摘要：在基坑設(shè)計(jì)中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)“坑中坑”的現(xiàn)象，目前對(duì)坑中坑的支護(hù)形式主要的中采用支護(hù)樁加深、增加錨索等方法完成。本文針對(duì)坑中坑靠近基坑邊的形式，提出了采用工程樁作為主要水平承力構(gòu)件的基坑支護(hù)模式，既節(jié)省了支護(hù)結(jié)構(gòu)的費(fèi)用，也節(jié)省了工期，值得在后續(xù)的工程中推廣。

關(guān)鍵詞：坑中坑；水平支撐；工程樁

1.工程項(xiàng)目背景

在高層建筑設(shè)計(jì)中，電梯井通常作為塔樓的剪力墻使用，該處承臺(tái)通常比其余地下室底板低3～4m，特別是高速電梯的使用，其位置比地下室底甚至低4～6m，或者由于地下室消防水池、集水池或者污水池的建設(shè)，需要在基坑底開(kāi)挖出面積較小，但是深度較大的小基坑，從而形成“坑中坑”的現(xiàn)象[1]。因此必須在坑中坑內(nèi)設(shè)置1～2道錨索或者水平支撐才能滿(mǎn)足坑中坑支護(hù)的需要。

目前，在基坑支護(hù)工程中，一般采用混凝土灌注排樁+預(yù)應(yīng)力錨索或內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)來(lái)對(duì)基坑進(jìn)行支護(hù)[2]。但是一般而言，坑中坑的平面尺寸較小，無(wú)法滿(mǎn)足錨桿機(jī)械作業(yè)的要求。如需要施工錨桿，則必須進(jìn)一步開(kāi)挖坑中坑土方，預(yù)留出施工作業(yè)面，這樣，則造成開(kāi)挖和回填土方的浪費(fèi)，增加了施工成本，延長(zhǎng)施工工期；越到基坑底部，地下水壓力較大，錨桿成孔的難度增大，且成孔速度較慢，而且，還需要等待注漿體達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度才能進(jìn)行錨桿張拉鎖定及檢測(cè)，其工期較長(zhǎng)，成本也高，難以滿(mǎn)足建設(shè)單位的要求。當(dāng)然，若為了節(jié)省工期，在坑中坑處不設(shè)置錨桿，這樣，支護(hù)樁的彎矩會(huì)很大，則需要采用大直徑的支護(hù)樁作為水平支撐結(jié)構(gòu)[3]，相對(duì)應(yīng)地，支護(hù)樁直徑與配筋都需要非常大，增加成本；另外，在實(shí)際施工過(guò)程中，錨桿的質(zhì)量較難控制，容易給施工帶來(lái)較大的安全隱患。

2.工程樁作為坑中坑水平支撐結(jié)構(gòu)

為了解決水平支撐的問(wèn)題，利用在坑底已經(jīng)施工完畢的工程樁作為水平承力構(gòu)件，并通過(guò)腰梁、支撐梁將支護(hù)樁與工程樁連接起來(lái)，將土壓力通過(guò)腰梁和支撐梁傳遞到工程樁上，所需工程樁的數(shù)量根據(jù)計(jì)算所得。（如圖2-1及圖2-2所示）該方法充分利用了工程樁的水平承載力，基坑回填后，基坑作用于工程樁的水平力將消失，不影響工程樁在主體結(jié)構(gòu)中的使用。而且避免了在土方的大量開(kāi)挖、在基坑底下繼續(xù)施工錨桿的作業(yè)方式，縮短了工期。由于不需要錨桿作為水平承力構(gòu)件，避免了由于錨桿施工質(zhì)量問(wèn)題可能帶來(lái)的隱患，同時(shí)也大大節(jié)省了成本。

圖2-1坑中坑水平支撐示意圖

1.腰梁；2.支護(hù)樁；3.坑中坑；4.水平支撐；5.工程樁

（1）工程樁水平抗力計(jì)算

工程樁水平承載力是本方法中的核心問(wèn)題，支護(hù)樁的水平承載力可采用《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）推薦的公式：

