西安某超高層深基坑支護工程設計方案探討

熊　昌

(機械工業勘察設計研究院有限公司，陜西 西安　710043)

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西安某超高層深基坑支護工程設計方案探討

熊昌

(機械工業勘察設計研究院有限公司，陜西 西安710043)

以西安某基坑工程為例，根據該工程的地質條件，闡述了具體的基坑支護方案，并總結了支護選型的創新點，指出該工程支護施工既節約了工程造價，又取得了良好的施工效果，為黃土地區基坑支護設計積累了經驗。

基坑，支護方案，圍護結構，錨索

1　工程概況

隨著國家基礎建設的加快，城市用地空間的緊張，目前深基坑工程越來越多，特別是超高層的建設帶來的超深基坑也越來越多，僅西安目前規劃或在建的超高層就超過30棟，本工程作為西北地區少數已建設完成的超高層(高度約270 m)，目前基坑已回填，其深基坑支護設計為后續眾多深基坑工程提供借鑒。

項目分為超高層、裙房及地下車庫，超高層地上58層，裙房地上3層，地下室均為-3層。超高層、裙房、地下車庫(地下室)采用整體開挖方式。±0.00相應絕對標高為412.40 m，超高層基坑底標高-19.30 m、裙房及地下車庫基坑底標高為-7.5 m，-17.3 m。基坑南北長167.65 m，東西寬96.0 m。

2　場地巖土工程條件

2.1場地位置、地形與地貌

本工程場地地形較平坦，地面標高介于412.08 m～412.83 m之間。地貌單元屬黃土塬前的一級洪積臺地。

2.2地層結構及巖性描述

根據鉆孔揭露，現將基坑開挖及降水影響深度范圍內地層描述如下：

①層人工填土：該層由雜填土①1和素填土①2組成。該層一般厚度0.60 m～3.80 m，層底標高408.50 m～411.90 m。

②層黃土狀土(粉質粘土)：黃褐色，可塑，中密，稍濕。層厚3.20 m～8.20 m，層底標高403.05 m～406.44 m。

③層黃土狀土(粉質粘土)：褐黃～灰褐色，可塑，中密，稍濕～濕。不具濕陷性。層厚3.50 m～7.80 m，層底標高398.13 m～400.57 m。

④層黃土狀土(粉質粘土)：褐～紅褐色，可塑，中密，稍濕～飽和。層厚2.70 m～5.40 m，層底標高393.71 m～396.63 m。

⑤層黃土狀土(粉質粘土)：褐黃～黃褐色，可塑，中密，飽和。層厚7.70 m～12.60 m，層底標高383.03 m～386.27 m。

2.3地下水

本場地地下水分為上層滯水與潛水，上層滯水穩定水位埋深為9.20 m～10.40 m，潛水穩定水位埋深為16.05 m～17.40 m，地下水位年平均變幅約為1.5 m。

3　設計計算參數

計算選用的各土層物理力學指標見表1。

表1　各土層物理力學指標

4　基坑圍護結構選型

根據建設單位提供資料及現場踏勘情況知：場地南側、西側緊鄰市政道路，基坑底口距道路圍墻5.0 m～6.0 m；場地北側為后期用地，現有2層臨建，距基坑底口線約8 m；場地東側緊靠正在施工的建筑物，基坑底口距建筑物地下室外墻約4.5 m，東側建筑物基礎埋深12.0 m，由于東側建筑物擬在2012年投入運營，屆時超高層與東側建筑物間消防環道必須保證暢通、安全使用。鑒于此，初步選用以下支護方案，具體如下。

4.1基坑南、西側支護方案

場地南側、西側緊鄰市政道路，基坑底口距道路圍墻5.0 m～6.0 m。基坑南側、西側采用下部錨拉樁，上部土釘墻的支護方案。由于上層滯水埋深9.20 m～10.40 m，且根據東側建筑物基坑施工情況知，上層滯水排泄不暢，在坡面產生滯水外泄，對土釘墻穩定性會產生不利影響，為避免上層滯水的影響，上部土釘墻底標高放在上層滯水水位線以上約2.0 m，且道路荷載影響范圍在基坑-7 m以下，綜合考慮即土釘墻支護高度7.0 m，下部10.3 m，采用對滯水敏感性及變形控制較小的錨拉樁體系支護。基坑南側、西側支護方案如下：

上部7.0 m土釘墻放坡坡比1∶0.3，布置四層土釘，間排距1.5 m，第一、三、四排土釘長度均為6.0 m，第二排土釘長度為9.0 m，土釘墻面層網筋為φ6.5@200，網筋鋪設完成后噴射C20細石混凝土厚80 mm。

下部采用樁徑800 mm護坡樁+3層預應力錨索，護坡樁及錨索水平間距1.5 m；護坡樁長21.5 m(23.5 m)，樁頂設置500 mm×800 mm冠梁，護坡樁主筋16Φ25，螺旋筋φ8@150，加勁筋Φ16@2 000，冠梁主筋12Φ18，箍筋φ8@200；3層錨索均長25 m，采用3束15.2鋼絞線，如圖1，圖2所示。

