某地下商业广场深基坑支护设计实例

李 华 辉

(长沙市江河水利置业投资发展有限公司，湖南 长沙 410000)

某地下商业广场深基坑支护设计实例

李 华 辉

(长沙市江河水利置业投资发展有限公司，湖南 长沙 410000)

通过分析某地下商业广场的周边环境及工程地质条件，选取了桩+预应力锚索基坑支护方案，阐述了基坑各支护段的设计方法，并进行了基坑施工监测，结果表明该方案取得了最佳的施工效果。

深基坑，支护设计，预应力锚索，止水帷幕

0 引言

随着城市轨道交通的发展，地下空间开发工程越来越多，深基坑支护设计技术不断出现，比较常见的深基坑支护设计方案有桩+预应力锚索方案、桩+内支撑方案、地下连续墙方案等。深基坑支护设计应本着“安全、经济、合理”的原则，确保深基坑支护工程施工质量及安全，同时应尽量减少深基坑施工对周边建筑物及市政设施造成的影响[1，2]。

1 工程及地质概况

1.1 工程概况

本工程位于某市繁华地带，是该市轨道交通地铁1号，3号换乘站的配套商业项目。项目北临市体育馆，南临劳动西路，东至回龙山巷路，西至体育大道，南临劳动西路，占地面积14 855 m2，总开发建筑面积为45 680 m2。本地下商业广场为地下3层，其中地下1层，2层为商业，地下3层为停车场，基坑深度约为16 m～20 m。

1.2 周边环境概况

项目西北方为地上21层，地下1层的运动员公寓，基础为筏板基础，地下室外边距离本基坑约14 m，地下室底板距离基坑底约11 m。项目西南方为奥林匹克大厦，地上6层，地下室2层，基础为桩筏基础，地下室外边距离本基坑约6 m，地下室底板距离基坑底约8 m。项目北边为市体育馆，基础为柱下扩大基础，基础边距离本基坑约4 m～8 m，基础底距离基坑底部约8 m～11 m。项目南边为地铁1号、3号换乘站，与本项目共用1 m厚的地下连续墙，基坑底部比本项目基坑深8 m～15 m。项目周边关系如图1所示。

1.3 工程地质条件

本工程地层自上而下依次为杂填土、粉质粘土、圆砾、全风化泥质粉砂岩、强风化泥质粉砂岩、中风化泥质粉砂岩，强风化泥质粉砂岩顶距离地面约10 m，地质条件较好。勘察期间各钻孔中潜水位初见水位埋深约5 m。

2 深基坑支护设计方案

2.1 设计原则及依据[3，4]

结构计算简化模型应根据结构的实际工作条件确定，并反映结构与周围地层的相互作用。根据基坑设计相关规范[3，4]、场地的地质状况、周边环境安全的重要程度和坑内永久性结构变形允许条件等因素，本站基坑的保护等级为一级，地面最大沉降量及围护结构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]；一级基坑支护结构的最大水平位移值应不大于0.2%H，且不大于30 mm。

围护结构应进行稳定、强度、变形验算，基坑工程抗滑移的整体稳定性安全系数：一级基坑应不小于1.30；基坑底部土体抗隆起安全系数不应小于1.8；坑底抗渗流稳定性系数不应小于1.5；基坑底以下承压水的稳定性等安全系数不应小于1.2。

2.2 方案选择

本工程位于城市闹市区，周边建筑物众多且距离基坑较近，无法采用大放坡开挖，为了减少基坑开挖对周边建筑物的影响，现对桩+预应力锚索方案和桩+内支撑方案进行对比分析，其优缺点如表1所示。

表1 桩+预应力锚索方案和桩+内支撑方案优缺点对比分析

本工程基坑为L形，东西向最宽处达155 m，南北向最宽处达152 m，若采用桩+内支撑方案，则基坑内侧需要增加许多中间立柱，支撑在通过中间立柱传递水平力时效果会有较大的折减，对基坑变形的控制效果也会降低。但是基坑周边布满了各种市政管道，若采用桩+预应力锚索方案，锚杆会打入周边土壤中，对市政管道及周边既有建筑基础非常不利。尤其是位于基坑北侧的市体育馆，其基础形式为柱下独立基础且距离基坑最近处只有4 m，对地基变形非常敏感。对比两种基坑支护设计方案，其施工难度都非常大，施工过程非常复杂。经过组织各方专家、周边项目业主及政府相关职能部门多次召开相关技术讨论会，最后确定采用桩+预应力锚索支护方案。

