中心城區復雜環境超深基坑支護結構設計

米福生

上海謝億民結構設計事務所有限公司，上海 200000

中心城區建設項目，場地狹小，并且周邊往往有地鐵隧道等影響因素，深基坑支護技術不僅要確保擋土、穩定邊坡的要求，還要滿足周圍已有建筑物、地下管線及道路的變形控制的要求［1］。超深基坑開挖和施工過程中支護結構的設計，必須充分考慮這些因素，采用數值模擬方法，選擇最優方案。

1 工程概況

項目位于上海市中心城區，建筑高度174.75m，為一類超高層建筑?；孛娣e約6000m2，地下為五層深地下室，基坑開挖深度為-22.7m，最深基坑達-26.45m。

1.1 周邊環境

項目南側為南京路，基坑邊緣距道路紅線距離為5m，道路下有多條市政管線。并且該側有地鐵隧道經過，地鐵隧道邊線離基坑內側邊線約為15m。項目東側為既有建筑物（局部存在開裂及變形），距本地下室內邊線約8.5m。施工開挖時必須考慮監測保護措施。

1.2 工程地質

本工程地層自上而下為沖積，河口-濱海，主要由粉質粘土、淤泥質粘土和砂質粉土組成。其中第②層、第③層、第⑤2層、第⑥層為粉質粘土，夾少量粉砂。地層結構比較松散，透水性較強，在動水作用下容易產生流砂等不良地質現象。

2 基坑支護設計方案

2.1 數值模擬

上海地區屬于軟土地區，軟土地區的基坑變形具有發展速度快、變形量大、變形穩定所需時間較長等特點［2］。為保證施工安全，經多方案比選，決定采用兩墻合一逆作法施工方案，將部分地下室水平結構作為基坑水平支撐的方式。

該項目基坑開挖最大深度為22.30m，用厚度1000mm的地下連續墻作為基坑支護結構，地下連續墻長度35m，墻頂標高為±0.00m。從上到下共設置6 道支撐。采用數值模擬方法對支護結構安全性進行計算，對基坑整體穩定、墻底抗隆起、坑底抗隆起進行了驗算，驗算結果滿足要求。

2.2 支護結構

采用地下連續墻作為基坑支護結構，槽段共46 幅。主樓部分地墻厚1.0m，深度35m，近萬象商都及地鐵隧道位置，深度36m 和39m。為提供地下連續墻的整體性和兼顧止水作用，在地下連續墻內側槽段接頭處設置了壁柱，壁柱亦可增加地下連續墻豎向承載能力。

2.3 地鐵及臨房側基坑加固

為確保地鐵隧道的結構安全，在基坑內側沿地下連續墻進行深層攪拌樁加固，在基坑南側沿地下連續墻在坑外側進行深層攪拌樁加固?；觾葌燃庸虒挾葹?m，深度為5m；其中地鐵隧道邊基坑30m范圍底板下全部進行加固，加固深度為底板下4m。在攪拌樁與地下墻基坑壁之間的空隙，采用壓密注漿加固。

本工程東側建筑已出現既有裂縫和變形，出于安全考慮，在該側基坑外側2m 范圍內進行壓密注漿，對土體進行加固。注漿深度為標高-12.0m至-26.0m，加固長度約為42.5m。注漿點約86 個，每個注漿點每米深度水泥用量為125kg，水灰比為0.5，每個注漿點孔距為1m。

3 沉降、位移、變形監測

基坑開挖和支護結構施工過程中，利用傳感器和采集儀對基坑及其支護結構的應力和變形進行實時同步監測，通過對監測數據分析，可以評估基坑和支護結構的安全性，對可能出現的風險進行預測，避免事故發生和保障施工順利進行。

3.1 支護結構自身監測

在地下連續墻頂部設置沉降觀測點和位移觀測點，在相應位置地下連續墻內埋設測斜管監測地下連續墻體的變形。監測要求為：頂部的沉降與位移:10mm；測斜:15mm；地下連續墻與立柱樁的差異沉降:10mm。

3.2 地鐵監測

監測內容為：地鐵車站側水土壓力及地鐵車站的變形監測：隧道監測的基準點設在基坑兩側90m 處，整個隧道的檢測范圍取為130m。監測報警值為：水平位移≤10mm、垂直位移≤10mm。

3.3 周邊建筑物的監測

監測要求：臨近建筑物沉降：15mm、建筑物的傾斜度不得超過1/500。在周邊監測建筑物上設置沉降觀測點和建筑物垂直度觀測點進行監測，并由具有相應監測資質的監測單位按時監測并上報監測成果資料。

4 結束語

通過對設計方案的理論計算及實際驗證，總結出以下經驗可供類似項目進行參考：

（1）對于超深基坑，應根據項目結構、地質、水文及周邊環境，采用數值模

擬方法，驗證支護結構的安全性，擇優選擇基坑支護設計方案。

（2）地下連續墻既可以在基坑開挖和地下室施工階段用來擋土、止水、防滲，

同時又可以作為地下室外墻，節省施工周期和成本，取得了良好的技術和經濟效果。

（3）靠近地鐵隧道基坑采用深層攪拌樁加固是一種有效的方式，能夠保證地

鐵隧道的安全和穩定。對緊鄰建筑物測地基進行壓密注漿提高土體強度能夠有效保護建筑物安全。