锦一万城基坑支护体系优化设计

刘洪宇，路世伟

(长江大学 城市建设学院，湖北 荆州 434023)

0 前 言

随着基坑工程的快速发展，深基坑也越来越多，深基坑工程是一种更为复杂的系统工程。其难度增大的同时，影响因素也随之变多，危险系数及发生事故的危害程度也是随之提升[1-3]。本工程地处于环境较为复杂的荆州地区，场地又位于建筑物相对密集的城市地区，交通错综复杂，人口流量大，周围建筑物多，所以存在施工场地紧张，条件复杂等问题。因此，对于本工程的基坑支护体系的方法和施工技术有着严格的要求[4]。

1 工程概况

锦一万城基坑工程范围、深度均较大，涉及1栋31层住宅、1栋32层住宅、1栋33层住宅、1栋3层商业。设计开挖深度：正负零标高为绝对高程32.30 m，场地自然地面平均标高为32.20 m，地下室基坑设计坑底标高-10.90～-11.70 m，设计挖深10.8～11.6 m，基础埋置深度为11.4 m。

场地附近环境较为复杂，北侧有4层、8层、9层的民用建筑，距离拟建建筑边线最近约为7.4 m；西侧有4层、7层、9层的民用建筑，距离拟建建筑边线最近约为7.0 m；南侧为交通要道——北京中路，路边距离拟建建筑边线最近约为20.0 m；东侧为17层中佳广场，距离拟建建筑边线最近约为9.0 m，多为混凝土结构和水泥混凝土结构。

2 场区环境地质条件

场地区域地质属杨子准地台的江汉盆地西部的江陵凹陷，江陵凹陷走向为北西、北西西，呈开阔复式向斜。区内断裂不发育，没有强震的历史，地壳相对稳定。

根据勘查显示，地层自上而下共分为5层。①杂填土：以砖渣、碎石、素土为主，厚度0.6～4.3 m；②粉质黏土：黄褐色，干强度中等，韧性中等，局部夹有少量粉土，厚度1.3～4.9 m；③粉细砂：灰色，磨圆度好，级配良好，厚度7.2～11.7 m；④圆砾：母岩成份主要为石英岩、石英砂岩、硅质岩、火成岩等，厚度8.8～14.5 m；⑤卵石：母岩成份主要为石英岩、石英砂岩、硅质岩、火成岩等，厚度为13.8～19.7 m。场地附近无地表水，场地附近地下水第①层为透水层，第②层为相对隔水层，第③层、④层、⑤层为透水层。

3 支护结构方案优选及其设计

3.1 基坑支护方案比选

根据工程实际，地质条件等因素选择总体方案为明挖顺作法。顺作法技术相对成熟，支护体系与结构主体相对独立，受到的制约因素较少。明挖顺作法可提供选择的支护形式有：地下连续墙+支撑体系、土钉墙支护、SMW工法+支撑体系[5-6]，但是考虑到以下因素。

1)场区下管网交错纵横，情况复杂，且施工设备有限，所以不能使用地下连续墙。

2)土钉支护，一般适用周边构筑物少，地质条件较好的情况，软土或砂层地质要慎用或采取加强型方案。土钉支护位移控制缺乏合理的计算理论。场区周围建筑物较多，且地质条件相对比较复杂，所以不能使用土钉墙作为支护方案。

3)在场区上空没有相对净空条件，因此限制了大型机械的工作，且支护结构刚度有限，需要加密支撑杆件，这就大大提高了成本，因此SMW工法也不是一个优选的方案[5-6]。

经过方案比选总体上选择了两种支护方式结合的方案，双排桩、钢筋混凝土内支撑结合排桩支护方案。

图1为支护结构布置平面图。

图1 支护结构布置平面图

3.2 双排桩支护

桩径1.0 m，桩距1.3 m，排距3.5 m，桩长20.0～21.0 m，双排桩间横梁宽度1.0 m，高度0.8 m，桩间土采用水泥搅拌桩及高压旋喷桩加固。支护结构见图2。

双排桩支护结构能有效地控制基坑侧向变形和减小桩身弯矩, 减少基坑开挖工程对周边环境的影响[7]。

3.3 钢筋混凝土内支撑结合排桩支护方案

钻孔灌注桩桩径1.0 m，桩距1.3 m，有效桩长为20.0～21.0 m，冠梁高度为1.0 m，宽度为1.2 m。支撑采用钢筋混凝土，主撑截面高度与宽度均为1.0 m，连梁高度与宽度为0.8 m。立柱桩采用钻孔灌注桩内插型钢管。桩径0.8 m，钢管插入钻孔灌注桩长度不小于3.0 m，立柱桩长度不小于3.0 m，立柱桩长度以进入卵石层不小于2.0 m控制。桩间土采用挂网喷混凝土护面。部分支护设计方案见图3～4。

图3 EFGHI及AB/KP段支护剖面图

图4 IJK及PA段支护剖面图

钢筋混凝土内支撑技术充分发挥了其材料特性,既保证边坡安全、稳定,又能满足边坡变形控制要求,保证周边建筑物、道路、管网等正常使用和安全[8]。

4 结 语

1)荆州锦一万城基坑工程属于复杂条件下的基坑，周边环境也相对复杂，影响施工的因素也比较多，因此，在设计与施工中要十分认真细致。

2)根据周边环境以及施工条件来讲，该基坑的支护方案应采用明挖顺作法。

经过实践证明：在考虑地质水文条件，基坑形状，周围环境以及施工条件等综合因素，选择出来的支护方案是合理且安全的，其成功地表现出了基坑支护方案优选的重要意义，对相对复杂环境下的基坑工程的设计及施工安排都有着很好的借鉴意义。

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