厦门轨道交通五缘湾停车场基坑方案探讨

李连秀

厦门翔安机场投资建设有限公司（361006）

1 工程概况

1.1 站址环境

五缘湾停车场场址位于厦门市岛内，停车场用地处于枋湖北路、云顶路、枋湖东路、尚忠路四周合围的地块内。停车场范围地貌主要为缓坡残丘地貌，受城市开发建设影响，现场地较为平整，用地现状为建材家具市场及数栋多层办公楼。地面高程为21.15～26.31 m，高差为5.16 m。

1.2 停车场基坑概况

本基坑长约452.8 m，宽为24.0～170.8 m，临近云顶路侧基坑最宽为166 m，临近枋湖东路侧基坑最窄为18.6 m，基坑深度为13.9～17.0 m，临近云顶路侧基坑最深约17.0 m，临近尚忠路侧基坑最浅约13.9 m。停车场结构地下一层为框架结构，层高为11～13 m。

1.3 临近建、构筑物及管线情况

1）建构筑物:停车场周边建构筑物较多，停车场北侧（枋湖北路）1H（H为基坑深度）范围内有10 kV架空高压线、地下过街通道和拟建湖里法院站～双十中学站区间隧道；东侧（云顶路）1H范围内有BRT高架车站人行天桥，1H～2H范围内有BRT高架桥；南侧（尚忠路）1H范围内有青菜园土菜馆（两层局部三层），1H～2H范围内有七天连锁酒店（一层地下室）及腾华精品酒店（一层地下室）。

2）地下管线:停车场基坑开挖影响范围内的管线众多，主要有10 kV架空高压线、Ø108 mm燃气管、Ø800 mm混凝土直埋式雨水管、Ø400 mm混凝土直埋式污水管、Ø500 mm铸铁直埋式给水管、380 V电力线等。

2 主要地质情况

基坑范围内主要地层自上至下主要为杂填土、素填土、粉质黏土、残积砂质黏性土、全风化花岗岩、强风化花岗岩、微风化花岗岩。基坑底主要处于残积砂质黏性土。残积层及全、强风化岩具有遇水易软化、崩解，强度急剧降低的特点。

3 停车场基坑方案

停车场基坑方案采用半顺作半逆作法施工，其中出入场线接口部分，基坑宽度为40～62 m，深度约14.5 m，基坑采用明挖顺作法施工，明挖顺作法范围长度自出入场线接口处沿基坑东西方向向东约65 m；其余部分采用主体结构部分边跨顶板逆作法施工。基坑采用盆式开挖，从中间向周边分层分段开挖，挖至主体结构边跨2~3跨处，基坑采用放坡预留核心土+围护桩支护型式来控制基坑周边变形。开挖后先施工基坑中间处的主体结构，待基坑核心区范围内的主体结构混凝土强度达到设计强度，根据施工现场组织，对称分区域施工边坡上的梁板结构，基坑两侧形成对撑后开挖核心土至坑底，顺作基坑中剩余部分的主体结构底板、柱子及侧墙的基坑方案[1]。

4 停车场基坑方案技术重难点

五缘湾停车场基坑周边环境复杂，基坑支护型式多样新颖，因岩土工程地质情况复杂多变，基坑计算理论经验性较强，从基坑支护施工到主体结构施工完成，停车场基坑实施方案的成功案例对当地基坑工程经验具有很高的参考价值。目前该停车场主体结构已施工完成，基坑开挖对周边管线及建构筑物变形控制良好，对主体结构影响较小，为厦门轨道交通五缘湾停车场主体结构顺利提前竣工贡献了一份力，得到业内人士的肯定。文章根据设计及施工过程中遇到的一些技术难点及注意事项总结如下:

1）预留核心土边坡支护:根据停车场主体结构边跨的顶板（梁）高度，梁底与边坡平台预留1 m施工空间要求，以保证施工平台上方梁板的作业空间。核心土边坡高度约11 m，采用1∶1一级坡，放坡坡面采用1 200 mm×1 200 mm台阶+锚杆（每级台阶设置一道）支护型式。在核心土台阶处架设钢管支撑架进行边跨顶板（梁）的高大模板施工，钢管支撑架水平间距1.2 m，与台阶宽度相对应，钢管位置应尽量放置在每级台阶的根部，确保每级台阶的边坡稳定性。

根据岩土理正计算分析，并经midas NX数值模拟进行复核，台阶坡面及放坡平台超载均采用20 kPa均布荷载模拟，计算滑动稳定性的安全系数均大于1.25，满足一级边坡基坑要求。根据以往地质经验存在不确定因素，故在每阶核心土台阶中部均采用土钉墙锚杆进行加强，确保在预留核心土边坡上方施工顶板（梁）的安全可靠。

2）停车场基坑边跨处核心土边坡顶平台的预留宽度需根据基坑周边风险源及边跨跨度确定，放坡平台宽度原则上为核心土放坡范围尽量占用边跨的2～3跨（每跨跨度约8～12 m），以减少逆作顶板（梁）的跨度。

采用核心土+围护桩支护型式，确保周边管线及建构筑物的影响分析，该工况理论计算尚未成熟，基坑变形的理论计算分析并不能完全反应施工现场的实际工况。故预留核心土平台宽度的确定对周边环境的影响大小较为关键。

