某临近既有建筑的基坑支护设计

柏淼

（中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司，辽宁 沈阳 110015）

某临近既有建筑的基坑支护设计

柏淼

（中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司，辽宁 沈阳 110015）

针对某临界既有建筑的基坑支护工程实例，进行了复杂周围环境下支护结构体系的选择探讨，最终采用桩锚和放坡联合支护的设计方案。通过开挖施工监测，该方案安全可靠，造价低廉，为类似工程积累了经验。

既有建筑；基坑；桩锚；监测

1 项目概况

拟建工程为某公司的办公大厦，该办公大厦地上建筑22层，地下建筑2层，基坑开挖深度9.5 m。新建大厦南侧与既有7层建筑外墙最近距离仅为2.7 m，新建大厦的基坑开挖由于距离既有建筑太近，存在很大安全隐患。

2 地质条件

拟建场地地基土主要由杂填土、黏性土和砂类土组成，由上而下依次为：①杂填土，稍湿，松散状态，以黏性土为主，含少量植物根系，层厚为0.6～ 3.8 m；②粉质黏土，黄褐色或灰褐色，稍湿，可塑，摇振反应无，稍有光泽，干强度中等，韧性中等，分布不连续，层厚为0.3～3.3 m；③粉质黏土，灰色或灰黑色，稍湿，软塑，局部含植物根系，摇振反应无，稍有光泽，干强度中等，韧性中等,分布不连续，层厚为0.4～0.5 m；④中砂，黄褐色，稍湿，石英、长石质,中密状态,物理力学性质变异中等，含少量黏性土，底部偏粗局部为粗砂，混粒，分布连续，层厚为0.6～ 2.1 m；⑤粗砂，黄褐色，稍湿，石英、长石质,密实状态,物理力学性质变异中等，含少量黏性土，底部偏粗，局部夹粉质黏土薄层，夹少量砾石，混粒，分布连续，层厚为1.4～3.3 m；⑥砾砂，黄褐色，稍湿～饱和状态，石英、长石质,密实状态,物理力学性质变异中等，含少量黏性土，混粒，局部夹密实粗砂薄层，分布连续，层厚为1.7～5.4 m；⑦粗砂，黄褐色，稍湿～饱和状态，石英、长石质,中密状态,物理力学性质变异中等，含少量黏性土，底部偏粗，局部夹粉质黏土薄层，夹少量砾石，混粒，层位稳定,分布连续，该层厚1.6～4.0 m；⑧粉质黏土，黄褐色，稍湿，可塑状态，摇振反应无，稍有光泽，干强度中等，韧性中等,分布基本连续，分布于砾砂层底部，层厚2.1～3.8 m。

3 地下水情况

勘察期间见有地下水，地下水类型为潜水，初见水位埋深11.3～13.3 m，稳定水位埋深12.2～12.6 m，稳定水位标高介于23.18～23.81 m，主要补给来源为大气降水及地下径流为主。一般常年水位随季节变化，变幅为1.0～2.0 m。本基坑支护设计方案不考虑降水。

4 基坑周边环境及支护方案

基坑的支护方案设计应考虑到安全性、可行性、经济性等主要因素，本基坑主要特点是北侧、东西侧既有建筑距离基坑较远，建筑荷载不大，可按一种支护方式处理。考虑到三侧的建筑的荷载不大，基础均为浅基础，距离基坑的距离较远，可采用钢管桩桩锚支护体，这样既能做到施工工艺简单，造价也低廉，基坑围护结构不作为建筑外墙，基坑回填后可将钢管拔出，减少成本，又考虑到既有建筑的基础形式为条形基础，锚索施工可能遇到既有基础，因此采用地面以下3.5 m放坡处理，第1层锚索位置能避开既有建筑基础标高，也能减小基坑深度，减小支护结构的水平土压力，形成上部放坡＋下部钢管桩桩锚支护的联合支护体系。