4.2基坑北側支護方案

基坑北端頭有寬7.2 m條帶挖深7.5 m，緊鄰挖深7.5 m條帶部位基坑挖深17.3 m，為了保證基礎施工作業面及盡量避免施工相互干擾，且保證基坑出土正常，將外坡道設置于此，此部分選用上部0 m～7.5 m深基坑采用土釘墻支護，并將挖深7.5 m條帶延伸至基坑西邊線，下部9.8 m～17.3 m采用錨拉樁支護，錨拉樁與土釘墻坡腳間留出7.2 m寬平臺。基坑北側支護方案如下：

上部0 m～7.5 m深基坑采用土釘墻支護，土釘墻放坡坡比1∶0.3，最深處布置四層土釘，水平間距1.5 m，豎向間距1.6 m，由上至下，第一、四層土釘長度均為6.0 m，第二、三層土釘長度為9.0 m，土釘墻面層網筋為φ6.5@200，網筋鋪設完成后噴射C20細石混凝土厚80 mm。

下部采用樁徑800 mm護坡樁+2層～4層預應力錨索，護坡樁及錨索水平間距1.5 m；護坡樁長19.5 m～29.5 m，樁頂設置500 mm×800 mm冠梁，護坡樁主筋根據錨拉樁高度不同分為14Φ25，16Φ25，20Φ25，螺旋筋φ8@150，加勁筋Φ16@2 000，冠梁主筋12Φ18，箍筋φ8@200；錨索采用3束15.2鋼絞線，長度依據錨拉樁高度不同而不同。如圖3，圖4所示給出護坡樁樁頂伸到地面斷面圖。

4.3基坑東側支護方案

場地東側緊靠正在施工的東側建筑物，基坑底口距東側建筑物地下室外墻約4.5 m，東側建筑物基礎埋深12.0 m，由于東側建筑物擬在2012年投入運營，屆時超高層與東側建筑物間消防環道必須保證暢通、安全使用。

超高層與東側建筑物間消防環道恢復時，初步考慮采用框架柱體系或箱式回填處理，若采用箱式回填，由于回填土體荷載較大，對支護結構壓力較大，不利于投資控制。本次支護結構設計時假定消防環道恢復時采用框架柱體系，框架柱體系荷載暫按150 kPa考慮，如消防環道恢復體系確定后，荷重大于此假定荷重應反饋設計，以便進行穩定性復核及方案調整。東側建筑物與超高層基底高差5.3 m,初步選用錨拉樁支護，根據勘察報告提供地層物理力學指標，通過基坑邊坡整體穩定性計算，基坑東側支護方案如下。

采用樁徑800 mm護坡樁+1層預應力錨索，護坡樁及錨索水平間距1.5 m；護坡樁長11.5 m，樁頂設置500 mm×800 mm冠梁，護坡樁主筋14Φ25，螺旋筋φ8@150，加勁筋Φ14@2 000，冠梁主筋12Φ18，箍筋φ8@200；錨索長25 m，采用3束15.2鋼絞線,如圖5，圖6所示。

5　本項目支護選型分析及創新點

根據地勘報告，場地的土質在西安地區偏好，有較好的自立性，基坑上部采用土釘墻支護形式，對節約成本加快進度是有利的。

上層滯水埋深-9.20 m～-10.40 m，且根據東側建筑物基坑施工情況得知，上層滯水排泄不暢，在坡面產生滯水外泄，對土釘墻穩定性會產生不利影響，因此，上部土釘墻底標高放在上層滯水水位線以上約2.0 m，即土釘墻支護高度7.0 m左右是合適的。

在與東側建筑物相鄰一側對這個部位提出了一種全新的解決思路，可以減載，還可爭取利用空間。如果不利用該空間，可以考慮采用板樁錨拉體系，錨桿直接生根在東側建筑物的樓板和墻交接部位，利用此方向剛度大的特點，為支護結構提供可靠的錨拉力。

6　項目意義

1)本項目為西北當時在建高度最高超高層項目，且目前已建成，項目為西安市重點工程，參觀、考察人員到場比較頻繁，本工程采取優化設計給建設方減少支護施工造價超過50%，對西北黃土地區超深基坑支護起到借鑒作用。

2)本項目開啟了我院深基坑支護業務承攬的新局面，項目配合及工程成果深受合作方好評，為順利承接其余類似項目做出了不小的貢獻。

On design scheme for ultra-high-rise deep foundation pit projects in Xi’an

Xiong Chang

(ChinaJikanResearchInstituteofEngineeringInvestigationandDesignCo.,Ltd,Xi’an710043,China)

Taking some foundation pit project in Xi’an as the example, the paper illustrates the foundation pit support scheme according to the geological conditions in the project, sums up the innovation of the support type selection, points out the support construction saves the engineering cost and achieves better construction effect, so as to provide some reference for the foundation pit support design in loess areas.

foundation pit, support scheme, enclosure structure, anchor cable

1009-6825(2016)23-0080-03

2016-06-09

熊昌(1984- )，男，碩士，工程師

TU463

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