χ0a——工程樁樁頂允許位移，mm；

因此工程樁選取的數(shù)量和位置均受到工程樁位移的限制，位移限制越嚴(yán)格，工程樁能提供的水平抗力越小，需要的工程樁就越多，因此我們應(yīng)可能選擇大直徑和地層條件較好的工程樁。

（2）該方法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程研究

待基坑開(kāi)挖至地下室底板標(biāo)高，且工程樁施工完畢之后。根據(jù)坑中坑開(kāi)挖的深度計(jì)算水平支撐在豎向上的位置，然后計(jì)算出水平推力大小，據(jù)此確定工程樁的數(shù)量，然后根據(jù)基坑內(nèi)工程樁實(shí)際的位置選擇坑中坑旁邊的樁，以不影響坑中坑承臺(tái)的施工為宜。選定工程樁之后根據(jù)腰梁和支撐的平面布置計(jì)算出腰梁和支撐的尺寸及配筋。根據(jù)計(jì)算在需要布置腰梁和支撐梁的豎向位置上，分別在工程樁和支護(hù)樁上植筋，支護(hù)樁上的植筋需要滿(mǎn)足對(duì)腰梁重量的支撐和對(duì)腰梁的錨固，工程樁上的植筋則根據(jù)支撐梁所需的鋼筋的數(shù)量確定，應(yīng)將支撐的鋼筋全部植入到工程樁中。然后綁扎腰梁和支撐的鋼筋，支模、并澆筑混凝土。經(jīng)過(guò)養(yǎng)護(hù)，混凝土腰梁就牢牢地和灌注樁連接起來(lái)形成一個(gè)整體，樁后的土壓力通過(guò)支護(hù)樁傳遞到腰梁上，并通過(guò)腰梁和支撐傳遞到工程樁上，解決了超挖部分基坑的水平支撐問(wèn)題。這樣的工藝避免了在坑中坑內(nèi)施工錨桿時(shí)大挖大填的作業(yè)方式，也避免了錨索施工工期長(zhǎng)，造價(jià)高的問(wèn)題，既節(jié)省了成本又節(jié)省了工期，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益。

3.工程實(shí)例

某基坑位于深圳市僑香路和香蜜湖路交叉口的東南角，周長(zhǎng)約538m，北側(cè)長(zhǎng)177m，東側(cè)長(zhǎng)82m，南側(cè)長(zhǎng)130m，西側(cè)長(zhǎng)148m。基坑深度9.9-13.0m?；觽?cè)壁土層如表3.1所示

由于電梯井建設(shè)，坑中坑的水平尺寸約7×3m，深度5m，由于寬度較小，若采用錨桿作為水平承力構(gòu)件，空間不足，且樁的嵌固深度不夠。由于電梯井在樁基施工之后開(kāi)挖，具備采用工程樁作為水平承力構(gòu)件的條件。設(shè)計(jì)中采用了四條工程樁作為水平支撐樁，通過(guò)腰梁和支撐將支護(hù)樁的水平力傳到工程樁上。通過(guò)監(jiān)測(cè)，工程樁的水平位移值最大只有3mm，支護(hù)樁的內(nèi)力也得到了控制，有效地解決了基坑局部超挖的坑中坑支護(hù)問(wèn)題。

4.結(jié)論及建議

（1）利用工程樁作為水平承力構(gòu)件解決坑中坑的水平支撐問(wèn)題，既充分利用了工程樁的水平承載力，又減少了額外設(shè)置水平支撐構(gòu)件（如錨索），節(jié)省了成本；

（2）利用工程樁作為水平支撐結(jié)構(gòu)，大大節(jié)省了工期；

（3）如果可行伸展考慮利用墩基礎(chǔ)或者筏板基礎(chǔ)作為水平承力構(gòu)件，解決坑中坑的水平支撐問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

[1]李金青坑中坑基坑支護(hù)設(shè)計(jì)變形計(jì)算影響因素分析[D]2012；

[2]呂彥菲排樁內(nèi)支撐支護(hù)基坑的變形研究及優(yōu)化[D]2013；

[3]李志剛朱亞偉大直徑鉆孔灌注樁在深基坑圍護(hù)中的應(yīng)用《巖土工程師》1996.1