基坑的南侧距离既有建筑近，建筑荷载大，基础为人工挖孔桩深基础，办公楼为框架结构，竖向为一桩一柱传力形式，通常情况下对于基坑周边有深基础时，基坑的支护结构体系多为内支撑，可以确保基坑施工时不对既有基础造成破坏，由于本基坑宽度进深29 m，对于内支撑体系来说稍宽，基坑北侧的建筑荷载小，支护体系简单，不适宜采用造价较高的内支撑体系。考虑到此情况，采取的处理方法是从地面下挖2 m填土，漏出人工挖孔桩侧壁，精确定位桩体使桩间锚杆正好能避开人工挖孔桩，经过研究公办楼施工图纸及现场开挖调查验证，方案具可实施性。对于南侧的基坑支护结构来说，由于既有建筑荷载的影响使主动土压力很大，钢管桩的截面承载能力不能满足要求，需要选用抗弯、抗剪强度更高的混凝土桩作为支护结构，因此采用为上部放坡+下部混凝土桩锚的联合支护体系。

5 支护结构截面设计

1）基坑北侧、东西侧采用上部放坡＋下部钢管桩桩锚支护的联合支护体系，具体剖面支护情况如图1所示。设计截面时考虑到三侧距离既有建筑有一定距离，上部放坡可有一定坡率，确定按1:0.75放坡，放坡高度为地面下3.5 m，坡底留设1.6 m平台。放坡高度内土层主要是杂填土，为保障坡面的稳定性，采用双向直径6.5 mm钢筋网挂网，间隔用钢筋插入土中固定，再喷射100 mm厚混凝土。钢管桩规格为直径159 mm，壁厚6 mm。钢管桩轴线桩间距450 mm，嵌固深度6.3 m。采用四桩一锚，锚索间距1.8 m，竖向共布设两道锚索，锚索孔口标高分别为-4.8 m、-7.3 m，首道锚索全长14.0 m，第二道锚索长度15.0 m。其中锚索下料长度为自由段长度+锚固段长度+千斤顶工作长度。为保障钢管桩整体性，在桩顶部位置用2根直径18 mm钢筋∞字型绑扎。支护立面应留设泄水孔，防止基坑坑壁水位上升，主动土压力变大，泄水孔水平间距为2.4 m，竖向间距为2.0 m，首层泄水孔在-2.25 m，按梅花形布置。

图1 基坑北侧及东西侧支护结构

2）基坑南侧采用上部放坡+下部混凝土桩锚的联合支护体系，具体剖面支护情况如图2所示。考虑到既有建筑人工挖孔桩的准确定位，将地面标高下2.0 m填土挖除，将桩头位置漏出后定位施工混凝土支护桩，为最大的留出打桩机施工空间，采用垂直开挖，坡面同样采取挂网喷射混凝土的方式进行处理，桩顶留设1.3 m平台。混凝土桩桩径0.6 m，桩中心距1.2 m，桩长16.5 m，嵌固深度9.0 m。混凝土桩桩头标高-2.0 m，为保障整体稳定性在桩顶留设冠梁，冠梁尺寸为宽0.8 m，高0.5 m。支护横向布置3道锚索，锚索孔口标高分别为-3.5 m，-6.0 m，-8.0 m，首道锚索全长16.5 m，其余两道锚索全场均为15.0 m,锚索用自成孔锚索，同层锚索按13度和15度交错施工。支护其中地下-8.0 m位置处为既有建筑人工挖孔桩桩底标高，为此应核实该道锚索标高桩底情况。采用一桩一锚，锚索间距0.6 m。

图2 基坑南侧支护结构

6 施工前的注意事项及监测

1）基坑工程施工前，施工单位需调查清楚基坑周边地下建筑物位置及埋深，防止锚杆施工对其造成破坏。还需调查清楚基坑周边管网分布情况，防止支护结构施工对周边管网造成破坏。建设单位应委托具备相应资质的第三方对基坑工程实施现场监测。监测单位应编制监测方案。监测方案应经建设、设计、监理等单位认可，必要时还需与市政道路、地下管线、人防等有关部门协商一致后方可实施。

2）土方开挖施工土方开挖前应进行施工组织设计，并协同设计人共同讨论施工方案。发生异常情况时，应立即停止挖土，并应立即查清原因和采取措施，方能继续挖土。基坑周边土方开挖应结合桩及锚索施工进行，每层土方应开挖至锚索标高下300 mm，严禁超挖，锚索张拉施工完成后，方可进行下层土方开挖施工。基坑开挖严禁超过设计深度，挖至坑底时应避免扰动地基土层。

