雙道鋼格構斜拋撐在深大基坑中的應用

單燦燦 （安徽省城建設計研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230000）

1 工程概況

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

本工程地質條件較為復雜，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層粉質黏土（Q3al＋pl）層厚 9.00～12.00m；④層全風化泥質砂巖（K）層厚1.50～2.50m；⑤層強風化泥質砂巖（K）:層厚2.00～5.60m；⑤層中風化泥質砂巖（K）:棕紅色，稍濕。為極軟巖～軟巖，巖石基本質量等級為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，穩定水位埋深在3.0～8.5m，水位標高在15.95～20.50m。根據施工勘察情況，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 支護結構

根據以上情況及本地區的工程經驗，本基坑可選擇的支護結構有：排樁+錨索支護形式、排樁＋內支撐支護形式。

2.2 支護結構比較

①排樁+錨索方案：能夠較好地控制變形，施工可行，在本地區廣泛使用，工程造價相對較低，不占用基坑內部空間，能夠為地下室結構施工提供良好的作業環境。但根據本地區相關管理規定，深基坑支護結構（包括錨桿、土釘）不應超越場地紅線。故此方案不采用。

②排樁＋內支撐方案：安全性高，能夠嚴格控制變形，符合本地區相關管理規定

2.3 設計方案選擇

綜合比較，本工程選擇排樁+內支撐支護形式。支撐形式有兩種選擇：一種為全水平內支撐形式，其優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+水平角撐相結合的形式，其優點為支撐布置方式靈活，便于施工，占用少量基坑內部空間，能夠為地下室結構施工提供良好的作業環境，其缺點為斜拋撐須留土刻槽施工，且穿底板，施工工藝相對復雜。

綜合以上情況，根據現場條件及以往工程經驗，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式，便于底板及側墻鋼筋穿越支撐桿件。

3 設計方案

3.1 地下水控制

圖1 基坑支護平面及典型剖面

圖2 關鍵工況及節點大樣

圖3 加固處理

根據本工程勘察及地下水專項調查，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，并在臨近軌道側增設落底式高壓旋噴止水帷幕，既有效地保護了周邊環境，也為本工程地下室開挖創造了安全的作業條件。

3.2 支護方案

根據周邊環境，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構施工，支護結構盡可能采取直立支護形式，減少放坡。各側支護結構：東側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；北側填土較厚，采用雙排樁+兩道斜拋撐支護形式；西側及南側采用單排樁+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 本工程關鍵工況及節點大樣處理

①斜拋撐支護型式中最關鍵的工況為預留土方及斜撐預應力的施加，本工程規模較大，基坑較深，設計要求嚴格控制預留土方，并在斜撐與立柱交接處設置抱箍便于限位及施加預應力，其主要大樣如圖2。

②為確保格構斜拋撐端頭與連接鋼板接觸面積，設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，本工程設計設置了鋼棧橋，具體如圖4。

④本工程主體結構為大跨度商業，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，在主體結構施工時，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，換撐時對主體機構后澆帶、坡道及空板須進行傳力處理，如圖6。

5 結論

圖5 大樣

圖6 主體機構后澆帶、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構的施工提供了良好的作業空間，順利、安全的完成了地下室施工。根據基坑變形監測結果，水平位移及沉降均在規范控制值范圍之內，滿足設計要求。通過本工程，積累了許多寶貴的經驗，對以后深大基坑的支護工程施工具有很好的借鑒意義。