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摘要：随着我国现代化进程的加快，城市发展也越来越快，高层建筑越来越多，而深基坑支护是保障高层建筑安全稳定性的基础所在。此外，深基坑工程是一项涉及方面广且较为复杂的工程，它对基坑工程的施工效率、施工成本以及工程质量都具有重要影响。因此，我们必须要对深基坑支护设计更加地重视，努力提高深基坑工程的质量和安全性。本文结合工程实例全面地探讨目前在深基坑支护设计要点，希望能为以后的基坑工程建设提供一些可参照的理论。
关键词：高层建筑；基坑；支护设计
近年来，伴随着社会经济的飞速发展，大批的高层建筑拔地而起，开发商为提高建筑用地率，加之国家有关规范对基础埋置深度和人防工程的要求，多层、超高层建筑地下室的设计必不可少，有的地下建筑甚至有三四层，最深的达数十米，于是，地下建筑开挖时的深基坑支护成为一个必要的施工过程。深基坑支护的设计、施工、监测技术是近20 年来在我国逐渐涉及的技术难题。
本文结合工程实例，对深基坑支护技术进行论述。
1 工程概况
拟建项目位于珠海市横琴新区，场地平整，交通便利。东侧临海。工程用地面积2.45万m2，该工程拟建建筑物主要有5栋23~30层建筑物，内设一个整体地下车库，为2层，该地下室基坑等级为一级，重要性系数为1.1。
地下室覆土1.5m，场地地坪标高按规划条件要求的地坪标高（绝对标高4.0）处理。两层地下室各层高为：地下一层（3.800）、地下二层（3.600）；底板暂定0.9m厚，塔楼以外承台暂定1.5m厚，核心筒下承台暂定2.5m厚；核心筒电梯井暂定2.5米深。
基坑近似梯形，东西向跨度约180m，南北向跨度约90m，周长约505m，面积约1.4万m2。基坑深度约10.8m（考虑到承台底）。
图3 周边道路软基处理平面图
3工程地质
勘察场地地形平坦，自上而下分述如下：
①1素填土：黄色、褐黄等色，松散，稍湿。主要由粘性土、块石等组成，局部区域夹大量填石，局部含建筑及生活垃圾。属于新近填土，未完成自重固结。
①2吹填土：浅灰、灰黄、灰黑色，稍湿～饱和、松散状态，主要为石英砂吹填而成，局部含淤泥质。
②1淤泥：深灰、灰黑色，呈饱和、流塑。含少量有机质，有泥臭味，局部夹贝壳碎片以及10%～50%左右的中粗砂。
②3粗砂：灰黑、灰黄、灰白等色，饱和，稍密～中密。颗粒矿物成份主要为石英，次棱角状，分选性差，局部含贝壳碎屑及薄层中砂等。
②4淤泥质粘土：深灰、灰黑色，呈饱和、流塑～软塑。由粘性土组成，局部含中粗砂，略具臭味。
②5粗砂：灰黑、灰黄、灰白等色，饱和，稍密～中密。颗粒矿物成份主要为石英，次棱角状，分选性差，局部含贝壳碎屑及薄层中砂等。
④1全风化花岗岩：极软岩，灰黄、灰白色，原岩结构均已被完全风化破坏，但尚可辨，长石基本风化成土状，主要组分为粘土、石英砂和少量长石碎屑。分布不连续，厚度变化较大。
④2强风化花岗岩：为软岩，褐黄、灰黄、灰白斑杂色。原岩中粗粒结构易辨，组织结构大部分破坏，网纹状裂隙很发育，底部夹未完全风化岩块，手可掰断，岩芯呈半岩半土状。
④3中等风化花岗岩：为较软岩～坚硬岩，岩体破碎～较完整，岩体基本质量等级Ⅱ～Ⅴ级。褐黄、灰黄、灰白色。粗粒结构，块状构造，组织结构部分破坏，裂隙较发育，岩芯多呈块状、短柱状，金刚石钻具方可钻进。
本场地地质特征如下： 1、填土层平均厚度约3.5m，吹填土平均厚度2.5 m。 2、淤泥和淤泥质土平均层厚度约32m。 3、粗砂层埋深约38m，厚度约3~8m。 4、花岗岩埋深约42m。
图6 基坑B区支撑平面布置图 图7 基坑A、C区支撑平面布置图
4支护结构方案的确定
4.1 综合分析场地地理位置、地质条件、基坑开挖深度及周边环境的影响，该工程具有以下特点：
1）基坑开挖深度大，约10.8m。基坑开挖范围大，面积约1.4万m2，周长约505m。基坑开挖深度范围内土的工程性质差，除浅部3~6m左右素填土、冲填土外，下部为深厚的淤泥和淤泥质土，约32m，下部有3~8m厚粗砂。
2）因横琴新区限制使用锚杆，且由于场地局限、基坑较深，加上施工需要预留一定的作业空间，放坡、土钉墙和拉锚式支护方案不可行。
3）本项目地下室东北侧临近城轨，地下室边至城轨右线隧道边线最小距离仅15m，本基坑原施工图设计采用整体开挖方案。后经与城轨建设单位初步沟通，按目前项目进展，本基坑施工时已处于城轨铺轨/运营阶段，故本基坑支护施工图按铺轨后工况进行。
根据相关规范，基坑开挖引起的城轨珠机隧道结构竖向和水平位移均应在预警值10mm和控制值15mm范围内，轨向高差和轨道横向高差应在预警值2mm和控制值4mm范围内。为满足铺轨后基坑开挖对城轨变形的控制要求，本基坑方案修改如下：由整体开挖改为分仓开挖。分仓开挖施工使基坑跨度减小，同时坑底进行加固补强；以满足隧道铺轨后的变形控制要求，对城轨保护有利。
