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特殊基坑支护设计及施工 1、前言 复合土钉支护技术是在传统土钉支护技术的基础上，配合采用预应力锚杆、水泥土搅拌 桩、超前树根桩等技术措施，以控制土钉支护的变形，满足环境对支护的技术要求而形成的 一种复合支护技术。虽然与传统的土钉支护技术相比，造价有所提高，但仍比采用护坡桩大 为节省。且不需大型、重型施工机械，施工方便，工期短，得到了普遍的应用，特别是随着 该技术的日趋成熟，可利用土钉支护形成的竖直、平整表面作为地下结构施工的外模，节省 了主体结构的施工费用。目前，该技术在北京地区已发展成基坑支护的主流技术，近于直立 的支护深度已达近20m。本文介绍了北京某工程复杂环境条件下复合土钉支护的设计与应 用，特别是应用国际通用岩土工程分析软件 FLAC 对复合土钉支护进行的土钉内力和支护 变形的分析结果。 2、工程背景 金地街 1#地综合楼工程位于金地街 1#地，场区南侧为金地街，北侧为干面胡同，西临 东四北大街，拟建综合楼包括：15～18 层四星级酒店 1 栋，高度 56.75～68m，框剪结构； 17 层写字楼 1 栋，高度 68m，框剪结构；13 层快捷酒店 1 栋，高度 50m，框剪结构；3～5 层裙房，高度 16～18m，框剪结构；地下车库一座，框架结构。整个建筑物均设 3 层地下室， 坐落在同一块 1.5m 厚的筏板基础上，基础埋深 16.5m。 根据上述条件，本工程需要开挖的基坑深度为 16.5m，基坑的形状如图 1 所示。 图 1 基坑平面示意图 Fig.1 Plan of foundation pit 2.1 工程地质条件 根据勘查报告提供的资料，场区的基本工程地质条件可概化为： 0～5.3m 为房渣土及粉质粘土、粘质粉土填土。 5.3～7.8m 砂质粉土、粘质粉土，硬塑。 7.8～10.8m 粉细砂，中上密。 10.8～14.3m 粉质粘土、粘质粉土，可塑，中～中低压缩性。 14.3～16.5m 中、细砂，密实。 16.5～20.5m 卵石、圆砾，中密。 20.5～28.5m 粘质粉土、砂质粉土，硬塑～可塑。 2.2 水文地质条件 场区内的地下水较丰富，共分布有三层地下水，第一层为上层滞水，静水位埋深 10～ 12.3m，分布于场区北半部；第二层为潜水，地下水静止水位埋深为 15～16.7m；第三层为 承压水，埋深 22.3～23.2m。 根据以上水文地质条件，在基坑四周布置一圈大口井进行降水，以达到干槽作业的目的， 井深 23m，井间距 8～10m，详细情况略。 3、基坑支护设计 基坑北侧距基坑 6 米有一新建 12 层建筑，采用桩锚方案进行支护，其它三侧均采用土 钉支护，其中东侧、南侧的土钉支护设计与施工均属常规条件下的一般支护设计，本文不予 介绍，而场区西侧，由于紧邻高度达4.1m 的地下人防 ( 图2 ) ，在有 2 排土钉无法按正常 情况进行设计和施工的情况下，如何确保临近新建地下人防的安全，成为本工程土钉支护设 计时遇到的极大难题和各方关注的重点，也是本文着重论述的问题。 图2 基坑西侧人防位置图 Fig.2 Location of war-defense works in the west of the foundation pit 3.1 设计条件 根据本工程地下结构的特点，业主提出了-6.2m 以上按 1:0.1 的坡度进行土钉支护，-6.2m 以下要求进行垂直土钉支护并且利用—6.2m 以下的垂直坡面直接作为地下结构施工外模， 土钉支护的水平变形不能大于 50mm 的要求。 3.2 复合土钉支护设计 针对业主提出的以上要求和本段的环境条件，经综合分析，共设计 9 排土钉，土钉位置 和长度见图 3 和表 1，其中第3、6、7 排土钉设计为预应力锚杆，并