鄰近建筑物被動區(qū)預留加固軟土換撐地下車庫深基坑施工技術

李波

（中交第二航務工程局有限公司，武漢430014）

1 引言

地下車庫已經(jīng)在國內外城市建筑、公園等領域廣泛應用，對于鄰近既有建筑物開挖深度范圍為軟土地質條件的城市公園地下車庫深基坑施工，通常采用超長大直徑鉆孔樁或者地下連續(xù)墻支護開挖方案，基坑底被動區(qū)土體加固通常采取水泥攪拌樁等加固處理或采用數(shù)道臨時圍檁支撐支護開挖。深基坑支護開挖作為鄰近既有建筑物開挖深度范圍為軟土地質條件的城市公園地下車庫施工的關鍵部分，被大量相關人士研究，然而大量的參考文獻主要是針對支護結構設計、被動區(qū)土體加固方式的優(yōu)化，以利于施工。也有一些參考文獻對被動區(qū)土體加固進行研究，但也僅僅是針對被動區(qū)土體采用何種地基處理展開探討，對鄰近既有建筑物開挖深度范圍為軟土地質條件的城市公園地下車庫深基坑施工能否有更優(yōu)的解決辦法研究甚少。

2 軟土地質基坑施工方案比選

從結構組成、施工難度及便捷性、工期、經(jīng)濟性、適用性等方面綜合對比分析超強支護排樁或地下連墻+水泥攪拌樁加固、多層臨時圍檁支撐、被動區(qū)留加固土換撐3 種方法的優(yōu)缺點如表1 所示。

表1 3 種施工方法的對比分析

由表1 的分析可知，對于超強支護排樁或地下連墻+水泥攪拌樁加固、臨時圍檁支撐、被動區(qū)留加固土換撐等3 類方法，超強支護排樁或地下連墻+水泥攪拌樁加固、臨時圍檁支撐消耗工期長、成本高，而被動區(qū)留加固土換撐特別適用于鄰近建筑物軟土地質地下車庫深基坑施工，工期較短、成本低等[1]。

3 工程實例

智慧城川江池公園地下車庫基坑面積約21 868.1㎡，周長842.5m，開挖深度5.9～8.9m，基坑平面基本呈多邊形，原始地貌地勢不平坦，基本呈北高南低趨勢。

其中，基坑東側某支護段外側為變電所（地上1 層，無地下室，采用天然地基，基礎埋深考慮0.8m），變電所外側緊鄰既有市政道路，該支護段基坑開挖深度為8.9m、邊線距離變電所外墻線1.30m。

基坑支護開挖采用排樁支護+預留被動區(qū)軟土換撐基坑施工方法。

3.1 地質條件

根據(jù)詳勘資料分析，地下車庫開挖深度內涉及的土層為：1-1 素填土層、2-1 可塑狀黏土、2-2 淤泥狀黏土、2-3 可塑狀黏土、3 硬塑狀黏土。土層及特性取值如表2 所示。

表2 基坑支護設計土層特性取值參數(shù)表

3.2 關鍵工藝

鄰近建筑物被動區(qū)留土加固換撐地下車庫深基坑施工技術包括被動區(qū)留土加固、換撐受力體系轉換兩大核心部分。

深基坑開挖施工工藝流程：施工準備→支護樁、粉噴樁、樁間高壓旋噴樁施工→土方開挖至冠梁底，冠梁施工→土方開挖保留坑內留土部分，其余分層分區(qū)域開挖至坑底→地下室底板施工，斜拋撐底板牛腿施工→鋼管支撐架設安裝→挖除被動區(qū)留土→地下室底板結構施工→地下室底板回填換撐施工→拆除鋼管支撐，施工完成地下室外墻，基坑回填[2]。地下車庫深基坑支護開挖斷面如圖1 所示。

圖1 地下車庫深基坑支護開挖斷面圖

3.3 受力分析

采用天漢基坑設計軟件計算，選取最不利受力工況計算。

3.3.1 被動區(qū)留加固土工況計算結果

圍護結構冠梁混凝土澆筑后達到一定強度、除被動區(qū)4m厚加固留土外的土方全部挖除后，計算如圖2 所示。

圖2 基坑支護結構土壓力、位移、彎矩計算結果（單位：mm）

根據(jù)軟件計算結果，支護結構土壓力、位移、彎矩、剪力均能滿足規(guī)范要求。

3.3.2 土方全部開挖至基底工況計算結果

安裝完斜拋撐，挖除預留被動區(qū)加固土至基底時，整體模型受力如圖3 所示。

圖3 土方全部開挖至基底工況受力分析計算

根據(jù)軟件計算結果，支護結構土壓力、位移、彎矩、剪力均能滿足規(guī)范要求。

3.4 現(xiàn)場實施效果

相比傳統(tǒng)工法，鄰近建筑物被動區(qū)留加固土換撐地下車庫深基坑施工技術巧妙利用被動區(qū)加固土解決了鄰近建筑物基坑開挖穩(wěn)定問題，適用于鄰近建筑物被動區(qū)軟土地下車庫深基坑施工，施工成本低、強度高，大幅度提高工效的同時節(jié)約了大量的型材、混凝土等措施項目費用，取得了預期的經(jīng)濟效益。

4 結語

對于鄰近建筑物被動區(qū)軟土地下車庫深基坑施工，通常采用超長大直徑鉆孔樁或者地下連續(xù)墻支護開挖方案，基坑被動區(qū)土體加固通常采取水泥攪拌樁等加固處理或采用數(shù)道臨時圍檁支撐支護開挖。整個施工周期很長，支護結構混凝土、鋼材材料成本高，鋼支撐安裝及拆卸費時費力。

鄰近建筑物被動區(qū)留加固土換撐地下車庫深基坑施工技術，巧妙地利用了被動區(qū)加固土體自身重量、強度解決換撐前基坑變形及穩(wěn)定的問題，再巧妙利用斜拋撐解決基坑開挖到底后排樁頂部變形過大的問題，鄰近建筑物被動區(qū)留加固土換撐地下車庫深基坑施工技術相比傳統(tǒng)工法巧妙利用被動區(qū)加固土解決了鄰近建筑物基坑開挖穩(wěn)定問題，大幅度提高工效的同時節(jié)約了大量的型材、混凝土等措施項目費用，對類似鄰近建筑物軟土地質地下車庫深基坑支護開挖施工有較大的借鑒作用。