沈阳某基坑工程基坑支护方式探讨

王旭刚（辽宁有色勘察研究院，辽宁　　沈阳　　110013）



沈阳某基坑工程基坑支护方式探讨

王旭刚
（辽宁有色勘察研究院，辽宁沈阳110013）

摘要：以沈阳世茂基坑为研究对象，通过采用桩-预应力锚索联合支护形式解决了邻近建筑物的基坑开挖难题。拟建基坑紧邻已有超高层建筑，且基坑深度深于现有超高层建筑的基础埋深，桩-预应力锚索联合支护方式控制基坑土体和已有建筑物的变形，监测结果显示该支护方案可行、可靠，施工资金投入少，说明该支护方式在沈阳地区有很好的应用可靠性。

关键词：基坑；邻近建筑物；桩－锚支护；预应力

0. 引言

随着城市化的发展，各大城市的高层建筑比比皆是，尤其在各大商业区中心地带，商业建筑越建越高，越建越密集，且更注重对地下空间的开发。

沈阳世茂拟建基坑就位于区商业中心地带，与最近的60层超高建筑距离只有8m。世茂基坑深度达20m，且基坑底标高比超高层建筑基础底板低5m，因而世茂基坑的支护体系的可靠度直接关系到现有超高层建筑的安全，基坑支护体系的允许变形要比规范规定值还小，因此控制基坑支护体系的变形尤为关键。目前，基坑支护体系中，对变形要求高的支护形式一般采用刚度较大的内支撑法，但内支撑施工工期长，投入大且对后续的主体结构施工影响较大。世茂基坑支护形式采用了桩-预应力锚索联合支护的方法，很好地控制了支护桩及邻近楼体的变形，取得了很好的应用效果，对沈阳地区的基坑工程具有借鉴意义。

图1计算模型

图2内力计算结果

2. 基坑支护体系

2.1工程地质条件

①杂填土：灰褐色，松散～稍密，稍湿。主要由混砾砂、黏性土及建筑垃圾组成。该层分布连续，层厚1.00m～10.20m。

②粉质黏土：黄褐色可塑。稍有光泽，干强度中等，韧性中等，无摇震反应。厚度0.40m～4.00m。

③中粗砂：黄褐色，稍湿，稍密，局部松散。混粒结构，矿物成分以石英、长石为主，含少量黏性土，局部见细砂、砾砂层。厚度0.80m～2.30m。

④圆砾：黄褐色，中密状态，潮湿～饱和。母岩物成分以花岗岩、石英岩等结晶岩类为主，颗粒不均，级配较好，卵、砾石呈亚圆形，磨圆度较好。厚度6.80m～23.70m。

⑤泥砾：黄褐色，中密～密实状态，饱和。颗粒不均，以圆砾及砾砂为主，中粗砂及粉质黏土充填，局部为粉质黏土。卵砾石大部分已呈全风化状态。

2.2计算方法

计算采用北京理正公司开发“理正深基坑”软件，由于该软件具有紧密结合规范、荷载类型齐全、支护体系类型全面、使用方便等优点，使得该软件在国内被普遍应用。在计算过程中，分别将邻近建筑物和构筑物简化成荷载，结合周边可变荷载，依据库仑和朗肯土压力理论，采用弹性法考虑实际施工阶段进行计算，得出内力及其分布情况并验算支护结构的整体稳定性，最终确定支护体系中各构件的截面尺寸。

2.3计算模型的建立

根据勘察报告，将实际的土层分面情况输入到软件中，模型建立的准确性关系计算结果，直接影响实际工程施工中的可靠性，因此计算参数应参照勘察报告并结合类似工程和同地区项目的工程经验进行选取。计算采用二维模型，并选取各个关键剖面，如图1所示。

2.4计算结果

依据上文的计算模型，并结合实际的施工开挖阶段，支护体系的计算结果如图2所示。

上面计算结果给出各个施工阶段中支护结构的内力、位移及锚索内力值，依据该计算结果，可以确定支护结构各个构件的最终尺寸。

2.5基坑支护结构图

通过计算结果，将基坑按1∶1进行放坡，放坡高度1.5m，共设置6排预应力锚索，采用槽钢腰梁，基坑支护结构的施工图如图3和图4所示。

图3支护结构剖面图

图4支护结构立面图

3. 基坑支护结构监

测

为便于监测基坑支护结构的变形，在距离超高建筑最近的区段设置了编号为k-2，k-3的变形监测点。在基坑开挖过程中及正常使用阶段基坑支护结构的变形监测结果如图5和图6所示。

图5　k-2点基坑变形监测结果

图6　k-3点基坑变形监测结果

以上监测结果可知，在基坑开挖过程中支护结构在不断地变形，基坑开挖结束后变形收敛，处于稳定状态，说明支护结构安全可靠。

结论

基坑支护结构形式多样，若拟建基坑周边近距离存在已有建筑物或管线，这样的基坑支护设计一直是难题，本文用支护桩联合预应力锚索这一支护结构方式解决了沈阳世茂基坑邻近超高建筑的难题，监测结果显示，这一支护结构在使用中构件应力分布均匀，无应力集中现象，位移值小，桩-锚支护结构形式在该项目的成功应用，为沈阳地区的基坑支护设计提供了一个很好的工程实例。

参考文献

［1］赵明华.土力学与基础工程［M］.北京：清华大学出版社，1994.

［2］黄文熙.土的工程性质［M］.北京：水利电力出版社，1983.

［3］林宗元.岩土工程勘察设计手册［M］.沈阳：辽宁科学技术出版社，1996.

中图分类号：TU753

文献标识码：A