陸志秀（中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心江蘇總隊(duì)，江蘇 南京211135）

0 引言

隨著城市土地價(jià)格越來(lái)越高昂，建筑用地資源愈發(fā)緊張，高層建筑與地下建筑逐漸受到市場(chǎng)和開(kāi)發(fā)商的重視。在地下建筑和高層建筑施工初期的基坑結(jié)構(gòu)中，需要對(duì)基坑側(cè)壁進(jìn)行支護(hù)和加固[1]?，F(xiàn)階段，由于我國(guó)建設(shè)單位對(duì)深基坑支護(hù)技術(shù)要求較高，工程施工難度大，投資高，因此優(yōu)化深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)十分必要且重要。在工程建設(shè)過(guò)程中，要想有效確保深基坑支護(hù)工程施工質(zhì)量，降低施工成本投入，需要根據(jù)工程的實(shí)際情況來(lái)優(yōu)化深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，為實(shí)際工程的施工提供有效指導(dǎo)作用[2]。本文結(jié)合國(guó)內(nèi)一些工程設(shè)計(jì)實(shí)踐[3～7]，介紹了傳統(tǒng)的混凝土排樁支護(hù)加一道混凝土支撐的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式在挖深約15m的基坑工程中的應(yīng)用，為類似工程項(xiàng)目提供了可參考的依據(jù)。

1 工程概況

1.1 項(xiàng)目概況

擬建場(chǎng)地位于南京市江寧區(qū)岔路口，宏運(yùn)大道與中馳東路交接處東南角?，F(xiàn)規(guī)劃擬建物為1棟18層辦公樓（A棟）、1棟18層公寓樓（B棟），其間為2層裙樓，設(shè)有三層整體地下車庫(kù)。基坑周長(zhǎng)約3330m，面積約5 9890m2。底板頂標(biāo)高-14.20m，底板厚500mm、800mm，墊層厚100mm，坑底標(biāo)高-14.80 m、-15.10m，基坑開(kāi)挖深度14.20m、14.50m。

1.2 基坑周邊環(huán)境

基坑?xùn)|側(cè)：支護(hù)樁外邊線距離用地紅線3.3～5.6 m，紅線外即為南京市稅務(wù)干部學(xué)校，支護(hù)外邊線距離最近建筑6.6 m；基坑南側(cè)：支護(hù)樁外邊線距離用地紅線3.3～3.4 m；基坑西側(cè)：支護(hù)樁外邊線距離用地紅線3.3～3.4 m，紅線外為中馳東路；基坑北側(cè)：支護(hù)樁外邊線距離用地紅線3.6～4.0 m，紅線外為宏運(yùn)大道。

1.3 工程地質(zhì)概況

圖1 典型工程地質(zhì)剖面圖

擬建場(chǎng)地地勢(shì)較為平坦。擬建場(chǎng)地地貌類型為階地地貌單元。各土層特征（見(jiàn)圖1）詳述下：①-1層雜填土：該層在場(chǎng)區(qū)局部分布，堆填時(shí)間約3年。①-2層素填土：該層在場(chǎng)區(qū)局部分布，堆填時(shí)間約3年。②層粉質(zhì)黏土，可塑，在場(chǎng)區(qū)局部分布。③層粉質(zhì)黏土，硬塑，該層在場(chǎng)區(qū)普遍分布。⑤-1層強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ級(jí)，該層在場(chǎng)區(qū)普遍分布。⑤-2層中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ級(jí)，屬極軟巖，該層在場(chǎng)區(qū)普遍分布，未鉆穿。

1.4 水文地質(zhì)概況

本場(chǎng)區(qū)對(duì)本工程有影響的地下水為孔隙潛水，含水層為①-1雜填土。潛水水位主要受大氣降水和地表水滲入補(bǔ)給，以蒸發(fā)方式排泄。主要在①-1雜填土相對(duì)較厚地段分布，其余地段未見(jiàn)地下水。①-2素填土及其余地層為微透水層?？辈炱陂g，測(cè)得初見(jiàn)水位埋深在0.35～1.30m之間，初見(jiàn)水位標(biāo)高在9.67～11.60m，穩(wěn)定水位埋深在0.62～1.73m之間，穩(wěn)定水位標(biāo)高在9.37～11.09m。場(chǎng)地內(nèi)淺層地下水水位變化受季節(jié)影響明顯，地下水位有0.50m的升降幅度。

