武漢某項(xiàng)目基坑支護(hù)方案論證

孔瑩

（中南建筑設(shè)計(jì)院股份有限公司，武漢430064）

1 工程概況

本工程位于武漢市東湖高新區(qū)高新大道以南、豹溪路以東、神墩一路以北、攬?jiān)侣芬晕鳎?xiàng)目地理位置示意圖見圖1。根據(jù)現(xiàn)場地形地貌情況將基坑整體劃分為AB地塊和CD地塊。基坑總周長約為1 315.0 m，面積約為54 410.0 m2，普遍開挖深度為10.95～15.40 m。本項(xiàng)目基坑工程設(shè)計(jì)等級為甲級，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全等級為一級[1，2]。

根據(jù)業(yè)主提供的相關(guān)資料及現(xiàn)場的調(diào)研情況可知，本項(xiàng)目AB地塊基坑北側(cè)目前正在施工市政綜合管廊（武漢光谷中心城綜合管廊工程），管廊位于高新大道與項(xiàng)目地塊之間（見圖2），管廊施工采用排樁+鋼管撐支護(hù)。CD地塊基坑南側(cè)為地鐵11號線光谷四路—光谷五路段，目前已開通。基坑開挖邊線離隧道結(jié)構(gòu)最近約16.8 m，離地鐵軌道控制線最近約8.9 m。基坑?xùn)|西兩側(cè)及AB地塊與CD地塊之間均為市政道路，道路下方設(shè)有污水、雨水管道，管線離基坑最近約8.0 m。

圖2 項(xiàng)目基坑北側(cè)綜合管廊（現(xiàn)狀）

2 地質(zhì)條件

2.1 工程地質(zhì)條件

本場地在勘探深度范圍內(nèi)表層分布有一定厚度的素填土（Qml），其下為第四系沖洪積成因(Q4al+pl、Q3al+pl)的粉質(zhì)黏土層及風(fēng)化殘積成因(Qel)的黏性土，下伏基巖主要為志留系泥巖。各巖土層的情況及特征見表1。

表1 不同巖土層的情況及特征表

2.2 水文地質(zhì)條件

本項(xiàng)目水文地質(zhì)條件可分為上層滯水和孔隙承壓水。

1）上層滯水：主要賦存于填土中，水位及水量受大氣降水、地表水及各種排泄水補(bǔ)給影響。

2）孔隙承壓水：主要賦存于下伏基巖中，對本工程無影響。

3 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)

3.1 常見基坑支護(hù)類型

在支護(hù)類型的選取中，應(yīng)綜合考慮基坑深度、水文地質(zhì)條件、土的性質(zhì)及基坑周邊情況等，常見的支護(hù)類型及適用條件見表2。

表2 常見的基坑支護(hù)類型及適用條件

下面介紹2種復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)：

1）排樁＋內(nèi)支撐支護(hù)

排樁內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)體系，一般由擋土結(jié)構(gòu)和支撐結(jié)構(gòu)組成，形成的整體共同抵擋外力的作用。支撐結(jié)構(gòu)一般由圍檁（橫擋)、水平支撐、八字撐和立柱等組成。沿一定高度將圍檁固定在排樁墻上，通過圍檁可將排樁承受的側(cè)壓力傳給支撐，水平支撐為受壓構(gòu)件，當(dāng)達(dá)到一定的長度時(shí)穩(wěn)定性會(huì)降低，可在中間加設(shè)立柱，以承受支撐自重和施工荷載。常用的形式有角撐式、對撐式、框架式、邊框架式以及環(huán)梁與邊框架組合、角撐與對撐組合等形式，也可采用3種形式混合使用，可結(jié)合工程實(shí)際情況，因地制宜地選用最合適的支撐形式。

排樁+內(nèi)支撐支護(hù)的特點(diǎn)是：安全、穩(wěn)定性好、受力比較合理，圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形較容易得到控制，但內(nèi)支撐的存在會(huì)占用基坑內(nèi)部空間，給地下結(jié)構(gòu)施工帶來不便，可通過換撐加以克服。此種方案適用于不宜設(shè)置錨桿的松軟土層及軟土地基。

2）排樁＋錨桿支護(hù)

排樁＋錨桿支護(hù)是指在巖土體中鉆孔，然后將錨桿打入土中，將錨頭卡在排樁結(jié)構(gòu)上，然后向錨桿中注入水泥砂漿，植入預(yù)應(yīng)力筋并施加預(yù)應(yīng)力，利用砂漿液和巖土體的黏結(jié)作用和鋼筋的預(yù)應(yīng)力作用將錨桿和巖土體、排樁形成一個(gè)統(tǒng)一的支護(hù)整體，從而達(dá)到支護(hù)的作用。錨桿支護(hù)主要的優(yōu)點(diǎn)有：不會(huì)占用基坑內(nèi)部空間、不妨礙上部主體結(jié)構(gòu)的施工；施工占地不大，對場地和地形要求較低；不用大量的開挖，可減少對天然巖土體的擾動(dòng)。

