環球影城項目基坑支護設計創新探討

范丹嵐

（中建二局裝飾工程有限公司，北京 100656）

1 引言

北京環球影城是我國首個環球主題公園。其在文旅產業發展、產業結構升級轉型的背景下，對于津京冀旅游業的發展具有重要意義。在項目中，通過采取合理的基坑支護設計創新措施，可以提高項目建設質量，因此，應針對如何創新基坑支護設計展開深入分析，探索相應的創新方法，保證項目的高質量落成。

2 項目概況

此項目位于北京市通州區，基坑支護施工區域的地質概況見表1，水世界區域基礎工程地下水概況見表2、酒店區域基坑工程地下水概況見表3。

表1 基坑支護施工區域地質概況表

表2 水世界區地下水概況表

表3 酒店區域地下水概況表

3 如何創新環球影城項目基坑支護設計

3.1 設計服務前置

通常來說，在項目建設中，需要先對該項目整體的建設進行策劃，然后出具相應的策劃方案，由此確定項目建設思路、路徑、需求等信息，之后設計者再按照策劃方案進行基坑支護設計。但在環球影城項目建設中，將設計服務安排在策劃環節，實現了設計服務前置的創新。在此設計創新下，設計者需要根據當前的實際情況選擇最優設計方案，再從該方案出發，反推設計條件。上述設計創新措施使人們在進行項目策劃時，能夠更多地考慮施工的可行性，以及項目總成本，由此為后續的項目基坑支護施工提供有利條件。在設計服務前置過程中，設計者需要先確定最優的支護設計方案，然后明確最優方案的實施需求，再將這些需求提交給策劃編制人員，使其將設計執行需求納入策劃考慮范圍內，消除策劃與支護設計之間可能存在的沖突問題，提高設計方案的可行性。

3.2 一樁兩用

在支護設計中，設計者采取了一樁兩用的設計創新，并將雙排樁同時作為支護排樁、CFG 樁復合地基，解決支護施工中存在的空間資源問題。從基坑支護工程環境上來看，水上世界區域與酒店區域相鄰，而水上世界先施工，且需要在2 個區域的交界位置設置雙排CFG 復合樁作為地基，從空間角度上來說，如果緊挨著此CFG 樁再設置1 層支護結構，會出現空間不足的問題。由于CFG 樁本身具有較好的擋水擋土效能，因此，設計者采取了一樁兩用的創新手段，讓水上世界的CFG 樁兼做酒店區域的支護，而且為了更好地發揮此樁的支護效用，設計者加大了CFG 樁的直徑，并按照式（1）進行了相關計算：

式中，N 為軸向壓力設計值；φ 為穩定系數；fc為混凝土抗壓強度設計值；Ap為樁截面積；fs′為鋼筋抗壓強度；As′為鋼筋截面積。

然后決定將兩用樁的直徑從常規的400 mm 增大到了800 mm，且為此排兩用樁設置了連梁和冠梁，使其更好地滿足支護結構對穩定性的需求。此外，由于此部分兩用樁會導致地基剛度差異，對水上世界區域的基礎底板結構產生沖切或剪切影響，所以，設計者又在其頂部設置了厚300～600 mm、寬為拉結梁外擴200～400 mm 的墊層，用于消散應力，調整剛度差，提高設計創新效果。

3.3 多樣化施工設計

在施工設計方面，設計者從不同的側重點出發，制訂了多種施工方案，然后由施工方、建設方等工程建設參與方共同根據當前實際情況，分析具體的支護施工要求，最終從這些方案中選擇一個最優方案作為施工設計方案，由此通過施工方案的相互對比，使各參與方都能了解支護施工的思路，消除前期施工設計階段存在的盲目性，以免后期出現因前期考慮不周而導致的變更頻繁問題，增強支護施工設計的實用性。就此項目而言，設計者的設計出發點包括經濟、效率、可行性等多個方面，為建設方提供了多樣化的施工設計方案，使設計方案的側重點更加直觀，以便于更準確地滿足建設方的支護設計需求。

3.4 注重前瞻性成本考量

在設計創新方面，設計者將工程量對成本的影響前瞻性地納入基坑支護設計考慮范圍內，并在設計階段對包括土方開挖與回填量、放坡施工量在內的工程量進行了控制，實現了將成本控制工作滲透到前期設計中，提高了工程項目的經濟性。在此過程中，設計者考慮到從實際情況來看，酒店基坑面積會達到水上世界基坑面積的7 倍，且二者的基坑深度相近，因此，二者皆進行大面積的支護施工，那么總體的土方開挖、回填等工程量會較大，導致工期、資金、人力成本居高不下。基于此，設計者采取了前瞻性成本考量的設計創新手段，選用了土釘墻支護的方式，縮減了開挖、放坡等施工環節的工程量，實現了成本控制，提升了設計創新。

