軟土深基坑工程中的幾個熱點問題

1、軟土深基坑工程中的幾個熱點問題隨著城市建設的發(fā)展，城市地上空間越來越緊迫，地下空間開發(fā)利用逐漸成為城市建設和發(fā)展的重要組成部分。近年來，軟土深基坑工程逐漸呈現(xiàn)出基坑“深、大、密”基坑設計理念由強度控制趨向變形控制；計算分析從二維平面設計過渡到三維空間設計等特點。寧波市土木建筑學會地基基礎學術(shù)委員會主任委員吳才德結(jié)合近年來寧波地區(qū)軟土深基坑支護工程實踐， 介紹了當前深基坑工程中的幾個熱點問題，引起了參會代表的廣泛關(guān)注與共鳴。吳才德，寧波市土木建筑學會地基基礎學術(shù)委員會主任委員，浙江華展地下工程院院長，教授級高級工程師熱點問題一：深大基坑內(nèi)支撐體系的設計與施工寧波地區(qū)屬于典型的軟土地質(zhì)，土體具有高

2、壓縮性、高含水量、高觸變性、高靈敏性、低滲透性等顯著特點。通過對寧波地區(qū)多個基坑工程進行調(diào)查分析，在基坑長度大于100m,基坑面積大于15000m2時，圓環(huán)內(nèi)支撐體系與傳統(tǒng)支撐體系相比，具有支撐變形更小，經(jīng)濟性及施工便利性更高的特點。圓環(huán)內(nèi)支撐的主要類型有：整圓環(huán)、雙圓環(huán)、多圓環(huán)、半圓環(huán)、大半圓、橢圓（見圖 1）。a采用雙圓環(huán)支撐的4層地下室b采用三圓環(huán)支撐的2層地下室圖1圓環(huán)內(nèi)支撐體系典型工程：寧波國際金融中心北區(qū)工程，基坑開挖面積約 48000 m2,支護結(jié)構(gòu)約880延米，開挖深度17.022.0m。采用地下連續(xù)墻+ （34）道鋼筋混凝土水平內(nèi)支撐。通過對井字撐、十字撐、田字撐等支撐方案進

3、行比選，最終采取四周角撐，中間設一橢圓內(nèi)支撐（長軸直徑 240m,短軸直徑180m）,中間對撐兼做施工棧橋的支撐方案（見圖2）。采用這種支撐體系，基坑凈空面積大，極大地方便了施工。三維模型及 空間計算分析如3所示。圖2寧波國際金融中心北區(qū)工程基坑支護圖3三維模型及空間計算分析對于典型深大基坑內(nèi)支撐體系的設計與施工，應注意以下幾點：必須進行空間三 維分析；對關(guān)鍵部位應進行加固，如拱頂加固、拱腳加固，保證強拱弱撐和區(qū)塊單獨 穩(wěn)定；挖土方案的優(yōu)化須考慮對稱開挖，拱頂后挖，強化整體墊層；前期方案設計 過程中必須考慮支撐拆除方案，做到分區(qū)分塊拆除，加快工程進度。熱點問題二：基坑群的設計及相互影響分析近年

4、來，城市各類新區(qū)的集群開發(fā)日益興起，相鄰的幾個甚至幾十個深基坑同期施工的案例不斷涌現(xiàn)，從而提出了基坑群設計、施工、管理的新課題。隨著地下空間的不 斷開發(fā)，基坑群的數(shù)量將持續(xù)上升，規(guī)模也將進一步擴大。典型實例：南部商務區(qū)基坑群工程（見圖 4）。在本工程基坑群設計過程中，采取了三維建模和空間計算分析，對基坑之間的相互影響、支撐拆除、基坑施工對周邊道路、管線、過街隧道的影響，圍護樁、墻施工，底板、墊層施工等都進行了模擬分析。圖4南部商務區(qū)基坑群平面示意基坑群設計、施工、管理的主要難點體現(xiàn)在：土壓力、支撐力不平衡；基坑多道支撐標高不一致帶來相互影響；樁基、開挖施工時對鄰近已開挖基坑造成影響； 各基坑不

5、同步拆撐帶來的二次不平衡問題；各區(qū)域施工堆場布置對基坑群安全的影響；基坑群區(qū)域內(nèi)施工通道的整體規(guī)劃；相鄰地下室之間地下通道的圍護銜接；基坑的整體漂移問題；區(qū)域內(nèi)基坑開挖和降水帶來超沉問題。針對以上難點，建議采取以下措施：各單位派技術(shù)人員組成統(tǒng)一的基坑群管理指揮部，統(tǒng)一協(xié)調(diào)調(diào)度，同時邀請相關(guān)專家參加； 盡量統(tǒng)一相鄰基坑的支撐標高； 對基坑周邊施工道路的使用進行統(tǒng)一管理協(xié)調(diào)，嚴格控制各基坑之間的道路荷載，若臨近基坑邊行走則需對行車道路進行加固；加強各施工單位的統(tǒng)一場平布置，合理布置堆載區(qū)間，將荷載對相鄰基坑的影響控制在安全范圍內(nèi)；相鄰基坑間適當采取主被動區(qū)加固，止水帷幕最好切斷透水層；相鄰基坑頂部

