时尚馨都工程基坑支护型式选择

时尚馨都工程基坑支护型式选择

李晓珍

李晓珍（湖北中南勘察基础工程有限公司湖北武汉430081）

【摘要】本文根据时尚馨都工程场地工程地质、水文地质条件及周边环境状况，同时考虑经济技术的条件下，选定采用：AB、EA段卸载放坡+水泥土搅拌桩+喷锚联合支护，ED、BC段用桩撑支护，BD段卸载放坡（包括车道部分）的综合手段对该基坑支护结构进行了设计，对类似较为复杂的基坑支护结构设计有一定的借鉴作用。

【关键词】基坑支护；支护结构；结构设计

SelectionofFoundationPitTypeforFashionXinduEngineering

LiXiao-zhen

(HubeiCentralSouthInvestigationFoundationEngineeringCo.,Ltd.WuhanHubei430081)

【Abstract】Accordingtobothoff-sitefashion-hing,engineeringgeology,hydro-geologicalconditionsandthesurroundingenvironmentalconditions,takingintoaccounttheeconomicandtechnologicalconditions,theselecteduseof,AB,EAunloadingsegmentSlope+soil-cementmixingpileandsprayanchorsupportingthejoint,ED,BCstaysinparagraphsupportingpiles,BDSlopeunloadingsegment(includingthedrivewaypart)integratedapproachtothestructureofthefoundationpitdesign,similartothemorecomplexstructuraldesignoffoundationpithaveacertainreferenceeffect.

【Keywords】Foundationpit;Supportingstructure;Structuraldesign

1.工程概况湖北建鑫房地产开发公司拟建的时尚馨都工程项目位于武昌和平大道徐家棚武车厂一村，拟建建筑物为21层，高65m，建筑面积1.3万m2，占地面积约1000m2，结构型式为框架—剪力墙结构，主楼及部分绿化带设一层地下室。场地自然地面标高23.30m，建筑基坑周边的挖深分别为：AB段5.50m，BC段5.20m，其他各段为4.9m。

2.工程地质与水文地质条件图1时尚馨都工程基坑支护结构设计平面图

2.1工程地质条件。拟建场地位于武昌区徐家棚武车厂一村，紧临和平大道，地貌单元属长江Ⅰ级阶地。在勘察深度范围内，对拟建场区地层按各岩土的成分、成因及工程性质等自上而下依次可分为：①杂填土：场区内普遍分布，以灰褐色为主，夹有其他杂色，主要由碎砖、碎石等建筑垃圾夹粘土组成，结构松散、强度低，厚度0.6~2.5m。②粘土：场区内普遍分布，黄褐色为主，软~可塑状态，湿，含铁锰质氧化物，少量高岭土，承载力90KPa，中等偏高压缩性，厚0.6~3.0m。③淤泥质土：场地普遍分布，灰色，软~流塑状态，湿，含铁锰质氧化物，强度低，高压缩性，承载力75KPa，厚度3.8~7.20m。④淤泥质土夹粉土、粉砂：场地普遍分布，黄灰色，软~流塑状态，含少量铁锰质氧化物及高岭土，层理清晰，淤泥质土和粉土以互层存在，局部夹粉砂薄层，承载力90KPa，高压缩性土，厚度1.2~2.8m。⑤粉砂夹粉土：场地普遍分布，灰褐色，饱和，主要成分为长石、石英和云母，粉土含量不等，粉土以薄层状存在，呈稍密~松散状态。承载力120KPa，中等偏高压缩性，厚度1.6~6.0m。⑥粉细砂：场地普遍分布，长青灰色为主，中密，饱和，主要成份为长石、石英、云母，夹层厚约20cm左右极少量软塑状粉质粘土薄层，承载力190KPa，低压缩性，厚度1.7~10.30m。以下各层分别为细砂、中细砂，强风化泥质粉砂岩等，与基坑关系不大。图2AB段（1-1剖面）支护结构设计

2.2水文地质条件。根据含水层的性质和赋存条件，场区地下水可分为两种类型：上部填土层中的上层滞水和下部砂层中的孔隙承压水。

2.2.1上层滞水主要赋存填土层中，主要由大气降水和生活用水补给，水量小，没有统一的地下水位。

2.2.2孔隙承压水主要赋存于下部砂层中，水量大且相对较稳定，具统一的承压水头，与区域地表水系有较紧密的联系，水位因长江季节变化而变化。

2.2.3勘察期间测得混合稳定水位埋深在0.3~0.8m之间，承压水头埋深在3.0米左右。

3.周边环境状况基坑位于武昌和平大道徐家棚武车一村。东北侧，距基坑外墙线11.08m为武车一村两栋6~7住宅楼，基础型式均为粉喷桩复合地基，基础埋深2.0左右m；东南侧距基坑外墙线最近只有5.8m处有武车住宅楼，6层，砖混结构，粉喷桩复合地基，基础埋深1.8m；西南侧相对开阔，基坑外墙距红线约17m范围内无任何构筑物；西北侧正对和平大道，距和平大道中线35m，距基坑外墙线约10m左处有下水道和相关管线。图3BC段（2-2剖面）支护结构设计