表1 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)一覽表

2 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案

（1）支護(hù)體系：EAB段采用旋挖灌注樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)，樁徑1 000 mm，間距1 200 mm，加一層鋼筋混凝土支撐；其余段采用旋挖灌注樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)，樁徑950 mm，間距1150mm，加一層鋼筋混凝土支撐。支護(hù)結(jié)構(gòu)平面布置圖見(jiàn)圖2，剖面圖見(jiàn)圖3。

（2）擋土形式：支護(hù)樁側(cè)采用了掛網(wǎng)噴漿進(jìn)行擋土。

（3）排水體系：基坑坡頂設(shè)置散水；土方開(kāi)挖期間基坑內(nèi)采用明溝+集水井排出坑內(nèi)明水；基坑挖至坑底后，利用地梁及承臺(tái)溝槽排出坑內(nèi)明水。

3 設(shè)計(jì)計(jì)算

本工程支護(hù)方案的設(shè)計(jì)計(jì)算按照《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ 120—2012）中有關(guān)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求和標(biāo)準(zhǔn)并在下列條件的基礎(chǔ)上對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的受力及穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算。

圖2 支護(hù)結(jié)構(gòu)平面布置圖

圖3 支護(hù)結(jié)構(gòu)剖面圖

（1）根據(jù)周邊環(huán)境的要求及該基坑的規(guī)模確定地下室基坑安全等級(jí)為一級(jí)，重要性系數(shù)取1.1；

（2）土的C、Φ值采用勘察報(bào)告提供的固結(jié)快剪指標(biāo)；

（3）土壓力計(jì)算采用土壓力極限平衡理論的朗肯土壓力理論：坑外迎土面的土壓力取主動(dòng)土壓力，開(kāi)挖面深度以下的土壓力按矩形分布考慮，坑內(nèi)開(kāi)挖面以下背土面的土壓力取為被動(dòng)土壓力，土壓力系數(shù)為：

（4）根據(jù)該場(chǎng)地的土層條件，圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形、內(nèi)力及各項(xiàng)穩(wěn)定性驗(yàn)算粘性土均采用水土合算，砂土層采用水土分算，且計(jì)算時(shí)不考慮圍護(hù)體與土體的摩擦作用，不對(duì)主、被動(dòng)土壓力系數(shù)進(jìn)行調(diào)整，僅作為安全儲(chǔ)備；

設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)取地面超載一般按均布超載20 kPa考慮，樓層每層荷載考慮為15 kPa，行車道路荷載考慮為30 kPa。并根據(jù)實(shí)際施工工況計(jì)算每一工況下的支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形，按照最不利情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證支撐結(jié)構(gòu)在各種工況下的安全。

支護(hù)樁最大彎矩設(shè)計(jì)值為745.73 kN·m，最大剪力為350.31 kN。支護(hù)樁最大水平位移14.75 mm，基坑周邊最大地表沉降按指數(shù)法為31 mm，滿足基坑監(jiān)測(cè)規(guī)范的變形要求。計(jì)算得到整體穩(wěn)定安全系數(shù)為3.122，抗踢腳最小安全系數(shù)為1.312，均滿足規(guī)范要求，土反力計(jì)算也滿足要求。

4 結(jié)語(yǔ)

該地區(qū)超深基坑支護(hù)可以考慮采用單支點(diǎn)嵌巖樁的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式，設(shè)計(jì)計(jì)算的變形結(jié)果和各項(xiàng)安全系數(shù)均滿足規(guī)范要求。該設(shè)計(jì)方案并未出現(xiàn)單支點(diǎn)深基坑容易發(fā)生的踢腳破壞情況，安全可靠，節(jié)省了工程造價(jià)，縮短了建設(shè)周期，經(jīng)濟(jì)效益可觀，為類似的深基坑項(xiàng)目提供了可供參考的依據(jù)。