熊　昌

(機(jī)械工業(yè)勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西 西安　710043)

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西安某超高層深基坑支護(hù)工程設(shè)計(jì)方案探討

熊昌

(機(jī)械工業(yè)勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西 西安710043)

以西安某基坑工程為例，根據(jù)該工程的地質(zhì)條件，闡述了具體的基坑支護(hù)方案，并總結(jié)了支護(hù)選型的創(chuàng)新點(diǎn)，指出該工程支護(hù)施工既節(jié)約了工程造價(jià)，又取得了良好的施工效果，為黃土地區(qū)基坑支護(hù)設(shè)計(jì)積累了經(jīng)驗(yàn)。

基坑，支護(hù)方案，圍護(hù)結(jié)構(gòu)，錨索

1　工程概況

隨著國(guó)家基礎(chǔ)建設(shè)的加快，城市用地空間的緊張，目前深基坑工程越來(lái)越多，特別是超高層的建設(shè)帶來(lái)的超深基坑也越來(lái)越多，僅西安目前規(guī)劃或在建的超高層就超過(guò)30棟，本工程作為西北地區(qū)少數(shù)已建設(shè)完成的超高層(高度約270 m)，目前基坑已回填，其深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)為后續(xù)眾多深基坑工程提供借鑒。

項(xiàng)目分為超高層、裙房及地下車(chē)庫(kù)，超高層地上58層，裙房地上3層，地下室均為-3層。超高層、裙房、地下車(chē)庫(kù)(地下室)采用整體開(kāi)挖方式。±0.00相應(yīng)絕對(duì)標(biāo)高為412.40 m，超高層基坑底標(biāo)高-19.30 m、裙房及地下車(chē)庫(kù)基坑底標(biāo)高為-7.5 m，-17.3 m。基坑南北長(zhǎng)167.65 m，東西寬96.0 m。

2　場(chǎng)地巖土工程條件

2.1場(chǎng)地位置、地形與地貌

本工程場(chǎng)地地形較平坦，地面標(biāo)高介于412.08 m～412.83 m之間。地貌單元屬黃土塬前的一級(jí)洪積臺(tái)地。

2.2地層結(jié)構(gòu)及巖性描述

根據(jù)鉆孔揭露，現(xiàn)將基坑開(kāi)挖及降水影響深度范圍內(nèi)地層描述如下：

①層人工填土：該層由雜填土①1和素填土①2組成。該層一般厚度0.60 m～3.80 m，層底標(biāo)高408.50 m～411.90 m。

②層黃土狀土(粉質(zhì)粘土)：黃褐色，可塑，中密，稍濕。層厚3.20 m～8.20 m，層底標(biāo)高403.05 m～406.44 m。

③層黃土狀土(粉質(zhì)粘土)：褐黃～灰褐色，可塑，中密，稍濕～濕。不具濕陷性。層厚3.50 m～7.80 m，層底標(biāo)高398.13 m～400.57 m。

④層黃土狀土(粉質(zhì)粘土)：褐～紅褐色，可塑，中密，稍濕～飽和。層厚2.70 m～5.40 m，層底標(biāo)高393.71 m～396.63 m。

⑤層黃土狀土(粉質(zhì)粘土)：褐黃～黃褐色，可塑，中密，飽和。層厚7.70 m～12.60 m，層底標(biāo)高383.03 m～386.27 m。

2.3地下水

本場(chǎng)地地下水分為上層滯水與潛水，上層滯水穩(wěn)定水位埋深為9.20 m～10.40 m，潛水穩(wěn)定水位埋深為16.05 m～17.40 m，地下水位年平均變幅約為1.5 m。

3　設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)

計(jì)算選用的各土層物理力學(xué)指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1　各土層物理力學(xué)指標(biāo)

4　基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)選型

根據(jù)建設(shè)單位提供資料及現(xiàn)場(chǎng)踏勘情況知：場(chǎng)地南側(cè)、西側(cè)緊鄰市政道路，基坑底口距道路圍墻5.0 m～6.0 m；場(chǎng)地北側(cè)為后期用地，現(xiàn)有2層臨建，距基坑底口線(xiàn)約8 m；場(chǎng)地東側(cè)緊靠正在施工的建筑物，基坑底口距建筑物地下室外墻約4.5 m，東側(cè)建筑物基礎(chǔ)埋深12.0 m，由于東側(cè)建筑物擬在2012年投入運(yùn)營(yíng)，屆時(shí)超高層與東側(cè)建筑物間消防環(huán)道必須保證暢通、安全使用。鑒于此，初步選用以下支護(hù)方案，具體如下。

