雙道鋼格構(gòu)斜拋撐在深大基坑中的應(yīng)用

單燦燦 （安徽省城建設(shè)計研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230000）

1 工程概況

該工程位于老城區(qū)主干道交口，場地東側(cè)與南側(cè)為城市主干道，北側(cè)和西側(cè)為已建市政道路，存在較多管線；東側(cè)緊鄰在建軌道交通車站主體及其附屬結(jié)構(gòu)。擬建物為一商業(yè)綜合體，最高為7層，局部為3～6層，下設(shè)3層地下室，占地面積約5.2萬m2，規(guī)模較大，基坑開挖深度為11.15～17.65m，深度較深。

本工程地質(zhì)條件較為復(fù)雜，場地所處地貌類型為南淝河Ⅱ級階地，場地土自上而下分布有：①層雜填土（Q4ml）層厚 1.20～8.80m；②層黏土（Q3al＋pl）層厚 5.00～12.50m；③層粉質(zhì)黏土（Q3al＋pl）層厚 9.00～12.00m；④層全風化泥質(zhì)砂巖（K）層厚1.50～2.50m；⑤層強風化泥質(zhì)砂巖（K）:層厚2.00～5.60m；⑤層中風化泥質(zhì)砂巖（K）:棕紅色，稍濕。為極軟巖～軟巖，巖石基本質(zhì)量等級為Ⅴ級。

本場地地下水主要為上層滯水和層間水，上層滯水主要賦存于①層雜填土中，層間水主要賦存于④層、⑤層、⑥層中，其中④層全風化泥質(zhì)砂巖中水量較大，具承壓性。初見水位埋深在19.0～24.6m，初見水位標高0.28～4.84m，穩(wěn)定水位埋深在3.0～8.5m，水位標高在15.95～20.50m。根據(jù)施工勘察情況，本場地承壓水頭普遍分布較高，高于地下室底板開挖標高，對后期施工影響較大。

2 支護方案選擇

2.1 支護結(jié)構(gòu)

根據(jù)以上情況及本地區(qū)的工程經(jīng)驗，本基坑可選擇的支護結(jié)構(gòu)有：排樁+錨索支護形式、排樁＋內(nèi)支撐支護形式。

2.2 支護結(jié)構(gòu)比較

①排樁+錨索方案：能夠較好地控制變形，施工可行，在本地區(qū)廣泛使用，工程造價相對較低，不占用基坑內(nèi)部空間，能夠為地下室結(jié)構(gòu)施工提供良好的作業(yè)環(huán)境。但根據(jù)本地區(qū)相關(guān)管理規(guī)定，深基坑支護結(jié)構(gòu)（包括錨桿、土釘）不應(yīng)超越場地紅線。故此方案不采用。

②排樁＋內(nèi)支撐方案：安全性高，能夠嚴格控制變形，符合本地區(qū)相關(guān)管理規(guī)定

2.3 設(shè)計方案選擇

綜合比較，本工程選擇排樁+內(nèi)支撐支護形式。支撐形式有兩種選擇：一種為全水平內(nèi)支撐形式，其優(yōu)點為能較好的控制變形，安全性高，其缺點為對于面積較大的基坑，支撐跨度較大，立柱較多，影響土方開挖和主體工程施工進度，造價較高、工期較長；另一種為斜撐+水平角撐相結(jié)合的形式，其優(yōu)點為支撐布置方式靈活，便于施工，占用少量基坑內(nèi)部空間，能夠為地下室結(jié)構(gòu)施工提供良好的作業(yè)環(huán)境，其缺點為斜拋撐須留土刻槽施工，且穿底板，施工工藝相對復(fù)雜。

綜合以上情況，根據(jù)現(xiàn)場條件及以往工程經(jīng)驗，本工程最終采用排樁+兩道斜拋撐支護形式，其斜拋撐截面為格構(gòu)式，便于底板及側(cè)墻鋼筋穿越支撐桿件。

3 設(shè)計方案

3.1 地下水控制

圖1 基坑支護平面及典型剖面

圖2 關(guān)鍵工況及節(jié)點大樣

圖3 加固處理

根據(jù)本工程勘察及地下水專項調(diào)查，本場地承壓水頭普遍分布較高，高于地下室底板開挖標高，對后期施工影響較大。故采用管井減壓井進行降水減壓，并在臨近軌道側(cè)增設(shè)落底式高壓旋噴止水帷幕，既有效地保護了周邊環(huán)境，也為本工程地下室開挖創(chuàng)造了安全的作業(yè)條件。

3.2 支護方案

根據(jù)周邊環(huán)境，因地庫輪廓線距離用地紅線較近，四周場地局促，為盡量保留施工場地，便于基坑開挖及主體結(jié)構(gòu)施工，支護結(jié)構(gòu)盡可能采取直立支護形式，減少放坡。各側(cè)支護結(jié)構(gòu)：東側(cè)靠近在建軌道車站主體部分采用雙排樁+兩道斜拋撐支護形式；北側(cè)填土較厚，采用雙排樁+兩道斜拋撐支護形式；西側(cè)及南側(cè)采用單排樁+兩道斜拋撐支護形式。其支護平面及典型剖面如圖1。

圖4 鋼棧橋

4 本工程關(guān)鍵工況及節(jié)點大樣處理

①斜拋撐支護型式中最關(guān)鍵的工況為預(yù)留土方及斜撐預(yù)應(yīng)力的施加，本工程規(guī)模較大，基坑較深，設(shè)計要求嚴格控制預(yù)留土方，并在斜撐與立柱交接處設(shè)置抱箍便于限位及施加預(yù)應(yīng)力，其主要大樣如圖2。

②為確保格構(gòu)斜拋撐端頭與連接鋼板接觸面積，設(shè)計在斜拋撐端頭進行了加固處理，具體如圖3。

③本工程基坑較深，為確保出土通道位置斜拋撐的施工及圍檁的貫通，本工程設(shè)計設(shè)置了鋼棧橋，具體如圖4。

④本工程主體結(jié)構(gòu)為大跨度商業(yè)，各層頂板主梁與次梁較多，間距較密，給斜拋撐的布置帶來極大的難度，局部斜拋撐因施工誤差，在主體結(jié)構(gòu)施工時，與梁沖突，需進行處理，其處理大樣如圖5，鋼筋在穿越支撐構(gòu)件時，局部也進行了處理。

⑤本工程地下三層，采用兩道斜拋撐支護，斜拋撐的標高位于頂板上方，便于拆換撐，換撐時對主體機構(gòu)后澆帶、坡道及空板須進行傳力處理，如圖6。

5 結(jié)論

圖5 大樣

圖6 主體機構(gòu)后澆帶、坡道及空板

本工程通過采用排樁+兩道斜拋撐支護形式為基坑的開挖及主體結(jié)構(gòu)的施工提供了良好的作業(yè)空間，順利、安全的完成了地下室施工。根據(jù)基坑變形監(jiān)測結(jié)果，水平位移及沉降均在規(guī)范控制值范圍之內(nèi)，滿足設(shè)計要求。通過本工程，積累了許多寶貴的經(jīng)驗，對以后深大基坑的支護工程施工具有很好的借鑒意義。