北京環(huán)球影城項(xiàng)目基坑支護(hù)設(shè)計(jì)創(chuàng)新

聶艷俠，馬書杰，劉衛(wèi)未，史江川，謝志成

（中建一局集團(tuán)建設(shè)發(fā)展有限公司，北京100102）

0 引言

近十年來，國內(nèi)主題公園建設(shè)快速崛起，并呈現(xiàn)“井噴式”發(fā)展態(tài)勢。相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截至目前國內(nèi)主題公園數(shù)量逾2 000家，其中國內(nèi)投資在5 000萬元以上的有300家左右，主題公園發(fā)展迎來“黃金時(shí)代”。

1 工程概況

北京環(huán)球影城主題公園及度假區(qū)項(xiàng)目位于北京市通州區(qū)文化旅游區(qū)，六環(huán)路與京哈高速交界處（施園橋）西北角。本工程為國際大型主題公園類項(xiàng)目，是全球第六個(gè)、亞洲第三個(gè)、中國第一個(gè)環(huán)球主題公園，占地面積400hm2，是全球規(guī)模最大的環(huán)球主題公園（見圖1）。

圖1 北京環(huán)球主題公園效果

中建一局集團(tuán)建設(shè)發(fā)展有限公司承接713水世界和環(huán)球大酒店的基坑支護(hù)設(shè)計(jì)工作（見圖2）。與以往工程不同的是，設(shè)計(jì)服務(wù)從履約階段提前至方案策劃階段，實(shí)現(xiàn)從根據(jù)實(shí)際條件進(jìn)行設(shè)計(jì)方案選擇到根據(jù)優(yōu)選方案反推設(shè)計(jì)條件的轉(zhuǎn)變。

圖2 713水世界及環(huán)球大酒店位置

2 場地巖土工程條件

2.1 基坑周邊環(huán)境

713水世界園區(qū)與環(huán)球大酒店均位于環(huán)球影城主題公園地塊內(nèi)，場地空曠，包括表演區(qū)（表演水池、后勤水池、平衡水池）與觀演區(qū)兩部分（見圖3），觀演區(qū)CFG地基處理先于表演區(qū)基坑開挖施工。

環(huán)球大酒店基坑北側(cè)緊鄰地塊紅線，基坑西北側(cè)管廊及市政管線正在施工，規(guī)劃101、102行政樓尚未施工（見圖4）。

圖4 環(huán)球大酒店平面

2.2 場地工程地質(zhì)條件

按地層沉積年代、成因類型，將土層劃分為人工堆積層、新近沉積層及第四紀(jì)沉積層三大類。

第1層為人工堆積層，主要以粉質(zhì)黏土素填土、黏質(zhì)粉土素填土和房渣土為主，人工堆積層成分雜亂，工程性質(zhì)差，由于受原有民房、工業(yè)廠房的建設(shè)、拆除等人類活動(dòng)影響，其分布范圍、土質(zhì)成分及埋深情況差異性均較大。

第2層為新近沉積層，巖性以黏質(zhì)粉土、粉質(zhì)黏土、砂質(zhì)粉土為主，局部為黏土、重粉質(zhì)黏土及粉砂、細(xì)砂層。

第3～5大層為第四紀(jì)沉積土層，除上部分布有厚度不大的黏性土、粉土層（局部夾砂層）外，下部地層以砂類土為主，整體呈現(xiàn)較為穩(wěn)定的由黏性土、粉土至砂土的沉積旋回。

各土層的進(jìn)一步劃分及相關(guān)參數(shù)如表1所示。

表1 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)

2.3 場地水文地質(zhì)條件

擬建713水世界場區(qū)于鉆孔中實(shí)測到2層地下水，如表2所示。擬建環(huán)球大酒店場區(qū)實(shí)測到3層地下水，如表3所示。擬建場區(qū)各層地下水水質(zhì)對混凝土結(jié)構(gòu)及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋均具有微腐蝕性。

表2 713水世界場區(qū)地下水情況

表3 環(huán)球大酒店場區(qū)地下水情況

3 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)

713水世界基坑開挖深度最大為6.34m。平衡水池及表演水池與觀演區(qū)分界處支護(hù)剖面采用雙排樁支護(hù)形式，其他區(qū)域采用自然放坡支護(hù)形式，后期機(jī)電管線施工區(qū)域采用二級放坡。

環(huán)球大酒店基坑開挖深度最大為6.05m?；颖眰?cè)靠近已建地下管廊、市政管線，采取懸臂樁支護(hù)，支護(hù)樁樁徑800mm，樁間距1.5m。除結(jié)構(gòu)高低跨和開挖深度小于2m區(qū)域采取自然放坡支護(hù)外，其他區(qū)域采用土釘墻支護(hù)。

地下水在基坑坑底以下，因此降水以明排為主。坡面內(nèi)設(shè)置導(dǎo)流管，基坑坡腳位置設(shè)置排水溝和集水井。

根據(jù)基坑周邊環(huán)境及基坑開挖深度，支護(hù)樁支護(hù)段基坑安全等級取二級，重要性系數(shù)為1.0；土釘墻及放坡支護(hù)段基坑安全等級取三級，重要性系數(shù)為0.9。

3.1 基坑特點(diǎn)分析

1）環(huán)球大酒店基坑超大環(huán)球大酒店工程基坑周長為1 198.74m，基坑面積21 740.8m2；而713水世界園區(qū)基坑周長402.12m，基坑面積3 263.73m2。環(huán)球大酒店基坑面積約為713水世界園區(qū)基坑面積的7倍。