4.时尚馨都工程基坑支护结构设计方案比选

4.1场地综合条件分析。

4.1.1场地环境条件。场地位于和平大道的南侧，基坑的外墙线距和平大道的主干线有14m，东北侧基坑边线距车辆厂住宅楼为11m，住宅楼基础为粉喷桩复合地基。东南侧基坑外边线距车辆厂住宅楼为5.5m，住宅楼基础为粉喷桩复合地基，无放坡空间。西南侧比较开阔，距红线约14m，无任何管线存在。

4.1.2场地工程地质条件。组成坑壁和坑底的土层分别：杂填土、粘土和淤泥质土和淤泥质土夹粉土，粉砂。特别是：淤泥质土和淤泥质土夹粉土、粉砂，是软塑到流塑，抗剪强度低，对坑壁和坑底支护极其不利。

4.1.3关于地下水的处理。根据地质勘察报告，地下水的类型分两类，上层滞水和下部孔隙承压水，上层滞水在杂填土中，水量不大，可以采用明排疏干。下部孔隙水承压水在砂层中，根据地质报告计算基坑不会产生突涌现象，对基坑的稳定性不够成影响，也不会影响施工。

4.1.4基坑工程安全等级。根据基坑特征和周边条件，依相关规定，本基坑工程安全等级为一级。

4.2基坑支护方案的选定。根据本基坑场地的综合情况，可作为本基坑支护方案有：地下连续墙，桩锚支护，水泥土桩与喷锚联合支护，放坡等多种支护形式。在确保基坑安全的条件下，节约资金，选定采用：AB、EA段卸载放坡+水泥土搅拌桩+喷锚联合支护，ED、BC段用桩撑支护，BD段卸载放坡（包括车道部分）。

4.3基本思路。ED段（包括南侧车道部分CD段）：开挖深度4.4m，安全等级为Ⅰ级，基坑外墙线距七层住宅楼只有5.5m，无放坡空间，采用钻孔灌注桩支护，由于该段只有20m长度，又无法打锚杆，且正好成U字型，设计时，考虑把桩两端向外延伸，形成一定抵抗力，结合斜撑，共同作用。同时考虑南侧车道部分形成的是阳角，斜撑不合适，钻孔灌注桩布置到车道拐弯处，共同作用。南侧车道内侧和拐弯处用水泥土搅拌桩支护。AB段：开挖深度为5.5m，有卸载空间；因此考虑上部卸载宽度4.0m，深度2.0m，然后形成一个4.0m宽的平台和二级坡，一级坡施工二排水泥土搅拌桩，二级坡施工四排水泥土搅拌桩，二级坡安排两排的锚杆。EA段：开挖深度为4.4m，有卸载空间；因此考虑上部卸载宽度4.0m，深度2.0m，然后形成一个4.0m宽的平台和二级坡，一级坡施工二排水泥土搅拌桩，二级坡施工三排水泥土搅拌桩，二级坡安排两排的锚杆。图4EA段（3-3剖面）支护结构设计BC段（包括东侧车道部分）：开挖深度5.2m，基坑外墙线距六层住宅楼只有11.08m，东侧车道外墙线距六、七层住宅楼只有5.0m，由于六、七层住宅楼较近，无放坡空间，只好利用采用东侧车道卸载，基坑回填后再做车道。卸载深度2.0m，这样形成一个4.5m宽的平台和二级坡，一级坡施工二排水泥土搅拌桩，二级坡施工钻孔灌注桩支护，考虑把桩两端钻孔灌注桩成90度向外延伸，正好成U字型，并在六、七层住宅楼处安排斜撑，共同作用。具体设计可见图1。

5.基坑支护结构设计

5.1支护结构设计参数选取。

5.1.1岩土参数选取。根据本工程的岩土工程勘察报告，结合相关经验，本基坑支护工程所涉及各土层的有关参数按表1中数值采用。

5.1.2周边环境参数选取。整个场地地面均布超载按q＝15KPa考虑。六、七层住宅楼粉喷桩基础超载按Q＝100~110KPa考虑。

5.1.3基坑开挖深度标高。设计正负零为绝对标高24.10m，目前自然地面标高按-0.8m计，即23.30m（绝对标高），基坑开挖深度到垫层底；因周边的承台较稀，按地方标准可以按承台间的梁底标高计算坑深：除AB段按5.50m、BC段按5.20m计，其它均按4.4m（自然地面以下）。

