談運(yùn)動(dòng)場(chǎng)改造項(xiàng)目深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)

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摘要：在深基坑支護(hù)技術(shù)的設(shè)計(jì)中，從某運(yùn)動(dòng)場(chǎng)改造基坑特征的項(xiàng)目實(shí)際出發(fā)，提出了相應(yīng)的支護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)方案，并從工程角度深入分析了支護(hù)模型，得出支護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)用效果，對(duì)深基坑支護(hù)技術(shù)予以驗(yàn)證，明確運(yùn)動(dòng)場(chǎng)改造項(xiàng)目中應(yīng)用深基坑支護(hù)是可行的。

關(guān)鍵詞：運(yùn)動(dòng)場(chǎng)；深基坑；改造項(xiàng)目；支護(hù)設(shè)計(jì)

引言

深基坑支護(hù)技術(shù)的專業(yè)性較強(qiáng)，在應(yīng)對(duì)復(fù)雜環(huán)境或需要使用復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系時(shí)，往往需要跳出常規(guī)思維，采取多種方式進(jìn)行對(duì)比選擇，應(yīng)用多種手段進(jìn)行計(jì)算分析，確保支護(hù)技術(shù)具有適應(yīng)性、可行性[1]。

1工程概況

廈門某運(yùn)動(dòng)場(chǎng)改造項(xiàng)目用地面積約91224.955m2,總建筑面積108060m2，地上建筑面積2610m2，地下建筑面積105450m2。主要擬建物包括地下停車場(chǎng)、訪客中心商業(yè)及其單層通道（人行通道和車行通道）。主體建筑基礎(chǔ)采用灌注樁基礎(chǔ)型式和局部采用淺基礎(chǔ)型式。從周邊環(huán)境情況來看，改造工程范圍北側(cè)為校園內(nèi)的群賢路，用地紅線范圍外約40m為群賢樓等建筑；南側(cè)距離用地紅線外約2.5m為大學(xué)路；西側(cè)距離用地紅線外約2.0m為演武路；東側(cè)為校園內(nèi)的博學(xué)路。擬建地下室外墻距離用地紅線：北側(cè)9.5～10.2m，東側(cè)50~70m，南側(cè)4.4~15.6m，西側(cè)約104.7m。其中場(chǎng)地西側(cè)有體育館及游泳館，體育館距離擬建地下室外墻約17.58m，游泳館距離擬建地下室外墻約15.4~19.6m，體育館與游泳館之間擬建一地下人行通道，地下人行通道距離體育館和游泳館約7.0m。運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的地下是市政管網(wǎng)，地下室范圍線周圍有較多管道分布。在改造工程中，地面有古樹、標(biāo)志性物體需要采取必要的保護(hù)措施

2運(yùn)動(dòng)場(chǎng)改造項(xiàng)目的基坑特征

運(yùn)動(dòng)場(chǎng)改造項(xiàng)目基坑開挖深度為14.10~17.50m，附屬通道部分開挖深度為4.00~8.60m。基坑側(cè)壁揭露土層主要為雜填土、填砂、淤泥、中粗砂、粉質(zhì)黏土等，坑底影響深度范圍土層主要為淤泥、中粗砂、粉質(zhì)黏土、殘積砂質(zhì)黏性土、風(fēng)化層等；基坑周長(zhǎng)約1145m，基坑面積約51160m2。

3支護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)方案擬定

運(yùn)動(dòng)場(chǎng)改造場(chǎng)地屬于海灣灘涂區(qū)，淤泥砂層較深。地質(zhì)條件復(fù)雜，地下水量豐富，受海潮影響明顯。本工程為原施工場(chǎng)地改造工程，基坑開挖深度大，開挖和支護(hù)難度大，止水排水存在挑戰(zhàn)；周圍環(huán)境條件復(fù)雜，周邊建筑物、道路對(duì)變形敏感，變形指標(biāo)控制要求嚴(yán)格；項(xiàng)目建設(shè)周期短，位于老城區(qū)大學(xué)校園中，地下室土方開挖運(yùn)輸難度大[3]。