3 深基坑支护设计

3.1 深基坑整体理论分析

由于本工程基坑距离周边既有建筑物较近，故采用plaxis数值分析软件模拟桩+预应力锚索方案情况下的深基坑开挖对周边建筑物馆的影响。整体分析结果显示，部分位置水平位移超过30 mm，部分位置竖向位移超过35 mm，均超过了相关设计规范要求，需进行局部加强设计。

3.2 基坑各支护段计算分析

本项目基坑支护总长度约为600 m，根据与周边建筑物的关系，共分成比较有代表性的6段典型断面进行支护计算分析及设计，限于文章篇幅，只选取其中的一段进行详细阐述。

本工程围护结构采用理正软件，取基坑典型断面BC段进行设计计算分析。钻孔灌注桩作为临时结构进行考虑，即：开挖施工期间，钻孔灌注桩围护结构作为支挡结构，承受全部的水土压力及路面荷载，按施工过程采用“增量法”进行受力分析。受力分析模拟了施工过程，在计算中计入结构的先期位移值及锚索变形，采用弹性有限元法进行结构计算，地基对结构的作用采用分布水土压力及一系列不能受拉的弹簧进行模拟，最终的位移及内力值为各阶段累加值。

3.3 典型断面BC段基坑支护设计

基坑BC段北侧为采用柱下独立基础的市体育馆，基础对不均匀沉降及基坑降水非常敏感，故采用φ1 000@1 600旋挖桩+预应力锚索的支护形式。桩顶设冠梁将排桩连成整体，使围护桩形成共同受力体系，抵抗侧向荷载。桩施工完成后，立即进行冠梁开挖和桩顶混凝土凿除清理，围护桩主筋锚入冠梁，冠梁采用C30混凝土浇筑，土方开挖后抗滑桩间采用喷锚支护，防止桩间水土压力。

根据地勘资料，综合邻近地铁基坑开挖的实际情况，地下水位在地面以下4 m左右，钻探资料显示的粗砂、砾石、卵石均为含水层，因此基坑周边需布设止水帷幕。BC段周边的市体育馆为独立基础，对降水造成的不均匀沉降比较敏感，故止水帷幕采用旋挖素混凝土桩咬合成整体，兼作周围浅基础房屋的支挡。其余各段均采用高压旋喷桩，与混凝土桩咬合成整体。旋挖止水帷幕应先挖止水桩，浇筑素混凝土后再挖围护桩，以保证桩间搭接。坡面设φ50泄水孔，坑顶和坑底分设截排水沟。BC段支护设计详图如图2,图3所示。

4 基坑施工监测要求[3，4]

为了确保施工及使用阶段基坑、基坑周边建筑物及市政管道的安全，要求随时掌握开挖及支护施工整个过程的基坑动态变化情况，并把获得的信息通过修改调整设计反馈到施工工作中以指导施工，沿基坑坡周边及周边建筑物均匀布置一定量的监测观察点。监测应严格按照相关的技术规范要求执行，施工组织方案应有完善的应急预案，一旦出现报警值，应立即通报甲方、设计、监理、地勘及相关职能部门，及时采取应对措施。

5 结语

本基坑采用桩+预应力锚索的设计方案，止水采用素混凝土桩及高压旋喷止水桩形式。目前，本基坑支护工程已经竣工投入使用，主体结构已经施工至地面，基坑施工过程周边建筑物未出现大的开裂，取得了良好的效果，可供类似工程参考。

[1] 刘建航，侯学渊.基坑工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.

[2] 龚晓南,高有潮.深基坑工程设计施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1998.

[3] JGJ 120—2012,建筑基坑支护技术规程[S].

[4] GB 50497—2009，建筑基坑工程监测技术规范[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

李华辉(1983- )，男，硕士，工程师

1009-6825(2016)15-0072-02

TU463

A