3.5 設計任務安排精細化

在支護設計過程中，為了保證各項創新思路、路徑、措施的落實效果，設計單位將設計任務進行了精細的劃分，將具體的設計任務精確安排到個人，由此促進了設計創新思路與理念的落實，提高了設計方案的質量。在此過程中，設計單位針對支護工程設置了專門的設計小組，并將各項支護設計任務細化分配給了每個組員，然后以會議的形式進行組內溝通，以及時發現、處理各項創新設計思路、理念在應用時存在的矛盾與沖突，保證了設計創新的質量和效果。

3.6 運用BIM 技術

BIM 技術是近年來新興的設計方式。設計者通過運用BIM 軟件能夠按照設計方案構建可視化的三維模型，而該模型可以向設計者直觀地展示設計方案的完工效果，以及設計方案中存在的問題，且支持設計者隨時修改，由此保證設計方案的合理性。同時，大多數BIM 軟件還具有后臺統計功能，能夠自動生成支護結構施工的材料用量和工程量，使設計者借此了解設計方案的執行成本，方便其進行設計階段的成本控制。鑒于上述BIM 技術的優勢，設計單位將BIM 模式這一新型設計技術引入該項目的基坑支護設計中，實現了設計創新，并將BIM 模型作為支護設計人員與其他專業設計人員信息交互的主要工具。設計者通過將包括支護設計方案以內的所有專業的設計方案整合到一起，建立一個完整的BIM 模型，然后利用碰撞檢查等功能查找設計中存在的沖突，可以有效消除設計中的不合理問題，保證設計的合理性[1]。

3.7 強化團隊建設

在基坑支護設計中，為了獲得更好的設計創新效果，設計單位對支護設計團隊建設進行了重點關注，并選用了技術過硬、經驗豐富、創新能力強的設計人員，組建了基坑支護設計團隊，使設計團隊的整體素質水平達到了足夠的高度，由此提高了設計創新的質量和水平。此外，在團隊建設中，設計單位還加強了團隊培訓工作，并以培訓的方式將環球影城工程建設的背景信息、周圍環境資料、地質勘察資料等信息，傳遞給了設計團隊，而且還帶領其前往工程現場進行實地勘察，加深了設計人員對項目背景、建設條件的了解，使其可以基于上述信息，從整體的角度進行方案設計，確保得出的方案能夠符合實際情況[2]。

4 創新設計最終方案

經過上述設計創新措施的實施后，設計者得出的支護設計方案為，水世界區域基坑支護工程開挖最大深度為6.34 m，環球酒店區域開挖深度為6.05 m，2 個區域交界位置采用雙排樁支護，且該支護樁兼做CFG 樁，此部分樁的樁徑為800 mm、間距1.5 m，其他樁基的樁徑400 mm、間距1.2 m，其他位置的支護采用土釘墻支護。其中，根據實際情況，設計者將排樁的重要系數設計為1、安全等級設計為二級；將土釘墻支護的重要系數設計為0.9、安全等級設計為三級。

5 創新設計效果

在創新設計方案實施過程中，研究者對現場情況進行了監測。監測數據顯示，在水上世界區域，樁基的沉降值≤2.7 mm、水平位移≤0.6 mm，周圍區域沉降≤2.9 mm。在環球大酒店區域內，樁基的沉降值≤3.7 mm、水平位移≤10.26 mm，周圍區域沉降≤5.9 mm。由此可見，2 個區域的基礎工程具有良好的穩定性，說明支護的應用效果較好。因此，上述創新設計有效。而此次創新設計以及創新設計的成功實踐，為后續類似的支護工程建設提供了創新思路，有助于支護工程領域的建設發展[3]。

6 結語

綜上所述，有效落實各項基坑支護設計創新措施，可以提升項目建設水平。在環球影城項目建設中，借助合理基坑支護設計創新方案，能夠增強設計方案的合理性、保證設計方案的經濟性、改善設計效率，從而獲得更好的基坑支護設計效果，促進環球影城項目基礎工程的順利完工，保證工程質量。