3.1基坑支護(hù)方案

在進(jìn)行支護(hù)方案設(shè)計(jì)中，針對(duì)逆作法、灌注樁+內(nèi)支撐、灌注樁+預(yù)應(yīng)力錨索、雙排樁等形式進(jìn)行對(duì)比，最終選擇的支護(hù)方案如下：場(chǎng)地北側(cè)為校園內(nèi)道路，用地紅線范圍外約40m為群賢樓等建筑（屬重點(diǎn)保護(hù)文物，對(duì)變形極為敏感）；場(chǎng)地紅線外40m范圍內(nèi)具備施工錨索的地下空間，所以場(chǎng)地北側(cè)采用灌注樁+預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)。預(yù)應(yīng)力錨索采用旋噴擴(kuò)孔錨索，以應(yīng)對(duì)淤泥層中普通錨索受力性能差的弱點(diǎn)。此范圍存在二層地下室內(nèi)縮所留出的一個(gè)3～5m空間，設(shè)計(jì)中將此范圍被動(dòng)區(qū)加固體的攪拌樁樁頂標(biāo)抬高3m左右，以輔助減少該側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形。場(chǎng)地東側(cè)為校園內(nèi)道路，道路外邊緣為泄洪溝，場(chǎng)地外具備施工錨索的地下空間。因東側(cè)存在景觀造坡、永久采光區(qū)域及露天車道等設(shè)計(jì)需求，故該側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)基本為永久性支護(hù)，深度普遍在16～18m。為適應(yīng)上述要求，分別采用了單排樁+錨索體系、雙排樁+錨索體系、雙排樁與單排樁+錨索體系聯(lián)合支護(hù)等方式進(jìn)行支護(hù)。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件不滿足景觀造坡坡率要求時(shí)，采用局部水泥土攪拌樁地基改良方式來保證坡體穩(wěn)定性；局部區(qū)段樁頂標(biāo)高抬高至地面，同時(shí)調(diào)整錨索標(biāo)高以避讓已施工的改造后的泄洪溝。場(chǎng)地南側(cè)距離用地紅線外約2.5m為大學(xué)路（存在市政地下管網(wǎng)）。南側(cè)存在露天車道的設(shè)計(jì)需求，該側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)具有部分臨時(shí)+部分永久性支護(hù)的功能。考慮地下車道施工，采用雙排樁與單排樁+錨索聯(lián)合支護(hù)等方式進(jìn)行支護(hù)，局部有條件的采用部分角撐。場(chǎng)地西側(cè)基坑深度超過15m，同樣具有永久支護(hù)的功能需求。而西側(cè)的體育館及游泳館距擬建地下室外墻約15.4～19.6m，對(duì)變形敏感，環(huán)境條件復(fù)雜。因存在既有的體育館及游泳館的基礎(chǔ)，無法采用灌注樁+預(yù)應(yīng)力錨索形式支護(hù)，若采用雙排樁與單排樁聯(lián)合支護(hù)的形式也存在相互影響明顯、變形過大的弊端。經(jīng)過經(jīng)濟(jì)對(duì)比，若采用對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)外10～14m范圍進(jìn)行地基改良的方式，降低外圍水土壓力對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的直接影響。

