浅谈狭小场地条件下住宅项目基坑围护设计选型

浅谈狭小场地条件下住宅项目基坑围护设计选型

张金柱,吴春桃,邵嘉成,吕勇

中建八局第四建设有限公司 山东省青岛市 266000

【摘要】本文通过住宅项目基坑围护设计的安全性、经济性和适用性等方面进行对比分析，在充分考虑场地狭小的因素后对围护设计方案进行优化设计，从而达到良好的效果。

【关键词】 围护设计  住宅  对比分析 优化

1.引言

随着城市化进程不断加快，住宅项目越来越多，开发商对于土地利用最大化有着越来越高的要求，由于用地红线紧邻地下室的边线，给施工带来极大的不便，场内组织困难，施工工期压力大，尤其地下结构的施工，如果没有足够的施工用地，无疑对工期、成本和安全将会产生较大的影响，在基坑围护设计选型时往往在考虑施工空间、成本和围护稳定性的过程中难以平衡。

2、工程概况

2.1、周边环境

拟建项目位于上海市浦东区航头镇航鸣路（待建）以东，飞云桥路（待建）以南，圣中河路（待建）以南，航圆路以北，基坑开挖底面积约为17770 m2,底周长约546 m。具体周边环境如下：

1)基坑北侧：北侧基坑开挖底边线距北侧用地红线约为6.9m～18.71m,北侧用地红线外为待建的飞云桥路，暂为空地；

2)基坑西侧：西侧基坑开挖底边线距西侧用地红线约为3.0m～12.28m,西侧用地红线外为待建的航鸣路，暂为空地；

3)基坑南侧：南侧基坑开挖底边线距南侧用地红线约为3.32m～7.79m,南侧用地红线外为已有河道圣胜浜，南侧用地红线距河道蓝线约为6.0m；

4)基坑东侧：东侧基坑开挖底边线距东侧用地红线约为1.95m～3.82m,东侧用地红线外为待建的圣中河路，暂为空地；

本工程场地东西及北侧皆为待建空地，场地平整，南侧圣胜浜为宽约5m的非流动河道，长度贯穿整个13-02、14-01,14-05场地南侧，无河道结构构造，水面低于两侧地面约1.5米。

2.2、工程地质和水文地质条件

2.2.1、地形地貌

上海位于长江三角洲入海口东南前缘，属三角洲冲积平原，地貌形态单一。根据上海市工程建设规范《岩土工程勘察规范》(DGJ08-37-2012)中的附图“上海市地貌类型图”，本场地地貌类型为滨海平原地貌。

2.2.2、场地地形特征

拟建场地目前为空地，施工期间场地已进行初步平整，较为平整。

2.2.3、地基土的构成与特征

本次勘探揭露的地层资料表明：拟建场地60.00m 深度范围内的地基土属第四纪全新世及上更新世沉积物，主要由饱和粘性土、粉性土及砂性土组成，一般呈水平分布。根据其沉积年代、成因类型及其物理力学性质的差异，本场地地基土可划分为7 个主要层次。各土层分布特性简述如下：

2.2.4、水文地质条件

（1）地下水

上海地区的地下水，主要有浅部土层的潜水，全新统中下部浅部粉性土、砂土层中的微承压水和上更新统深部粉性土、砂土层中的承压水。

（2）潜水

拟建场地浅部地下水属潜水类型，受大气降水及地表径流补给，其排泄方式以蒸发为主。本次勘察期间所测得地下水稳定水位埋深为0.80~1.10m，其绝对标高为3.60~4.15m。根据上海市工程建设规范《岩土工程勘察规范》(DGJ 08-37-2012)，上海市潜水位埋深为0.3~1.5m，由于潜水水位埋深与大气降水十分密切，故潜水水位埋深随季节、气候等因素而有所变化，年平均地下水位埋深为地表下0.50m~0.70m。建议高水位取室外设计地坪下0.50m，低水位取周边道路下1.50m，设计应根据不利原则进行选择。

（3）承压水

拟建场地下部以深分布⑦1-1a 层砂质粉土、⑦1-1b 粘质粉土夹粉质粘土、⑦1-2 砂质粉土和⑦2层粉砂，在⑦层（⑦1-1a、⑦1-1b、⑦1-2 与⑦2 层连通）中赋存有承压水，根据上海地区工程经验，承压水位低于潜水位，承压水水位埋深一般在地面以下3～12m，并呈年周期性变化。本工程承压水对基坑开挖无影响。

