深基坑工程中多種支護型式的組合設(shè)計與應(yīng)用

孫 飛，厲廣廣，王玉林，尹文靜

(西安工業(yè)大學 建筑工程學院，陜西 西安 710021)

深基坑工程中多種支護型式的組合設(shè)計與應(yīng)用

孫 飛，厲廣廣，王玉林，尹文靜

(西安工業(yè)大學 建筑工程學院，陜西 西安 710021)

隨著城市化建設(shè)和地下空間開發(fā)的不斷加速，單一支護型式已難以滿足復雜的基坑設(shè)計要求，多種支護方案組合應(yīng)用于基坑設(shè)計變得越來越普遍。本文以廣東省東莞市虎門鎮(zhèn)德基廣場深基坑工程設(shè)計為例，詳細介紹和分析了復雜環(huán)境下多種支護型式共用的基坑支護設(shè)計，并以現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果對方案實施效果進行了論證。

基坑支護設(shè)計；多種支護型式；組合應(yīng)用；效果

基坑支護通常是作為臨時性結(jié)構(gòu)，與永久性結(jié)構(gòu)相比安全儲備較小，風險相對較大[1]。在保證安全前提下，設(shè)計既要合理，又要節(jié)約造價，方便施工，縮短工期。支護型式至關(guān)重要，不同支護型式有其各自適用條件，需要結(jié)合具體地質(zhì)條件和周邊環(huán)境選擇一種最優(yōu)方案或者多種方案的組合[2]。如康抗[3]考慮施工作業(yè)面大小及地下水位的影響因素，選用“樁錨+土釘墻”支護型式并通過抗傾覆和穩(wěn)定性驗算論證其可行性; 涂啟柱[4]通過數(shù)值模擬驗證了“樁+噴錨”支護設(shè)計方案在周邊環(huán)境復雜的“土巖深基坑”中的適用性；Gorska K[5]以數(shù)值模擬和現(xiàn)場監(jiān)測論證“排樁式地下連續(xù)墻”支護結(jié)構(gòu)在相應(yīng)基坑中的應(yīng)用；談永衛(wèi)[6]則在兼顧“上硬下軟”地層特性及周邊環(huán)境復雜特點，最終確定了“中心島”為主，輔以內(nèi)支撐，多種支護結(jié)構(gòu)相結(jié)合的支護方案。

本文以廣東省東莞市虎門鎮(zhèn)德基廣場為例，結(jié)合該工程地質(zhì)條件及復雜的周邊環(huán)境，確定“排樁+放坡”、“放坡+土釘”、排樁、分級放坡等多種支護型式組合的支護方案，并通過變形監(jiān)測及地下水位變化監(jiān)測結(jié)果分析其應(yīng)用的合理性。

1 工程概況

德基廣場場地位于廣東省東莞市虎門鎮(zhèn)博涌社區(qū)，擬建建筑物為3棟最大不超過29層高的住宅、辦公建筑物，地下室2層。本工程±0.000=3.900 m， 地下室底板頂相對標高-9.400 m(絕對標高-5.500)?，F(xiàn)場已經(jīng)人工平整，地塊周邊標高約3.400 m。投影面積約為11 141 m2，支護長度約540 m，基坑支護深度為9.6 m。基坑東側(cè)緊靠市政道路預留用地(現(xiàn)狀為空地，臨時停車)，用地紅線距最近建筑物約36 m。基坑南側(cè)臨近虎門大道，地下室外墻與虎門大道邊線約19 m，現(xiàn)狀圍擋外的人行道寬約10 m。基坑西側(cè)為規(guī)劃道路用地，現(xiàn)狀紅線外8 m即為閑置的單層舊廠房，建設(shè)單位已確認拆除臨近舊廠房，拆除范圍不少于40 m?；颖眰?cè)為市政道路改擴建用地，用地紅線距現(xiàn)狀村道圍擋約11 m，距臨近4層～6層民房約20 m。

2 工程地質(zhì)條件

擬建場地地貌單元屬風化殘丘地貌，地下水屬第4系孔隙潛水和基巖裂隙水，穩(wěn)定水位埋深為1.20 m～1.90 m之間，枯雨期上下幅值-0.5 m～1.5 m。場地整體穩(wěn)定性較好，無不良地質(zhì)條件及構(gòu)造活動跡象。采用鉆探、原位測試(標準貫入試驗)和室內(nèi)試驗相結(jié)合的勘察方法，得到地層基本情況如表1所示。

表1 土層分布特征表

3 支護設(shè)計方案

本工程共設(shè)計7個區(qū)段。根據(jù)工程實際和周邊環(huán)境條件，本工程支護1-1區(qū)段～5-5區(qū)段的設(shè)計安全等級定為2級、其余區(qū)段定為3級。支護方式如下：1-1區(qū)段、2-2區(qū)段為排樁+放坡，3-3區(qū)段、6-6區(qū)段為放坡+土釘，4-4區(qū)段、5-5區(qū)段為排樁，7-7區(qū)段為分級放坡?；幼畲箝_挖深度為9.6 m?；釉O(shè)計平面圖如圖1所示。

圖1 基坑設(shè)計平面圖

4 支護系統(tǒng)施工技術(shù)要求

4.1 支護結(jié)構(gòu)施工順序

1-1區(qū)段、2-2區(qū)段：靜壓預制支護樁→施工止水帷幕→土方開挖至上部第1道土釘以下0.3 m→施工上部第1道土釘→噴射混凝土→養(yǎng)護→重復前面4道工序逐層施工土釘→開挖至平臺→土方開挖至錨索以下0.3 m→施工第1道錨索→施工冠梁、噴射樁間混凝土→養(yǎng)護→土方分層開挖至坑底。

