软土地区复杂环境下深基坑支护结构设计实例

杨涛洪

【摘 要】随着上海地区城市地下空间的发展，基坑规模越来越大，开挖深度越来越深，且城区建筑密集，使得在基坑支护设计过程中考虑的因素较多。论文以上海某复杂深大基坑工程为背景，介绍其基坑支护设计方案，及基坑开挖过程中对周边建筑沉降控制难题的解决。通过工程监测表明，基坑施工过程中周边建筑物沉降变形满足保护要求。本工程取得的经验对类似工程具有借鉴意义。

【Abstract】With the development of urban underground space in Shanghai area， the scale of foundation pit is more and more big， the excavation depth is more and more deep， and the city building is dense， so that more factors are considered in the design process of foundation pit support. Taking a complex deep and large foundation pit project in Shanghai as the background， this paper introduces the design scheme of its foundation pit support and the solutions of the settlement control problem of the surrounding building during the excavation. The engineering monitoring shows that the settlement and deformation of surrounding buildings meet the requirements of protection during the construction of foundation pit. The experience gained from this project can be used for reference in similar projects.

【關键词】复杂环境；深基坑支护；软土地层

【Keywords】complex environment； deep foundation； soft soil stratum

【中图分类号】TV551.4 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）06-0045-02

1 工程概况

1.1 基坑规模

上海市虹桥商务区，地块东至申贵路，西至申长路，南至规划二号河，北至兰虹路。设3层地下室，面积约11906m2，周长487m，基坑呈近似平行四边形，长边约166m，短边约70m。基坑普遍开挖深度14.8/15.2m，属深大基坑。

1.2 周边环境

该基坑工程场地东侧为申贵路，南段为申贵路地道，基坑开挖边线距申贵路地道（敞开段）最近处约11.3m；南侧规划二号河（南洪港），基坑开挖边线距河道蓝线33.80m；西侧为申长路，基坑开挖边线距用地红线最近处8.71m；北侧为兰虹路，基坑开挖边线距用地红线最近处约3.80m（道路布设有多条管线）。若不能合理进行支护结构设计，基坑开挖过程中必将对周边建筑物产生较大影响，因此安全科学的支护结构设计成为本工程的关键。

2 工程水文地质条件

2.1 工程地质

基坑开挖中主要涉及第①填土、第②层粉质粘土、第③层淤泥质粉质粘土夹粘质粉土及第④层淤泥质粘土。

土层参数见表1[1]。

2.2 水文地质

场地浅部土层中的地下水属潜水类型，地下水稳定水位埋深在1.60～1.80m之间。

场地⑦层砂质粉土有承压水分布，承压水水位呈幅度不等的周期性变化，根据区域观测资料，承压水水位埋深约为地表以下5.30～7.00m。

3 基坑支护设计

3.1 方案选型

3.1.1围护结构

本工程基坑开挖深度14.8m，根据上海地区已实施的大量基坑工程的成功实践经验，类似基坑工程一般采用板式围护体系。板式围护体一般可供选择的有：地下连续墙、钻孔灌注桩结合止水帷幕。

地下连续墙具有抗侧刚度大、可有效控制基坑变形保护周边环境，以及施工工艺成熟等诸多优势，在周边环境保护要求高以及基坑开挖深度较深的基坑工程中得到了大量应用[2]。

灌注桩排桩结合隔水帷幕作为一种成熟的工法，其施工工艺简单，施工时对周边环境影响较小，设计施工经验丰富。本工程基坑深度约15m，根据工程经验须采用直径1.2～1.3m的大直径灌注桩。根据沪建交2012（645）文规定“桩径超1m不得使用GPS钻机”，因此，灌注桩桩径超过1m需采用旋挖钻机施工，其较地下连续墙的经济优势将大幅缩减。

3.1.2支撑类型

近年在上海地区桩锚结构的应用受到严格控制，故方案中不作考虑。

钢筋混凝土内支撑具有刚度大、变形小、适应性强的特点。

3.2 支护方案设计

根据本工程特点，基坑施工过程中若不能合理依据“时空效应”原理进行土方的开挖和支撑的设置，可能引起围护结构的实际变形远超设计计算值，继而将引起周边道路、管线和构筑物的较大变形。

控制抽取承压水对周边环境的影响是本工程需注意的重点。

减压井：按基坑面积约每800m2布置一口，本基坑共布置15口减压井，其中3口兼作为观测井。

基坑开挖深度14.8m。采用800mm厚地下连续墙；墙身混凝土强度等级C35；连续墙长28.5m，插入深度15.7m，插入比1：1.06；连续墙采用3Φ850@1200（外侧）和3Φ850@1800（内侧）水泥土搅拌桩作槽壁加固，桩长18.5m，以保证地下连续墙的施工质量；坑内采用三轴水泥土搅拌桩墩式加固，加固宽度5.05m。

采用三道钢筋混凝土水平内支撑，第一道支撑从场地标高落低1.2m，第二道支撑较第一道支撑落低5.0m，第三道支撑较第一道支撑落低4.5m。支撑采用“対撑+角撑+边桁架”的平面布置形式。

4 基坑工程监测[3，4]

4.1地表沉降

基坑周边土体随着基坑开挖，产生沉降变形，最大沉降出现在距离基坑开挖边线0.5H～0.7H（H为基坑开挖深度）处。地表最大累计沉降为-20.1mm。以DM5-1为例，累计沉降曲线见图1。

4.2 周边建筑物沉降

根据监测结果，基坑东侧申贵路地道靠基坑端沉降8.8mm，远离基坑端沉降4.9mm，倾斜率0.065%。变形满足结构的安全要求。

5 结语

本文以上海某复杂环境深基坑工程为例，浅谈复杂环境下的深基坑支护问题，并对基坑施工过程中监测结果进行分析，可以得到以下结论：①采用地下连续墙板式支护体系，地下连续墙+钢筋混凝土内支撑的设计方案，可以有效控制基坑周边环境变形。②减压井与观测井的结合使用，充分做到了按需降水的原则。③本基坑的成功为软土地区复杂环境下深基坑的支护结构设计提供了参考。

【参考文献】

【1】刘国斌，王卫东. 基坑工程手册（2版）[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2009.

【2】DG/TJ08-61-2010基坑工程技术规程[S].

【3】叶帅华，朱彦鹏，周勇.兰州市某复杂深基坑工程设计与监测[J].岩土工程学报，2011，33（1）：431-437.

【4】吴旭君，郑平，赵伟，等.滨海地区软土地层超深基坑支护设计实例[J].岩土工程学报，2010，32（1）：388-391.