郑先元;张志
【摘 要】余书华基于苏南某地一深基坑工程的应用案例,本文从经济性、安全性及施工便利性等多角度对地下室基坑两种不同支护方案进行比较和分析,阐明了前撑式注浆钢管斜撑支护体系的合理性和适用性,并通过该工程的成功实施进行了验证.本工程的成功经验可供其他相似工程参考.
【期刊名称】《工程质量》
【年(卷),期】2019(037)001
【总页数】5页(P69-72,86)
【关键词】深基坑;支护方案;前撑式注浆钢管斜撑
【作 者】郑先元;张志
【作者单位】昆山开发区建设工程质量安全监督站,江苏昆山 215300;昆山开发区建设工程质量安全监督站,江苏昆山 215300
【正文语种】中 文
【中图分类】TU458.4
0 引 言
近年来，随着施工技术的发展，不同结构型式的围护体系不断涌现，且各有其特点和局限性，因而，根据工程的实际情况对围护结构体系进行合理选型优化设计可取得最佳效益。注浆钢管斜撑支撑体系是一种新型的基坑围护结构类型。该技术使用钢构件代替传统钢筋混凝土支撑，更有别于传统抛撑概念与工艺，可广泛适用于挖深12m以内的基坑［1］，该技术在上海某住宅小区项目已得到了成功应用［2］。该支护型式有如下优点：①钢管注浆桩可提供支撑反力，类似于斜抛撑的作用；②可实现直立式开挖，支撑干扰范围小，挖土方便，施工速度快；③钢管注浆桩施工便捷，成本较低；④注浆钢管桩作为斜向内抛支撑不出红线；⑤必要时可考虑二次回收。
由于目前该体系知识产权为某岩土工程公司独立拥有，因此本文主要结合该支撑体系在苏南某地深基坑项目中的具体应用，简要介绍工程有关情况，并从安全性、施工便利性、经济性及工期等多角度比较该体系与传统支撑体系的差别，为工程建设人员提供一种参考视角（实际应用涉及知识产权的有关事宜，请咨询产权拥有者）。
1 工程概况
苏南地区某住宅三期项目由5栋34层超高层住宅、2栋23～26层高层住宅、1栋7层住宅、1栋2～4层办公配套商业、1栋4层幼儿园及一层地下室和二层纯地下车库组成。建筑物采用桩筏基础。地下车库基坑开挖面积约为18000m2，基坑周长约为632.4m，基坑开挖深度5.35～8.15m。许鲜网
本工程基坑东侧为已建成小区，地下室基坑边线距离用地红线最近距离约6.08m。基坑南侧为已建成小区，基坑边线距离小区约75.6m，基坑边线距离用地红线最近距离约28.98m。基坑西侧为太湖路，围墙即为用地红线，距离基坑边线最近距离约10.22m。基坑北侧是千岛湖路。红线内分布有市政管线，即雨水井，供水管，污水井，距离基坑边线最近距离分别为6.87～14.96m。基坑周边环境如图1所示。
图1 基坑周边环境图
2 工程地质及水文地质条件
根据勘察报告，拟建场地属冲、湖积平原地层组合，场地地势较为平坦。对本工程基坑围护设计、施工影响较大的土层情况如表1所示。拟建场地基坑开挖影响深度范围内以黏性土为主。
表1 基坑影响范围内土层情况土层序号 名称 性状 重度/（kN/m3）直剪固快φ（°） c/kPa①1 素填土①2 浜填土② 粉质黏土 可塑 18.6 14.4 29③1 淤泥质粉质黏土 流塑 17.6 12.9 15③2 淤泥质黏土 流塑 16.9 12.4 14
基坑开挖过程中需考虑的地下水类型主要为潜水和微承压水。本场地的潜水主要赋存于浅部的填土层、②层及③层土中；潜水常年平均地下水埋深一般为0.5～0.7m。⑤1-1层和⑥层及粉土、砂层赋存有承压水，此类土层在场地分布不稳定，局部缺失，现场实测得⑤1-1层微承压水头埋深为2.59m（绝对标高-0.29），经验算局部深坑承压水安全系数不满足要求，需减压降水。
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3 基坑围护方案的选型比较
基坑支护结构是系统工程，围护结构的设计不仅关系到基坑开挖及周边建（构）筑物的安全，而且直接影响着土方开挖以及地下室结构施工等成本，即要做到受力合理、施工方便、节省工期。
本基坑工程分为一层和二层地下室区域，开挖深度不一，基坑周边环境条件多变。根据基坑特点结合建设开发顺序，基坑围护方案设计思路基本可分为两种。第一种方案，将地下一层区域与地下二层区域分割后独立考虑，先深后浅，地下二层深坑区域采用内支撑模式，地下一层浅坑区域采用重力坝或放坡等支护方式。第二种方案，充分考虑基坑各部位挖深及基坑周边空间条件，采取互不干扰、灵活多变的多种支护方式，从而尽可能规避采用对撑这一对施工影响较大的支护型式。
3.1 可行方案一
第一种方案为地下二层区域采用钻孔灌注桩结合三轴深搅桩止水帷幕+两层钢筋混凝土支撑，地下一层区域采用重力式水泥土挡墙，如图2所示。两层地下室区域方案具体参数如下：
围护桩采用φ800@1000钻孔灌注桩，有效桩长18.5m，采用φ850@1200三轴搅拌桩止水，有效桩长15.5m，坑内被动区采用水泥土暗墩加固。立柱桩采用φ800钻孔灌注桩有效桩长20.00m。钢筋混凝土圈梁截面尺寸为1200mm×800mm，钢筋混凝土围檩截面尺寸为1300mm×800mm。采用角撑加对撑形式，第一、二层钢筋混凝土支撑截面尺寸分别为800mm×800mm，900mm×800mm。
3.2 可行方案二
第二种方案为地下一层区域仍采用重力式水泥土挡墙，北侧及南侧地下一层区域可考虑先行卸土至开挖深度，其与地下二层区域之间高差显著减少，采用重力式水泥土挡墙处理；东西两侧纯两层地下室挖深约8.0m，且东侧距离红线较近，需采用支撑方式。方案二采用SMW工法门架+前撑式注浆钢管斜撑的围护形式，如图3所示，方案具体参数如下：
图2 基坑支护方案 1
结肠腺癌基坑东西两侧（挖深8.05m）围护结构采用双排SMW工法桩门架，φ850@1200三轴搅拌桩内插700×300H型钢，门架前后排距6.0m/4.0m，有效桩长均为19.2m，前排为型钢隔一俄亥俄
插一，后排型钢隔二插一，前后排桩压顶梁截面尺寸分别为1400mm×800mm，1200mm×800mm，通过400mm厚钢筋混凝土面板使前后排围护桩连成整体。支撑结构前撑式注浆钢管桩采用φ377×10mm规格，有效桩长为27m，确保桩端进入坑底以下不少于5m，水平倾角为45°；单根水泥用量不少于6t，最终注浆压力不小于1.5～2.0MPa，注浆完成后钢管内填满20～40mm级配的碎石，并用水泥浆液灌满，水泥强度等级P.O42.5。
图3 基坑支护方案 2 及监测点布置
3.3 方案比选
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