深基坑工程中多种支护型式的组合设计与应用

孙 飞，厉广广，王玉林，尹文静

(西安工业大学 建筑工程学院，陕西 西安 710021)

深基坑工程中多种支护型式的组合设计与应用

孙 飞，厉广广，王玉林，尹文静

(西安工业大学 建筑工程学院，陕西 西安 710021)

随着城市化建设和地下空间开发的不断加速，单一支护型式已难以满足复杂的基坑设计要求，多种支护方案组合应用于基坑设计变得越来越普遍。本文以广东省东莞市虎门镇德基广场深基坑工程设计为例，详细介绍和分析了复杂环境下多种支护型式共用的基坑支护设计，并以现场监测结果对方案实施效果进行了论证。

基坑支护设计；多种支护型式；组合应用；效果

基坑支护通常是作为临时性结构，与永久性结构相比安全储备较小，风险相对较大[1]。在保证安全前提下，设计既要合理，又要节约造价，方便施工，缩短工期。支护型式至关重要，不同支护型式有其各自适用条件，需要结合具体地质条件和周边环境选择一种最优方案或者多种方案的组合[2]。如康抗[3]考虑施工作业面大小及地下水位的影响因素，选用“桩锚+土钉墙”支护型式并通过抗倾覆和稳定性验算论证其可行性; 涂启柱[4]通过数值模拟验证了“桩+喷锚”支护设计方案在周边环境复杂的“土岩深基坑”中的适用性；Gorska K[5]以数值模拟和现场监测论证“排桩式地下连续墙”支护结构在相应基坑中的应用；谈永卫[6]则在兼顾“上硬下软”地层特性及周边环境复杂特点，最终确定了“中心岛”为主，辅以内支撑，多种支护结构相结合的支护方案。

本文以广东省东莞市虎门镇德基广场为例，结合该工程地质条件及复杂的周边环境，确定“排桩+放坡”、“放坡+土钉”、排桩、分级放坡等多种支护型式组合的支护方案，并通过变形监测及地下水位变化监测结果分析其应用的合理性。

1 工程概况

德基广场场地位于广东省东莞市虎门镇博涌社区，拟建建筑物为3栋最大不超过29层高的住宅、办公建筑物，地下室2层。本工程±0.000=3.900 m， 地下室底板顶相对标高-9.400 m(绝对标高-5.500)。现场已经人工平整，地块周边标高约3.400 m。投影面积约为11 141 m2，支护长度约540 m，基坑支护深度为9.6 m。基坑东侧紧靠市政道路预留用地(现状为空地，临时停车)，用地红线距最近建筑物约36 m。基坑南侧临近虎门大道，地下室外墙与虎门大道边线约19 m，现状围挡外的人行道宽约10 m。基坑西侧为规划道路用地，现状红线外8 m即为闲置的单层旧厂房，建设单位已确认拆除临近旧厂房，拆除范围不少于40 m。基坑北侧为市政道路改扩建用地，用地红线距现状村道围挡约11 m，距临近4层～6层民房约20 m。

2 工程地质条件

拟建场地地貌单元属风化残丘地貌，地下水属第4系孔隙潜水和基岩裂隙水，稳定水位埋深为1.20 m～1.90 m之间，枯雨期上下幅值-0.5 m～1.5 m。场地整体稳定性较好，无不良地质条件及构造活动迹象。采用钻探、原位测试(标准贯入试验)和室内试验相结合的勘察方法，得到地层基本情况如表1所示。

表1 土层分布特征表

3 支护设计方案

本工程共设计7个区段。根据工程实际和周边环境条件，本工程支护1-1区段～5-5区段的设计安全等级定为2级、其余区段定为3级。支护方式如下：1-1区段、2-2区段为排桩+放坡，3-3区段、6-6区段为放坡+土钉，4-4区段、5-5区段为排桩，7-7区段为分级放坡。基坑最大开挖深度为9.6 m。基坑设计平面图如图1所示。

图1 基坑设计平面图

4 支护系统施工技术要求

4.1 支护结构施工顺序

1-1区段、2-2区段：静压预制支护桩→施工止水帷幕→土方开挖至上部第1道土钉以下0.3 m→施工上部第1道土钉→喷射混凝土→养护→重复前面4道工序逐层施工土钉→开挖至平台→土方开挖至锚索以下0.3 m→施工第1道锚索→施工冠梁、喷射桩间混凝土→养护→土方分层开挖至坑底。

