紧邻高层建筑地下车库基坑支护分析

别小勇 秦海兰

(1.无锡市建筑设计研究院有限责任公司，江苏 无锡 214001； 2.无锡都市建筑设计有限公司，江苏 无锡 214001)

紧邻高层建筑地下车库基坑支护分析

别小勇1秦海兰2

(1.无锡市建筑设计研究院有限责任公司，江苏 无锡 214001； 2.无锡都市建筑设计有限公司，江苏 无锡 214001)

以某紧邻既有高层建筑的地下车库基坑设计过程为例，经充分分析计算及采取概念设计，在确保既有建筑安全的同时采用最经济的方案实现了基坑开挖，实践证明效果良好，具有一定的推广价值。

基坑支护，高层建筑，地下车库

随着现代社会经济的快速发展，住宅小区配套地下车库以满足出行需求已经成为常态。然而，由于开发进度需要往往都是先建住宅后施工地下车库，而且地下车库的埋深一般都要大于住宅。这时，基坑支护设计不仅需要考虑边坡的稳定与安全，更要确保紧邻既有建筑的安全。如何充分考虑新建建筑对基坑的影响并建立科学合理的计算模型来计算分析进而选择经济合理的支护设计方案显得十分必要。本文以某典型新建住宅群内的地下车库开挖为例，通过概念设计与分析计算选择经济、快速的土钉墙支护形式，既保证了基坑和建筑物的安全，也实现了科学合理经济的设计目标。

1 工程概况

某拟建地下车库南侧为已建成的11层32号、33号住宅，北侧为已建成11层34号、37号住宅，上述4栋建筑为预应力管桩基础，设1层自行车库，基底高程为黄海标高1.17 m，地下车库大底板底黄海标高-1.920 m，局部变电房位置最深为-5.200 m。基坑实际开挖深度与周边建筑物的高差为3.09 m～6.37 m。

表1 场地地质情况表

地下车库侧墙板距离37号房不足4 m，距离34号房约8 m，距离32号房不足2.5 m，距离33号房不足7.5 m，周边场地极为狭窄。

2 工程地质情况与基坑支护设计参数

根据勘察报告，本场地地质条件见表1。

基坑支护设计参数如表2所示。

表2 基坑支护设计参数

3 地下水情况

根据地勘报告，本场地地下水情况如下：

1)上层滞水潜水：该层地下水主要分布在①层素填土中，补给来源为大气降水及地表渗漏，随季节及气候变化水位相应变化，年变化幅度1 m左右。

2)微承压水Ⅰ：主要分布于④-1,④-2和④-3层粉土中的微承压水，勘察期间测得稳定水位标高1.8 m～2.0 m，主要靠大气降水和地表水体的侧向补给，对本次基坑开挖有影响。

4 支护结构设计计算

4.1 基坑特点分析

本基坑深度一般，土质情况较好，常规情况下采用土钉墙支护完全可满足设计要求。但是其南北两侧各有2栋高层住宅且距离很近。虽然4栋建筑采用桩基础，但是管桩的抗侧力较差，并且均纵向平行于基坑，因此进行科学合理的分析设计选择最为适用的支护方案十分必要。

4.2 基坑支护方案总体思路

根据本项目特点及基坑情况，对本基坑支护设计方案总体概念把握要点如下：1)考虑到土质较好并且采用桩基础，因此理论上土压力不会太大，因此本基坑在总体支护方案上确定采用土钉墙形式。2)土钉墙由于是一种被动支护体系，其支护作用的发生需要边坡发生一定的变形，这对于本基坑显然不能许可，因此需采用预应力土钉，在分层开挖期间通过预先对每根土钉施加预应力预先控制土体变形，确保后期开挖时土体的侧向变形可有效控制。3)土钉的长度除满足计算要求外，还应有足够的长度确保进入建筑物基底以下，使建筑物下土体与边坡土体形成复合加筋体系。4)为防止发生深层滑动，在边坡位置应通过施工木桩等措施加固坡脚。5)此外，施工前对本基坑风险源进行全面梳理并做好应急预案，在施工期间要根据现场实际情况做到动态管控，一旦发现问题及时启动应急预案并通知相关单位调整方案，通过信息化施工进一步控制风险。

