长城国富置业有限公司 上海 200120
摘要：基坑开挖面积大，而基坑周边局部存在已完建筑及地下管线，内支撑的布置受到较大限制，而斜抛撑结构布置灵活，可局部应用于基坑支护体系。相对于整体内支撑结构，斜抛撑大大减小造价，缩短工期。本文以上海金山区枫泾镇H3H4地块住宅项目为工程背景，详细阐述临近小区一侧的斜抛撑设计、施工及应用结果，为该类支护形式的设计与施工提供依据及借鉴。
关键词：工法桩；斜抛撑；基坑周边；管线保护
引言
随着国家城市化的发展，必然存在越来越多新建建筑物临建已建建筑物、道路及地下管线的问题，基坑开挖环境条件日趋复杂，这既对工程造价的控制提出更高的要求，同时对基坑变形控制要求更高。
基坑工程逐渐向深和大两个方向发展，其开挖对周围环境的影响也变大，这给围护基坑的支护体系带来了更大的挑战。当前，深基坑开挖设计与分析已经从强度控制设计转为变形控制设计。为控制基坑变形，基坑支护形式中排桩支护的一般分类为桩支护、桩锚支护、桩加水平对撑支护等。
1 工程概况
上海金山区枫泾镇H3H4地块住宅项目，基坑开挖面积21，200㎡，长210m，宽155m，周长750m，开挖深度5.45m，其中基坑西侧临近已交付使用的住宅小区，小区为11层住宅楼，距离地下室边线12m；住宅楼与地下室之间为一条沥青道路，宽度4m，道路距离地下室边线仅3.3m，且小区靠基坑一侧存在错综复杂的地下管线（煤气管线、自来水管线、电力管线等）。
2工程地质条件
本工程拟建场地，按其地质时代、成因类型、土性不同及物理力学性质上的差异可划分为四大层和分属不同层次的亚层，地基土的构成、埋藏条件及工程地质特性。
地下水深度按0.5m考虑，开挖基坑底位于第③层土，开挖深度范围内不考虑承压水；基坑安全等级三级，环境保护等级二级。
3 基坑围护设计
围护选型
（1）水平内支撑
优点：强度高，刚度大，支护稳定性好，变形小。
缺点：造价较高，工期较长。
（2）重力式水泥土挡墙
优点：无需设置锚杆或支撑，便于基坑土方开挖及施工，防渗性良好，具有挡土强兼止水帷幕双重效果。造价相对不高。
缺点：基坑加深，则挡墙宽度加宽，造价增加较大，对于较厚软土区域搅拌桩无法穿透时，基坑变形相对较大。
（3）斜抛撑
优点：可以在基坑开挖时，基坑中央处不设支撑，使施工的空间很大，这样就节省了大量空间，极大地方便了施工，加快了施工进度，缩短了施工工期。
（4）工法桩
优点：施工时基本无噪声，对周围环境影响小；结构强度可靠，凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合都可使用；挡水防渗性能好，不必另设止水帷幕；可以配合多道锚索或支撑应用于较深的基坑
缺点：型钢拔出需要工作面。
由于本项目基坑开挖面积大，开挖深度相对较浅。与邻近已完建筑距离较近，围护空间有限，环境保护要求高，对基坑的变形控制严格，且地下室边线距离已交付使用的小区道路最近处仅3.3m，空间狭小，因此，此区域采用土工法+斜抛撑的围护型式。
采用“土工法”+一道钢管斜抛撑的围护方式。普遍区域采用2排双轴2φ700@1000 搅拌桩内插HM700×300×13×24，插一跳一，型钢长度12~15 m，顶部采用1200×800 混凝土圈梁。
图1 斜抛撑平面布置图
斜抛撑支撑点设置一般有两种形式：①斜抛撑支撑在承台上；②斜抛撑支撑在底板上。斜抛撑支撑在承台上易损伤工程桩，设置临时桩又不经济，故本项目采用斜抛撑支撑在底板上。
图2 斜抛撑剖面图
4 施工技术比较选择
方案一：挖土机停靠在基坑边的方案
基坑边留土区施工作业的挖土机在基坑围护外，但本工程基坑外为已交付使用的小区道路且存在复杂的地下综合管线，需封闭临近小区道路。
图3 挖土机停靠在基坑边
挖土机停泊在基坑边挖土优势：选择在基坑边停泊机械进行基坑留土区土方的开挖属于常规做法，挖土机械的停靠位置对地下室结构施工的影响较小；能大大降低结构施工与土方开挖的交叉作业，加快基础底板形成速度。