4.1基坑南、西側(cè)支護(hù)方案

場(chǎng)地南側(cè)、西側(cè)緊鄰市政道路，基坑底口距道路圍墻5.0 m～6.0 m?；幽蟼?cè)、西側(cè)采用下部錨拉樁，上部土釘墻的支護(hù)方案。由于上層滯水埋深9.20 m～10.40 m，且根據(jù)東側(cè)建筑物基坑施工情況知，上層滯水排泄不暢，在坡面產(chǎn)生滯水外泄，對(duì)土釘墻穩(wěn)定性會(huì)產(chǎn)生不利影響，為避免上層滯水的影響，上部土釘墻底標(biāo)高放在上層滯水水位線(xiàn)以上約2.0 m，且道路荷載影響范圍在基坑-7 m以下，綜合考慮即土釘墻支護(hù)高度7.0 m，下部10.3 m，采用對(duì)滯水敏感性及變形控制較小的錨拉樁體系支護(hù)。基坑南側(cè)、西側(cè)支護(hù)方案如下：

上部7.0 m土釘墻放坡坡比1∶0.3，布置四層土釘，間排距1.5 m，第一、三、四排土釘長(zhǎng)度均為6.0 m，第二排土釘長(zhǎng)度為9.0 m，土釘墻面層網(wǎng)筋為φ6.5@200，網(wǎng)筋鋪設(shè)完成后噴射C20細(xì)石混凝土厚80 mm。

下部采用樁徑800 mm護(hù)坡樁+3層預(yù)應(yīng)力錨索，護(hù)坡樁及錨索水平間距1.5 m；護(hù)坡樁長(zhǎng)21.5 m(23.5 m)，樁頂設(shè)置500 mm×800 mm冠梁，護(hù)坡樁主筋16Φ25，螺旋筋φ8@150，加勁筋Φ16@2 000，冠梁主筋12Φ18，箍筋φ8@200；3層錨索均長(zhǎng)25 m，采用3束15.2鋼絞線(xiàn)，如圖1，圖2所示。

4.2基坑北側(cè)支護(hù)方案

基坑北端頭有寬7.2 m條帶挖深7.5 m，緊鄰?fù)谏?.5 m條帶部位基坑挖深17.3 m，為了保證基礎(chǔ)施工作業(yè)面及盡量避免施工相互干擾，且保證基坑出土正常，將外坡道設(shè)置于此，此部分選用上部0 m～7.5 m深基坑采用土釘墻支護(hù)，并將挖深7.5 m條帶延伸至基坑西邊線(xiàn)，下部9.8 m～17.3 m采用錨拉樁支護(hù)，錨拉樁與土釘墻坡腳間留出7.2 m寬平臺(tái)?；颖眰?cè)支護(hù)方案如下：

上部0 m～7.5 m深基坑采用土釘墻支護(hù)，土釘墻放坡坡比1∶0.3，最深處布置四層土釘，水平間距1.5 m，豎向間距1.6 m，由上至下，第一、四層土釘長(zhǎng)度均為6.0 m，第二、三層土釘長(zhǎng)度為9.0 m，土釘墻面層網(wǎng)筋為φ6.5@200，網(wǎng)筋鋪設(shè)完成后噴射C20細(xì)石混凝土厚80 mm。

下部采用樁徑800 mm護(hù)坡樁+2層～4層預(yù)應(yīng)力錨索，護(hù)坡樁及錨索水平間距1.5 m；護(hù)坡樁長(zhǎng)19.5 m～29.5 m，樁頂設(shè)置500 mm×800 mm冠梁，護(hù)坡樁主筋根據(jù)錨拉樁高度不同分為14Φ25，16Φ25，20Φ25，螺旋筋φ8@150，加勁筋Φ16@2 000，冠梁主筋12Φ18，箍筋φ8@200；錨索采用3束15.2鋼絞線(xiàn)，長(zhǎng)度依據(jù)錨拉樁高度不同而不同。如圖3，圖4所示給出護(hù)坡樁樁頂伸到地面斷面圖。

4.3基坑?xùn)|側(cè)支護(hù)方案

場(chǎng)地東側(cè)緊靠正在施工的東側(cè)建筑物，基坑底口距東側(cè)建筑物地下室外墻約4.5 m，東側(cè)建筑物基礎(chǔ)埋深12.0 m，由于東側(cè)建筑物擬在2012年投入運(yùn)營(yíng)，屆時(shí)超高層與東側(cè)建筑物間消防環(huán)道必須保證暢通、安全使用。

