上海地区深大基坑支护方案的选型设计浅析.docxVIP

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上海地区深大基坑支护方案的选型设计浅析

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【摘要】本文通过工程实例，对上海软土地区深大基坑围护结构设计进行了简要的介绍，阐述了基坑围护设计的基本原则，对基坑围护结构设计计算模式、方法作了简要介绍，可供类似工程借鉴参考。

【关键词】软土地区；深大基坑支护；选型设计

TU463A1002-8544（2017）04-0011-02

基坑工程建设是一个系统性工程，基坑围护结构设计时，需保证支护体系安全可靠、保护基坑周边环境安全、方便施工和经济性。随着基坑规模的不断增大，基坑围护方案的合理选型设计，在整个工程建设过程中发挥着越来越重要的作用。基坑围护形式应根据场地工程地质和水文地质条件、基坑开挖深度和周边环境等因素综合计算分析后确定。

1.上海软土地区工程实例

1.1工程概况

本工程位于上海市浦东新区高行镇，基坑面积约为25700m2，基坑总延长米约为680m，工程建设内容为新建3栋办公楼7～13层及裙房，设置2层地下停车库，基坑普遍挖深为12.8m，局部挖深为13.65～15.85m。拟建场地周边分布有已建市政道路管线，特别是道路北侧分布有轨道交通6号线，距基坑北侧内边线最近处约为32.5米。

1.2工程地质情况

本场地地貌单元属滨海平原，土层分布较为稳定，基坑开挖深度范围内涉及土层为第①层杂填土、第②层粉质粘土、第③层淤泥质粉质粘土、第④层淤泥质粘土，其中第③层和第④层土体强度低，灵敏度高，具明显的触变、流变特征，基坑开挖坑底土体易产生隆起、回弹，对围护结构稳定产生不利影响。各土层物理力学性质参数如下表1。

2.基坑围护方案的选型

2.1选型中的主要问题

（1）本工程基坑面积约为25700m2，开挖深度深约为12.75m，属超大深基坑工程。

（2）场地内分布有③层与④层淤泥质粘性土，土质软弱，开挖过程中易产生蠕变与剪切破坏，导致围护结构稳定性差，坑底易产生回弹隆起。

（3）场地基坑东侧临近已建道路，其下分布有市政管线，距离基坑最近3处约为5.4米；基坑北侧临近轨道交通6号线高架，距离基坑内边线约为32.5米，虽处于轨道交通安全保护区范围外，但仍需控制该侧的变形，以防止对轨道交通6号线产生大的影响。

2.2常用的基坑支护结构类型以及特点

根据本工程基坑工程特性综合考虑本基坑所处周边环境及场地内土层性质，结合大量类似工程的设计施工实践经验，并结合业主对本工程的工期，可采用的围护形式有：

（1）地下连续墙

地下连续墙为集挡土、承重和防渗于一身的“三墙合一”的墙体，具有抗侧刚度大、基坑开挖阶段水平变形小，防渗性能好，施工工艺成熟，当周围环境要求严格时可作为首选工艺。地下连续墙多采用“两墙合一”的方式，以充分利用地下空间、节约工程造价。地下连续墙在正常使用阶段可充分发挥其垂直承载能力，能有效地减小建筑物、构筑物的沉降。由于地下连续墙的设计与主体结构的设计关联程度高，基坑工程的设计进度受主体地下结构设计进度制约，工期无法保证，且其施工灵活性较差。地下连续墙单价较高，将大大提高工程基坑围护的造价。

（2）钻孔灌注桩结合止水帷幕

灌注桩结合止水帷幕的施工工艺成熟，施工时对周围环境影响小，抗侧刚度比较大，可有效控制周边土体的变形，且灌注桩桩径可根据相应区域基坑的开挖深度，以及基坑开挖阶段水平位移的控制要求等因素分别进行计算确定。灌注桩作为围护体与主体结构的设计关联程度相对较低，且围护桩施工比较灵活。

（3）SMW工法桩

类似挖深的基坑工程可采用SMW工法作为围护体，由于该类型围护体自身的特点，对围护体的变形控制较为严格，否则将会产生由于变形过大引起SMW工法搅拌桩开裂，从而导致基坑发生渗漏水的不利情况，为控制围护体的水平变形势必辅于增大内插型钢插入密度的措施；基坑面积较大，施工周期较长，型钢需待结构顶板完成并回填后方可拔除，型钢租赁期较长，其经济性方面优势不大。

综合考虑各类围护形式的特点结合本工程基坑特性，选择钻孔灌注桩结合止水帷幕的基坑围护形式。

2.3支撑体系的选择

根据本工程特点和大量类似工程实践经验，结合本基坑工程面积大、开挖深度深，基坑形状角部较为不规则以及工期等因素综合考虑，确定本基坑采用混凝土支撑系统，可供选择的布置形式有正交对撑、圆环支撑或对撑、角撑结合边桁架布置形式。

2.3.1正交支撑体系

正交对撑布置形式的支撑系统支撑刚度大、传力直接以及受力清楚，具有支撑刚度大变形小的特点，十分适合在敏感环境下面积较小或适中的基坑工程中应用。其缺点也较为明显，支撑杆件密集、工程量大，且出土空间比较小，土方出土速度较慢。

2.3.2圆环支撑体系

圆环支撑体系在上海地区也得到了一定范围的应用，该支撑体系具有如下典型的优点：

（1）结构受力性能合理。采用以水平受压为主