3-3區(qū)段：土方開挖至上部第一道土釘以下0.3 m→施工上部第一道土釘→噴射混凝土→養(yǎng)護→重復前面4道工序逐層施工土釘→開挖至平臺→土方開挖至下部第1道土釘以下0.3 m→施工下部第一道土釘→噴射混凝土→養(yǎng)護→重復前面4道工序逐層施工土釘→開挖至坑底。

4-4區(qū)段、5-5區(qū)段：靜壓預制支護樁→施工止水帷幕→土方開挖至第1道錨索以下0.3 m→施工第一道錨索→施工壓頂冠梁、噴射樁間混凝土→養(yǎng)護→土方開挖至第二道錨索以下0.3 m→施工第2道錨索→施工第2道腰梁、噴射樁間混凝土→養(yǎng)護→開挖至坑底。

6-6區(qū)段：施工止水帷幕→施工型鋼微型樁、養(yǎng)護→土方開挖至第1臺階→噴射混凝土→養(yǎng)護→開挖至第1道土釘以下0.3 m→施工第1道土釘→噴射混凝土→養(yǎng)護→重復前面4道工序逐層施工土釘→開挖至第2臺階→分層開挖至坑底。

7-7區(qū)段：土方分層開挖→噴射混凝土→養(yǎng)護→直至坑底。

4.2 過渡段銜接方案

過渡段1和過渡段2上部5.4 m用土釘梅花形布設(shè)，水平間距1.5 m，豎向間距1.4 m，其余參數(shù)與1-1段相同。過渡段預制支護樁A700，實樁長6 m、8 m、11.1 m。過渡段3和過渡段4用A700預制支護樁，實樁長9 m、11 m、13 m。

5 方案效果評價

本項目主要對周邊土體的水平位移和豎向沉降、土體深層水平位移(測斜)、臨近建筑物的豎向沉降、周邊道路及重要市政管線沉降、地下水位變化等實施動態(tài)監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果如表2所示。

表2 基坑及周邊變形監(jiān)測結(jié)果匯總表

由表2可知，“排樁+放坡”、“放坡+土釘”、排樁、分級放坡等多種支護型式組合的支護方案確定的基坑工程整體穩(wěn)定性較好，基坑及周邊建筑物、地下管線、道路累計變形相對較小，符合規(guī)范[7]及既定方案要求，在可控范圍內(nèi)。此外，根據(jù)現(xiàn)場觀測記錄結(jié)果，支護結(jié)構(gòu)成型質(zhì)量較好，坑壁無明顯裂縫，坑底無涌土、流沙、管涌等不良狀況。綜上所述，認為在該工程中，采用“排樁+放坡”、“放坡+土釘”、排樁、分級放坡等多種支護型式組合的支護方案效果良好，具有較強的適用性。

6 結(jié) 語

通過對德基廣場多種支護結(jié)構(gòu)組合及應(yīng)用的分析，得到以下結(jié)論：

(1) 本工程根據(jù)場地地質(zhì)、周邊環(huán)境、工期、造價及基坑自身要求，采取不同支護結(jié)構(gòu)的聯(lián)合支護方式，通過對基坑及周邊變形監(jiān)測以及地下水位的監(jiān)測，結(jié)果表明該方案實施效果較好，多種支護方案在本基坑支護中的應(yīng)用是成功的。

(2) 相對于單一支護結(jié)構(gòu)型式，多種支護結(jié)構(gòu)共用在一定程度上能夠較好地發(fā)揮各支護結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，根據(jù)具體工程地質(zhì)及施工條件，支護結(jié)構(gòu)的不同組合型式值得進一步深入研究。

[1] 楊海林. 建筑深基坑支護優(yōu)化設(shè)計研究及應(yīng)用[D].北京：中國地質(zhì)大學,2013:16-18.

[2] 劉國彬,王衛(wèi)東.基坑工程手冊[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2010:12-14.

[3] 康抗,閆安志,高衛(wèi)亮,蔣博. 敘?；ㄔ坊臃€(wěn)定性分析[J]. 洛陽理工學院學報(自然科學版),2014,24(3):21-26+32.

[4] 涂啟柱. 樁+噴錨支護在某新建站房土巖結(jié)合深基坑中的應(yīng)用[J]. 鐵道標準設(shè)計,2016(5):129-133.

[5] Gorska K. An Analysis of Excavation Support Safety Based on Experimental Studies[J]. Studia Geotechnica Et Mechanica, 2015, 37(3):19-29.

[6] 談永衛(wèi). 復雜環(huán)境下多種支護結(jié)構(gòu)相結(jié)合的基坑工程設(shè)計與實踐[J]. 巖土工程學報,2014(S1):103-108.

[7] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB50497-2009建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范[S].2009:20-50.

Design and Application of Combination of Multiple Support Forms in the Deep Foundation Pit Engineering

SUN Fei,LI Guangguang,WANG Yulin,YIN Wenjing

(Xi′an Technological University, Xi′an 710021,China)

With the acceleration of city construction and development of underground space, it is difficult for a single type of support to meet the complex requirements of foundation pit design now. A variety of supporting schemes applied to the foundation pit designs is becoming more and more common. In the paper, the design of deep foundation pit engineering in deji plaza of Humen Town of Dongguan city of Guangdong province is taken as an example. Many types of retaining and protection of foundation pit design under the complex environment are introduced and analyzed in detail. The effect of the scheme is supported by the field monitoring result.

foundation pit supporting design; multiple support forms; combined application; effect

2016-11-10

孫飛(1990-)，江蘇連云港人，在讀碩士研究生，主要從事土木工程建造與管理方面的研究.

10.3969/i.issn.1674-5403.2017.01.004

TU473

A

1674-5403(2017)01-0012-03