式混合使用，可結合工程實際情況，因地制宜地選用最合適的支撐形式。

排樁+內支撐支護的特點是：安全、穩(wěn)定性好、受力比較合理，圍護結構變形較容易得到控制，但內支撐的存在會占用基坑內部空間，給地下結構施工帶來不便，可通過換撐加以克服。此種方案適用于不宜設置錨桿的松軟土層及軟土地基。

2）排樁＋錨桿支護

排樁＋錨桿支護是指在巖土體中鉆孔，然后將錨桿打入土中，將錨頭卡在排樁結構上，然后向錨桿中注入水泥砂漿，植入預應力筋并施加預應力，利用砂漿液和巖土體的黏結作用和鋼筋的預應力作用將錨桿和巖土體、排樁形成一個統(tǒng)一的支護整體，從而達到支護的作用。錨桿支護主要的優(yōu)點有：不會占用基坑內部空間、不妨礙上部主體結構的施工；施工占地不大，對場地和地形要求較低；不用大量的開挖，可減少對天然巖土體的擾動。

3.2 本項目基坑支護設計難點分析

1）AB地塊基坑北側綜合管廊

北側綜合管廊采用鋼管撐，管廊基坑離AB塊較近，需要重點考慮AB地塊開挖造成的土體變形對既有管廊的影響。

2）CD地塊基坑南側地鐵11號線（光谷四路—光谷五路隧道段）

CD地塊基坑南側已進入地鐵影響線內，且離地鐵軌道控制線較近（8.9 m），CD塊南側基坑支護應考慮基坑開挖對地鐵隧道的影響[3，4]。

3）AB/CD地塊周圍市政道路管線

AB/CD地塊基坑周邊市政道路為豹溪路、二泉街、攬月路，根據(jù)業(yè)主方提供的周邊市政道路管線圖，這3條市政道路均埋設有雨水管、污水管，直徑為500 mm/600 mm（污水管）、800 mm（雨水管），管線離基坑最近約8.0 m。需確定保護措施，同時加強對管線變形的監(jiān)測。

4）AB/CD地塊基坑支護對塔樓施工的影響

根據(jù)業(yè)主方提供的總圖，大悅城二期項目包含4棟高60 m/80 m的SOHO公寓樓和1棟高140 m的辦公樓，基坑設計時應考慮：（1）支護結構盡量避開塔樓設置；（2）不能避開時應避開塔樓的剪力墻、結構柱等結構；（3）當無法避開以上2點時，應保證塔樓施工時支撐被拆除不影響基坑其他段，即盡量使塔樓處的支撐體系與其他支撐結構脫開。

3.3 基坑支護方案對比

根據(jù)AB、CD地塊基坑周邊環(huán)境，AB地塊北側有綜合管廊，CD地塊南側有地鐵11號線，周邊有暫未形成的市政道路，AB、CD地塊基坑支護擬采取以下2種方案，方案一見表3、圖3，方案二見表4、圖4。

圖4 基坑支護方案二示意圖

表3 基坑支護方案一

圖3 基坑支護方案一示意圖

2個方案都為土方開挖、材料運輸和調度提供了便利，有效保護了地塊北側管廊及南側地鐵11號線隧道結構；對比2個方案可知，方案一有效避開了大部分塔樓（部分支撐后期可避開塔樓豎向結構），且挖土較快，運輸方便，可加快施工進度；較方案二減少了102根立柱；總體較方案二節(jié)約造價589.0萬元。因此，根據(jù)本工程的周邊環(huán)境保護要求和工程地質情況，本次支護設計建議采用方案一。

4 施工監(jiān)測

本項目基坑面積大，深度較深，周邊環(huán)境復雜，施工周期長，開挖土方量超大，因此，應采取嚴格的基坑監(jiān)測措施，對基坑支護結構本身及周邊建（構）筑物進行監(jiān)測的同時，將監(jiān)測結果反饋給施工單位，以便進行信息化施工管理。監(jiān)測工作貫穿基坑工程始終，待全部資料備齊后，應提供完整的電子版監(jiān)測數(shù)據(jù)、監(jiān)測時程曲線圖及監(jiān)測報告給業(yè)主方、設計方及相關管理部門。詳細監(jiān)測項目[5]主要包括：（1）支護結構頂部豎向、水平位移；（2）支護結構側向變形（深層水平位移）；（3）坑外土體深層側向位移；（4）基坑內、外地下水位等。

5 結論及建議

基坑設計應根據(jù)基坑場地的周邊環(huán)境、地質狀況及工程特點，在滿足安全的原則上，對多種形式的支護方案進行綜合分析，以確定最終較優(yōu)方案。最終方案應兼顧安全性及經濟性，并考慮施工的方便，并最大限度地降低對周邊環(huán)境的干擾。建議在基坑支護結構施工之前，委托相關房屋安全鑒定部門對深基坑周邊的現(xiàn)有建（構）筑物、房屋、公共設施等進行現(xiàn)狀勘查鑒定，保全證據(jù)，防止后期基坑開挖及地下室施工過程中發(fā)生不必要的糾紛。