1、软土地基深基坑环形桁架支撑支护技术应用实例摘要 市区软土深基坑开挖采用控制变形能力较强的排桩+止水帷幕+单道钢筋混泥土水平内环形桁架支撑的支护结构体系，控制了结构的变形及其周围土体的变形，保证周围建筑和地下管线的安全，通过监测达到预期效果，未对周围建筑和地下管线产生不利影响。 关键词地下室开挖软土基坑支护椭圆桁架支撑水泥搅拌桩 中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 文章编号： 1 工程概况 拟建项目坐落于城市拆迁小区，基坑侧壁北面离城市内河约 9 米，东西两面靠近老住宅小区；地下室东侧侧壁距离已建小区围墙最近 2.0米，距小区主楼 18 米，沿地下室边 78 米有小区雨污管线，及老小区市
2、政给水管；地下室西侧侧壁距离已建小区围墙最近 4.0 米，距小区主楼14 米；地下室南侧侧壁距同期建设的高位工程桩 3.0 米；东北角还有部分老河道，老河道上填有塘渣。 工程总建筑面积 68400M2，场地设一层整体地下车库，地下建筑面积12500M2，基坑开挖面积约 13700M2，支护结构总长约 480 米，基坑周圈开挖深度为 5.37.4 米，正负 0.000 标高相当于黄海 3.0m，自然地坪标高取 2.5m。 2 工程地质条件 开挖影响范围内土层为：杂填土、粉质粘土、淤泥质粘土、淤泥、粉质粘土夹粉砂，对基坑影响较大的为淤泥层，顶埋深 3.3 米总厚度达11.5 米。属于典型沿海淤泥质
3、土质。 3 基坑支护方案 本基坑重点保护的建筑物为东西两侧已有小区建道路、市政管线等建筑物机及管线，及高位桩。东侧两侧离已建住宅小区距离很近，一旦发生大的变形对将势必对东西两侧的居民楼造成影响，即使轻微影响，也可能会导致民扰事件，根据多年的建设经验，民扰事件解决过程漫长，要经过数据测量、安全鉴定、专家论证、索赔处理等繁琐程序，甚至导致工程停工暂时退场。控制东西两侧土体变形是整个基坑支护方案设计、土方开挖的灵魂。并且本基坑开挖较深，地下室平面形状不规则，存在多个阳角不利于支撑体系布置。基于以上因素，基坑基坑支护方案定为I 级基坑。 根据工程特点，采用控制变形能力较强的支护结构 ,决定采用排桩+止
4、水帷幕+单道钢筋混泥土水平内支撑的支护结构体系。根据场地情况，在基坑东西两侧紧挨围墙部分，为减少冠梁施工对东西两侧小区的影响，将冠梁设在自然地坪以下 0.7M，同时考虑，在基坑东侧老河道位置及基坑北侧设置密排的水泥搅拌桩（后根据施工情况改为高压旋喷桩） ，桩顶标高为冠梁底，高于河道常年平均水位，其余冠梁面设在自然地坪以下 1.2米，一道围梁及支撑面设在自然地坪以下 2.2 米。 支撑体系采用椭圆环内支撑+角撑的形式布置。椭圆环内支撑平面体系可以利用椭圆的力学性质，将支撑力转化为椭圆环的轴向压力，从而充分发挥砼的抗压性能。可以最大可能减少支撑面的覆盖面积，方便挖土。立柱桩部分可利用工程桩，减少工
5、程费用。弧顶坑底土体采用水泥搅拌桩进行加固，合理布置辐射杆，确保椭圆环受力均匀可靠。根据基坑围护专家论证意见，椭圆内支撑体系弧顶位置相对比较变形较大，因此在圆弧顶位置设置钢筋砼板带加固措施，加强这些区域的整体刚度。围梁和支撑均采用现浇钢筋混泥土结构，砼强度等级 C25，地下室基础底板与支护桩之间设置换撑带。 椭圆环内支撑平面体系主要构件截面尺寸如下，冠梁： 900*400、400*600；围梁：1000*600，椭圆环梁 2200*700 ；水平支撑：500700*600； 立柱桩：600700 钻孔灌注桩，15m18m ，部分可利用工程桩。 支护桩采用600、650、750 钻孔灌注桩，桩长
6、 24.5m26m，东西两侧采用650。 基坑南侧设置嵌缝的水泥搅拌桩减少基坑开挖对南侧高桩的影响，西侧设置密排的水泥搅拌桩（因位于老河道位置有塘渣回填，东侧设置高压旋喷桩） ，用以减少水土流失及周围地表沉降和土体位移、被动区加固。为解决临近河道土体渗水，北侧采用水泥搅拌桩止水帷幕。水泥搅拌桩施工采用多次喷浆工艺，密排时桩间搭接 200，采用普通 42.5 级水泥,水泥掺和量为 15%,水灰比为 0.55，可加入适量早强剂。高压旋喷桩为700500，桩间搭接 200，高压旋喷桩采用强度等级为 42.5 的普通硅酸盐水泥，水泥掺量为 28%，水灰比为 1.2，水泥浆压力不小于 20Mpa。搅拌桩