4.2围护方案比较
根据该工程地下室基坑的特点，在“安全、经济、方便施工”的原则下，设计时对以下两种可行性方案进行比较。
方案一：地下室连续墙
地下室连续墙方案土方开挖量最小，其止水效果要优于水泥搅拌桩、高压旋喷桩或素混凝土桩。但是地下连续墙方案相对于下面方案，造价偏高且施工周期较长。
方案二：一排灌注桩+混凝土临时内支撑+水泥搅拌桩止水
此支护方案在珠海横琴新区实际工程中的应用非常广泛，技术成熟。此支护结构本身的强度、稳定及变形可以保证，围护结构与主体结构相对比较独立，工程造价较地下连续墙低很多。
故设计采用方案二。
4.3围护方案确定
基坑采用分区分仓施工，将地下室分成A、B、C三个区域，先开挖并施工中间的B区地下室，再分层对称开挖和施工A、C区地下室。北侧临近城际轨道采用Φ1600@1750灌注桩，其余区段采用Φ1400@1600灌注桩。基坑止水 ：采用Φ850@600三轴搅拌桩（套打一孔），全封闭式止水，止水桩穿过淤泥层不小于1.0m。北侧在支护桩间采用Φ600旋喷桩，旋喷桩穿过坑底不小于2m。坑底加固：采用Φ800@600搅拌桩加固，以减小变形，增加坑底土体稳定性。
4.4 支撑系统
该工程基坑面积大、形状复杂，挖深较深，且开挖深度上部的土质差、支撑轴力较大。混凝土支撑承载力高、安全性好，能承受弯、剪、扭、压力等复杂受力情况，可根据基坑的形状灵活布置，在广东地区的应用非常广泛，故设计采用混凝土支撑。为了施工方便及节约造价，支撑角部以角撑为主，中间以对撑结合边桁架布置。
4.5基坑计算
根据场地周边环境和地质情况，将本项目分为9个区段，计算软件采用理正深基坑7.0版，进行单元平面计算。
5 基坑分区施工注意事项
结合基坑“分仓法”设计，根据各区域实际情况，施工需做到以下几点：
1、开挖前首先探明地下障碍物，开挖过程中遇到文物或不明物立即停止，与相关单位协调后再进行下一步施工。
2、基坑开挖必须在围护墙及墙顶圈梁达到设计强度完毕后方可进行，要先探后挖，确保地下连续墙不渗漏方可进行开挖。
3、土方开挖遵循分层、分块、对称式的开挖原则，开挖至基底标高后及时浇筑混凝土垫层及基础底板，以减少基坑大面积暴露时间，控制基坑的回弹隆起。
4、对于集水坑、电梯井等局部深坑的土方开挖须在主楼底板垫层浇筑完毕后方可进行，该区域土方开挖时应进行试探性开挖，其土方开挖及垫层施工须控制在12 h 内。
6、在基坑开挖过程中，采取有效措施，确保边坡留土及动态土坡的稳定性；基坑内部临时土坡坡度＞1∶1且在土方开挖过程中挖土最大高差控制在3 m 左右，慎防土体的局部坍塌造成竖向支撑移位破坏、现场人员损伤和机械的损坏等工程事故。
7、土方分层开挖，每道支撑完成且结构强度达到80%后再开挖支撑下一层土方，开挖下一层土方时，将支撑底模完全拆除，避免底模掉落伤人或损坏机械。
8、土方开挖需密切关注基坑动态监测，第一时间收集各项监测信息，施工过程严格坚持信息化施工，以第三方监测数据为准绳，及时调整开挖范围与速度。
9、土方开挖前，应做好降水工作，始终保持基坑内水位于开挖面以下1m 左右。
10、考虑软土地区土体的流变性，充分利用基坑开挖的“时空效应”原理，确保地铁与周边保护性建筑的安全。
6结论
本工程深基坑支护设计中采用了灌注桩加两道钢筋混凝土内支撑的支护形式+深层搅拌桩止水的方案，取得了良好的效果。经过本工程施工，得出如下体会。（1）排桩+深层搅拌桩基坑支护方案适用于建筑密集、场地狭小的地区，尤其对周边建筑物不允许有明显沉降时更为适宜。（2）深层搅拌桩作为止水帷幕是一种比较廉价的措施，可根据实际情况布置一排或两排，止水效果较好，只要该区地质条件符合要求，就可推广。（3）基坑设计要充分利用建筑物的平面形状，改善空间受力条件，可以提高支护结构的整体刚度，对降低费用、方便施工大有好处。（4）施工实例表明，该方案是安全、经济和可行的，从而为该区提供了一个成功的范例。
参考文献：
[1]林英,曹孙胜.厦门市某商务中心基坑支护实例研究[J].福建建材,2018(11):21-23.
[2]鲁红军,信庭雷.基坑支护设计中常见问题分析[J].洁净煤技术,2018,24(S1):50-53.
[3]柳红燕,王蒙蒙.高层建筑深厚软土基坑支护方案设计和质量控制[J].科技风,2018(23):119.
论文作者:辛素敏
论文发表刊物:《防护工程》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/29
标签：基坑论文; 土方论文; 地下室论文; 方案论文; 工程论文; 淤泥论文; 局部论文; 《防护工程》2019年第4期论文;