□文/穆鳳麟 榮 偉 翟國(guó)利

工程概況

天津?yàn)矪2地塊工程位于河西區(qū)臺(tái)兒莊路與古海道交口處，海河西畔，見圖1?；娱L(zhǎng)約240 m，寬約70m；平面面積約13000m2,基坑深度5.91～7.16m，屬于大面積淺基坑工程。

圖1 工程位置

基坑北側(cè)地下結(jié)構(gòu)距紅線11.2 m；南側(cè)地下結(jié)構(gòu)距紅線2.48 m；西側(cè)和西北側(cè)地下結(jié)構(gòu)距紅線14～15 m；東側(cè)地下結(jié)構(gòu)距紅線4.67 m，東南側(cè)地下結(jié)構(gòu)距紅線約2.6 m?；?xùn)|北側(cè)有一煤氣管線，距地下室外墻外邊線約3.3 m。工程地質(zhì)情況見表1。

表1 工程地質(zhì)情況

基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)選

該工程基坑具有面積大、基礎(chǔ)埋深淺、臨近環(huán)境緊張（復(fù)雜）的特點(diǎn)，采用有內(nèi)支撐的設(shè)計(jì)方案，基坑工程造價(jià)非常高而且施工工期長(zhǎng)。所以，最終采用無(wú)內(nèi)支撐的支護(hù)體系，傳統(tǒng)的無(wú)內(nèi)支撐的支護(hù)結(jié)構(gòu)有2種方案。

（1）重力式擋土墻方案。采用直徑700mm的水泥攪拌樁相互搭接200mm的格構(gòu)式擋土墻，墻體寬度4.7 m，墻體高度11 m，通過(guò)計(jì)算抗傾覆安全系數(shù)為1.31，水平變形為2.26mm，可保證基坑的安全使用。計(jì)算結(jié)果見圖2。

圖2 重力式擋土墻抗傾覆計(jì)算結(jié)果

這種方案的優(yōu)點(diǎn)是可以有效控制基坑變形；缺點(diǎn)是占用坑外場(chǎng)地較大，工期長(zhǎng)且多排攪拌樁亦不經(jīng)濟(jì)。

（2）懸臂樁方案。懸臂樁采用直徑900mm的混凝土灌注樁，間距1.1 m。樁長(zhǎng)16 m，樁頂設(shè)置混凝土冠梁，經(jīng)計(jì)算抗傾覆安全系數(shù)為1.32，水平變形45.2mm，可見水平變形對(duì)保護(hù)臨近管線和道路不利。

這種方案的優(yōu)點(diǎn)是占用坑外場(chǎng)地較小，工期較短；缺點(diǎn)是圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形較大，不易控制，嵌固深度大，造價(jià)高。

在對(duì)比考慮基坑安全、經(jīng)濟(jì)、方便施工等因素條件下，東側(cè)和南側(cè)采用單支點(diǎn)灌注樁支護(hù)體系。這種支護(hù)體系是介于懸臂樁和有內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)之間的一種支護(hù)體系，占用坑外場(chǎng)地小，單支點(diǎn)灌注樁設(shè)置在基坑底部，和其后排的灌注樁及拉梁構(gòu)成穩(wěn)定的三角形穩(wěn)定體系，使樁頂部的冠梁以此作為固定端，一同抵抗土壓力，見圖3。

圖3 單支點(diǎn)樁構(gòu)造節(jié)點(diǎn)

單支點(diǎn)間距8～12m，可以有效控制冠梁的跨度，減小樁頂?shù)乃阶冃?。斜撐采?60mm×460mm鋼格構(gòu)柱，兩端與灌注樁頂錨固連接，坑底部設(shè)置900mm×400mm的混凝土拉梁，拉梁與兩端灌注樁鋼筋錨固連接，見圖4。

圖4 拉梁兩端連接處理示意

內(nèi)排灌注樁按照支點(diǎn)力的20%進(jìn)行計(jì)算及配筋設(shè)計(jì)；其他80%的土壓力由外排樁承擔(dān)，經(jīng)計(jì)算外排樁的最大水平變形為22.2mm，對(duì)保護(hù)臨近管線和道路較為有利。

這種支護(hù)體系的優(yōu)點(diǎn)是安全可靠，可以有效控制基坑水平變形，占用坑外場(chǎng)地小，工期短，造價(jià)較低。

方案效果實(shí)施的保證

為有效地控制臺(tái)兒莊路和古海道的水平變形，采取跳倉(cāng)開挖鋼斜撐下土方，分段寬度≯15m，有效地控制開挖區(qū)域的單跨長(zhǎng)度，待鋼支撐連梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的80%后方可繼續(xù)開挖基坑剩余土方。開挖過(guò)程中遵循分層、分段開挖，安排專人隨時(shí)檢查槽壁支護(hù)樁、帷幕和邊坡的狀態(tài)并充分發(fā)揮信息化施工的手段，委托第三方監(jiān)測(cè)單位對(duì)基坑施工過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)頻率2次/d，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)當(dāng)天及時(shí)反饋相關(guān)單位。

實(shí)施效果分析

（1）目前臺(tái)兒莊路和古海道基坑土方開挖已完成土方量的60%左右，基坑側(cè)壁安全，帽梁水平位移累計(jì)值為23mm，臨近道路累計(jì)變形值為30mm；有效保護(hù)了臨近道路和管線的安全。

（2）采取單支點(diǎn)樁的設(shè)計(jì)起到了保證基坑安全、節(jié)省投資、方便施工的效果，與傳統(tǒng)的內(nèi)支撐設(shè)計(jì)方案比較，可節(jié)省投資500萬(wàn)元，節(jié)省工期30 d。

（3）跳倉(cāng)開挖在淺基坑工程中有效控制單跨長(zhǎng)度，可以減小由于跨度大產(chǎn)生的水平變形。

（4）基坑開挖過(guò)程中嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)文件的要求，控制臨近坑邊的堆載和規(guī)范基坑周邊機(jī)動(dòng)車的行走路線是成功實(shí)施的關(guān)鍵。

（5）內(nèi)排灌注樁按照支點(diǎn)力的20%進(jìn)行計(jì)算及配筋設(shè)計(jì)；其他80%的土壓力由外排樁承擔(dān)，這樣的受力分配較為合理計(jì)算變形與實(shí)測(cè)變形基本吻合。

（6）基坑開挖過(guò)程中的信息化施工手段的實(shí)施，對(duì)邊坡的穩(wěn)定性、水平變形進(jìn)行了有效地監(jiān)控也是本基坑工程成功實(shí)施的關(guān)鍵。

（7）單支點(diǎn)樁在天津?yàn)矪2地塊工程中成功應(yīng)用，為大面積淺基坑工程的設(shè)計(jì)開辟了一種新的思路。