商业建筑深基坑支护设计的探讨

段飞

摘 要：本文主要针对商业建筑深基坑支护的设计展开了探讨，通过结合具体的工程实例，对基坑支护的设计作了详细的阐述，并给出了一系列相应的设计方法，以期能为有关方面的需要提供有益的参考和借鉴。

关键词：商业建筑；深基坑支护；设计

0 引言

随着现代化建设的不断推进，城市用地越来越紧張，因而出现了大量的大、高、深工程，而深基坑支护施工是这些建筑工程中经常需要应用到的施工工程。因此，就要事前做好深基坑支护的设计，以确保深基坑支护的工程，从而巩固整个建筑工程的施工质量。基于此，本文就商业建筑深基坑支护的设计进行了探讨，相信对有关方面的需要能有一定帮助。

1 工程概况及周围建设情况

1.1 工程概况

拟建场地地表高程为784.0，车库基坑底标高767.800，基坑深度16.20m；甲级办公楼基坑底标高766.200，基坑深度17.80m；准甲办公楼基坑底标高767.200，基坑深度16.80m。

场地西侧紧邻在流水的排水渠和道路，基坑上口距排水渠8.0m左右；场地东侧距道路17m；南侧为6层、24层房屋，距离13m～15m，北侧为道路。

基坑平面如图1所示。

1.2 工程地质条件

根据勘察报告提供资料，场区工程地质条件自上而下为：第①层：杂填土：杂色，主要以砖块、白灰渣、水泥块、煤屑等建筑垃圾为主，混有少量生活垃圾。该层物质成分杂乱，结构松散，力学性质不均，该层在场地内均有分布。第②层：粉质黏土：含云母、煤屑、氧化铁、氧化铝等，局部为粉土。呈软塑～可塑状态，具中～高压缩性，土质不均，标准贯入试验实测锤击数介于4.0击～7.0击之间，平均5.3击。第③层：细砂：黄褐～褐灰色，主要矿物成分为石英、长石、云母等。湿～饱和，松散～稍密，颗粒级配不良。实测标贯击数8.0击～15.0击，平均11.1击。夹有粉质黏土、粉土薄层。第④层：粉质黏土：黄褐～褐灰色，含氧化铁、氧化铝等，夹有粉土透镜体。呈可塑～硬塑状态，具中等压缩性。实测标贯击数9.0击～17.0击，平均12.7击。夹有细砂透镜体或薄层。第⑤层：细中砂：褐色，矿物成分主要为石英、长石、云母等，混有粉质黏土及粉土，局部含卵砾石。饱和，稍密～中密状态，颗粒级配一般。实测标贯击数13.0击～24.0击，平均19.7击。第⑥层：根据物理力学性质差异原因可分为2个亚层：第⑥-1层：黄褐，含云母、氧化铁、氧化铝；局部夹有少量细砂。可塑～硬塑状态，中等压缩性。该层实测标贯击数13.0击～23.0击，平均17.9击。第⑥-2层：粉质黏土：黄褐色，含云母、氧化铁、氧化铝；局部夹有细砂。可塑～硬塑状态，中等压缩性。测标贯击数18.0击～28.0击，平均22.9击。

1.3 水文地质条件

本次勘察期间为平水期，实测地下稳定水位位于自然地表下2.6m左右，水位标高781.4m。地下水类型为潜水，水位随季节性变化，年变化幅度在1.00m左右，水流流向由北向南，由西向东，主要受大气降水及侧向径流补给。设计参数取值见表1。

2 基坑支护设计

基坑侧壁安全等级为一级，使用期限为12个月。综合考虑现场的周边环境及岩土层组合条件，为尽可能避免基坑开挖后对周围道路及建筑物的影响，本着“安全可靠、经济合理、技术可行、方便施工”的原则，经过分析、计算和方案比较，基坑采用桩锚、桩+内支撑支护。

2.1 设计方案

（1）支护桩。

支护桩采用混凝土灌注桩，桩径800mm/1000mm，桩长21.5m/24.5m/23.0m/27.0m，桩间距1.4m，桩顶标高780.5m/782.0m，混凝土标号C30。支护桩顶设冠梁，梁宽1000mm/1200mm，高500mm。

