1、浅析城市综合体建筑深基坑支护的选择 摘要： 对城市综合体建筑深基坑支护体系及深基坑围护结构安全的进行初步分析，提出城市综合体建筑深基坑支护体系结构的复杂性和选择的必要性，针对建筑实体所处城市的地理位置、周边环境、土质情况、地下水位以及有关的文献资料等选择深基坑支护结构的形式，对工程的顺利实施起到决定性的作用。 关键词：城市综合体建筑；深基坑；支护；选择 中图分类号： TU94+2 文献标识码： A 文章编号： 一 .城市综合体建筑的特点、常见深基坑支护类型及本工程的水文地质资料 1.所谓 “ 城市综合体 ” 是将城市中的商业、办公、居住、旅店、展览、餐饮、会议、文娱和交通等城市生活空间的三项以
2、上进行组合，并在各部分间建立一种相互依存、相互助益的能动关系，从而形成一个多功能、高效率的综合体。 2.深基坑支护类型 目前技术较为成熟的深基坑支护类型有以下几种，在对较为复杂的深基坑 支护是以下一种或几种类型的组合。 1)土钉墙支护。 2)搅拌桩支护。 3)柱列式灌注桩、排桩支护。 4)内支撑和锚杆支护。 5)钢板桩支护。 6)地下连续墙。 3.本案的城市综合体建筑是以世界五百强连锁超市为衬托的集商业、居住、餐饮、娱乐、会议等于一体的综合性建筑 本工程基坑深度为 10米，基础结构具有一定的复杂性，是因为该工程上同时有高层与多层的建筑形式、桩基与筏板的不同基础类型、集商业与住宅商住两用于一体的
3、综合体、地下超长结构和大体积混凝土无缝施工及地上各主体高度不相同等，是集多中元素融为一体的综 合性建筑结构；本工程地处城市商业中心的繁华路段，周边环境比较复杂，四周高楼林立，地下市政各种管网错综复杂，施工场地狭窄，作业环境条件差，施工难度大，基坑支护及降水对周边建筑物影响较大。因此正确合理选择深基坑支护方案，对本案的后续施工产生积极的影响。 4.本工程的地质条件： 杂填土：平均 1.8 米，松散、湿，以粘性为主。 细砂：灰褐色、灰色，软塑、干强度中等，中高压缩性，中等韧性，层高 2.1米。 粉质粘土：灰色松散、稍密、饱和，层厚 1.2米。 中粗砂：灰色、饱和、级配不均匀，层厚 1.4米。 圆砾
4、：灰色 、饱和，级配一般，层厚 9米。 中粗砂：灰色、饱和，级配中等，层厚 24.5 米。勘察期间厂区地下水位 4.25.0米，该地下水对混凝土结构及结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。 二、支护系统侧压力初步分析 1.支护系统的侧压力包括土压力和水压力，土压力计算采用朗肯公式。 主动土压力： E=1/2H2tg2(45 -/2) -2CHtg(45 -/2)+2C2/ 式中： E 主动土压力 (KN)， 土的容重，采用加权平均值。H 挡土桩长 (m) 。 土的内摩擦角 () 。 C 土的内聚力 (KN)。 被动土压力： EP=1/2t2KPCt 式中： EP 被动土压力 (KN)， t
5、 挡土桩的入土深度 (m)， KP 被动土压力系数， 一般取 K2=tg2(45 -/2) 。 采用水土分算且计算点在水位以下时： 对于矩形土压力模式，自重部分须扣除坑内土的自重（对水位以下的分算土层，扣除有效自重；）。 式中： j 第 j 层土的天然重度； w 水的重度，取 10kN/m3； hj 第 j层土的厚 度； hwa,i 地下水位； ci、 ci 第 i层土的内聚力、有效内聚力； i 、 i 第 i 层土的内摩擦角、有效内摩擦角； q 超载。 目前尚无完整和成熟的支护系统侧压力计算理论，故只能按此公式在假定平面内进行受力推导，而深基坑支护属于空间受力架构，与以上公式计算结果不可能一
6、致。挡土墙是先施工后填土，因此土的内摩擦角和土内聚力值均已知，其值较稳定，因此挡土墙计算较精确，可靠性高；本案深基坑支护在自然地面下 1.5米处施工，地表面以下 1.52.5米左右之内 均为杂填土，多为城市废土和建筑垃圾，其成分与埋深也不均匀、不稳定，勘探单位提供地质报告中凡是杂填土均不列出力学参数，故内摩擦角和土内聚力均无确定值，然而在应用朗肯公式计算主动土压力时要用到这两值，当杂填土较厚时其计算结果可靠性较差。考虑到取值不确定性的影响，故杂填土内聚力值假定为零，不予考虑。 设计时选用参数和实际情况有较大出入，深基坑支护设计可靠性与之有直接关系。深基坑支护的土压力目前采用计算理论有时不能满足
