本項目緊鄰地鐵2號線東南角站，將要開挖16.5m的深基坑。本文詳細(xì)介紹了深基坑的支護設(shè)計方案，以及基坑開挖設(shè)計方案，可供類似工程設(shè)計參考。
1.1 周邊環(huán)境情況
本工程位于天津市南開區(qū)通南路南、張自忠路西之交匯處，緊鄰地鐵2號線東南角站C出口地處市中心繁華地段。
本工程主要功能為辦公、商業(yè)、車庫；地下3層，主體結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)；地上A區(qū)主體結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)，地上5層，總高度25.15m；地上B區(qū)主體結(jié)構(gòu)為框剪結(jié)構(gòu)，地上27層，總高度124.2m，總建筑面積85000m2；本工程基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁+筏板基礎(chǔ)形式，基坑支護總延長度約為424m，基坑1區(qū)北側(cè)106m,東側(cè)84m，南側(cè)140m,西側(cè)32m；基坑2區(qū)支護62m；基坑開挖面積8600m2，呈不規(guī)則異形。建筑基坑邊線距項目周邊建筑最短距離及與北側(cè)地鐵的位置關(guān)系見下圖1所示。
圖1 基坑開挖邊線與周邊建筑位置關(guān)系圖
1.2 地質(zhì)條件
擬建場區(qū)的地貌屬華北平原東部濱海平原區(qū)地貌，屬陸相與海相交互沉積地層?？辈炱陂g場地地形略有起伏，各勘察孔孔口標(biāo)高 3.33～4.76m。各層土的物理、力學(xué)指標(biāo)如表1所示
表1 各土層主要物理、力學(xué)指標(biāo)匯總表
注： 1.C、ф均為標(biāo)準(zhǔn)值；( )內(nèi)為標(biāo)準(zhǔn)值建議值。
2.靜止水位埋深1.55～3.00m，計算時水位埋深按1.50m取用。
2.1 圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計方案
本工程采用地下連續(xù)墻，地連墻墻厚除西側(cè)為800mm以外，其余側(cè)墻厚為1000mm，墻底標(biāo)高-34.35m，有效墻長33m。地下連續(xù)墻兼做止水幕墻，在槽段接縫處采取旋噴注漿封堵措施，深度同墻深。二區(qū)北側(cè)靠近2號地鐵處基坑圍護是利用原站體的地下連續(xù)墻作為支護。且一、二區(qū)各成體系，如下圖2所示。
圖2 地連墻示意圖
2.2 支撐體系
周圈、對撐及角部支撐均為桁架式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，基坑內(nèi)共設(shè)三道支撐，第一道支撐中心標(biāo)高為-2.3m，第二道支撐中心標(biāo)高為-7.7m，第三道支撐中心標(biāo)高為-12.7m，如表2所示。
表2 水平支撐系統(tǒng)主要截面尺寸（寬×高 單位：mm）
2.3 降水方案
本工程基坑降水包括三部分：一是基坑開挖前的降水，保證基坑地下水位比基槽底最低處低1m；二是土方施工至設(shè)計標(biāo)高處后對坑內(nèi)少量明水的抽排；三是從開挖至基坑回填前的階段，防止地表水進入基坑內(nèi)。
3.1 土方開挖施工部署
（1） 施工順序
表3 土方開挖施工順序
（2） 土方開挖原則
土方開挖遵循“開槽支撐,先撐后挖,分層開挖,嚴(yán)禁超挖”的原則，且按先遠(yuǎn)離地鐵后近地鐵的順序。靠近地鐵30m范圍內(nèi)嚴(yán)禁堆土，基坑內(nèi)土方隨挖隨運；為控制基坑變形的發(fā)展應(yīng)“分層、分段、對稱、均衡”地進行土方開挖，及時進行支撐施工。
（3） 開挖方式
采用機械挖土，人工配合清土。在各階段挖土?xí)r，水平支撐立柱周邊、支護樁身部位的土方采用人工翻挖到1米安全距離再由挖掘機挖出。防止挖掘機碰撞支撐立柱，造成支撐立柱失穩(wěn)、樁身斷裂，引起質(zhì)量、安全事故。
