某商业综合楼基坑支护设计研究

王海峰

摘要：基坑支护设计专业性强，施工过程严谨，需依据实际工程背景综合考量。施工设计单位要结合商业综合楼整体工程情况，明确基坑支护设计要点，给出具体的设计思路及方法。文章结合实际工程背景，简要介绍基坑周边环境和地质条件，确定基坑围护方案，采用专业方法，开展基坑结构分析计算工作，以期达到良好的现场监测效果。

关键词：商业综合楼;基坑支护设计;围护方案;现场监测

城市建筑工程数量增多，规模扩大，使基坑支护工作更加普遍。因基坑周边地质条件、地下设施等相对比较复杂，很大程度上增加了深基坑工程支护难度。该项工作实施过程相对比较专业，对施工设计单位提出了很高的技术及工艺要求。施工设计单位要依据实际工程背景，优选最佳深基坑支护设计方法，使该商业综合楼安全性和经济性兼备，提高预期工程设计及建设质量。

1.工程背景

某商业综合楼地理位置优越，占地面积12734.86m2，其中，建筑占地面积4500m2，总建筑面积30653.62m2，建筑工程高度18.9m。主体建筑一共5层。具体设计工作中，最大柱距和柱荷载分别为8.4m×8.4m和8000kN。除此之外，还包括地下室2层，其建筑面积共12275.32m2。文章通过分析该商业综合楼周边环境、地质条件等，给出具体有效的基坑支护设计方案，并通过采用专业方法分析计算基坑设计结构，实现工程预期设计建设目标。

2.基坑周边环境和地质条件

该商业综合楼东边是一条城市主干道，围护桩中心线与路面电缆、污水管、雨水管等基础设施距离在20m～36.5m之间不等。南面分布着大量通信光缆、给水管、污水管和雨水管等。距离围护桩中心线8.2m左右有一处需要保护的古建筑。基坑西、北两面均为拆迁之后回填的空地，无任何建筑遮挡。由工程地质勘察报告可知，该施T范围内分布着松散、饱和的杂填土，厚度在0～4.80m之间;还有耕植土、粉质粘土、淤泥质粉质粘土等，呈现饱和状态，层厚不一;同时，还分布着灰黄、褐黄色粘土，层厚在11.5m-16.5m之间[1]。

3.基坑围护方案

3.1工程特点

在基坑开挖过程中，会遇到淤泥质粉质粘土，其具备相對比较高的压缩性，孔隙比也相对比较大，土质差，含水量高。基坑工程中，除了3层淤泥质粉质粘土之外，还包含6层粘土性质比较好的土体，地基承载力可达180kPa，层面埋深llcm～15cm，坑底以下围护桩长度则相对比较短。该基坑工程四周无不良环境，尽管南面有一座古建筑，距离基坑相对比较近，但其余各个方向管线、道路距离等都相对比较远，因而，并没有提出太高的基坑变形要求。这个基坑属一级安全，且相对比较重要。

3.2明确基坑围护方案

在具体φ程实施过程中，优选SMW 工法内插型钢结合一道φ609×钢管支撑方案，能够在相对比较短的时间内完成施φ任务，φ期相对比较短。这一支护方案应用普遍，技术相对比较成熟，而且实施效果好。同时，还要使用一排水泥搅拌桩内插型钢对钻孔灌注桩外侧进行加固处理[2]。因基坑形状缺乏规则性，这在一定程度上增加了钢管支撑布置难度，可更换为钢筋混凝土支撑方法。

3.3灵活设计支撑系统

在设计支撑系统时，要科学比较钢支撑和钢筋混凝土支撑。其中，钢支撑的优势在于：工期短，拆卸简便，施工速度快;能够通过预应力施加，对地下墙侧向变形进行有效控制;选用“井”形布置方法，严格按照工程需要，开展挖土工作;倘若选用租赁型钢，能够节省不必要的支撑费用。该背景下，混凝土支撑相对比较灵活，可依据基坑形状而定，强度高，使用范围广，但实施过程中会受施工、养护、拆除等工作影响，工期长。选择钢管支撑设计方法，能够满足建设单位工期要求，且仅需一道支撑即可，也不会对挖土工作产生太大影响，施工速度相对比较快[3]。