3.2 本項(xiàng)目基坑支護(hù)設(shè)計(jì)難點(diǎn)分析

1）AB地塊基坑北側(cè)綜合管廊

北側(cè)綜合管廊采用鋼管撐，管廊基坑離AB塊較近，需要重點(diǎn)考慮AB地塊開挖造成的土體變形對既有管廊的影響。

2）CD地塊基坑南側(cè)地鐵11號線（光谷四路—光谷五路隧道段）

CD地塊基坑南側(cè)已進(jìn)入地鐵影響線內(nèi)，且離地鐵軌道控制線較近（8.9 m），CD塊南側(cè)基坑支護(hù)應(yīng)考慮基坑開挖對地鐵隧道的影響[3，4]。

3）AB/CD地塊周圍市政道路管線

AB/CD地塊基坑周邊市政道路為豹溪路、二泉街、攬?jiān)侣罚鶕?jù)業(yè)主方提供的周邊市政道路管線圖，這3條市政道路均埋設(shè)有雨水管、污水管，直徑為500 mm/600 mm（污水管）、800 mm（雨水管），管線離基坑最近約8.0 m。需確定保護(hù)措施，同時(shí)加強(qiáng)對管線變形的監(jiān)測。

4）AB/CD地塊基坑支護(hù)對塔樓施工的影響

根據(jù)業(yè)主方提供的總圖，大悅城二期項(xiàng)目包含4棟高60 m/80 m的SOHO公寓樓和1棟高140 m的辦公樓，基坑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮：（1）支護(hù)結(jié)構(gòu)盡量避開塔樓設(shè)置；（2）不能避開時(shí)應(yīng)避開塔樓的剪力墻、結(jié)構(gòu)柱等結(jié)構(gòu)；（3）當(dāng)無法避開以上2點(diǎn)時(shí)，應(yīng)保證塔樓施工時(shí)支撐被拆除不影響基坑其他段，即盡量使塔樓處的支撐體系與其他支撐結(jié)構(gòu)脫開。

3.3 基坑支護(hù)方案對比

根據(jù)AB、CD地塊基坑周邊環(huán)境，AB地塊北側(cè)有綜合管廊，CD地塊南側(cè)有地鐵11號線，周邊有暫未形成的市政道路，AB、CD地塊基坑支護(hù)擬采取以下2種方案，方案一見表3、圖3，方案二見表4、圖4。

圖4 基坑支護(hù)方案二示意圖

表3 基坑支護(hù)方案一

圖3 基坑支護(hù)方案一示意圖

2個(gè)方案都為土方開挖、材料運(yùn)輸和調(diào)度提供了便利，有效保護(hù)了地塊北側(cè)管廊及南側(cè)地鐵11號線隧道結(jié)構(gòu)；對比2個(gè)方案可知，方案一有效避開了大部分塔樓（部分支撐后期可避開塔樓豎向結(jié)構(gòu)），且挖土較快，運(yùn)輸方便，可加快施工進(jìn)度；較方案二減少了102根立柱；總體較方案二節(jié)約造價(jià)589.0萬元。因此，根據(jù)本工程的周邊環(huán)境保護(hù)要求和工程地質(zhì)情況，本次支護(hù)設(shè)計(jì)建議采用方案一。

4 施工監(jiān)測

本項(xiàng)目基坑面積大，深度較深，周邊環(huán)境復(fù)雜，施工周期長，開挖土方量超大，因此，應(yīng)采取嚴(yán)格的基坑監(jiān)測措施，對基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)本身及周邊建（構(gòu)）筑物進(jìn)行監(jiān)測的同時(shí)，將監(jiān)測結(jié)果反饋給施工單位，以便進(jìn)行信息化施工管理。監(jiān)測工作貫穿基坑工程始終，待全部資料備齊后，應(yīng)提供完整的電子版監(jiān)測數(shù)據(jù)、監(jiān)測時(shí)程曲線圖及監(jiān)測報(bào)告給業(yè)主方、設(shè)計(jì)方及相關(guān)管理部門。詳細(xì)監(jiān)測項(xiàng)目[5]主要包括：（1）支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部豎向、水平位移；（2）支護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向變形（深層水平位移）；（3）坑外土體深層側(cè)向位移；（4）基坑內(nèi)、外地下水位等。

5 結(jié)論及建議

基坑設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)基坑場地的周邊環(huán)境、地質(zhì)狀況及工程特點(diǎn)，在滿足安全的原則上，對多種形式的支護(hù)方案進(jìn)行綜合分析，以確定最終較優(yōu)方案。最終方案應(yīng)兼顧安全性及經(jīng)濟(jì)性，并考慮施工的方便，并最大限度地降低對周邊環(huán)境的干擾。建議在基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)施工之前，委托相關(guān)房屋安全鑒定部門對深基坑周邊的現(xiàn)有建（構(gòu)）筑物、房屋、公共設(shè)施等進(jìn)行現(xiàn)狀勘查鑒定，保全證據(jù)，防止后期基坑開挖及地下室施工過程中發(fā)生不必要的糾紛。