复杂环境下超深基坑支护工程设计优化

复杂环境下超深基坑支护工程设计优化

卢晓明

（江苏华东建设基础工程有限公司，南京210007）

摘要：以城市复杂环境下超深基坑支护工程设计优化为案例，较详细地阐述了深基坑支护设计优化的方案，在保证基坑安全和保护周边环境的前提下，在传统设计思路上进行优化，较好地取得了节约基坑支护工程造价和缩短施工工期的良好效果，可为类似基坑工程设计提供参考。

关键词：复杂环境；超深基坑；基坑支护设计优化

随着城市建筑的蓬勃发展，城市土地变得越来越少，土地寸土寸金，向地下空间发展也即越来越多，建筑地下室层数相应增多，超深基坑支护工程即因应而生。在城市环境下，基坑周边市政道路、房屋建筑和文物建（构）筑往往相邻而生，基坑支护设计在考虑安全的情况下，还需控制变形，以保护周边建（构）筑物的安全与正常使用。随着深基坑支护设计技术的发展，经过大量工程实践，对基坑支护设计的要求也越来越高，在保证基坑安全和控制变形前提下，设计还需兼顾造价经济和节约工期，深基坑支护设计需综合基坑周边环境、开挖深度、水文地质和工程地质条件等诸多因素，对深基坑支护设计进行优化，以期达到安全可靠、技术可行、工程经济、施工便捷。

1工程概况及土层性状

南京茂业天地项目位于南京市秦淮区健康路与中华路交叉口的东南角，该项目占地13452.5m2，容积率约为6，地上部分为5层商业，地下四层，总建筑面积约为8万平方米。基坑呈不规则的矩形状，东西长约135m，南北长约105m，基坑总围长450m，基坑面积12600m2，基坑开挖深度为20.30m～20.50m，建筑物采用Φ700钻孔灌注桩基础。拟建场地位于南京市秦淮区健康路与中华路交叉口的东南角，周边环境具体情况如下：东侧：地下室外墙线距用地红线最近处2.8m，围墙外为教敷营路和居民小区房屋建筑；南侧：地下室外墙线距用地红线最近处3.0m，围墙外为教敷巷和瞻园古建筑；西侧：地下室外墙线距用地红线最近处4.0m，围墙外为中华路；北侧：地下室外墙线距用地红线最近处3.0m，围墙外为健康路。本基坑土层设计参数详见表1。

表1基坑岩土层设计参数表

2基坑支护设计特点与难点

基坑深度超深，达20.5m，且周边环境要求苛刻：南侧为瞻园古建筑和东侧居民浅基础的砖石结构的旧房屋，对沉降变形极其敏感，要求差异沉降要求控制在20mm之内，房屋倾斜不超过1/1000；北侧和西侧市道路管线密集，道路沉降也要求控制在20mm之内。因此，要求支护墙体有足够的抗弯刚度和基坑底插入深度。基坑周边场地狭小，需合理设置出土栈桥，以便于基坑土方挖运施工。

3基坑支护方案设计优化

3.1支护结构设计优化

按常规类似工程设计，对于四层地下室开挖深度达20.5m的超深基坑，一般设置四道钢筋砼内支撑支护结构，本工程对面的已建工程水游城项目为四层地下室，基坑开挖深度为20m左右，设计采用的是四道钢筋砼内支撑，本工程基坑经试算，考虑到土层较好，且在基坑开挖底以下15m左右即为岩层，支护桩可嵌入稳固的岩石内，经试算比较，设置三层钢筋砼内支撑即能满足基坑安全与变形要求。基坑支护设计平面布置详见图1，基坑支护结构典型剖面图详见图2。

图1基坑支护结构平面布置图

图2基坑支护结构典型剖面图

表2基坑不同支护桩桩径和支撑不同标高技术经济比较表

从以上计算结果相比较，支撑梁设置在标高-2.10m、-8.10m、-14.10m较优于-2.50m、-8.50m、-14.50m，从桩径相比较，考虑到经济性，桩径φ1200@1400较优于φ1300@1500，考虑到东侧已建房屋荷载与控制房屋变形等综合因素，确定三层支撑标高采用-2.50m、-8.50m、-14.50m，东侧和南侧AB、BC段采用支护桩桩径φ1300@1500，其它三侧支护桩桩径φ1200@1400。

3.2出土钢筋砼栈桥设计优化

本工程出土口因受场地条件限制，只能设置在基坑南侧，由于基坑超深，且南北向距离不大，在第一层支撑施工完成后，对于第二层和第三层特别是坑底第四层土取土非常困难，需在基坑内设置钢筋砼栈桥，以便于土方取土倒运。通常，钢筋砼栈桥设置在第一层支撑上，顶面标高与第一层支撑面标高相同。后经优化，将出土栈桥设计成斜坡式，栈桥底部平台与第二道支撑面相同，这样，可大大减少第二层、第三层和坑底第四层土的挖机倒土工程量，既减少挖机倒土台班成本，又节约了工期。

4结论

⑴利用工程特点，在适当加大钢筋砼支撑断面和支护桩直径的情况下，将传统的四道钢筋砼优化成三道钢筋砼支撑，三道支撑大大方便了基坑挖土。既保证了基坑安全和控制周边环境变形，又减少了工程造价，并缩短了施工工期。

⑵将出土平台栈桥又传统的平面形式优化为斜向放坡形式，并将栈桥平台标高下移设计，可大大减少挖机倒土工程量，既减少了工程造价又缩短了基坑挖土施工工期。

类似工程的基坑支护设计可以借鉴参考。

参考文献

[1]中国建筑科学研究院等.JGJ120-2012.《建筑基坑工程技术规范》[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.

[2]中国建筑科学研究院等.GB5007-2011.《建筑地基基础设计规范》[S].北京:中国建筑工业出版社,2011.

[3]南京市建设委员会.DGJ32/J12-2005.《南京地区建筑地基基础设计规范》[S].北京:中国建筑工业出版社,2005