2）標(biāo)高變化多根據(jù)使用功能的不同，基底標(biāo)高變化多，基坑開挖深度不等，支護(hù)設(shè)計(jì)剖面多。環(huán)球大酒店工程包括1.75，3.80，3.90，4.30，4.60，4.95，5.05，5.10，5.25，5.55，6.05m共11個(gè)不同開挖深度；713水世界工程包1.74，2.10，3.30，4.40，4.60，5.40，6.34m共7個(gè)開挖深度。除對各剖面進(jìn)行基坑支護(hù)設(shè)計(jì)外，不同剖面交界處施工的便利性、連續(xù)性也是需要重點(diǎn)考慮的問題。

3）人工填土層厚度大場地前期進(jìn)行土方填墊工作，將原有雜填土和建筑垃圾等清挖、處理、回填、壓實(shí)，并根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)高將場地墊高。因此場地內(nèi)分布較厚的人工填土層，土層物理力學(xué)性質(zhì)受填墊施工質(zhì)量的影響較大。

4）場地大部分區(qū)域需進(jìn)行CFG樁復(fù)合地基處理由于場地內(nèi)填土層較厚，基底所在位置的老土層不能滿足地基承載力需要，需對環(huán)球大酒店的中心塔樓、東側(cè)塔樓、西側(cè)塔樓、東翼塔樓、西翼塔樓及713水世界的觀演區(qū)進(jìn)行CFG樁復(fù)合地基處理。基坑支護(hù)設(shè)計(jì)階段需考慮CFG樁復(fù)合地基與基坑開挖的施工先后順序。

3.2 支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)亮點(diǎn)

1）設(shè)計(jì)服務(wù)前置本工程與其他工程的顯著差別是方案策劃階段即插入基坑支護(hù)設(shè)計(jì)策劃，實(shí)現(xiàn)從根據(jù)實(shí)際條件進(jìn)行設(shè)計(jì)方案選擇到根據(jù)優(yōu)選方案反推設(shè)計(jì)條件的轉(zhuǎn)變。

在方案策劃過程中從施工可行性、成本等角度提出合理化建議，并掌握施工策劃最新信息，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

2）雙排樁兼作CFG樁復(fù)合地基實(shí)現(xiàn)“一樁兩用”713水世界觀演區(qū)CFG先于基坑施工，且CFG樁緊鄰基坑邊線，沒有支護(hù)樁施工空間，因此考慮在原CFG樁位置設(shè)置支護(hù)樁，支護(hù)樁兼作CFG樁，一樁兩用。CFG樁設(shè)計(jì)樁徑400mm，樁間距1.2m，利用靠近基坑側(cè)兩排CFG樁作為基坑支護(hù)雙排樁，支護(hù)樁樁徑擴(kuò)大為600mm，樁頂設(shè)置冠梁和連梁，14m范圍內(nèi)設(shè)置鋼筋籠以滿足基坑穩(wěn)定性等受力要求，樁長同CFG樁設(shè)計(jì)樁長以滿足地基處理需要。

支護(hù)樁兼作CFG復(fù)合地基會(huì)造成地基剛度差異。為消除因連梁及拉結(jié)梁的存在而對擬建結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)底板可能造成的剪切或沖切影響，在支護(hù)體系頂部設(shè)置應(yīng)力消散褥墊層，寬度為拉結(jié)梁外擴(kuò)20～40cm，厚度為30～60cm，增加褥墊層厚度對于調(diào)節(jié)地基剛度差證實(shí)有效。

3）綜合考慮施工部署對支護(hù)方案的影響基坑支護(hù)設(shè)計(jì)不能脫離施工，在設(shè)計(jì)階段充分考慮后期施工部署，以確定最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。

環(huán)球大酒店基坑在設(shè)計(jì)階段考慮塔式起重機(jī)布置，對于緊鄰坑邊的塔式起重機(jī)降低其基礎(chǔ)標(biāo)高。基坑北側(cè)市政管廊在設(shè)計(jì)策劃階段處于開挖施工狀態(tài)，對于基坑支護(hù)施工時(shí)管廊的不同狀態(tài)提出多種方案。

713水世界有多條機(jī)電管線，為避免二次開挖，在管線標(biāo)高位置留設(shè)放坡平臺(tái)，結(jié)構(gòu)施工完成回填至放坡平臺(tái)時(shí)先進(jìn)行管線施工，待管線施工完成后再回填至地面標(biāo)高，避免重復(fù)開挖。

4）考慮體量對成本的影響環(huán)球大酒店工程基坑面積約為713水世界的7倍，二者基坑開挖深度相近，若環(huán)球大酒店和713水世界一樣大面積采取放坡開挖，土方開挖、回填量極大，成本和工期都遠(yuǎn)超預(yù)期。因此在保證安全的前提下，環(huán)球大酒店工程主要采用土釘墻支護(hù)形式。

4 基坑支護(hù)效果

根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)可知，環(huán)球大酒店樁/坡頂沉降最大值為3.7mm，樁/坡頂水平位移最大值為10.25mm，周邊地表沉降最大值為5.9mm；水世界場區(qū)樁/坡頂沉降最大值為2.71mm，樁/坡頂水平位移最大值為0.6mm，周邊地表沉降最大值為2.91mm。監(jiān)測結(jié)果表明兩個(gè)基坑服役效果良好。

5 結(jié)語

北京環(huán)球影城項(xiàng)目的建設(shè)可有效推進(jìn)北京經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、升級，助推北京全國文化中心、科技創(chuàng)新中心、國際交往中心的建設(shè)，對北京加快構(gòu)建高精尖經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、促進(jìn)消費(fèi)升級具有積極意義，也將對加快建設(shè)大運(yùn)河文化帶發(fā)揮重要作用。

本工程基坑支護(hù)服務(wù)模式、一樁兩用等思路可為后續(xù)類似工程提供參考。基坑支護(hù)工程的成功開展也對保持和提升公司影響力具有重要意義。