深厚軟土復(fù)雜深大基坑多圓環(huán)內(nèi)支撐體系應(yīng)用技術(shù)

繆智勇，李燦峰

（1.紹興市文化旅游集團(tuán)有限公司，浙江 紹興 312000；2.浙江寶業(yè)建設(shè)集團(tuán)有限公司，浙江 紹興 312028）

1 工程概況

新橋風(fēng)情項(xiàng)目位于浙江省紹興市越西路與西郊路交叉口西北側(cè)，由14 幢17～18 層住宅樓、1 幢1 層開閉所、 社區(qū)用房、1 幢1 層物業(yè)經(jīng)營(yíng)用房及1～2 層地下室組成，總用地面積41 158 m2，地上總建筑面積95 522 m2，地下建筑面積41 295 m2。

1.1 地下室特點(diǎn)

±0.000 相當(dāng)于黃海標(biāo)高6.100 m，基坑設(shè)計(jì)時(shí)取自然地面黃海標(biāo)高5.100 m（即相對(duì)標(biāo)高-1.000 m），本工程設(shè)一層地下室、局部二層地下室，一層地下室承臺(tái)墊層底標(biāo)高-6.770 m， 基坑開挖深度5.77 m；二層地下室承臺(tái)墊層底標(biāo)高-10.570 m， 基坑開挖深度9.57 m；一層與二層交界處基坑二次挖深4.45 m?；娱_挖面積達(dá)28 460 m2，周長(zhǎng)1 081 延長(zhǎng)米。

1.2 工程地質(zhì)條件

本工程地處軟土地區(qū)， 其開挖影響深度范圍內(nèi)地層情況分布依次為：1-1 層雜填土、1-2 層粉質(zhì)粘土、2 層粘質(zhì)粉土、3 層淤泥質(zhì)粘土、4 層粘土（表1）。

表1 各土層主要物理力學(xué)指標(biāo)

1.3 基坑周邊環(huán)境情況

場(chǎng)地東側(cè)緊挨越西路，東、東北側(cè)為北海派出所、公安宿舍及西郭變電站，西側(cè)為新橋江，南側(cè)為西郊路，北側(cè)為新橋江支流。 新橋江江面標(biāo)高約3.840 m，水深約1.65 m。 周邊無(wú)采用樁基礎(chǔ)的建筑物。 場(chǎng)地東南側(cè)有一自來(lái)水管線， 北側(cè)有一條110 kVA 電纜線。 自來(lái)水管線為管徑1 000 mm 的鑄鐵水管，其上覆土厚約1.4 m。 地勢(shì)總體較平坦，基坑周邊環(huán)境見(jiàn)圖1。

圖1 基坑周邊環(huán)境

2 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)思路

綜合本工程地質(zhì)條件、基坑開挖深度、周邊環(huán)境及附近已有的工程經(jīng)驗(yàn)， 經(jīng)過(guò)多種方案比較后，二層地下室基坑開挖深度9.57 m 區(qū)域采用鉆孔灌注樁結(jié)合兩道鋼筋混凝土圓環(huán)支撐，一層地下室基坑開挖深度5.77 m 區(qū)域采用SMW 工法樁結(jié)合一道鋼筋混凝土圓環(huán)支撐，一層與二層交界處基坑二次挖深4.45 m 區(qū)域則采用鉆孔灌注樁結(jié)合一道鋼筋混凝土圓環(huán)支撐的支護(hù)形式。

2.2 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.2.1 二層地下室基坑剖面做法

采用Φ800＠1 100 鉆孔灌注樁， 樁長(zhǎng)18 m，插入深度10.73 m； 鉆孔灌注樁外側(cè)止水帷幕采用Φ650＠450 三軸水泥攪拌樁， 樁長(zhǎng)13 m； 在標(biāo)高-2.500 m、-6.100 m 處設(shè)置兩道鋼筋混凝土圓環(huán)支撐；基坑內(nèi)側(cè)被動(dòng)區(qū)采用Φ600＠500 水泥攪拌樁在承臺(tái)間進(jìn)行墩式加固。 二層地下室基坑剖面見(jiàn)圖2。

圖2 二層地下室基坑剖面

2.2.2 一層地下室基坑剖面做法

采用Φ650＠450 三軸水泥攪拌樁、 內(nèi)插H500×300×11×18 型鋼，插一隔一，樁長(zhǎng)12 m；在標(biāo)高-2.500 m 處設(shè)置一道鋼筋混凝土圓環(huán)支撐；基坑內(nèi)側(cè)被動(dòng)區(qū)采用Φ600＠500 水泥攪拌樁在承臺(tái)間進(jìn)行墩式加固。 一層地下室基坑剖面見(jiàn)圖3。

圖3 一層地下室基坑剖面

2.2.3 一層與二層交界處基坑剖面做法

采用Φ700＠1000 鉆孔灌注樁， 樁長(zhǎng)12 m，插入深度7.55 m； 鉆孔灌注樁外側(cè)止水帷幕采用Φ650＠450 三軸水泥攪拌樁， 樁長(zhǎng)8m； 在標(biāo)高-6.100 m 處設(shè)置一道鋼筋混凝土圓環(huán)支撐。 一層與二層交界處基坑剖面見(jiàn)圖4。