3.2基坑止水、降排水方案

采用第一排到第二排三軸攪拌樁形成全封閉止水帷幕，開挖時(shí)設(shè)排水井進(jìn)行降水排水，輔以明溝、集水井排水，保證作業(yè)施工順利展開。

4支護(hù)模型分析及探討

（1）采用改良基坑外一定范圍地基土的性狀以達(dá)到減少主動(dòng)土壓力的方式，協(xié)助改善支護(hù)體系的受力條件。不同于地基土的成層特性，此方法改良的土體界限類似于土體的水平向分層，因此常規(guī)的計(jì)算方式并不能用于分析其土壓力的作用機(jī)理。設(shè)計(jì)中為了尋求其有利證據(jù)，借鑒了被動(dòng)區(qū)地基改良對(duì)被動(dòng)土壓力的提高效應(yīng)分析方式，改良?jí)Ρ惩馏w參數(shù)來進(jìn)行量化設(shè)計(jì)。此外，利用力傳遞法，假定地基改良區(qū)域?yàn)橹亓κ綋跬翂Γ捎美碚浖治?，并假定不足部分百分百傳遞給支護(hù)體系進(jìn)行復(fù)核，取不利結(jié)果進(jìn)行設(shè)計(jì)。（2）多工法聯(lián)合支護(hù)時(shí)，概念設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)分析缺一不可，且結(jié)構(gòu)分析需要采用多種計(jì)算模型（如力傳遞法、等代剛度法等）相互驗(yàn)證。多種結(jié)構(gòu)聯(lián)合支護(hù)在復(fù)雜基坑設(shè)計(jì)中應(yīng)用十分廣泛，但是相應(yīng)規(guī)范及計(jì)算理論發(fā)展相對(duì)滯后，目前沒有較為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囊罁?jù)性規(guī)范文件和計(jì)算模型可供利用，設(shè)計(jì)需要在概念可靠、理論有支撐的前提下進(jìn)行。本設(shè)計(jì)中多數(shù)聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)用在永久支護(hù)中，考慮到雙排樁作為永久性支護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算軟件尚不成熟，永久結(jié)構(gòu)計(jì)算只能采用等代剛度法進(jìn)行基礎(chǔ)分析。將雙排樁等代為等剛度的單樁先進(jìn)行受力分析，再應(yīng)用分析成果對(duì)雙排樁進(jìn)行配筋計(jì)算，而外側(cè)單樁對(duì)內(nèi)側(cè)雙排樁的影響則采用力傳遞法來計(jì)算其相互之間的影響。

5支護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)用效果

5.1止水效果良好

上述各支護(hù)體系有良好的變形控制效果，采用一排至二排三軸攪拌樁形成全封閉止水帷幕，并設(shè)置疏干井進(jìn)行開挖期間降水疏干輔以明溝+集水井排除積水。該方案止水效果良好，為后續(xù)基坑開挖及地下結(jié)構(gòu)施工提供便利條件。

5.2沉降變化滿足要求

基坑工程從2015年12月20日開始施工，至2017年7月25日基坑完成回填，共計(jì)監(jiān)測(cè)239次?；颖O(jiān)測(cè)最大變形量指標(biāo)如下：基坑坡頂最大水平位移為14.8mm，基坑坡頂最大沉降為8mm，測(cè)斜點(diǎn)最大位移為14.2mm，水位觀測(cè)點(diǎn)最大變化為567mm,周邊道路沉降觀測(cè)最大變化為35.3mm，鋼筋、錨索應(yīng)力監(jiān)測(cè)值小于或接近預(yù)警值，符合國(guó)家規(guī)范關(guān)于基坑變形控制的要求。校內(nèi)建筑（群賢樓、游泳館、體育館）沉降觀測(cè)最大變化為6.4mm，校園外南側(cè)建筑（國(guó)家海洋局第三海洋研究所）沉降觀測(cè)最大變化為1.9mm，校園外南側(cè)房屋（海洋新村）沉降觀測(cè)最大變化為2.0mm，符合規(guī)范中建筑物差異沉降控制的相關(guān)要求。

6結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，深基坑支護(hù)技術(shù)應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，該技術(shù)已經(jīng)受到社會(huì)的關(guān)注。在運(yùn)動(dòng)場(chǎng)改造項(xiàng)目中應(yīng)用深基坑支護(hù)技術(shù)，發(fā)揮了技術(shù)的安全可靠性和穩(wěn)定性，提高了運(yùn)動(dòng)場(chǎng)改造質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]梁玉澤,劉壯.深基坑支護(hù)工程的設(shè)計(jì)、施工與監(jiān)測(cè)[J].數(shù)字化用戶,2018,24（1）:103.

[2]謝琳.復(fù)雜條件下的深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)選型研究及實(shí)例分析[J].廣東土木與建筑,2018,25（1）:1-3.

[3]馮唐凌.某綜合樓深基坑工程支護(hù)方案設(shè)計(jì)[J].商品與質(zhì)量,2019（3）:136,157.

作者：謝鑫單位：廈門華巖勘測(cè)設(shè)計(jì)有限公司