3）支护结构的监测包括桩体及锚索，其中混凝土支护排桩应采用低应变动测法检验桩身质量，检测桩数不少于总桩数的20%，且不得少于5根。锚索施工前应进行基本试验，同一条件下锚杆数量不应小于3根，锚索极限抗拔承载力标准值不应小于锚索轴向拉力标准值的1.8倍，试验数据应及时反馈设计单位，以便校核锚索设计参数的取值。锚索基本试验需在本道锚索施工前选择适合截面及足够承载能力的锚具单独进行。锚索应在基本试验前选择适合截面及足够承载能力的锚具，基本试验应同一条件下锚杆数量不应小于3根，试验数据应及时反馈以便校核锚索设计参数的取值。锚索施工完成后应进行验收试验，数量取锚索总数的5%,且同一土层中的锚索检测数量不应少于3根。验收试验中如存在不合格锚索应及时通知设计单位重新核算，采取合理处理措施，确保工程安全。

4）基坑变形监测首先应在场地内至少设置3个稳固的基准点，基准点应位于基坑影响区范围之外，并且保证通视条件，各监测项目在基坑支护施工前应测得稳定的初始值（不少于3次的稳定值的平均值）。基坑边坡顶部布置地表竖向位移监测点3个，围护桩顶和冠梁顶布置水平位移和竖向位移监测点16个，临近建筑物共布置监测点38个，外墙中间的监测点可调整到附近的柱上。基坑周边管线按调查具体情况，设置监测点。监测数据的整理和分析整理应及时，以便发现数据有误时，及时改正和补测，当发现测值有明显异常时，应迅速通知施工主管和监理单位，以便采取相应措施。

7 结 语

通过现场施工监测反馈的数据，证明该支护体系方案是安全可靠的，基坑围护桩不同桩型的选取论证过程也为基坑周边存在既有建筑的类似工程提供了经验。

［1］ 中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ120—2012建筑基坑支护技术规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2012.

［2］ 中华人民共和国住房和城乡建设部.GB50021—2001岩土工程勘察规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2009.

［3］ 陈建国，胡文发.深基坑支护技术的现状及其应用前景［J］.城市道桥与防洪，2011，1（1）：91-93.

［4］ 徐希萍，杨永卿.深基坑支护技术的现状与发展趋势［J］.福建建筑，2008，116（2）34-36.

［5］ 许清根，龚浩，周庆荣，等.深基坑支护结构方案设计要点［J］.江西科学，2013，31(6):806-808.

［6］ 朱志新.钢管桩支护法明挖基坑施工方法的简介［J］.辽宁交通科技，2006，17（3）：39-40.

［7］ 李凌，陈少平，王冰.襄阳乐福天下基坑支护结构设计及施工监测分析［J］.岩土工程学报，2014，36（11）：132-134.

［8］ 徐勇，杨挺，王心联.桩锚支护体系在大型深基坑中的应用［J］.地下空间与工程学报，2006，2（4）：647-650.

【责任编辑：解连江】

Foundation pit support design of the existing building

BAI Miao
(China Coal Technology and Engineering Group Shenyang Design&Research Institute,Shenyang 110015,China)

In view of an example of pit foundation supporting works near an existing building,the article discusses the selection of supporting system under complicated surroundings.Finally,the design scheme of pile-anchor and slope-slope combined support is adopted.Through excavation construction monitoring,the program is safe and reliable and low cost,which accumulates the experience for similar projects.

existing building;foundation pit;pile anchor;monitoring

TD854

B

1671－9816（2017）06－0084－03

10.13235/j.cnki.ltcm.2017.06.024

柏淼.某临近既有建筑的基坑支护设计讨［J］.露天采矿技术，2017，32（6）：84-86.

2016-12-27

柏 淼（1985—），男，辽宁阜新人，工程师，硕士，2010年毕业于东北大学资源与土木学院岩土工程专业，主要从事岩土勘察与设计工作。