成都市武侯区某基坑支护设计与探讨

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摘要：本文以的“中国水电•泛悦国际”项目为例，针对在成都市武侯区科华中路新六号，科华中路与长荣路交汇处建造深基坑的支护设计进行了论述和探讨，为在岷江水系Ⅰ级阶地上建造深大基坑的设计提供理论支撑。

关键词：深基坑 桩锚结构 富水区域

中图分类号：TV551文献标识码： A

1工程概况

拟建“中国水电•泛悦国际”项目场地位于成都市武侯区科华中路新六号，科华中路与长荣路交汇处，场地建设净用地面积58318.54㎡，规划总建筑面积271065.93㎡，总容积率3.0，总建筑密度40%。拟建建筑物由住宅楼、办公楼及裙楼、商业住房及地车库组成，住宅楼1#-3#地上33层，建筑物高度为82.5-99.85m，地下2层；办公楼地上24层，建筑物高度为99.9m，裙楼地上4层，建筑物高度为21.4-25.8m，地下2层；商业用房地上1-4层，建筑高度16.3-21.4m，地下2层；住宅楼及办公楼部分采用框架结构，筏板基础形式，纯地下室及商业裙楼建筑拟采用框架结构设独立基础形式。

该工程±0.00相对的绝对高程为492.85m，拟建场地均为拆迁空地，勘察期间测得个钻孔地面高程介于491.86-494.31m之间，相对高差约为2.45m；基坑开挖深度为约8.45-11.6m，基坑等级为一级。

2工程地质及水文地质条件

2.1地质概况

该区域构造属新华夏系第三沉降带四川盆地西部，成都坳陷中部东侧，处于北东走向的龙门山褶断带和龙泉山褶断带之间（见图3.3）。由于受喜马拉雅山运动的影响，两构造带相对上升，坳陷盆地内堆积了厚度不等的第四系冰水堆积层和冲洪积层，形成现今平原景观。在成都平原下伏基岩内存在北东走向的蒲江－新津断裂和新都－磨盘山断裂及其他次生断裂。但除蒲江－新津断裂在第四纪以来有间隙性活动外，其他隐伏断裂近期无明显活动表征。

地貌单元属于岷江水系Ⅰ级阶地，勘探点孔口标高为491.86～494.31m，平均493.31 m，相对高差2.45m.地上覆第四系人工填土（Q4ml），其下由第四系全新统河流冲洪积（Q4al+pl）成因的粉质粘土、粉土、中砂及卵石组成，下伏白垩系上统灌口组（K2g）泥岩。

2.3水文地质

场地地下水类型为砂卵石层中的孔隙潜水和赋存于基岩中的裂隙水，其中孔隙潜水是本场地主要的地下水类型，其水位埋藏较浅，水量丰富，对本工程基础设计和施工影响较大；基岩裂隙水一般埋藏在块状强风化泥岩及中风化泥岩层内，主要受邻区地下水侧向补给，各地段富水性不一，无统一的自由水面，并具承压性，水量主要受裂隙发育程度、连通性及隙面充填特征等因素的控制，总体上看，该类水具承压性，水量一般不大。地下水总流向自北向南，补给源主要是地下径流及大气降水。

勘察期间处于平水期，地下水位埋藏较浅，勘察期间在钻孔中测得地下稳定水位4.5～5.2m，标高487.50～489.50m，平均高程约488.50m，根据收集到的附近水文地质资料，场地内地下水位随季节变化影响较大，年变化幅度约1.5m左右。预计场地丰水期场地内年最高潜水位标高为490.00m左右，该水位可作为抗浮设计水位。

3计算参数选用

根据成都地区区域水文地质资料和已有其它工程降水经验，建议本场地砂、卵石土渗透系数K=18m/d左右。场地环境类别为Ⅱ类，属强透水层。支护结构计算使用参数详见表1。

表1 地基土物理力学指标建议值

4降水及支护结构设计方案

图1 基坑支护结构平面图

4.1降水方案

拟建场地地下水属第四系孔隙潜水类型，砂、卵石为其主要含水层，富水性较好。基坑开挖前提前进行降水施工，降水井采用CZ-22型钻机进行作业，泥浆护壁，成孔直径为600mm，降水井直径为300mm，井深为20m，共布置58口，间距25m；S或QY型潜水泵,流量32m3/h，扬程不小于25m；降水井包括井壁管、沉砂管、过滤管三部分，填砾厚度不小于120mm，填砾直径为6-12mm。

