任 東

（西安世園城市開發(fā)建設(shè)有限公司，陜西 西安710024）

1 工程概況

某開發(fā)區(qū)位于國(guó)家級(jí)開發(fā)新區(qū)中心商務(wù)區(qū)的核心地帶，東、西、南三面由某河下游的彎道圍合呈“半島”狀，總規(guī)劃建筑面積約900萬(wàn)m2。其中中央商務(wù)區(qū)起步區(qū)位于該區(qū)域中西部，總規(guī)劃建筑面積約200萬(wàn)m2。起步區(qū)一期包含十四個(gè)地塊（項(xiàng)目）同步開發(fā)，分別為特大型金融寫字樓、酒店式公寓，以及國(guó)際會(huì)展中心等，每個(gè)地塊均設(shè)置三～四層地下室，地塊間為地下商業(yè)街或者通過(guò)地下連通道相連接。根據(jù)開發(fā)流程，上述十四個(gè)地塊同時(shí)開發(fā)，地下結(jié)構(gòu)完成后實(shí)施南、北車庫(kù)。其中南車庫(kù)（3-30地塊）位于地下結(jié)構(gòu)已經(jīng)實(shí)施完成的3-25、3-26地塊南側(cè)，基坑?xùn)|西向233 m，南北向116 m，周長(zhǎng)約700 m，占地面積2.8萬(wàn)m2；整體設(shè)置四層地下室，基坑開挖深度18.2 m，如圖1所示。除北側(cè)緊鄰已施工完成的建筑物外，東側(cè)、南側(cè)及西側(cè)均為空曠場(chǎng)地，3倍基坑深度范圍內(nèi)無(wú)建筑物。

圖1 基坑相對(duì)位置及開挖深度示意圖

2 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)

2.1 場(chǎng)地工程地質(zhì)及水文地質(zhì)

擬建場(chǎng)地為空地，地勢(shì)較平坦，屬?zèng)_積、海積低平原。兩地塊地質(zhì)條件相近，土層自上至下依次為人工填土層（雜填土、素填土）、第Ⅰ陸相層（黏土）、第Ⅰ海相層（淤泥質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土）、第Ⅱ陸相層（粉質(zhì)黏土）、第Ⅲ陸相層（粉土、粉砂）及第Ⅱ海相層（粉砂）[1]。其中場(chǎng)地淺層分布的較厚的高含水量、高壓縮性極軟弱的淤泥質(zhì)黏土對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)受力不利。各土層物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)詳見表1所列。

表1 場(chǎng)地內(nèi)主要土層物理力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表

場(chǎng)地上層為潛水含水層，靜止水位埋深約1.0 m；承壓水含水層位于地下25～60 m范圍內(nèi)的粉土、粉砂層，經(jīng)實(shí)測(cè)水頭埋深約9.0 m，基坑抗突涌穩(wěn)定性計(jì)算滿足規(guī)范要求，無(wú)須對(duì)承壓水采取處理措施。

2.2 工程重點(diǎn)、難點(diǎn)分析

該工程屬超大、超深基坑，地質(zhì)條件復(fù)雜，地下水位高且開挖范圍內(nèi)分布有深厚的軟土層。如何保證基坑工程的順利實(shí)施并降低基坑開挖對(duì)周邊環(huán)境的影響是基坑支護(hù)設(shè)計(jì)要解決的重點(diǎn)問(wèn)題。

根據(jù)圖1可知，該工程地下室與北側(cè)地塊的地下結(jié)構(gòu)緊鄰，該地塊地下三層，埋深淺于該工程，且已施工完成。設(shè)計(jì)及實(shí)施階段需考慮北側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)無(wú)土壓力導(dǎo)致的南北向受力不均問(wèn)題；同時(shí)，止水帷幕無(wú)法閉合導(dǎo)致的滲漏水風(fēng)險(xiǎn)也是該工程需要解決的難點(diǎn)。

2.3 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案

結(jié)合前期項(xiàng)目的實(shí)施經(jīng)驗(yàn)、工程地質(zhì)及周邊環(huán)境條件并針對(duì)要解決的重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題，基坑支護(hù)設(shè)計(jì)從擋土結(jié)構(gòu)、止水帷幕及水平支撐三方面進(jìn)行選型分析、對(duì)比并確定設(shè)計(jì)方案。