根据周边现场情况，临近枋湖北二路侧基坑主要风险源为地下过街通道（与净距约5.4 m）、盾构区间（净距约14.7 m）、10 kV高压铁塔（净距约7.3 m）、上水及污水管线（净距为2.3～7.5 m）等，预留核心土边坡顶平台宽度采用10 m。临近云顶北路侧BRT高架站出入口扶梯（净距为3.1 m）、上水管（净距约4.2 m）、高架桥（净距为19.3 m）等，预留核心土边坡顶平台宽度约15 m。临近主要风险为D108燃气管（2.3～10.6 m）、D500上水管（3.6～10.8 m），基坑预留核心土边坡顶平台宽度约4 m。

经基坑施工监测，对于基坑预留核心土+围护桩支护型式，其不同的边坡顶平台宽度对周边管线及建构筑物变形影响不同，施工过程中临近尚忠路及枋湖东路侧的燃气管出现超过预警值，后经采取保护措施尚未出现安全事故。其他区域基坑开挖对周边环境影响变形可控。建议临近重要管线较近处核心土预留平台宽度应尽量加大，以便减小基坑放坡开挖对周边环境的影响。

3）五缘湾停车场建筑为单层地下室框架结构，层高为11～13 m,且框架梁因覆土及跨度较大（每跨跨度为8～12 m），主体结构框架梁较大，截面梁高一般在1.6～2.1 m。经计算永久支撑钢管立柱采用D600，t=15.8的钢管立柱，钢管内浇筑C50混凝土，立柱为外包混凝土永久立柱，本钢管立柱不在设联系梁及剪刀撑，以方便基坑土方开挖施工。局部顶板（梁）荷载较大处，可增设临时格构柱或限制顶板超载的方式减小钢管立柱承受荷载，增加钢管立柱的稳定性，满足设计要求。钢管立柱与格构柱相比，稳定性好，适用于跨度较大、承受顶板荷载较大的盖挖逆作法基坑支护。

4）边跨逆作法的永久结构梁板与围护桩顶冠梁浇筑在一起，围护桩既参与抗浮，也参与承压，围护桩需考虑竖向荷载及竖向变形。围护桩桩底采用后注浆措施以保证围护桩桩顶承受的顶板（梁）的竖向荷载，经基坑实际监测，竖向变形可控，满足主体永久结构受力变形控制要求。

5）明挖顺作法与明挖半逆作法接口处核心土预留需采用锥形放坡，避免核心土边坡悬臂，加强边坡支护的稳定性及接口处的变形控制。

6）临近枋湖北路与云顶路侧基坑因顶板与周边地势高差较大，主体结构与冠梁同步施工，基坑开挖冠梁底处基坑深度4～5 m，且周边管线及建构筑物众多，不具备放坡开挖条件，故设计采用微型钢管桩进行支护。微型钢管桩根据地质情况、周边环境及基坑深度分别采用直径219 mm或400 mm钢管。微型钢管桩相比拉森钢板桩，其施工设备占地较小，方便施工；刚度较大，控制变形较好；钢板桩一般为施工租赁物资，后期需拔出，并对拔出后孔洞进行回填，该工况对周边环境管线及建构筑物变形影响较大。故微型钢管桩方案合理可行。

7）基坑开挖范围内主要以残积砂质黏性土或全风化花岗岩为主，一般黏性土可不设止水帷幕，渗透系数较小。然该地质遇水易软化，基坑支护采用围护桩，桩间土经基坑开挖时间周期长，施工现场桩间防护（喷射混凝土+钢筋网片）较慢，施工不可控。故采用高压旋喷桩止水帷幕对桩间土进行加固，避免桩间土施工期间遇水软化崩解转变为预留流出桩间，防止基坑安全隐患。

8）临近枋湖北路侧，根据轨道全线施工进度及停车场进度实际进度情况，道路下盾构区间需先于停车场基坑施工，支护采用钻孔灌注桩施工机械振动较大，且桩间止水帷幕若施工单位施工不好，基坑存在水土流失风险。盾构区间根据轨道相关规范要求，变形控制较为严格，故临近枋湖北路侧支护钻孔灌注桩改为地下连续墙支护型式。加强对枋湖北路侧盾构管片的变形控制，基坑方案安全可靠。

9）临近云顶路侧局部沿基坑方向20 m范围内，微风化花岗岩岩层地势较高。根据勘察报告，微风化岩层高于基坑底4 m以上，钻孔灌注桩支护结构施工难度大，故考虑采用吊脚桩的支护型式，围护桩间采用直径150 mm锚杆体对桩底处进行锚固加强。

5 结论

五缘湾停车场基坑支护基坑深度为13.9～17.0 m，基坑深度较深，面积较大，周边环境复杂，支护结构采用临时支撑（明挖顺作）和顶板（梁）做支撑相结合的单撑方案，且分别采用边跨顶板（梁）逆作法、核心土台阶施工、钢管立柱作为永久立柱、微型钢管桩、吊脚桩、地下连续墙及停车场主体结构与围护结构结合等相结合的基坑支护型式，基坑支护种类多样，结合已施工现场的实际变形数据，为后续厦门当地基坑设计及施工提供可参考的宝贵经验。