地下停车场基坑支护技术应用分析

黄尧端

【摘    要】：针对传统地下停车场基坑支护后，侧壁稳定系数低、不满足地下停车场的使用要求的问题，设计一种新的地下停车场基坑支护技术。选取复合支护结构，计算地下停车场基坑支护压力，设计基坑支护方案。实例分析表明，应用设计的地下停车场基坑支护技术后，侧壁稳定系数最高达到了0.998，具有强稳定性。

【关键词】：地下停车场；基坑；支护；侧壁稳定系数

【中图分类号】：TU753【文献标志码】：C【文章编号】：1008-3197（2023）02-55-03

【DOI编码】：10.3969/j.issn.1008-3197.2023.02.014

Analysis of Foundation Pit Support Technology Application in

Underground Parking Lot

HUANG Yaoduan

（Liupanshui Housing and Urban-Rural Development Bureau， Liupanshui 553001，China）

【Abstract】：After the foundation pit support technology of the underground parking lot is supported， the stability coefficient of the side wall is low， which does not meet the needs of the underground parking lot. Therefore， a new foundation pit support technology for the underground parking lot is designed. The paper selects the composite support structure， calculates the foundation pit support pressure of the underground parking lot， designs the foundation pit support scheme.  The case analysis shows that after applying the designed underground parking lot foundation pit support technology， the stability coefficient of the side wall is up to 0.998， which has strong stability.

【Key words】：underground parking lot; foundation pit; support; stability coefficient

地下停车场是民用住宅和商场的重要组成部分，地下停车场施工过程中经常会出现基坑稳定性问题，影响施工安全，因此急需进行基坑支护[1～2]。传统基坑支护技术选取的支护结构不合理，计算出的支护压力不准确，设计的基坑支护方案往往存在较大误差，支护稳定性系数较低[3]。近几年，由于基坑支护稳定性问题出现了多起塌陷事故，带来经济损失的同时也造成了严重的人员伤亡，因此保证基坑支护稳定性是基坑支护技术的核心要求[4]。为解决基坑支护的稳定性问题，本文设计了一种新的停车场基坑支护技术，为后续停车场的施工提供一定的参考。

1 地下停车场基坑支护技术优化设计

1.1 选取复合支护结构

结合复合支撑理论，选取地下停车场复合支护结构，设计了基础支护模型，见图1。

将两根支护桩作为支护主体结构，总体使用单体支护法进行支护。为提高支护可靠性，结合双排桩计算理论进行了土压力分配，求解此时各桩上的综合内力数值，得出支护系数。

受土体综合结构影响，存在土体刚塑性，根据平衡原理，计算土体的总重及综合压力，得到具体压力分布强度并根据该分布强度选取合适的复合支护结构[5]。在复合结构选取时，经常受破坏面影响，出现土压力线性分布问题，此时的土体处于主动朗肯状态，水平应力为最小值，一旦出现破坏面，前排桩和后排桩的边界条件均改变，选取的复合结构参数也需要进行一定的改变。

选取1/3的开挖面作为固定开挖段，结合盖梁的实际刚度，计算此时存在的角位移。为了降低角位移对支护内力的影响，限制复合支护结构的参数，该过程需要通过力矩分配法，计算双排桩的综合土压力，完成复合支护结构的设计，进而求解支护桩的内力，计算支护桩配筋，从而得到有效的复合支护结构。

1.2 计算地下停车场基坑支护压力

在支护过程中，受土压力影响，可能随时会产生支护侧向压力，为了避免支护结构失稳，在支护前需要计算地下停车场的基坑支护压力，提高支护结构刚度。

[P=KYZ] （1）

式中：K为静止土体压力；Y为土壤重度；Z为计算土壤厚度。

计算标准的基坑支护压力后需要选取相应的压力系数，为后续的基坑支护方案选取作参考。

结合实际施工区域的地质条件，绘制土壤壓力分布示意图，依据朗肯土压力计算理论进行土压力计算，首先得出第一层土的相关属性，结合土层相关参数计算水土分算误差发现，此时存在被动土压力强度，需要排除相关的干扰，进一步提高计算的准确性，得到精确的基坑支护压力。在基坑支护压力的实际计算过程中，受基坑施工区域的限制，可能出现计算标准差问题，此时可以结合基坑的基本信息和超载信息，计算基坑侧壁的稳定性系数，进一步划分基坑的等级，排除基坑支护压力计算误差。