（2）锚索。

锚索采用7×15.2×1860级钢绞线，倾角15°，二次高压注浆，注浆体设计强度20MPa，锚索预应力锁定值详见剖面图，张拉值取锁定值的1.1倍～1.15倍。锚索成孔孔径200mm，采用隔孔施工顺序。腰梁采用2根25b工字钢。

（3）混凝土内支撑。

基坑南侧采用角支撑及对撑。内支撑两道，第一道在-5.000m，第二道在-10.000m。支撑梁与支护灌注桩之间设腰梁，支撑各支点设钢格构柱、水平面设联系梁。

第一道腰梁截面800×1400，角撑主支撑750×800，对撑主支撑截面700×700，联系梁500×600；第二道腰梁截面1000×1400，角撑主支撑900×950，对撑主支撑截面800×800，联系梁500×600。混凝土标号C30。

钢格构柱边长460mm，采用4L160×16，立柱下端插入钻孔灌注桩内3.0m，采用灌注桩基础，桩径800mm，混凝土标号C30，见图2。

2.2 计算

（1）承载能力计算。

本文分别采用弹性法和经典法，对灌注桩进行了抗弯、抗剪承载力计算，计算结果均满足规范要求。同时，对灌注桩的整体稳定性、抗倾覆稳定性、抗隆起进行了验算。整体稳定安全系数Ks=1.375；抗倾覆安全系数Ks=1.366≥1.250；验算抗隆起Ks=2.854≥1.800均满足规范要求。

（2）支护结构的内力、位移计算。

本文选用“理正”软件对基坑进行内力和位移计算分析。将开挖全过程分为七种工况。

工况1：开挖至-5.50m；工况2：施工锚索；工况3：开挖至-9.5m；工况4：施工锚索；工况5：开挖至-13.0m；工况6：施工锚索；工况7：开挖至-17.8m。分别分析各工况条件下基坑壁的应力和位移的变化，然后绘出开挖全过程地表沉降图，如图3所示。基坑侧壁变形最大值为51.73mm，地表最大沉降量控制在57mm。

2.3 设计及施工要点

（1）本工程属大型深基坑，开挖深度17.8m，局部电梯井加深2m～4m；周边环境复杂，距离南侧住宅楼不足10m，且住宅楼属于20世纪80年代的砖混住宅，房屋整体性较差，地基处理比较简单，为确保南侧建筑的安全，止水帷幕在南侧采用双排三轴搅拌桩；为防止施工锚索对周边土体产生影响，在南侧采用混凝土内支撑方案。

（2）基坑西侧为排水干渠，为确保施工过程中的安全，锚索施工采用套管跟进工艺，同时必须隔孔施工。

（3）处理由于设计变更带来的问题。

施工接近尾声时，设计院提出了基础图纸变更的问题，欲将部分区域的基坑加深，加深最多为0.9m，加深部位靠近坑边，从而给我们已做好的支护结构带来了问题，加深部分的灌注桩已经施工，无法加深；经计算分析，原灌注桩的嵌固深度不满足计算要求。鉴于这种情况，通过计算，采用局部加锚的方法，安装上腰梁与之固定，以增加支护桩的嵌固能力，确保了加深部分正常施工，满足了设计要求。

3 结语

综上所述，在商业建筑工程中深基坑的支护设计是一个比较复杂的技术工程，因此，为了保障深基坑的施工质量，在施工过程中就需要相关工作人员严格按照建筑工程中相关的施工技术规范，根据建筑工程的实际情况，设计最好的施工方案，以有效的指导工程施工。

参考文献

[1]刘承超.某大型商业区深基坑支护工程的结构设计方案探讨[J].福建建设科技.2011（05）.

[2]杨利生.建筑工程深基坑支护施工技术探讨[J].山西建筑.2014（23）.

[3]梁汝成.对深基坑支护设计与施工的探讨[J].山西建筑.2006（09）.