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摘要：基坑支护工程中，往往由于建筑地下室功能需求不同，造成基坑坑底深度不同，形成“坑中坑”。不少工程因为对坑中坑支护的重视程度不够，轻则位移变形偏大，对周边造成影响，重则造成基坑失稳引起基坑坍塌事故。本文结合工程实例介绍了在场地条件受限条件下，“深基坑中的深基坑”支护结构的选型分析。
关键词：基坑支护；坑中坑；支护结构
引言
在建筑基坑工程中，由于建筑物的建筑特点、结构特点以及功能需求不同决定了建筑基坑的不同开挖深度，最典型的如地下室的基础梁、承台、电梯井等，这也是最典型的坑中坑结构实例。
1、工程概况
XX医院项目基坑支护工程项目为地下两层结构，分布式能源站基底标高-9.35m，施工过程中，因锅炉容量不能满足功能使用需求，需加深9.15m，设计挖深变为-18.5m，此时能源站区域周边环境分述如下：
①能源站区域东西长51m，南北宽25m，此时标高为-9.35m；
②能源站北侧和东侧为基坑边坡，坡度1：0.6，已完成复合土钉墙结构型式支护；
③能源站西侧门诊楼区域垫层及防水施工已完成，正在进行筏板施工，该区域标高-11.5m，高差2.15m；
④能源站南侧为住院楼区域，该区域正在分区域进行基础钢筋绑扎、支模、混凝土浇筑施工，标高大约在-12m，高差2.65m。
场地受限的条件下，需要完成能源站变更后的土方开挖及支护工作，“深基坑中深基坑”的开挖与支护成为施工难点，支护结构的选型尤为重要。
2、工程地质及水文地质条件
开挖深度范围内，场区地层主要以第四系粉土、粉质黏土及中细砂为主，各层土层厚度变化不大，分布较稳定，无不良地质作用，地下稳定水位约在地面以下50m处，开挖深度范围内不用考虑地下水影响。
图一 施工现场各区工况示意图
图二 桩锚支护结构示意图
3、支护结构体系选型分析
常见的坑中坑支护结构型式有排桩+支撑结构、支护结构、土钉墙结构、土钉墙+疏排桩结构以及土钉墙+钢板桩+支撑结构。
本工程拟采用排桩+内支撑支护结构体系或桩锚支护结构体系，下面就两种支护结构型式做比选分析。
3.1支护结构体系简述
排桩+支撑是一种组合型支护结构，在各种地质条件下的“坑中坑”支护工程中应用较广，常用的有混凝土灌注桩、型钢桩、钢管桩等桩型。
桩锚支护体系（见图二）主要由支护桩、锚索、围檩以及冠梁组成。支护桩主要作用是挡土或挡水，锚索主要是利用自身与地层的锚固力给支护桩体系一个水平支撑力，阻止倾倒与土体滑动。围檩及冠梁主要作用在于将独立支护桩与独立锚索组成一个整体体系，可加强支护体系的整体刚度和整体稳定性。
3.2比选分析
（1）从结构型式上，排桩+支撑支护系统相对较安全可靠，通过调整桩型、桩长和支撑型式可适宜各种地质条件，其安全性能能够满足本工程要求。桩锚支护结构整体刚度和整体稳定性较好，通过相关设计参数的调整，可以满足本工程要求。
（2）从造价角度上，相同地质条件下，排桩+支撑支护结构与桩锚支护结构总体造价相当。
（3）从施工工艺上，排桩+支撑与桩锚支护结构型式工艺流程均已经成熟，不考虑客观因素，施工难易程度总体相当。
（4）从与其他工序的衔接配合角度上，本工程除支护结构外，还需要考虑土方开挖外运，以上两种支护结构型式均需要先进行支护排桩施工，之后进行挖深约9.5m的土方开挖施工。伴随土方开挖，内支撑结构占据基坑内部空间较大，将会严重制约土方作业的开挖机运输，支撑施工完成后，土方运输坡道无法留置，大大提高了土方施工成本。对比桩锚支护结构，体系占用内部空间较小，可随土方开挖进度施工，避免相互间的交叉影响。
（5）从现场客观条件考虑，场地条件受限，施工现场能源站加深区域挖深深度大、开挖面积小，四周均存在制约因素，北侧及东侧为已完成土钉墙支护边坡，坡度较大，应考虑后续支护桩施工对已有边坡稳定性的实际影响；南侧区域正在开展基础施工作业，机械设备无法由此进出；西侧正在进行筏板施工。支护桩施工及土方运输仅能依靠西侧狭小通道进出，从该角度考虑，排桩+支撑结构型式需要更多的原材料、机械设备，作业难度大。桩锚支护结构，在锚索施工时所需场地较小，对场地客观条件要求低，作业难度小。
4、施工组织设计难点及针对办法
本项目难点及针对办法有以下两点：
一是能源站“坑中坑”受场地条件限制，通道狭窄，不能满足混凝土进出供应要求，对此，施工时，采用泵车浇筑的施工方法，将泵车安置在基坑北侧坡顶位置，泵管沿坡面下放至桩机施工位置，混凝土浇筑时，混凝土运输车直接在坡顶卸料，泵车输送，很好地解决了混凝土供应问题。
二是本项目因位于市中心，土方开挖外运限制条件很多，如限定外运时间、限定外运车辆、限定运输数量等，在工期紧张，场地条件受限的条件下，土方开挖施工作业能否有效组织安排，是关键制约因素。针对该问题，制定了专项措施，加派施工机械，延长作业时间，缩短不可避免的间歇时间，寻求场内弃土堆置条件，及时完成了该区域作业，消除深基坑持续作业带来的安全隐患。
5、结语
本项目采用桩锚支护结构体系，解决了场地条件受限条件下的“坑中坑”支护难题，有以下几点体会：
（1）“坑中坑”支护必须受到足够的重视和关注。
（2）排桩+支撑结构对于开挖深度深、面积过小的基坑不太适用，其支撑体系占据或隔挡坑内部分空间，导致其他工序无法正常施工。
（3）桩锚支护结构施工空间大，可以为土方开挖提供良好的作业条件，并且，支护与土方开挖作业同步进行，既能有效保证基坑整体安全稳定性，又能不占用内支撑混凝土养护期，可以有效缩短施工工期。
（4）在“坑中坑”支护结构选型时，桩锚支护结构凭借自身的特点和优势，更多的被应用于“深基坑中的深基坑”大型支护体系。
参考文献：
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论文作者:牛云凯,谢永刚,王俊明
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第12期
论文发表时间:2019/11/15
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