4.3 建筑物超载考虑

在计算模型的建立过程中，如何充分考虑11层建筑的超载至关重要。虽然采用桩基础形式，但是如不适当考虑建筑物的荷载则风险较大，尤其是本工程为管桩基础，需要确保侧方土体不发生变形。因此本次设计，结合地区经验对建筑物的超载按30%的上部总荷载考虑，即桩土分担比为3∶7。

考虑到周边建筑均为刚刚封顶，因此建筑物的沉降尚未完全完成，故基底土理论上尚未承担较大荷载，所以按照3∶7分担比是合理的。

4.4 基坑支护设计情况

本基坑采用土钉墙支护，计算情况如下：

首先根据地质报告中的计算参数及周边条件取符合实际情况的地面超载，按照表2中选取参数进行建模。

其次结合本基坑的开挖深度确定边坡及支护作法，本场地土钉的水平及竖向间距均控制在1.0 m，通过密集布置土钉形成复合支护体系。

然后进行分析计算，计算结果按照变形和强度双控，即边坡稳定性、土钉的抗拔及抗拉计算结果应满足规范要求；计算结果得到整体稳定性系数为1.578，滑动破裂面通过坡脚，表明本边坡发生深层滑移的可能性不大，但是需在坡脚采取进一步措施来切断滑裂面；同时采用有限元分析软件对地面沉降进行分析，得到沉降量不足10 mm，满足设计控制要求。

最后开始施工图设计，根据计算得到的结果确定作法见图1。

4.5 施工控制措施

考虑到本基坑实际，对此边坡采用以下处理措施：

1)坑边超载应按照设计图纸控制，坑边1.5 m范围内不超过5 kPa；地面标高不符合设计要求的应予以整平。2)选择有资质的单位做好基坑监测，监测成果应当日提交各方。3)土钉施工期间做好预加力控制，并确保土钉注浆质量，应做好土钉承载力检测工作。4)土方开挖应按照施工组织设计方案分块分区对称均衡开挖，开挖到底后及时封闭坑底。5)土钉应坚持随土方开挖分层施工，养护时间不少于7 d，预加力施工做好施工记录。由于采取了比较严格的施工控制要求及现场管理，基坑开挖到底后变形情况良好，实况如图2所示。

5 结语

1)本基坑开挖到底后根据监测报告，相邻高层建筑沉降量不足2 mm，基坑开挖过程中边坡无开裂现象，高层建筑无裂缝产生，实践证明本处理思路和方案是合适的。2)基坑支护的关键在于全面收集周边环境情况后首先进行概念设计，然后充分考虑地面超载情况进行计算分析，本项目的成功实施证明了即使在紧邻高层建筑位置只要认真分析，土钉墙方案也是可以保证边坡及建筑安全的。3)无论周边环境如何，建立符合实际的计算模型是确保复杂条件下基坑支护成功的第一步，从本实践来看，采用合理的桩土分担比是合适的。4)基坑开挖是一个综合性的信息化管理工程，因此首先各方应高度重视，认真对待，做好设计、施工、监测工作；开挖到底后应尽快施工地下结构并回填减少基坑暴露风险。5)采用预应力土钉可有效解决基坑的边坡变形问题，但是对于深大基坑是否可行应慎重对待。6)由于缺乏更多更深入的分析资料，如何更好的考虑桩土的分担作用及其对基坑边坡的影响尚需要进一步研究。

[1] GB 50007—2001,建筑地基基础设计规范[S].

[2] JGJ 120—2012,建筑基坑支护技术规程[S].

[3] 陈肇元，崔京浩.土钉支护在基坑工程中的应用[M].北京：中国建筑工业出版社,2001.

On analysis of foundation pit support for underground garage close to high-rise buildings

Bie Xiaoyong1Qin Hailan2

(1.WuxiArchitecturalDesignInstituteCo.,Ltd,Wuxi214001,China; 2.WuxiMetropolisArchitecturalDesignCo.,Ltd,Wuxi214001,China)

Taking the design for the foundation pit design of the underground garage close to the existing high-rise buildings as the example, the paper analyzes and adopts the conceptual design, realizes the foundation pit excavation with the most economical scheme by ensuring the safety of the existing buildings, and proves by the practice that the effect is better with some extensive value.

foundation pit support, high-rise building, underground garage

1009-6825(2017)22-0057-02

2017-05-26

别小勇(1977- )，男，高级工程师

TU751.6

A