7、桩长在 2.5m9m，700500；高压旋喷桩桩长在 2.5m6m。 本工程电梯井部位高差为 2.2M，采用700500 的水泥搅拌桩进行高差处理并用以防止桩间水土流失。 地下室南侧侧壁紧靠同期建设的高位工程桩，为解决地下室开挖对高位桩的影响，采取以下措施，南侧提前卸土，相应承台提前挖出，砼垫层浇筑好，并对靠基坑的 2 排桩桩做好标记，记录基坑开挖时的变形，为保证工程质量，紧靠基坑南侧的住宅工程桩全部进行小应变测试。 4 基坑土方开挖 做好坑外卸土，做好地表排水在基坑外侧地表设 80 厚 C15 防水砼面层，避免地表水大量渗入基坑。根据场地条件基坑南侧出土口设在两住宅间；另一出入口设在北侧，通
8、过钢架桥跨过河道连接城市道路；临近基坑，运土通道采用钢筋砼厚板浇筑，以减少重车对基坑的震动。 施工程序：放坡开挖冠梁部位土体至冠梁面标高挖地槽至围梁及支撑底标高设水平围梁及支撑修基坑外侧土体至设计标高，设坑外坡面及地表砼面层，并设好地表排水明沟及集水井分层放坡开挖土体至地下室底板标高人工边修土边设板底垫层，并设好坑底集中排水挖地槽至承台及地梁底标高，并立即设好垫层及砖模设好二次围护措施，挖坑中坑至设计标高，并立即设好垫层设底板处支撑板带做基础承台、地梁及底版拆除支撑地下主体结构向上施工至地下室顶板分层回填夯实向上作业。 待冠梁砼强度达到 80%标准值，以大于 1：2 放坡开挖至围梁及支撑面标高
9、，待围梁及支撑砼强度达到 90%标准值，以大于 1：2.5（专家论证意见，原为 1：2）放坡分层开挖至板底标高，每层厚度不大于 1.5 米，挖至各区域底板标高，及时做垫层。垫层施工完毕，二次开挖承台基础、地梁边挖边设垫层及砖模。基坑挖土施工应做到“五边”施工，即边挖、边凿、边铺、边浇、边砌，保证基坑土体不长期暴露。遵循开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖、避免振动荷载原则。开挖施工中不应损伤和碰撞支护结构，截水帷幕、工程桩或扰动基底原状土。当地下室底板及换撑带混凝土强度达到标准值的 80%，方可拆除支撑。 基坑的开挖必然对周围环境造成一定的影响，影响范围内的既有建（构）筑物、道路、地下设施、
10、地下管线、岩土体和地下水体深基坑支护体系的设计中，不确定的因素太多，结构安全度难以掌握。基坑施工会遇到很多设计阶段难以预测到的问题，为全面把握施工进展状况，及时处理施工中遇到的意外情况，为及时掌握基坑动态变化，势必要进行必要的监测。 设置一定数量的测斜孔，埋深约 1520 米，另设水平位移监测、沉降监测，在支撑关键部位设置轴力监测，周边环境监测（管线、道路、建筑） 。警戒期每天观测 2 次，稳定期 25 天观测一次，在开挖接近坑底至坑底垫层浇注前，每天 1 次，周边环境监测为每 710 天监测 1 次，重点区域每 24 天监测一次。趋于稳定，观测频率可以放松，数据变化大，观测数据接近危险值或遇
11、恶劣天气加密观测频率。 结束语 此基坑挖土施工较为顺利，严格按设计方案实施，无安全质量问题发生，根据专业单位的监测成果测得出： 1、深层土体位移累计为 70.59 毫米，深度 1.5 米（设计警戒值 40毫米，东南侧，此处开挖最早，拆撑的起始段） ；最小为 21.84（东北侧，靠河）毫米，深度 3 米。 2、地面沉降累计最大值 36.3 毫米（报警值 20 毫米，东北侧，靠住宅侧） ，符合预期。 3、房屋沉降累计最大值 1.7 毫米，未超过报警值 4、轴力最大值 7435KN，未超过警戒值 5、水平最大位移 18 毫米，未超过报警值 通过监测数据分析及施工实际情况，说明排桩+止水帷幕+单道钢筋
12、混泥土水平内环形桁架支撑的支护结构体系在此基坑开挖工程中是成功的，这种支护体系非常适合此类软土地基深基坑开挖，特别是对土体变形、位移有较高要求的基坑工程，很好控制了结构的变形及其周围土体的变形，保证了周围建筑和地下管线的安全，确保了边坡的稳定，满足了基坑周围地面的变形控制要求，未对周围建筑和地下管线产生不利影响。充分发挥了临时挡土作用，实现了基坑安全与经济的平衡，并且环形桁架支撑的支护结构体系也有利于基坑土体的开挖。 参考文献： 1范益群.软土基坑考虑时空效应的三维动态设计与过程控制.上海：上海科学普及出版社，2005：1-20 2熊智彪.建筑基坑支护.北京：中国建筑工业出版社，2008 作者简介彭街清（1975-） ，宁波市建东置业有限公司工程部工程师