（4） 區(qū)塊劃分
本工程基坑平面按支護設(shè)計劃分為兩個區(qū)塊，二區(qū)暫時不施工，待一區(qū)地下工程完成后施工。
一區(qū)整體挖土部署是：由東向西（棧橋）方向出土，平面方向考慮基坑北側(cè)保護地鐵要求：將基坑從中間南北方向一分為二，以中間支撐為分隔，基坑劃分7段，每步土方依次序開挖；按DB29-202-2010規(guī)范要求土方開挖深度超過4m須分層開挖，第二步土開挖深度為6.3m,故需分兩層開挖。
圖3 土方開挖順序示意圖
豎向按支撐結(jié)構(gòu)標(biāo)高及基坑底標(biāo)高劃分為四步開挖，每步開挖深度為：
圖4 土方開挖標(biāo)高
3.2 土方開挖
（1）第一步挖土
采用機械開挖，人工配合清土。主要挖除第一道支撐處的土方。環(huán)形支撐內(nèi)部土方暫不挖除，形成中心島。挖土寬度按支撐范圍應(yīng)計入支撐模板施工所需工作面，挖土深度按支撐梁下墊層底標(biāo)高進行控制。
圖5 第一步土方開挖平面示意圖
圖6 第一步土方開挖剖面示意圖
土方開挖到臨近支護樁部位時，人工清除樁間土方，運至挖掘機工作范圍內(nèi)，然后用機械挖除。機械距離工程樁1m以上，防止碰撞樁身。
按照帽梁施工要求將灌注樁高于設(shè)計樁頂標(biāo)高以上部位拆除，拆除過程中注意保護樁頂錨筋。在樁頂標(biāo)高部位截樁時，先測量出設(shè)計的樁頂標(biāo)高并做好標(biāo)識，再鑿出樁身混凝土，剝出樁內(nèi)鋼筋，確保樁頂面平整。
（2）第二步土方開挖
在第一道支撐結(jié)構(gòu)施工完成，混凝土強度達(dá)到設(shè)計強度的100%時，進行第二步土方開挖。在支撐上面墊工程土500mm或鋪20mm厚鋼板墊道，以便車輛通行（需經(jīng)設(shè)計人員同意）。土方開挖標(biāo)高按第二道支撐下墊層底標(biāo)高進行控制，先開挖支撐以外土方，待有工作面之后挖掘機行進到坑底，進行第一道支撐以下土方掏挖，并將土甩到支撐范圍以外，以便及時外運；開挖時動態(tài)分層高度小于2m，放坡坡度小于1:2，先行開挖。
棧橋下部的土方利用棧橋出土，即長臂挖掘機坐在棧橋上挖取下部土方直接裝車運出。
圖7 第二步土方開挖剖面示意圖
（3）第三步土方開挖
在第二道支撐結(jié)構(gòu)施工完成，混凝土強度達(dá)到設(shè)計強度100%時，進行第三步土方開挖。第三步土方開挖標(biāo)高按第三道支撐下墊層底標(biāo)高進行控制，作業(yè)條件是利用棧橋出土，坑內(nèi)土方按次序開挖分層、退臺、接力；將土傳至出土棧橋處，再用長臂挖掘機挖取下部土方直接裝車外運。開挖時動態(tài)分層高度小于2m，放坡坡度小于1:2。
圖8 第三步土方開挖剖面示意圖
（4）第四步土方開挖
第四步土方開挖必須在第三道支撐閉合形成整體，且混凝土強度達(dá)到設(shè)計強度的100%時方可進行。第四步土方開挖方法同第三階段土方開挖方法，在支撐上面墊工程土500mm或鋪20mm厚鋼板墊道，以便挖掘機通行（需經(jīng)設(shè)計人員同意），因撐下凈空高度只有2.45m，撐下土方用挖掘機掏挖，在基坑下面用小型挖掘機輔助清理槽底土方，人工配合。
第四步土方開挖完成后，及時清理基槽，進行工程樁清理、截樁，并報驗合格后，及時施工地下室底板墊層。
圖9 第四步土方開挖剖面示意圖
圖10 第四步支撐下土方開挖剖面示意圖
本基坑支護方案總體采用地下連續(xù)墻+三道（局部兩道）鋼筋混凝土水平支撐系統(tǒng)，并以常規(guī)施工順序，由下至上完成主體結(jié)構(gòu)施工，確保了臨近地鐵基坑安全開挖。采用小同的開挖方法，既提高了施工的效率，又保證了基坑的安全,為同類工程提供了借鑒。
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[3] 湯翔宇,仇志斌. 鄰近擬建地鐵深基坑的現(xiàn)有基坑加固與改造設(shè)計[A].建筑結(jié)構(gòu),2013,5：898-901.