3、支护方案选型

3.1、基坑特点分析

A）基坑特点:

基坑大面底板开挖深度5.50m，开挖底面积约为17770 m2,底周长约546 m，地库基坑大面挖深5.35-6.10m，基坑安全等级为三级,环境保护等级为三级；本基坑与邻近地块14-01基坑开挖工况必须一致，并按监测数据及时进行调整和处理，基坑规模较大。

B）地质特点：

1)开挖范围内为填土、砂质粉土、淤泥质粉质粘土及淤泥质黏土。

2)场地内分布有②3砂质粉土，渗透系数高，在动水作用下易产生流砂、管涌等不良地质现象。

C)环境特点:

1)场地北侧、西侧及东侧为规划道路，暂为空地。

2)南侧临近已有河道，整个基坑周边环境一般。

3.2、围护设计方案选型

本工程基坑四周紧邻红线，空间较为紧凑。根据上海市有关规范及政府条例，围护体结构不得超越用地红线。根据场地工程地质条件、基坑开挖深度情况，并结合基坑周边环境条件，特别是基坑开挖边线与用地红线、周边道路的相对位置关系，综合比较，本工程基坑围护设计方案可采用如下几种：

方案一：重力坝方案

1）北侧和南侧基坑开挖底边线大于5.2m处采用5.2m宽双轴搅拌桩重力坝进行围护。

2）对西侧和东侧距用地红线较较近处，采用椅子式重力坝进行围护，外侧重力坝宽2.2m，内侧重力坝宽4.20m。

3) 四角采用双轴搅拌桩土工法+一道钢支撑进行围护。典型支护剖面图如下：

方案二：重力坝及土工法+斜抛支撑方案

1）北侧和南侧基坑开挖底边线大于5.2m处采用5.2m宽双轴搅拌桩重力坝进行围护。

2）对西侧和东侧距用地红线较较近处，采用土工法+斜抛支撑方案

3）四角采用双轴搅拌桩土工法+一道钢支撑进行围护。典型支护剖面图如下：

方案三：大放坡+重力坝方案

1）基坑南侧临近已有河道圣胜浜：采用5.2m重力坝方案及4.70m复合重力坝围护。

2）北侧、西侧及东侧临近待建的道路，现为空地，考虑采用1:1.6放坡2.5m+取台4.30m+2.7m宽重力坝进行围护。注：方案三围护结构放坡出红线，需征得相关行政许可，方可采用。典型支护剖面图如下：

4、方案对比分析及结论

以下从安全、经济及施工可行性对上述三个方案进行对比说明如下：

考虑本基坑地下一层，基坑四周除南侧临近已有河道外其他三侧暂为空地，周边环境一般，且基坑四周距离用地红线较近，考虑后期施工的便捷性，本次推荐采用方案一即重力坝方案。

5、方案优化

考虑到西侧为待建道路，在保证基坑稳定的前提下，加快施工进度，采取放坡+重力坝方案，西侧优化如下：

考虑到东侧为待建道路，但作为本场地的主要临时道路，既要保证道路的宽度，又要保证基坑的安全性，同时由于本工程与邻近地块存在互相依托的围护设计关系，即圣中河一侧采取钢绞线锚索，锚索端头分别设置在两个地块，因此两个地块基坑开挖工况必须一致。故采用互拉式围护体系，东侧优化如下：

6、结语

通过对三种围护设计的必选，选择了最优的整体方案，重力坝形式的围护体系在诸多住宅项目中得到应用，但是重力坝坝体宽度有一定的要求，因此在追求地下空间最大化的项目，会影响到施工场地和空间，因此可根据实际情况采用放坡+重力坝、或者水泥土搅拌桩内插型钢等形式减少坝体宽度，从而增加施工场地，有利于地下室结构施工的组织，有利于工期和安全。

参考文献

[1]王晨, 孙正鹏. 某深基坑支护设计方案的选型分析[J]. 科技信息, 2011

[2]刘志. 深基坑围护结构选型与设计分析[J]. 山西交通科技, 2019.

[3]章晓鹏. 软土地基超大,超深基坑工程中的围护方案选型研究[J]. 建筑施工, 2011.