1.3 设计基坑支护方案

设置地下连续墙，厚度一般在0.5 m，该墙存在冠梁并且地面含有数量不等的锚杆，锚杆之间的距离为标准间距。根据地下连续墙的特征，计算被动土压力，但是支护零点位置可能存在支护抵抗问题；因此，需要确定基坑底面的距离，计算标准基坑荷载，完成综合判断，为基坑支护提供基础数据。

不同基坑开挖工况往往会产生基坑弯矩，为了进一步获取准确的基坑参数值，可以预先计算基坑界面剪力，取工况中的最大剪力值完成配筋计算，在布设锚杆时需要确定锚杆的轴向压力值，该压力值与水平分离相关，可以计算钢锚杆的截面积，确定锚杆的自由长度，完成锚杆的布设。

施工完地下连续墙后，施工钻孔灌注桩和旋喷注桩，一般支护工程中，选取桩径800 mm，桩间距950 mm作为标准高度，布设冠梁，计算围护结构中的土体压力，进一步确定弯矩零点的位置，根据截面弯矩计算式计算嵌固深度，确定剪力数值，完成配筋计算。

为验证支护效果，采用加权平均法对设计的方案进行了稳定性评分，选取方案内部存在的稳定性因子，计算该稳定因子的优化比值，内部的11个稳定性因子的计算结果分别为：1.365、1.554、1203、1.465、1.208、1.147、1.564、1.645、1.654、1.545、1.265，均高于标准稳定性系数1.000，证明稳定性因子符合基坑支护要求，即设计的基坑支护优化方案满足基坑支护需求。

2 实例分析

2.1 工程概况

某地下停车场属于地铁站的附属停车场，停车场内部地下区间长度约为711.145 m，采用明挖法施工，内部最大基坑宽度为14 m，深度超过15 m，整个施工区域地形起伏较大，内部高程约为370 m，包括有一条排污渠。

施工区域内部无地裂缝，因此在施工过程中无须考虑地裂缝对施工过程造成的综合影响；但内部存在湿陷性黄土、淤泥、人工填土、地震液化等不同程度的不良地质，对后续的基坑支护工程造成影响，停车场内部40 m深度内一律填埋人工填土。场地岩土物理学指标见表1。

施工中采用本文上述基坑支护结构体系。基坑侧壁稳定性系数与基坑实际稳定性呈正相关

[G=S2D] （2）

式中：S为基坑稳定差；D为基坑综合稳定权重。基坑侧壁的稳定性系数越接近标准数值1.0，表明其稳定性越高，反之，其稳定性较差。

该停车场施工中的水平位移最大值＜30 mm，采用高压旋喷桩进行土体加固，形成排桩，实现止水；搭建钢板桩围护墙，增加支护刚度；采用SMW工法施工地下连续墙，墙厚600、800 mm，完成基坑支护。

2.2 实施效果

计算本文设计的地下停车场基坑支护技术和传统的基坑支护技术不同支护区域的基坑侧壁稳定性系数。见表2。

由表2可知，本文设计的地下停车场基坑支护技术基坑侧壁稳定性系数与标准数值1.0更拟合，其中最低稳定性系数仅为0.913，传统技术的最高稳定性系数为0.789，本文技术的系数最趋近标准数值1.0，传统技术的值与1.0相差达到了0.211，相差太大；证明设计的基坑支护方法的支护效果较好，具有稳定性。

3 结语

我国的地下建设越来越完善，停车场是地下建设的重要组成部分，为城市的发展和民众的便捷出行，作出了突出的贡献，但是停车场在施工时，存在基坑支护问题影响施工稳定性；通过实例分析可知，本文设计的地下停车场基坑支护技术的基坑侧壁稳定性系数与标准值差异较低，证明其支护效果好，稳定性强。

参考文献：

[1]严    军，郑海峰，王娇娇，等. 建筑施工中深基坑支护技术——评《深基坑支护设计与施工新技术》[J]. 工业建筑，2021，51（6）：220.

[2]翁其平. 复杂环境条件下深基坑支护技术应用与分析[J]. 四川建筑科学研究，2020，46（S1）：97-104.

[3]邵勇，李光诚，帅红岩，等.超深止水帷幕在武汉长江Ⅰ级阶地冲积相基坑支护工程中的选取和应用[J].资源环境与工程，2021，35（6）：882-886.

[4]李光诚，邵勇，帥红岩，等.武汉地区深基坑支护工程有限元分析模型概化及参数选取[J].资源环境与工程，2021，35（6）：875-881.

[5]李珂，秋实，胡晓明，等. 基于挠曲线微分方程连续结构算法的斜撑复合支护结构设计与应用[J]. 煤炭技术，2020，39（10）：128-131.