中心城區(qū)復(fù)雜環(huán)境超深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

米福生

上海謝億民結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)事務(wù)所有限公司，上海 200000

中心城區(qū)建設(shè)項(xiàng)目，場地狹小，并且周邊往往有地鐵隧道等影響因素，深基坑支護(hù)技術(shù)不僅要確保擋土、穩(wěn)定邊坡的要求，還要滿足周圍已有建筑物、地下管線及道路的變形控制的要求［1］。超深基坑開挖和施工過程中支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，必須充分考慮這些因素，采用數(shù)值模擬方法，選擇最優(yōu)方案。

1 工程概況

項(xiàng)目位于上海市中心城區(qū)，建筑高度174.75m，為一類超高層建筑。基地面積約6000m2，地下為五層深地下室，基坑開挖深度為-22.7m，最深基坑達(dá)-26.45m。

1.1 周邊環(huán)境

項(xiàng)目南側(cè)為南京路，基坑邊緣距道路紅線距離為5m，道路下有多條市政管線。并且該側(cè)有地鐵隧道經(jīng)過，地鐵隧道邊線離基坑內(nèi)側(cè)邊線約為15m。項(xiàng)目東側(cè)為既有建筑物（局部存在開裂及變形），距本地下室內(nèi)邊線約8.5m。施工開挖時(shí)必須考慮監(jiān)測保護(hù)措施。

1.2 工程地質(zhì)

本工程地層自上而下為沖積，河口-濱海，主要由粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粘土和砂質(zhì)粉土組成。其中第②層、第③層、第⑤2層、第⑥層為粉質(zhì)粘土，夾少量粉砂。地層結(jié)構(gòu)比較松散，透水性較強(qiáng)，在動(dòng)水作用下容易產(chǎn)生流砂等不良地質(zhì)現(xiàn)象。

2 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案

2.1 數(shù)值模擬

上海地區(qū)屬于軟土地區(qū)，軟土地區(qū)的基坑變形具有發(fā)展速度快、變形量大、變形穩(wěn)定所需時(shí)間較長等特點(diǎn)［2］。為保證施工安全，經(jīng)多方案比選，決定采用兩墻合一逆作法施工方案，將部分地下室水平結(jié)構(gòu)作為基坑水平支撐的方式。

該項(xiàng)目基坑開挖最大深度為22.30m，用厚度1000mm的地下連續(xù)墻作為基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，地下連續(xù)墻長度35m，墻頂標(biāo)高為±0.00m。從上到下共設(shè)置6 道支撐。采用數(shù)值模擬方法對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)安全性進(jìn)行計(jì)算，對(duì)基坑整體穩(wěn)定、墻底抗隆起、坑底抗隆起進(jìn)行了驗(yàn)算，驗(yàn)算結(jié)果滿足要求。

2.2 支護(hù)結(jié)構(gòu)

采用地下連續(xù)墻作為基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，槽段共46 幅。主樓部分地墻厚1.0m，深度35m，近萬象商都及地鐵隧道位置，深度36m 和39m。為提供地下連續(xù)墻的整體性和兼顧止水作用，在地下連續(xù)墻內(nèi)側(cè)槽段接頭處設(shè)置了壁柱，壁柱亦可增加地下連續(xù)墻豎向承載能力。

2.3 地鐵及臨房側(cè)基坑加固

為確保地鐵隧道的結(jié)構(gòu)安全，在基坑內(nèi)側(cè)沿地下連續(xù)墻進(jìn)行深層攪拌樁加固，在基坑南側(cè)沿地下連續(xù)墻在坑外側(cè)進(jìn)行深層攪拌樁加固?；觾?nèi)側(cè)加固寬度為6m，深度為5m；其中地鐵隧道邊基坑30m范圍底板下全部進(jìn)行加固，加固深度為底板下4m。在攪拌樁與地下墻基坑壁之間的空隙，采用壓密注漿加固。

本工程?hào)|側(cè)建筑已出現(xiàn)既有裂縫和變形，出于安全考慮，在該側(cè)基坑外側(cè)2m 范圍內(nèi)進(jìn)行壓密注漿，對(duì)土體進(jìn)行加固。注漿深度為標(biāo)高-12.0m至-26.0m，加固長度約為42.5m。注漿點(diǎn)約86 個(gè)，每個(gè)注漿點(diǎn)每米深度水泥用量為125kg，水灰比為0.5，每個(gè)注漿點(diǎn)孔距為1m。

3 沉降、位移、變形監(jiān)測

基坑開挖和支護(hù)結(jié)構(gòu)施工過程中，利用傳感器和采集儀對(duì)基坑及其支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和變形進(jìn)行實(shí)時(shí)同步監(jiān)測，通過對(duì)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，可以評(píng)估基坑和支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全性，對(duì)可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測，避免事故發(fā)生和保障施工順利進(jìn)行。

3.1 支護(hù)結(jié)構(gòu)自身監(jiān)測

在地下連續(xù)墻頂部設(shè)置沉降觀測點(diǎn)和位移觀測點(diǎn)，在相應(yīng)位置地下連續(xù)墻內(nèi)埋設(shè)測斜管監(jiān)測地下連續(xù)墻體的變形。監(jiān)測要求為：頂部的沉降與位移:10mm；測斜:15mm；地下連續(xù)墻與立柱樁的差異沉降:10mm。

3.2 地鐵監(jiān)測

監(jiān)測內(nèi)容為：地鐵車站側(cè)水土壓力及地鐵車站的變形監(jiān)測：隧道監(jiān)測的基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)在基坑兩側(cè)90m 處，整個(gè)隧道的檢測范圍取為130m。監(jiān)測報(bào)警值為：水平位移≤10mm、垂直位移≤10mm。

3.3 周邊建筑物的監(jiān)測

監(jiān)測要求：臨近建筑物沉降：15mm、建筑物的傾斜度不得超過1/500。在周邊監(jiān)測建筑物上設(shè)置沉降觀測點(diǎn)和建筑物垂直度觀測點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測，并由具有相應(yīng)監(jiān)測資質(zhì)的監(jiān)測單位按時(shí)監(jiān)測并上報(bào)監(jiān)測成果資料。

4 結(jié)束語

通過對(duì)設(shè)計(jì)方案的理論計(jì)算及實(shí)際驗(yàn)證，總結(jié)出以下經(jīng)驗(yàn)可供類似項(xiàng)目進(jìn)行參考：

（1）對(duì)于超深基坑，應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目結(jié)構(gòu)、地質(zhì)、水文及周邊環(huán)境，采用數(shù)值模

擬方法，驗(yàn)證支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全性，擇優(yōu)選擇基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案。

（2）地下連續(xù)墻既可以在基坑開挖和地下室施工階段用來擋土、止水、防滲，

同時(shí)又可以作為地下室外墻，節(jié)省施工周期和成本，取得了良好的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效果。

（3）靠近地鐵隧道基坑采用深層攪拌樁加固是一種有效的方式，能夠保證地

鐵隧道的安全和穩(wěn)定。對(duì)緊鄰建筑物測地基進(jìn)行壓密注漿提高土體強(qiáng)度能夠有效保護(hù)建筑物安全。