（1）擋土結(jié)構(gòu)：考慮該工程基坑開挖深度大，土層力學(xué)指標(biāo)差及東、南、西三側(cè)空曠等因素，對(duì)地下連續(xù)墻和鉆孔灌注樁兩方案分別進(jìn)行計(jì)算和經(jīng)濟(jì)性分析后，確定采用變形相對(duì)較大但造價(jià)較低的鉆孔灌注樁作為擋土結(jié)構(gòu)。其中，北側(cè)緊鄰施工完成的3-25、3-26地塊，利用現(xiàn)有支護(hù)樁。

（2）止水帷幕：基坑開挖深度18.6 m，結(jié)合地層條件及施工機(jī)械能力，該工程?hào)|、南及西側(cè)采用三軸攪拌樁作為止水帷幕，樁長(zhǎng)26 m，隔斷含水層。考慮到北側(cè)地塊地下室外側(cè)有完整的止水帷幕，圍護(hù)樁地下室外墻之間的操作空間的水主要來(lái)自降水和帷幕的少量滲漏水，其水量有限，因此在該工程開挖過(guò)程中將暴露出的北側(cè)地塊圍護(hù)樁間采取掛網(wǎng)噴漿措施，以起到護(hù)壁擋土的作用。

（3）水平支撐：為避免臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)對(duì)北側(cè)地下室外墻產(chǎn)生不利影響，基坑豎向設(shè)置的水平支撐標(biāo)高應(yīng)與結(jié)構(gòu)樓板或底板一致，保證水平向受力明確，避免地下結(jié)構(gòu)外墻受力過(guò)大而損壞。該基坑工程豎向僅能設(shè)置兩道水平支撐并對(duì)應(yīng)北側(cè)結(jié)構(gòu)板，南北向支護(hù)剖面圖如圖2所示。根據(jù)剖面計(jì)算結(jié)果，第二道支撐圍壓標(biāo)準(zhǔn)值達(dá)860 kN/m，因此采用鋼筋混凝土材料作為支撐桿件。

圖2 南北向支護(hù)剖面圖（單位：mm）

基坑平面形狀呈矩形，考慮南北向受力不均，水平支撐平面采用了對(duì)撐+角撐的布置形式。該形式下各桿件受力明確，且傳遞到北側(cè)地下結(jié)構(gòu)上的推力相對(duì)均勻。為避免北側(cè)已施工完成的建筑物因受該工程水平支撐的推力導(dǎo)致傾斜，對(duì)北側(cè)地塊地下結(jié)構(gòu)部分樓板缺失區(qū)域進(jìn)行臨時(shí)加固后保證其整體性，并將支撐推力傳遞至對(duì)應(yīng)側(cè)的土體之上。圖3為支撐平面布置圖。

圖3 支撐平面布置圖

3 實(shí)施及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

3.1 工程實(shí)施

該工程采用對(duì)撐、角撐結(jié)合邊桁架的支撐方案，每道支撐施工時(shí)，應(yīng)首先形成中部對(duì)撐體系，以控制基坑中部變形。如圖4所示，土方開挖按照分區(qū)、分塊、對(duì)稱、平衡地進(jìn)行，待每道支撐全部形成并達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度后，才可向下開挖下層土體[2-3]。為盡量減少水平支撐對(duì)北側(cè)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的不利影響并降低基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平變形，土方開挖按照由北向南、由中間向兩端退挖的原則進(jìn)行實(shí)施，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施之實(shí)景如圖5所示。

圖4 土方開挖分塊示意圖

圖5 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施之實(shí)景

3.2 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

基坑開挖過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)北側(cè)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的變形監(jiān)測(cè)及樁身測(cè)斜監(jiān)測(cè)，并對(duì)比東、西側(cè)與南側(cè)的變形數(shù)據(jù)，如圖6所示。經(jīng)持續(xù)觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，在南北側(cè)土壓力不對(duì)稱條件下的樁身變形與其它兩側(cè)并無(wú)明顯差別；北側(cè)地下結(jié)構(gòu)整體性較強(qiáng)，亦未發(fā)生明顯水平位移，整體實(shí)施效果良好。

圖6 典型樁身測(cè)斜曲線圖（西側(cè)與南側(cè)）

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析，可得出如下結(jié)論：對(duì)所受土壓力不對(duì)稱的深基坑，支護(hù)設(shè)計(jì)上應(yīng)采用受力明確的支撐體系；土方開挖應(yīng)按照由內(nèi)向外退挖的原則后，圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形及對(duì)周邊環(huán)境的影響與常規(guī)深基坑差別不大；在保證鄰近地下結(jié)構(gòu)整體性的前提下，作用于其上的水平支撐力不會(huì)對(duì)其產(chǎn)生較大影響。