深厚软土复杂深大基坑多圆环内支撑体系应用技术

缪智勇，李灿峰

（1.绍兴市文化旅游集团有限公司，浙江 绍兴 312000；2.浙江宝业建设集团有限公司，浙江 绍兴 312028）

1 工程概况

新桥风情项目位于浙江省绍兴市越西路与西郊路交叉口西北侧，由14 幢17～18 层住宅楼、1 幢1 层开闭所、 社区用房、1 幢1 层物业经营用房及1～2 层地下室组成，总用地面积41 158 m2，地上总建筑面积95 522 m2，地下建筑面积41 295 m2。

1.1 地下室特点

±0.000 相当于黄海标高6.100 m，基坑设计时取自然地面黄海标高5.100 m（即相对标高-1.000 m），本工程设一层地下室、局部二层地下室，一层地下室承台垫层底标高-6.770 m， 基坑开挖深度5.77 m；二层地下室承台垫层底标高-10.570 m， 基坑开挖深度9.57 m；一层与二层交界处基坑二次挖深4.45 m。基坑开挖面积达28 460 m2，周长1 081 延长米。

1.2 工程地质条件

本工程地处软土地区， 其开挖影响深度范围内地层情况分布依次为：1-1 层杂填土、1-2 层粉质粘土、2 层粘质粉土、3 层淤泥质粘土、4 层粘土（表1）。

表1 各土层主要物理力学指标

1.3 基坑周边环境情况

场地东侧紧挨越西路，东、东北侧为北海派出所、公安宿舍及西郭变电站，西侧为新桥江，南侧为西郊路，北侧为新桥江支流。 新桥江江面标高约3.840 m，水深约1.65 m。 周边无采用桩基础的建筑物。 场地东南侧有一自来水管线， 北侧有一条110 kVA 电缆线。 自来水管线为管径1 000 mm 的铸铁水管，其上覆土厚约1.4 m。 地势总体较平坦，基坑周边环境见图1。

图1 基坑周边环境

2 基坑支护设计

2.1 设计思路

综合本工程地质条件、基坑开挖深度、周边环境及附近已有的工程经验， 经过多种方案比较后，二层地下室基坑开挖深度9.57 m 区域采用钻孔灌注桩结合两道钢筋混凝土圆环支撑，一层地下室基坑开挖深度5.77 m 区域采用SMW 工法桩结合一道钢筋混凝土圆环支撑，一层与二层交界处基坑二次挖深4.45 m 区域则采用钻孔灌注桩结合一道钢筋混凝土圆环支撑的支护形式。

2.2 设计要点

2.2.1 二层地下室基坑剖面做法

采用Φ800＠1 100 钻孔灌注桩， 桩长18 m，插入深度10.73 m； 钻孔灌注桩外侧止水帷幕采用Φ650＠450 三轴水泥搅拌桩， 桩长13 m； 在标高-2.500 m、-6.100 m 处设置两道钢筋混凝土圆环支撑；基坑内侧被动区采用Φ600＠500 水泥搅拌桩在承台间进行墩式加固。 二层地下室基坑剖面见图2。

图2 二层地下室基坑剖面

2.2.2 一层地下室基坑剖面做法

采用Φ650＠450 三轴水泥搅拌桩、 内插H500×300×11×18 型钢，插一隔一，桩长12 m；在标高-2.500 m 处设置一道钢筋混凝土圆环支撑；基坑内侧被动区采用Φ600＠500 水泥搅拌桩在承台间进行墩式加固。 一层地下室基坑剖面见图3。

图3 一层地下室基坑剖面

2.2.3 一层与二层交界处基坑剖面做法

采用Φ700＠1000 钻孔灌注桩， 桩长12 m，插入深度7.55 m； 钻孔灌注桩外侧止水帷幕采用Φ650＠450 三轴水泥搅拌桩， 桩长8m； 在标高-6.100 m 处设置一道钢筋混凝土圆环支撑。 一层与二层交界处基坑剖面见图4。

图4 一层与二层交界处基坑剖面

2.2.4 多圆环内支撑体系设计

结合基坑平面形状、施工顺序等因素，进行基坑内支撑布置，充分利用圆环支撑结构轴力大、弯矩小的特点，形成强有力的支撑作用，改善支撑结构受力状况[1]。 运用理正软件进行基坑平面受力分析，将支撑、压顶梁、腰梁等简化为平面封闭框架，按剖面计算得到的弹性反力作为该平面框架作用的均布荷载。 经基坑整体设计计算，本工程多圆环内支撑体系设计如下：

在-2.500 m 第一道支撑共设四个圆环支撑，圆环直径从北到内分别为70.6 m、68.6 m、41.2 m、77.4 m，第一道支撑平面图见图5。

在-6.100 m 第二道支撑共设两个圆环支撑，圆环直径分别为41.2 m、77.4 m，与第一道支撑平面尺寸对应，第二道支撑平面图见图6。

3 基坑施工

3.1 施工顺序

测量定位→被动区水泥搅拌桩、三轴水泥搅拌桩止水帷幕施工→围护桩及立柱桩施工→基坑降排水→开挖工作平台、修整边坡→埋设混凝土厚度控制标记→喷射混凝土面层→围护压顶梁、腰梁及混凝土内支撑施工→土方开挖→基础施工→底板换撑→土方回填。

图5 第一道支撑平面

图6 第二道支撑平面

3.2 注意事项

（1）围护桩应按先施工止水帷幕、后施工钻孔灌注桩的顺序， 同时合理控制围护桩的施工速度，减少围护桩施工对周边环境的影响。

（2）土方开挖应严格执行分层、分区、分段、对称均衡挖土，支撑及垫层应在限时内浇筑完成，以发挥基坑的时空效应，减少围护结构变形。

（3）基坑工程施工时应保证坑边荷载小于设计值，禁止运土车、混凝土车等重型车辆在基坑边上通行，围护坡顶边线外5 m 范围内超载不得超过设计允许值。

（4）实行信息化施工，基坑开挖前应请相关专业单位对基坑周边建筑物缺陷及沉降情况做一次全面检查、记录、拍照及录像，及时获取基坑开挖过程中支护结构和周围土体的受力与变形信息。

（5）支撑拆除前工程技术人员要检查现场支撑条件是否符合拆除标准， 在拆除时按从周围到中心的顺序进行，减小圆环承受力，在外围结构支撑拆除后，最后拆除圆环支撑。 本工程为控制基坑变形、保护周边环境，采用静力切割方法进行拆除。

（6）SMW 工法桩内H500×300×11×18 型钢拔出后孔隙应采用干黄沙回灌或进行水泥浆注浆处理[2]。

4 基坑监测情况

为确保本工程基坑开挖的安全和地下结构施工的顺利进行， 及时掌握基坑开挖的影响情况，本工程基坑监测对深层土体位移、支撑梁轴力及周边房屋道路的沉降、倾斜、裂缝等进行了监测。从基坑开挖开始到结束， 周边房屋道路均未发现倾斜、裂缝情况，基坑深层土体位移地下室一层区域最大为28 mm，地下室二层区域最大量为42 mm，均未超过警戒值。

5 结语

在新桥风情项目深基坑支护中首次采用了多圆环内支撑体系，施工情况及监测结构表明，该体系具有安全可靠、施工作业空间宽敞、位移控制效果好、造价低等明显的技术经济优势。经计算分析，与传统对撑结构相比，本工程采用多圆环内支撑可减少混凝土构件体积约30%，节约造价15%，为类似深基坑支护设计提供了借鉴。