苏州某广场A地块项目基坑围护设计规划

苏州某广场A地块项目基坑围护设计规划

张亚为

（上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司上海200092）

【摘要】以苏州某广场A地块项目为例，对具有多个复杂边界条件（如不同临近建筑、市政管线和河道）的基坑开挖工程，采取对应的避让和防护措施，综合考虑现场的水文和工程地质条件，以控制位移和变形为基础，提出了合理的基坑支护措施：浅部卸土2.00m，放坡坡道1:1，坡面设80mm厚C20素喷面层护坡；三轴Φ850水泥搅拌桩内插H型钢，间距1200mm（局部集水井、电梯井部位间距为600mm）；在-4.30m标高设置一道砼支撑，支撑采用圆形支撑+角撑布置形式。

【关键词】复杂边界条件；基坑围护；护坡；三轴水泥搅拌桩；砼支撑

【中图分类号】TU47【文献标识码】A【文章编号】1002-8544（2017）10-0022-02

1.引言

在工程建设中开挖深基坑，容易引发周围建筑物、地下构建物以及地下管线等发生沉降或者位移，影响其正常使用[1,2]。如今，建筑向高层化发展，而基坑深度需要不断加深，基坑开挖面积增大，进而影响地面支撑系统。

基坑围护是一种临时的施工技术措施，是为保护地下主体结构施工和基坑周边环境的安全，对基坑采用的临时性支挡、加固、保护与地下水控制措施[3,4]。因此，需要基坑围护的设计人员在施工方案设计时，全面考虑施工现场的水文和地质条件，熟悉施工的各个环节，实时监测，确保工程施工安全进行。

2.工程概况

本工程位于苏州市，总用地面积33222.5m2。本次基坑围护设计范围为地下室-2楼，基坑场地内自然标高为+2.40m，基坑总周长648.60m，基坑总面积2.48万m2。地下室底板面标高为-9.90m，底板厚度为700mm，底板下设垫层厚度为100mm，底板垫层底标高为-10.70m。北侧局部区域底板面设计标高为-8.60m，底板厚度为700mm，设垫层厚度为100mm，底板垫层底标高为-9.40m。西侧局部区域底板面设计标高为-9.90m，底板厚度为800mm，设垫层厚度为100mm，底板垫层底标高为-10.80m。承台垫层底设计标高为-9.90~-13.20m。至承台垫层底开挖深度为9.30~9.50m，北侧局部区域至承台垫层底开挖深度为8.20m；基坑边局部深坑部位开挖深度为11.00~11.20m；坑中坑高差1.50m~3.70m。

基坑北侧地下室外墙距规划河道11.25~31.94m，河深3.0m，在基坑施工过程中控制不放水。基坑东侧距用地红线7.12~21.46m处依次分布着信息弱电管、燃气管、给水管、信息弱电管、雨水管、路灯电缆和污水管等市政管线。基坑南侧地下室外墙距用地红线约5.00~45.05m，红线外侧距车道外墙3.67~16m依次分布着信息弱电通道、燃气管、污水管、路灯电缆、雨水管、给水管和给水清水管等市政管线。基坑西侧地下室外墙线距用地红线最近约8.19m，外墙外约9.57~9.87m为在建B地块。

根据工程勘察报告显示，本基坑开挖所揭露的土层从上到下分别为杂填土、黏土、粉质粘土、粉土夹粉砂、粉砂、粉质粘土、粉质粘土夹粉土。其基本物理力学性质指标如表1所示。

式中，Q为基坑涌水量（m3/d）；K为渗透系数（m/d）；M为含水层厚度（m）；S为水位降深（m）；r0为矩形基坑等效半径（m）；R为降水井影响半径（m）。

（2）降水井数量计算

按照类似工程经验，单口管井出水量q取22.0m3/d。考虑到群井抽水时由于井群相互干扰，降落漏斗互相重叠，出水量会大大减少。则所需管井数量N=1.1*Q/q=1.1*1380.00/25=69口，实际设置72口降水井。

3.2围护方案

（1）基坑北侧：地下室外墙外约11.25~31.94m为规划河道（基坑施工阶段不放水），目前为空地。该侧采用浅部卸土2.00m，放坡坡道1:1，坡面设80mm厚C20素喷面层护坡。该区域为控制位移和变形，采用三轴Φ850水泥搅拌桩内插H型钢，型钢采用H700*300*13*24，间距为1200mm（局部集水井、电梯井部位间距为600mm）。三轴水泥搅拌桩有效桩长为17.00~20.00m，H型钢有效桩长为15.00~21.00m。在-4.30m标高设置一道砼支撑。基坑围护剖面图如图1和图2所示。