超高層與東側(cè)建筑物間消防環(huán)道恢復(fù)時(shí)，初步考慮采用框架柱體系或箱式回填處理，若采用箱式回填，由于回填土體荷載較大，對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)壓力較大，不利于投資控制。本次支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)假定消防環(huán)道恢復(fù)時(shí)采用框架柱體系，框架柱體系荷載暫按150 kPa考慮，如消防環(huán)道恢復(fù)體系確定后，荷重大于此假定荷重應(yīng)反饋設(shè)計(jì)，以便進(jìn)行穩(wěn)定性復(fù)核及方案調(diào)整。東側(cè)建筑物與超高層基底高差5.3 m,初步選用錨拉樁支護(hù)，根據(jù)勘察報(bào)告提供地層物理力學(xué)指標(biāo)，通過(guò)基坑邊坡整體穩(wěn)定性計(jì)算，基坑?xùn)|側(cè)支護(hù)方案如下。

采用樁徑800 mm護(hù)坡樁+1層預(yù)應(yīng)力錨索，護(hù)坡樁及錨索水平間距1.5 m；護(hù)坡樁長(zhǎng)11.5 m，樁頂設(shè)置500 mm×800 mm冠梁，護(hù)坡樁主筋14Φ25，螺旋筋φ8@150，加勁筋Φ14@2 000，冠梁主筋12Φ18，箍筋φ8@200；錨索長(zhǎng)25 m，采用3束15.2鋼絞線(xiàn),如圖5，圖6所示。

5　本項(xiàng)目支護(hù)選型分析及創(chuàng)新點(diǎn)

根據(jù)地勘報(bào)告，場(chǎng)地的土質(zhì)在西安地區(qū)偏好，有較好的自立性，基坑上部采用土釘墻支護(hù)形式，對(duì)節(jié)約成本加快進(jìn)度是有利的。

上層滯水埋深-9.20 m～-10.40 m，且根據(jù)東側(cè)建筑物基坑施工情況得知，上層滯水排泄不暢，在坡面產(chǎn)生滯水外泄，對(duì)土釘墻穩(wěn)定性會(huì)產(chǎn)生不利影響，因此，上部土釘墻底標(biāo)高放在上層滯水水位線(xiàn)以上約2.0 m，即土釘墻支護(hù)高度7.0 m左右是合適的。

在與東側(cè)建筑物相鄰一側(cè)對(duì)這個(gè)部位提出了一種全新的解決思路，可以減載，還可爭(zhēng)取利用空間。如果不利用該空間，可以考慮采用板樁錨拉體系，錨桿直接生根在東側(cè)建筑物的樓板和墻交接部位，利用此方向剛度大的特點(diǎn)，為支護(hù)結(jié)構(gòu)提供可靠的錨拉力。

6　項(xiàng)目意義

1)本項(xiàng)目為西北當(dāng)時(shí)在建高度最高超高層項(xiàng)目，且目前已建成，項(xiàng)目為西安市重點(diǎn)工程，參觀、考察人員到場(chǎng)比較頻繁，本工程采取優(yōu)化設(shè)計(jì)給建設(shè)方減少支護(hù)施工造價(jià)超過(guò)50%，對(duì)西北黃土地區(qū)超深基坑支護(hù)起到借鑒作用。

2)本項(xiàng)目開(kāi)啟了我院深基坑支護(hù)業(yè)務(wù)承攬的新局面，項(xiàng)目配合及工程成果深受合作方好評(píng)，為順利承接其余類(lèi)似項(xiàng)目做出了不小的貢獻(xiàn)。

On design scheme for ultra-high-rise deep foundation pit projects in Xi’an

Xiong Chang

(ChinaJikanResearchInstituteofEngineeringInvestigationandDesignCo.,Ltd,Xi’an710043,China)

Taking some foundation pit project in Xi’an as the example, the paper illustrates the foundation pit support scheme according to the geological conditions in the project, sums up the innovation of the support type selection, points out the support construction saves the engineering cost and achieves better construction effect, so as to provide some reference for the foundation pit support design in loess areas.

foundation pit, support scheme, enclosure structure, anchor cable

1009-6825(2016)23-0080-03

2016-06-09

熊昌(1984- )，男，碩士，工程師

TU463

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