圖4 一層與二層交界處基坑剖面

2.2.4 多圓環(huán)內(nèi)支撐體系設(shè)計(jì)

結(jié)合基坑平面形狀、施工順序等因素，進(jìn)行基坑內(nèi)支撐布置，充分利用圓環(huán)支撐結(jié)構(gòu)軸力大、彎矩小的特點(diǎn)，形成強(qiáng)有力的支撐作用，改善支撐結(jié)構(gòu)受力狀況[1]。 運(yùn)用理正軟件進(jìn)行基坑平面受力分析，將支撐、壓頂梁、腰梁等簡(jiǎn)化為平面封閉框架，按剖面計(jì)算得到的彈性反力作為該平面框架作用的均布荷載。 經(jīng)基坑整體設(shè)計(jì)計(jì)算，本工程多圓環(huán)內(nèi)支撐體系設(shè)計(jì)如下：

在-2.500 m 第一道支撐共設(shè)四個(gè)圓環(huán)支撐，圓環(huán)直徑從北到內(nèi)分別為70.6 m、68.6 m、41.2 m、77.4 m，第一道支撐平面圖見(jiàn)圖5。

在-6.100 m 第二道支撐共設(shè)兩個(gè)圓環(huán)支撐，圓環(huán)直徑分別為41.2 m、77.4 m，與第一道支撐平面尺寸對(duì)應(yīng)，第二道支撐平面圖見(jiàn)圖6。

3 基坑施工

3.1 施工順序

測(cè)量定位→被動(dòng)區(qū)水泥攪拌樁、三軸水泥攪拌樁止水帷幕施工→圍護(hù)樁及立柱樁施工→基坑降排水→開挖工作平臺(tái)、修整邊坡→埋設(shè)混凝土厚度控制標(biāo)記→噴射混凝土面層→圍護(hù)壓頂梁、腰梁及混凝土內(nèi)支撐施工→土方開挖→基礎(chǔ)施工→底板換撐→土方回填。

圖5 第一道支撐平面

圖6 第二道支撐平面

3.2 注意事項(xiàng)

（1）圍護(hù)樁應(yīng)按先施工止水帷幕、后施工鉆孔灌注樁的順序， 同時(shí)合理控制圍護(hù)樁的施工速度，減少圍護(hù)樁施工對(duì)周邊環(huán)境的影響。

（2）土方開挖應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行分層、分區(qū)、分段、對(duì)稱均衡挖土，支撐及墊層應(yīng)在限時(shí)內(nèi)澆筑完成，以發(fā)揮基坑的時(shí)空效應(yīng)，減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形。

（3）基坑工程施工時(shí)應(yīng)保證坑邊荷載小于設(shè)計(jì)值，禁止運(yùn)土車、混凝土車等重型車輛在基坑邊上通行，圍護(hù)坡頂邊線外5 m 范圍內(nèi)超載不得超過(guò)設(shè)計(jì)允許值。

（4）實(shí)行信息化施工，基坑開挖前應(yīng)請(qǐng)相關(guān)專業(yè)單位對(duì)基坑周邊建筑物缺陷及沉降情況做一次全面檢查、記錄、拍照及錄像，及時(shí)獲取基坑開挖過(guò)程中支護(hù)結(jié)構(gòu)和周圍土體的受力與變形信息。

（5）支撐拆除前工程技術(shù)人員要檢查現(xiàn)場(chǎng)支撐條件是否符合拆除標(biāo)準(zhǔn)， 在拆除時(shí)按從周圍到中心的順序進(jìn)行，減小圓環(huán)承受力，在外圍結(jié)構(gòu)支撐拆除后，最后拆除圓環(huán)支撐。 本工程為控制基坑變形、保護(hù)周邊環(huán)境，采用靜力切割方法進(jìn)行拆除。

（6）SMW 工法樁內(nèi)H500×300×11×18 型鋼拔出后孔隙應(yīng)采用干黃沙回灌或進(jìn)行水泥漿注漿處理[2]。

4 基坑監(jiān)測(cè)情況

為確保本工程基坑開挖的安全和地下結(jié)構(gòu)施工的順利進(jìn)行， 及時(shí)掌握基坑開挖的影響情況，本工程基坑監(jiān)測(cè)對(duì)深層土體位移、支撐梁軸力及周邊房屋道路的沉降、傾斜、裂縫等進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。從基坑開挖開始到結(jié)束， 周邊房屋道路均未發(fā)現(xiàn)傾斜、裂縫情況，基坑深層土體位移地下室一層區(qū)域最大為28 mm，地下室二層區(qū)域最大量為42 mm，均未超過(guò)警戒值。

5 結(jié)語(yǔ)

在新橋風(fēng)情項(xiàng)目深基坑支護(hù)中首次采用了多圓環(huán)內(nèi)支撐體系，施工情況及監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)表明，該體系具有安全可靠、施工作業(yè)空間寬敞、位移控制效果好、造價(jià)低等明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。經(jīng)計(jì)算分析，與傳統(tǒng)對(duì)撐結(jié)構(gòu)相比，本工程采用多圓環(huán)內(nèi)支撐可減少混凝土構(gòu)件體積約30%，節(jié)約造價(jià)15%，為類似深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)提供了借鑒。