7、设计使用的要求，其可靠性较差，在一定程度上还需依赖施工者的施工经验。 2.2 地表水产生的 水侧压力测定 一般挡土墙设计时均不考虑水的侧压力，因为在方案设计时挡土墙背后土体采用排水技术措施，设置排水盲沟或排水管，将墙后土体中潜水及时排出，不但大大降低地表潜水产生的水侧压力，而且墙后土质含水量也比较稳定，故土的力学参数和相应土质也相应较稳定。深基坑支护不但要求承载墙后土的主动土压力，而且要求达到防渗要求，以免地表潜水流入基坑内，故基坑支护系统要承担土中水产生的侧压力，这一点与常规挡土墙设计有较大区别，深基坑支护结构设计时应考虑地下水产生侧压力，因此在峰水期深基坑支护系统应该考虑地下水产生的 侧压
8、力的作用。地下水对深基坑支护结构作用的侧压力大小主要取决于土结构和土中含水量大小、土的密实度、空隙比、液性指数等土参数，也与地下水产生的侧压力有极大关系。 2 利用测压计测出水侧压力 在土中安装和埋设测压计前必须在其引出线附近进行密封防水处理，使得准确测得水压力，真实反映土中水压力实际情况，准确测量水侧压力值并以此为依据设计深基坑围护结构，从而达到安全可靠的目的。 三、深基坑围护结构安全系数 1.安全系数选用 深基坑围护安全系数具体应视现场具体情况确定 ，本案基坑附近有高层、多层建筑物及水、电、煤气等市政管网。根据工程地质报告中提供的土质参数，在选用安全系数时还应对现场土质情况进行全面了解和分
9、析，合理地选用各种土质参数，特别是土的内聚力值，以提高计算结果可靠性，提高支护结构安全系数。 四、 对本案深基坑支护结构的选择 1.根据以上对本案深基坑支护结构的分析 结合本工程情况，由于工程桩采用泥浆护壁反循环灌注桩，则本案优先考虑与本工程桩类似的超流态混凝土灌注桩作为基坑支护结构，比较稳妥，由于基坑较深（ 10 米），因此支护体系考虑选用 单排桩加三道预应力锚杆、桩间喷射混凝土进行防护。经过测算，采用超流态混凝土灌注桩的桩径为800mm，桩间距 1.1米，设定有效桩长为 19米，这种布置方式的特点就是力学性能较好，桩与桩顶冠梁形成刚架结构，桩间土参与协同工作，改善围护桩的受力状况，通过三道
10、不同标高层的预应力锚杆进行图层拉结，起到稳固的作用，并在桩间喷射 6080mm 厚的混凝土 ;形成连续挡墙，有效阻止地表水的渗漏及地下水位的侧压力，防渗效果较好，同时也达到减少桩的配筋量。 2. 本工程具体布置情况 基于以上选择的基坑支护形式，选 择这样的布置方式既有效控制土的侧压力、水的侧压力达到支护安全的作用，又可有效防止地表水经过桩间图层渗漏到基坑的效果。可选用钢筋混凝土桩加锚杆、桩间喷射混凝土的支护形式，桩顶加钢筋混凝土圈粱，转角处加斜支撑，大直径单排钢筋棍凝土灌桩在经过不同层面锚杆拉结加固后，再喷射 C30等级细石混凝土，以形成防渗效果的幕墙，与灌注桩桩间土形成协同关系，具有良好力学
11、性能，产生防护效果，具体布置如下： 超流态混凝土灌注桩工程量表 锚杆工程量表 结语： 经过围护桩的选用的多方案比较，结合现 场实际情况，包括周围环境和地质条件，采用以上深基坑的支护方式，对本工程或类似工程而言，属于经济效益最佳的支护方式，即达到了基坑安全防护的实际效果，又降低了工程造价，为以后的类似工程提供了经验依据。 参考文献： 1、本工程地质勘测资料和施工图纸 2、建筑基坑支护技术规程（ JGJ120-99） 3、锚杆施工技术规程 (GB50007-2002) 4、建筑地基基础工程施工质量验收规范（ GB50202-2002） 5、钻孔压灌超流态混凝土桩基础 技术规程（ DB23/T3602010 ） 6、建筑基坑工程监测技术规范（ GB50497-2009） 7、锚杆喷射混凝土支护技术规程（ GB50086-2001） 作者简介：沙丽娟，齐齐哈尔人，现任职于齐齐哈尔金丰房地产开发有限公司 土建工程师； 多年从事土建技术与管理工作，有丰富的施工管理经验。 邮编： 161002 注：文章内所有公式及图表请以 PDF 形式查看。