5.1.4基坑边线位置。考虑到主体单位施工工作面的需要，基坑底边线为承台边线外扩1.0m，BC段底边线为承台边线外扩0.75m。

5.2支护结构设计。支护结构计算采用《天汉深基坑支护设计系统软件》，各边坡段设计计算结果如下，具体设计图纸参见图2至图7：

5.2.1AB段（1-1剖面）：开挖深度为5.5m，上部卸载宽度4.0m，深度2.0m，形成一个4.0m宽的平台和二级坡，一级坡施工二排水泥土搅拌桩，桩长9.0m，咬合10cm，直径500mm；二级坡施工四排水泥土搅拌桩，桩长10.0m，咬合10cm，直径500mm；二级坡安排两排的锚杆，在深度2.5m和4.9m处，长度分别为L=9.0m和6.0m，水平间距1.5m。锚杆采用122热轧螺纹钢，再喷砼挂网，锚头于1根20槽钢腰梁焊接，二级坡水泥土搅拌桩桩顶制作盖板。通过计算，该段最小稳定系数Kmin=1.321。满足一级基坑要求。图5DE段（4-4剖面）支护结构设计

5.2.2BC段（2-2剖面）：开挖深度为5.2m，上部卸载宽度4.5m，深度2.0m，形成一个4.5m宽的平台和二级坡，一级坡施工二排水泥土搅拌桩，桩长6.0m，咬合10cm，直径500mm；二级坡一排钻孔灌注桩，桩长11.5m，直径800mm，间距1.1m。桩长混凝土强度C25，并配冠梁和斜撑，混凝土强度C25，配筋见大样图，C点处的桩顶标高和斜撑的倾角与坡道一致。C点以下5米用二排水泥土搅拌桩支护，桩长6.0m，咬合10cm，直径500mm。计算最大位移为21mm。

5.2.3EA段（3-3剖面）：开挖深度为4.4m，上部卸载宽度4.0m，深度2.0m，形成一个4.0m宽的平台和二级坡，一级坡施工二排水泥土搅拌桩，桩长6.0m，咬合10cm，直径500mm；二级坡施工三排水泥土搅拌桩，桩长10.0m，咬合10cm，直径500mm；二级坡安排两排的锚杆，在深度2.5M和3.8m处，长度分别为L=9.0m和6.0m，水平间距1.5m。锚杆采用122热轧螺纹钢，再喷砼挂网，锚头与1根20槽钢腰梁焊接，二级坡水泥土搅拌桩桩顶制作盖板。通过计算，该段最小稳定系数Kmin=1.360，满足一级基坑要求。

5.2.4DE段（4-4剖面）：确定本段安全性等级为Ⅰ级，该段挖深4.4m，由于该段没有放坡空间，必须垂直开挖，设置一排钻孔灌注桩，桩长14.5m，直径800mm，间距1.1m。桩长混凝土强度C25。考虑到无法施工锚杆，把钻孔桩布成“U”字型和顺坡道延至东侧，西侧并作斜撑。钻孔桩钢筋布置和斜撑施工详见大样图。计算最大位移为30mm。

5.2.5冠梁：支护桩由冠梁锁在一起，高度为0.5m，支护桩伸入冠梁100mm，主筋要伸入锁口梁300mm。斜撑为500×500m，梁砼强度采用C25，冠梁和斜撑配筋每侧配筋详见结构图。

6.结论与建议针对时尚馨都工程基坑，实际上基坑支护结构设计方法很多，但是综合考虑到工程地质、水文地质、周围环境、经济技术等条件，把基坑支护结构分为若干段，针对每一段的具体情况进行设计，这在实际生产过程中实际上是一个十分复杂的过程。本文根据实际工况，采用AB、EA段卸载放坡+水泥土搅拌桩+喷锚联合支护，ED、BC段用桩撑支护，BD段卸载放坡（包括车道部分）的综合手段对该基坑支护结构进行了设计，希望对类似较为复杂的基坑支护结构设计起到一定的借鉴作用。

参考文献

［1］《建筑基坑支护技术规定》（JGJ120－99）

［2］《混凝土结构设计规范》（GB50010－2001）

［3］《建筑桩基技术规范》（JGJ94－94）

［4］《基坑工程技术规程》（DB42/159-2004）

［5］《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086－2001）

［6］《建筑地基处理技术规范》（JGJ79－2002）

［作者简介］李晓珍（1972-），女，汉族，湖北孝感人，高级工程师，湖北中南勘察基础工程有限公司，主要从事土木工程勘察设计与土工试验工作。