挖土机停泊在基坑边挖土劣势：本工程基坑外为临近小区道路且存在复杂的地下管线，需封闭临近小区道路，该道路为小区主干道，与住户达成一致的可能性近乎为零；基坑边停泊挖土机及行驶土方车辆，加大基坑主动区荷载，对基坑安全存在一定影响。
方案二：基坑中间的基础底板上留设行车路线的方案
图4 挖土机停靠在基坑底板上
基坑边留土区土方开挖可采用挖土机及土方车进入基础底板施工工作。施工时，将利用基坑东侧所设置的1处上下基坑坡道及基础底板作为行车道路及施工操作面。
挖土机停泊在基础底板上施工劣势：本工程地下车库1层，在基础底板进行基坑边留土区土方施工时，需在底板上留置施工通道，这大大增加了地下室结构的施工工期，同时影响到后续施工工作的开展。
方案三：基坑留土平台作为施工区域的方案
图5 挖土机停靠在留土平台上
挖土机停泊在留土平台上施工优势：经与上述“方案一”及“方案二”比较，选择在基坑边留土平台上完成留土区土方开挖，同时解决了对周边环境影响、基坑边操作面，以及结构施工、土方开挖的交叉作业问题，大大提高了整体施工效率，且无需对基础底板等部位进行保护。
施工机械停泊在盆边留土平台上施工劣势：在盆边留土平台上行走大型机械，对基坑边留土区土方稳定性要求较高。盆边平台宽度较小，无法满足2台机械同时停泊在1个施工区域内，现场施工对机械流水作业及搭接要求较高。
就上述三种方案的比较，本工程最佳盆边挖土方案选择方案三，即在场地施工条件的允许下尽量安排挖土机及土方车在基坑盆边留土平台位置进行施工。
5 监测结果
施工过程中通过对基坑坡顶水平位移、深层水平位移（测斜）及支撑轴力监测，密切关注基坑变形，对变形趋势作出评价，必要时需采取加固措施处理。
2018年3月1日开始挖土，2018年3月25日浇筑底板，2018年4月2日安装斜抛撑，2018年5月13日斜抛撑拆除。
图8 斜侧图（横轴为深度）
通过图6~图8来看：
1）基坑开挖后，围护结构向坑内侧向位移逐渐发展，周边土体随之发生一定沉降，刚开挖一段时间变形速率较大，在安装斜抛撑之后变化速率下降并趋于稳定。周边环境最大沉降为1.3cm。围护顶最大沉降为1cm。
2）在基坑开挖后，围护墙水平位移变化较大，但因设置留土区，变形量一直控制在正常范围。在斜抛撑安装完成后，有效的对基坑围护结构起到了支撑作用，使得侧向变形降低。在基坑底板以及部分地下结构施工完成，斜抛撑拆除后，围护变形有所回弹，但变形量不大，处于可接受范围内。
6 结论与建议
（1）在整个基坑施工过程中，围护结构总体变形不大，表明设置工法桩加斜抛撑可以满足临近已完建筑及地下管线保护的要求，移位可以控制在允许范围以内。
（2）对于大面积基坑，工法桩加斜抛撑结构布置灵活，可应用于基坑支护体系。相对于整体内支撑结构而言，该支撑体系土方开挖方便，造价较低，节约工期，具有明显经济效益。
（3）斜抛撑支撑点设在底板上，这在技术上是可行的。
（4）挖土机停泊在留土平台挖土，解决了挖土对周边环境影响、基坑边操作面，以及结构施工、土方开挖的交叉作业问题，大大提高了整体施工效率，且无需对基础底板等部位进行保护。
（5）挖土过程中，需确保留土平台宽度及坡度，以便斜抛撑及挖土能顺利进行。
参考文献
[1]翟东格.支撑桩加承台的斜抛撑支护体系在深大基坑中的应用研究.2015
[2]曹笑颦.排桩加斜抛撑支护体系在深基坑中的应用.土木工程与管理学报.2013
[3]工法桩加斜抛撑支护体系在深基坑中的应用.施鹏程.江西建材.2017
论文作者:黄虹程
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第13期
论文发表时间:2018/9/30
标签：基坑论文; 底板论文; 土方论文; 挖土机论文; 管线论文; 结构论文; 方案论文; 《建筑学研究前沿》2018年第13期论文;