3-3区段：土方开挖至上部第一道土钉以下0.3 m→施工上部第一道土钉→喷射混凝土→养护→重复前面4道工序逐层施工土钉→开挖至平台→土方开挖至下部第1道土钉以下0.3 m→施工下部第一道土钉→喷射混凝土→养护→重复前面4道工序逐层施工土钉→开挖至坑底。

4-4区段、5-5区段：静压预制支护桩→施工止水帷幕→土方开挖至第1道锚索以下0.3 m→施工第一道锚索→施工压顶冠梁、喷射桩间混凝土→养护→土方开挖至第二道锚索以下0.3 m→施工第2道锚索→施工第2道腰梁、喷射桩间混凝土→养护→开挖至坑底。

6-6区段：施工止水帷幕→施工型钢微型桩、养护→土方开挖至第1台阶→喷射混凝土→养护→开挖至第1道土钉以下0.3 m→施工第1道土钉→喷射混凝土→养护→重复前面4道工序逐层施工土钉→开挖至第2台阶→分层开挖至坑底。

7-7区段：土方分层开挖→喷射混凝土→养护→直至坑底。

4.2 过渡段衔接方案

过渡段1和过渡段2上部5.4 m用土钉梅花形布设，水平间距1.5 m，竖向间距1.4 m，其余参数与1-1段相同。过渡段预制支护桩A700，实桩长6 m、8 m、11.1 m。过渡段3和过渡段4用A700预制支护桩，实桩长9 m、11 m、13 m。

5 方案效果评价

本项目主要对周边土体的水平位移和竖向沉降、土体深层水平位移(测斜)、临近建筑物的竖向沉降、周边道路及重要市政管线沉降、地下水位变化等实施动态监测，监测结果如表2所示。

表2 基坑及周边变形监测结果汇总表

由表2可知，“排桩+放坡”、“放坡+土钉”、排桩、分级放坡等多种支护型式组合的支护方案确定的基坑工程整体稳定性较好，基坑及周边建筑物、地下管线、道路累计变形相对较小，符合规范[7]及既定方案要求，在可控范围内。此外，根据现场观测记录结果，支护结构成型质量较好，坑壁无明显裂缝，坑底无涌土、流沙、管涌等不良状况。综上所述，认为在该工程中，采用“排桩+放坡”、“放坡+土钉”、排桩、分级放坡等多种支护型式组合的支护方案效果良好，具有较强的适用性。

6 结 语

通过对德基广场多种支护结构组合及应用的分析，得到以下结论：

(1) 本工程根据场地地质、周边环境、工期、造价及基坑自身要求，采取不同支护结构的联合支护方式，通过对基坑及周边变形监测以及地下水位的监测，结果表明该方案实施效果较好，多种支护方案在本基坑支护中的应用是成功的。

(2) 相对于单一支护结构型式，多种支护结构共用在一定程度上能够较好地发挥各支护结构的优点，根据具体工程地质及施工条件，支护结构的不同组合型式值得进一步深入研究。

[1] 杨海林. 建筑深基坑支护优化设计研究及应用[D].北京：中国地质大学,2013:16-18.

[2] 刘国彬,王卫东.基坑工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2010:12-14.

[3] 康抗,闫安志,高卫亮,蒋博. 叙福花苑基坑稳定性分析[J]. 洛阳理工学院学报(自然科学版),2014,24(3):21-26+32.

[4] 涂启柱. 桩+喷锚支护在某新建站房土岩结合深基坑中的应用[J]. 铁道标准设计,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] 谈永卫. 复杂环境下多种支护结构相结合的基坑工程设计与实践[J]. 岩土工程学报,2014(S1):103-108.

[7] 中华人民共和国住房和城乡建设部.GB50497-2009建筑基坑工程监测技术规范[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

孙飞(1990-)，江苏连云港人，在读硕士研究生，主要从事土木工程建造与管理方面的研究.

10.3969/i.issn.1674-5403.2017.01.004

TU473

A

1674-5403(2017)01-0012-03