椭圆支护结构体系在软土地区基坑工程中的应用

摘要： 通过对某软土深基坑方案的设计和施工介绍，阐述了圆形支护结构形式在实际工程中的应用。同时结合监测结果和设计体会，得出了一些对类似工程有一定参考意义的结论，供同类工程借鉴。

关键词：基坑; 椭圆; 内支撑; 位移; 轴力

中图分类号： TV551 文献标识码： A

一 工程概况

高桥镇横河东安置小区位于宁波市鄞州区高桥镇。地下室开挖面积为20000平方米，基坑周长约560米，开挖深度为5.0～6.0米；高桥镇横河东安置小区建设地点位于高桥镇，场地东侧为现状河流，南侧为高桥镇派出所，西侧为杨家漕路，北侧为通途路。详见图1。

图1 基坑支护平面布置图

二 基坑支护结构形式选取

基坑支护结构形式的选取必须综合考虑地下室特点、周边环境和地质条件等因素，才能得到既安全可靠、经济合理，又施工方便的基坑支护方案。本工程有以下特点：

2.1 地下室特点

1)地下室基坑开挖面积约20000m2，支护结构延长米约560m。

2)基坑开挖深度较深，基坑四周挖5.0~6.0m；属于Ⅱ级基坑，γ=1.0。

3)地下室边线呈多边形，存在较多阳角，不利于支撑体系布置。

4)工程桩为钻孔灌注桩，属于非挤土桩，且抗水平变形能力较强，对基坑开挖比较有利。

2.2 周边环境特点

1)东侧：基坑东侧地下室侧壁距离用地红线约15.0m，红线外侧为一条宽15.0m的规划河流。距离地下室侧壁5.0～12.0m处有一条现状河流，河流宽约8.0m。在本工程施工前，现状河流将回填，规划河流将施工完成。规划河流东侧为马浦安置小区。

2)南侧：基坑南侧地下室侧壁距离用地红线最近约8.5m，红线外侧为规划道路，规划道路南侧为高桥镇派出所，其基础形式为桩基础。地下室侧壁距离现有建筑物的最近距离约为24.0m。

3)西侧：基坑西侧地下室侧壁距离用地红线最近约8.5m，红线外侧为杨家漕路。杨家漕路宽约为16.0m，车流量较大，路面标高比场地标高高0.4m。杨家漕路西侧为盛世郦都小区，最近处离地下室侧壁约为34.0m，小区建筑物基础形式为桩基础。

4)北侧：基坑北侧地下室侧壁距离用地红线最近约5.0m，红线外侧为宽约25.0m的代征道路绿化用地，根据与业主沟通，该空场地可作为本基坑施工场地。代征道路绿化用地北侧为通途路。

2.3 工程地质特点

1)场地内土层分布比较均匀，地质起伏比较平缓，各区之间土质差异不大。

2)基坑支护所涉及的土层由上至下依次为①0层素填土，①1层粘土，②1层淤泥质粘土，②1a 层泥炭质土，②2层粘土，②3层淤泥质粘土，③层淤泥质粉质粘土，④1层淤泥质粘土。

3)①0层素填土层，结构松散，主要成分以碎石、块石混粘性土等为主。层厚一般为0.4～1.2m。

4)①1层粘土层，该层除原排水沟处缺失外均有分布，物理力学性质尚好，俗称“硬壳层”，层厚0.5～1.7m。

5)②1、②1a、②2、②3层为组合淤泥层，该层在场区内均有分布，物理力学性质极差，具高压缩性，层厚6.7～12.7m。基坑坑底位于该层。

6)③层淤泥质粉质粘土层，物理力学性质差，具高压缩性，层厚3.0～6.6m。

7)④1层淤泥质粘土层在场区内均有分布，土质不甚均匀，物理力学性质极差，具高压缩性，层厚5.4～10.7m，顶板埋深13.70～16.80m，支护桩桩底以落在该层，由于该层土层土性较差，为防止“踢脚”现象的发生，本工程适当增加支护桩桩长。

2.4 支护结构选取

本工程的土层物理性质指标较差，作为单层地下室的开挖，土体挖深较深。两边靠近路边，一边临近河道，还有一边靠近高桥镇派出所，周边环境非常复杂，对基坑变形十分敏感，故需采用控制变形能力较强的支护结构形式，以减小基坑开挖对周边环境造成的影响。根据本基坑的特点、实际施工条件、本工程施工顺序的特点及以往多个工程的实践经验，最后决定选用排桩+单道钢筋混凝土水平内支撑的支护结构体系。

优点：该支护结构形式具有安全可靠、控制变形能力强、挖土施工非常方便、造价相对较低。

竖向支护体系

1)由于地下室侧壁距离用地红线较远，为减小桩身，以节省造价，充分利用场地进行卸土，卸土台宽为5.0m。围梁及支撑面设置在自然地坪以下1.5m。支护结构剖面图见图3。

图2竖向支护结构体系

平面支护体系：

围护结构采用排桩＋单道钢筋砼水平内支撑的支护结构形式，支撑体系采用圆环内支撑+角撑的形式布置。

1)本工程的轮廓线接近多边形，如果采用常规的内支撑形势，支撑杆件会较多。故采用椭圆环+角撑的支护结构形式。

2)充分利用圆的力学性质，将支撑力转化为圆环的轴向压力，从而充分发挥混凝土的抗压性能好的优势。

3)根据以往多个工程采用大直径圆形、椭圆形内支撑的经验，经过多个方案比较和反复计算，本支撑体系采用圆环内支撑+角撑的形式，尽最大可能减少了支撑覆盖面积，方便挖土施工。而且本院已有类似的成功案例。

4)工程桩均为钻孔桩，设计考虑尽可能利用工程桩作为立柱。

图3 现场全景图

三 结语

目前本工程已顺利施工完毕，现场监测的实际位移都达到了预先设定的要求。综合分析本工程的设计与施工过程，可得到如下一些结论：

1)针对基坑边形不规则，存在较多阳角的情况，可以采用一些内拱式的支护结构形式，如圆支撑、椭圆支撑等，使支护结构的受力更趋合理。

2)本工程采用圆形支护结构形式，使得支护结构的覆盖面大大缩小，方便了基坑的挖土以及地下室的施工，大大缩短了本工程的工期，节约了本工程的时间成本。

3)圆形支护结构形式在国内较少施工实施，本工程的顺利施工，为以后的类似工程提供了宝贵经验。

参考文献：

1 龚晓南等. 基坑工程实例2[M], 中国建筑工业出版社 北京 2008.4

2 龚晓南等. 深基坑工程设计施工手册[M], 中国建筑工业出版社 北京1998. 424

3 JGJ 120-99, 建筑基坑支护技术规程S.

4 DB33/T1096-2014, 建筑基坑工程技术规程S.

作者简介：

昌震（1988-），男，助理工程师，浙江华展工程研究设计有有限公司，主要从事岩土设计工作。