4.2支护结构方案

施工前需进行场地平整， 其中支护设计过程中，支护桩设计顶标高由场平后开挖深度最深对应标高决定，实际开挖深度由自然地面标高确定。最后，该基坑支护主要按照8段剖面设计，如图1：

(ABC段): 基坑开挖深度为11.1m，采用桩锚+网喷结合支护，桩顶上1.5m采用网喷支护，开挖深度为1.5m，放坡系数为1：1，桩径为1.0m,桩间距为2.5m；设置二排锚索，锚索水平间距同支护桩间距，支护桩共布置7根。

(CD段): 基坑开挖深度为8.95m，采用桩锚+网喷结合支护，桩顶上0.5m采用网喷支护，开挖深度为0.5m，放坡系数为1：1，桩径为1.0m,桩间距为2.5m；设置一排锚索，支护桩共布置7根。

(DEF段): 基坑开挖深度为8.45m，采用桩锚支护，桩径分别1.2m和1.5m,桩间距为2.2m；设置二排锚索，锚索水平间距同支护桩间距，支护桩共布置46根。

(FG 段): 基坑开挖深度为9.95m，采用桩锚+网喷结合支护，桩顶上1.5m采用网喷支护，开挖深度为1.5m，放坡系数为1：1，桩径为1.0m,桩间距为2.5m，设置二排锚索，支护桩共布置35根。

(GHI段): 基坑开挖深度为9.45m，采用桩锚+网喷结合支护，桩顶上1.0m采用网喷支护，开挖深度为1.0m，放坡系数为1：1，桩径为1.0m,桩间距为2.5m，设置一排锚索，支护桩共布置38根。

(IJKL段): 基坑开挖深度为9.95m，采用双排桩支护，前后排桩径均为1.2m,桩排距为3.0m，前后排桩间距均为2.2m，连系梁尺寸为1.4×0.8m；设置二排锚索，支护桩共布置112根。

(LMNPQR段): 基坑开挖深度为11.6m，采用桩锚+网喷结合支护，桩顶上2.0m采用网喷支护，开挖深度为2.0m，放坡系数为1：1，桩径为1.0m,桩间距为2.5m，设置二排锚索，支护桩共布置193根。

(RSA段): 基坑开挖深度为11.3m，采用桩锚+网喷结合支护，桩顶上1.7m采用网喷支护，开挖深度为1.7m，放坡系数为1：1，桩径为1.2m,桩间距为2.5m，设置二排锚索，支护桩共布置31根。

5支护计算探讨

该项目IJKL段为最不不利区域，采用双排桩支护，计算模型如图2所示：

图2 双排桩支护计算模型

图3 开挖完成后支护结构内力变形包络图

计算结果显示双排桩-锚杆结构的前、后排桩桩身弯矩基本成 S 形，均存在反弯点，但前、后排桩反弯点的位置不同。前排桩受到锚杆水平集中力作用的影响，在锚杆集中力的作用点，弯矩出现反弯曲，剪力有明显集中力作用时的突变产生，体现了双排桩-锚杆结构与普通双排桩结构内力分布的不同之处。锚杆集中力的作用既使前排桩的内力变小，同样也影响了后排桩的内力分布，有利于结构的内力调整，更有效的减少了支护结构的侧向变形。

6结语

双排桩-锚杆是由双排桩和锚杆组成的超静定结构体系，其具有较大的侧向刚度，在外荷载的作用下能调节本身的内力，有优于双排桩结构和单排桩+锚杆的限制支护结构侧向变形的能力。在施工中应保证连梁和桩顶的刚性连接，使结构更有效的发挥其支护效果。

对于双排桩桩间土拱效应以及对支护结构的影响有待进一步的研究论证。

参考文献

［1］JGJ 120－99 建筑基坑支护技术规程［S］

［2］DB 51/T5026－2001 成都地区建筑地基基础设计规范［S］

［3］DB 51/T5072－2011 成都地区基坑工程安全技术规范［S］

［4］刘国彬,王卫东. 基坑工程手册( 第二版)［M］. 北京: 中国建筑工业出版社,2009