图2基坑北侧消防集水井部位方案

（2）基坑东侧：考虑到地下室外墙距用地红线较近（最近地下室外墙线距用地红线约5.89m），红线外为市政道路，道路上分布有诸多市政管线。该侧采用浅部卸土2.00m，放坡坡道1:1，坡面设80mm厚C20素喷面层护坡。该区域为控制位移和变形，采用三轴φ850水泥搅拌桩内插H型钢，型钢采用H700*300*13*24，间距为1200mm。三轴水泥搅拌桩有效桩长为17.00m，H型钢有效桩长为18.00m。在-4.30m标高设置一道砼支撑。其围护方案剖面图与图1相似。

（3）基坑南侧：车道部位离红线较近（最近约5.00m），红线外侧道路上分布有若干市政管线。该侧采用浅部卸土2.00m，放坡坡道1:1，坡面设80mm厚C20素喷面层护坡。该区域为控制位移和变形，采用三轴Φ850水泥搅拌桩内插H型钢，型钢采用H700*300*13*24，间距为1200mm。三轴水泥搅拌桩有效桩长为17.00m，H型钢有效桩长为18.00m。在-4.30m标高设置一道砼支撑。

（4）基坑西侧（与B地块相邻部位）：为避免对相邻基坑B地块地下室工程桩的影响。该侧采用浅部卸土2.00m，放坡坡道1:1，坡面设80mm厚C20素喷面层护坡。该区域为控制位移和变形，采用三轴Φ850水泥搅拌桩内插H型钢，型钢采用H700*300*13*24，间距为1200mm（局部集水井、电梯井部位间距为600mm）。三轴水泥搅拌桩有效桩长为17.00~20.00m，H型钢有效桩长为18.00m~21.00m。在-4.30m标高设置一道砼支撑。

结合基坑形状特点、同时为方便后续挖土和土建施工，支撑采用圆环支撑+角撑布置形式。环撑尺寸1600*900mm；其余支撑尺寸900*800mm和700*800mm（基坑西南角局部集水井、电梯井部位第二道支撑尺寸为900*800mm和800*800mm）。根据结构图纸，坑中电梯井深坑高差1.60~2.20m，采用高压旋喷桩重力式挡土墙支护（见图3）。

图3基坑西南角集水井部位围护方案

4.基坑监测监控

由于施工场地临近河道、市政管线、交通道路以及该工程的B、C地块，因此施工期间应根据监测资料及时控制和调整施工进度和方法，对施工过程进行动态控制。监测内容包括：①基坑周围地面沉降、坡顶水平位移和沉降；②深层土体水平位移；③坑外地下水位；④周边建筑及地下管线沉降；⑤立柱的沉降和水平位移；⑥圆环收敛位移；⑦支撑轴力监测。此外，应经常做好对地表裂缝、边坡裂缝和渗水和坑底管涌等情况的观察。

5.结论

根据场地地质条件和周边环境条件，本基坑围护设计重点和难点主要体现在如下几个方面：

（1）基坑周边环境条件总体较为复杂，环境保护要求较高。基坑东侧和南侧坑外均分布有诸多市政管线，基坑北侧为河道，西侧为在建B地块项目。基坑施工过程中必须严格控制变形，以减小对周边管线、河道驳岸及建筑物的影响。

（2）根据勘察报告，潜水、微承压水及承压含水层对基坑开挖及施工造成严重影响，围护设计需采取合理的止水和坑内降水措施。

（3）本工程地下室基坑面积较大（约2.48万平方米），周长较长（约648.60m），挖土深度较深（最大开挖深度11.20m）。如此大面积的深基坑，必须选用合理的围护结构和支护形式，以做到在安全、合理的前提下，缩短施工工期、方便土方开挖和结构的施工、节省工程造价。

（4）实时监测，确保基坑开挖施工全过程安全进行。

参考文献

[1]丁农斌.基坑围护设计中的问题及对策浅析[J].企业技术开发，2014，33（18）：29,31.

[2]赵升峰，黄广龙，范钦建，周文苑，杨波.先浅后深深基坑围护设计与分析[J].建筑结构，2013,43（11）：88-91.

[3]徐岱，陶铸，宋德鑫，范钦建，胡蓉伟.临近地铁隧道深基坑工程实例研究[J].工程勘察，2016,6：33-38.

[4]王英锐，董红霞，黄新林.上海中心城区复杂地质条件下基坑围护设计与施工[J].施工技术,2011,40（343）：35-37,58.