6、最好采用剛性連接；統(tǒng)一協(xié)調(diào)安排支撐體系拆撐，避免支撐拆除過程中土壓力不平衡帶來的相互影響；嚴格按照通過專家論證的挖土方案進行挖土施工，同時挖土過程中應征求相鄰基坑的意見，必要時需停止挖土或改變挖土線路，并及時采取加固措施；明確相鄰地下室之間地下通道的施工范圍劃分，并做好圍護結(jié)構(gòu)之間的銜接；加強各基坑和周邊的監(jiān)測，各家監(jiān)測數(shù)據(jù)共享，引入第三方監(jiān)測，做到整體施工動態(tài)控制。熱點問題三：深基坑周邊重要建（構(gòu)）筑物的保護和基坑開挖的沉降控制當前城市項目開發(fā)多集中在密集的建筑群內(nèi)和地鐵路網(wǎng)間，且地下室開挖深度越來越深，在這種背景下，對于一些古建筑和地鐵區(qū)間等非樁基礎的保護，水平和沉降變形 的控制顯得尤為重

7、要。典型實例：和豐創(chuàng)意廣場工程，分南北兩個地下室，南區(qū)基坑開挖面積31000n2 ,北區(qū)基坑開挖面積28500m ,開挖深度1012mt基坑采用鉆孔樁+2道鋼筋混凝土水平內(nèi) 支撐、高壓旋噴樁和三軸攪拌樁作為止水帷幕。需原地保護的小洋房位于基坑中部，已有100年歷史，淺基礎，2層磚木結(jié)構(gòu)，具有較高的歷史和藝術(shù)價值（見圖 5）。為保護小 洋房，采取了以下技術(shù)措施：對古建筑采取SMM法樁+5道圈梁，隨著基坑的開挖，層層設置圈梁體系（見圖6）;為防止古建筑由于挖土不均勻引起整體側(cè)移，在第1和第3道圈梁位置設置連系梁與支護結(jié)構(gòu)相連；采用高壓旋噴樁進行坑底加固；加強古建筑本身的整體剛度以及加強屋蓋系統(tǒng)同承

8、重墻之間的節(jié)點連接構(gòu)造，使其成為一個完整的受力整體；四周土體均勻開挖，及時做好圈梁施工，確保結(jié)構(gòu)均勻受力； 島內(nèi)水位實時補充；島邊基礎墊層適當加強。通過采取以上措施，施工現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù) 顯示：實測沉降均勻，為4244mm小洋房無明顯開裂；通過實時回灌，地下水位 下降量控制在2m以內(nèi)；SMVW：法樁+5道圈梁體系深層土體位移控制良好，總量在30mm以內(nèi)。圖5和豐創(chuàng)意廣場基坑及小洋房位置圖6 小洋房保護措施在深基坑周邊有重要建（構(gòu)）筑物的情況下，設計與施工時應做到：詳盡調(diào)查建筑 結(jié)構(gòu)狀況；采用空間計算方法對所有工況進行預分析；支護體系加固與周邊建筑自身加 固相結(jié)合；圍護設計與挖土施工緊密配合；動態(tài)監(jiān)

9、控、設計與施工緊密結(jié)合。通過對多個工程實踐進行分析，總結(jié)歸納出基坑周邊沉降的主要原因有：支護樁樁身（地連墻墻身）變形；基坑坑底隆起；支撐桿件變形；樁縫（墻縫）間水土流失；地下水位下降；基坑邊重型車輛頻繁行走導致主動力學指標下降；基坑邊大量堆載引起土的二次固結(jié)；基坑坑底無支撐暴露時間過長；多道支撐體系 支撐設置不及時； 受惡劣天氣影響?；娱_挖對周邊沉降的控制技術(shù)要點：增加支護樁樁徑（地連墻墻厚），提高其剛度；增加支護樁（地連墻）長度；主被動區(qū)土體加固；增加支撐桿件截面或增加預加載措施、增設預應力錨桿；支護樁（地連墻）外側(cè)設置可靠的止水（擋土）帷幕；采用切斷透水層的措施防止地下水位下降，必要時采取實時回灌，控制水位下降；基坑邊嚴禁重型車輛頻繁行走，重