3.4确定基坑施工顺序

完成卸土工作之后，对四面围护桩进行施工。当压顶梁混凝土强度达强度75%以后，需要对钢支撑今次那个安装，各钢管预加轴力通常为800kN;完成钢支撑安装工作，且钢筋混凝土支撑的混凝土强度在设计强度75%以上，分层开挖至基础底板板底标高;无论底板垫层、地梁，还是承台土方人工开挖工作，均可把土体开挖和施工垫层工作结合起来，使其延伸至围护桩周围;完成基础底板施工工作之后，需要使用混凝土浇筑底板和围护桩之间位置，并进行填实处理，当混凝土强度达标后，把支撑拆除。

4.基坑结构分析计算

基坑结构分析计算是一项专业性很强的工作，实施过程复杂，直接决定了基坑支护设计是否合理。依据实际工程情况，对围护结构进行科学布置，并对各类参数值进行合理计算，明确基坑围护桩受力情况和稳定性特征等，以此为参照，达到良好的设计施工效果。

4.1布置围护，计算参数值

无论杂填土、耕植土，还是粉质粘土、淤泥质粉质粘土，乃至粘土等，都在基坑开挖深度范围内。参照地质勘测资料，对土体强度参数指标加以确定，把超载确定为15kPa。围护桩内力及变形采用应用较为广泛的m（土的水平抗力系数的比例系数）法进行计算。

4.2基坑围护桩受力和稳定性

该施工区域坑底标高已知，同时采用SMW 工法内插型钢和钢管支撑支护方式。

首先，计算围护结构内力。计算断面是ZK21孔地质剖面图，可细分为开挖土体至支撑底部、完成支撑工作，开挖土体至底部、结束地下室底板施工后拆除支撑三种工况。如图l所示，该施工区域围护布置图。其次，抗隆起验算。已知桩底抗隆起安全系数公式为。

上式中，D和H分别指代桩体人土深度和基坑开挖深度;y1和y2指的是墙体外侧和坑底土体重度;q指地面超载;Ne和Nq分别指地基承载力系数。由此得出，安全系数是否符合施工要求。第三，验算围护桩抗倾覆稳定性。由公式Yo Mo=MK得出抗倾覆稳定安全系数。上式中，MRC和Moc分别指代抗倾覆力矩和倾覆力矩;Kq指代围护墙倾覆抗力分项系数。第四，整体滑动验算。选择Bishop网弧法，验证围护结构稳定与否，确定其符合施工设计要求。

5.现场监测

这一商业综合楼基坑支护设计过程复杂，为提高施工过程中的安全系数，使开挖工作能够正常开展，需要严格监测整个施工过程，并将动态管理及信息施工方法应用到这个过程中。综合以往深基坑开挖施工经验，可知，通过现场监测，能够全面了解基坑开挖对周边环境产生的影响，从而使施工工作有序进行，并对各类施工方法进行灵活调整和运用，始终保持周边马路、地下管线、建筑工程等处于安全状态[4]。

6.结语

商业综合楼基坑支护设计工作中涉及到的专业要素和技术内容非常多，需要立足整体工程情况，综合考量该施工过程。施工设计单位要依据实际工程情况，对基坑周边环境情况和地质条件具备全面的了解，结合工程特点，明确基坑围护方案，对支撑系统进行灵活设计，确定基坑施工顺序等。除此之外，还要采用专业方法，将施工现场监测工作落实到位，增强基坑支护稳定性，保障商业综合楼整体工程质量。

参考文献：

[1]吴一非.物资站综合楼结构设计[J].广东建材，2016，32（8）53-56

[2]柳超，朱国峰，等.某商业办公综合楼续建工程结构设计[J].建筑结构，2017（5）：88-92

[3]邓卓明某超高层商业综合楼设计思路及重点研究[J].住宅与房地产，2016（6）：32-33.

[4]沙爱敏，吕凡任，邵红才，et a1.某商业中心深基坑施工关键技术研究[J].江苏建筑，2016（3）：72-75