邻近建筑物被动区预留加固软土换撑地下车库深基坑施工技术

李波

（中交第二航务工程局有限公司，武汉430014）

1 引言

地下车库已经在国内外城市建筑、公园等领域广泛应用，对于邻近既有建筑物开挖深度范围为软土地质条件的城市公园地下车库深基坑施工，通常采用超长大直径钻孔桩或者地下连续墙支护开挖方案，基坑底被动区土体加固通常采取水泥搅拌桩等加固处理或采用数道临时围檩支撑支护开挖。深基坑支护开挖作为邻近既有建筑物开挖深度范围为软土地质条件的城市公园地下车库施工的关键部分，被大量相关人士研究，然而大量的参考文献主要是针对支护结构设计、被动区土体加固方式的优化，以利于施工。也有一些参考文献对被动区土体加固进行研究，但也仅仅是针对被动区土体采用何种地基处理展开探讨，对邻近既有建筑物开挖深度范围为软土地质条件的城市公园地下车库深基坑施工能否有更优的解决办法研究甚少。

2 软土地质基坑施工方案比选

从结构组成、施工难度及便捷性、工期、经济性、适用性等方面综合对比分析超强支护排桩或地下连墙+水泥搅拌桩加固、多层临时围檩支撑、被动区留加固土换撑3 种方法的优缺点如表1 所示。

表1 3 种施工方法的对比分析

由表1 的分析可知，对于超强支护排桩或地下连墙+水泥搅拌桩加固、临时围檩支撑、被动区留加固土换撑等3 类方法，超强支护排桩或地下连墙+水泥搅拌桩加固、临时围檩支撑消耗工期长、成本高，而被动区留加固土换撑特别适用于邻近建筑物软土地质地下车库深基坑施工，工期较短、成本低等[1]。

3 工程实例

智慧城川江池公园地下车库基坑面积约21 868.1㎡，周长842.5m，开挖深度5.9～8.9m，基坑平面基本呈多边形，原始地貌地势不平坦，基本呈北高南低趋势。

其中，基坑东侧某支护段外侧为变电所（地上1 层，无地下室，采用天然地基，基础埋深考虑0.8m），变电所外侧紧邻既有市政道路，该支护段基坑开挖深度为8.9m、边线距离变电所外墙线1.30m。

基坑支护开挖采用排桩支护+预留被动区软土换撑基坑施工方法。

3.1 地质条件

根据详勘资料分析，地下车库开挖深度内涉及的土层为：1-1 素填土层、2-1 可塑状黏土、2-2 淤泥状黏土、2-3 可塑状黏土、3 硬塑状黏土。土层及特性取值如表2 所示。

表2 基坑支护设计土层特性取值参数表

3.2 关键工艺

邻近建筑物被动区留土加固换撑地下车库深基坑施工技术包括被动区留土加固、换撑受力体系转换两大核心部分。

深基坑开挖施工工艺流程：施工准备→支护桩、粉喷桩、桩间高压旋喷桩施工→土方开挖至冠梁底，冠梁施工→土方开挖保留坑内留土部分，其余分层分区域开挖至坑底→地下室底板施工，斜抛撑底板牛腿施工→钢管支撑架设安装→挖除被动区留土→地下室底板结构施工→地下室底板回填换撑施工→拆除钢管支撑，施工完成地下室外墙，基坑回填[2]。地下车库深基坑支护开挖断面如图1 所示。

图1 地下车库深基坑支护开挖断面图

3.3 受力分析

采用天汉基坑设计软件计算，选取最不利受力工况计算。

3.3.1 被动区留加固土工况计算结果

围护结构冠梁混凝土浇筑后达到一定强度、除被动区4m厚加固留土外的土方全部挖除后，计算如图2 所示。

图2 基坑支护结构土压力、位移、弯矩计算结果（单位：mm）

根据软件计算结果，支护结构土压力、位移、弯矩、剪力均能满足规范要求。

3.3.2 土方全部开挖至基底工况计算结果

安装完斜抛撑，挖除预留被动区加固土至基底时，整体模型受力如图3 所示。

图3 土方全部开挖至基底工况受力分析计算

根据软件计算结果，支护结构土压力、位移、弯矩、剪力均能满足规范要求。

3.4 现场实施效果

相比传统工法，邻近建筑物被动区留加固土换撑地下车库深基坑施工技术巧妙利用被动区加固土解决了邻近建筑物基坑开挖稳定问题，适用于邻近建筑物被动区软土地下车库深基坑施工，施工成本低、强度高，大幅度提高工效的同时节约了大量的型材、混凝土等措施项目费用，取得了预期的经济效益。

4 结语

对于邻近建筑物被动区软土地下车库深基坑施工，通常采用超长大直径钻孔桩或者地下连续墙支护开挖方案，基坑被动区土体加固通常采取水泥搅拌桩等加固处理或采用数道临时围檩支撑支护开挖。整个施工周期很长，支护结构混凝土、钢材材料成本高，钢支撑安装及拆卸费时费力。

邻近建筑物被动区留加固土换撑地下车库深基坑施工技术，巧妙地利用了被动区加固土体自身重量、强度解决换撑前基坑变形及稳定的问题，再巧妙利用斜抛撑解决基坑开挖到底后排桩顶部变形过大的问题，邻近建筑物被动区留加固土换撑地下车库深基坑施工技术相比传统工法巧妙利用被动区加固土解决了邻近建筑物基坑开挖稳定问题，大幅度提高工效的同时节约了大量的型材、混凝土等措施项目费用，对类似邻近建筑物软土地质地下车库深基坑支护开挖施工有较大的借鉴作用。