无支撑体系围护在深基坑施工中的应用

论文导读：深基坑工程是一个古具有划时代特点的综合性的岩土工程课题。地下室围护结构与地下室结构的施工期仅7个月。还可以采用放坡形式结合重力坝进行围护。钻孔灌注桩＋止水帷幕＋内支撑（两道砼平撑）。
关键词：重力坝，灌注桩，深基坑，围护结构
 

引言

近年来，基坑工程在我国发展很快，但事故较多，深基坑工程是一个古具有划时代特点的综合性的岩土工程课题，因为它既涉及到土力学典型问题和变形问题，又涉及到土体与支护结构的相互作用问题。基坑围护工程的设计与施工，既要保证整个支护结构在施工过程中的安要控制结构和周围土体的变形，以保证周围环境(相邻建筑物和地下公施等)的安全。如何确保基坑围护工程的安全可靠、经济合理、实用是当前现代化城市建设中一个非常重要和迫切的问题。本工程为上海东方体育中心为事例,介绍无支撑体系围护在深基坑施工中的应用。

1工程概况本工程为上海东方体育中心，将作为上海2011年第十四界世界游泳锦标赛主要比赛场馆。项目位于浦东新区杨思地区，场地以北为川杨河、西侧为黄浦江、东侧为济阳路、南侧远处为在建中环线，同时场地南侧与地铁11号线区间、11号线、8号线及6号线等三线交汇主题公园站较近，与11号线区间距离约为50米。本工程占地面积约为48万平方米。

游泳馆场地内有原水管及信息电缆穿越，后原水管进行搬移至施工场地外围，满足施工要求。信息电缆经过开槽排挖，并未发现其位置，将成为施工前需解决问题之一。场地内无其他管线或建筑存在，施工场地情况较好。

本工程游泳馆和室外跳水池均为地下一层（局部夹层）、地上三层的混凝土结构，结构外围有独立柱支撑上部钢结构柱和屋盖体系。

目前基坑开挖深度较大的情况下，比较依赖于使用支撑体系。支撑体系的使用对基坑的安全带来更可靠的保证，但也因为支撑体系的使用，对施工操作和工期控制提出更高的要求。如何在确保基坑安全的前提下，加快施工进度已成为亟待解决问题之一。无支撑体系围护在施工过程中，基坑围护变形量将较大，对周边管线和建筑的保护也将有必然的影响。

本论文以上海东方体育中心为工程背景，对无支撑体系围护在深基坑施工中的应用进行研究。

2 设计方案的优化与施工方案的选择

2.1工程特点

(1)工程量大

游泳馆主体基坑东、西及北侧区域周边场地较大，土方量达50万方。基坑周围周边建筑、管线等影响较少。

(2)工期紧

整个工程工期为18个月，地下室围护结构与地下室结构的施工期仅7个月。由于基坑跨度大，如采用一般含支撑的围护形式，需增加大量混凝土支撑及立柱桩，不仅拆撑、换撑等耗时较长，而且工程进度难以保证、经济效果亦不理想。

(2)工种交叉

本工程抗拔桩与抗压桩数量庞大.,场地内地下障碍物较多。由于桩基施工中还须考虑沉桩速度与挤土效应间的矛盾等，因此围护、桩基和挖土等工程施工需穿插进行。论文大全。本工程以上主要为钢结构，以下为钢混结构，在地下室施工阶段，土建与钢骨柱吊装须进行交叉施工。这些因素均会影响施工进度。

2.2 围护设置原则

在上海软土地区，对于开挖深度在9m左右的基坑，一般情况下可采用桩列式围护结构，内设水平支撑；如果基坑面积较大，在同样的围护条件下，也可采用中心岛法挖土，设置斜抛撑；另外，如果条件允许，还可以采用放坡形式结合重力坝进行围护。

结合本工程场地条件及基坑规模等具体情况，提出了以下三个基坑围护方案进行比选：

（１）钻孔灌注桩＋止水帷幕＋内支撑（两道砼平撑）；（２）钻孔灌注桩＋止水帷幕＋两道钢抛撑；（３）一级放坡＋深层搅拌桩重力坝体系。考虑本工程面积大、造价控制严、工期紧、工艺搭接要求高的特点，在周边环境较为宽松的条件下，遵循“安全、合理、快速、经济、可行”的指导原则，对三种支护方案. 见下表进行了比选，最后选用一级放坡和深层搅拌桩重力坝体系的围护方案。

表１支护方案比选

2.3施工措施

游泳馆主体基坑东、西及北侧区域周边场地较大，采用重力坝结合一级放坡卸土形式。论文大全。围护结构采用5.7m宽，18m长的Ф700搅拌桩重力坝，坡顶采用1.2m宽15m长的Ф700搅拌桩止水帷幕，两个搅拌桩围护体间距28.5m左右。论文大全。同时在坑内隔13-15m左右设4.7m宽，10.2m长暗墩加固。坑内加固采用Ф700搅拌桩，深度为4.5m。

南侧因有部分属于轨道交通保护范围，采用重力坝结合一级放坡卸土形式，为增加重力坝抵抗基坑突变的能力，在重力坝体中套打Ф800@2000m，18m长的钻孔灌注桩。同时在坑内满堂设4.7m宽暗墩加固，坑内加固采用Ф700搅拌桩，深度为4.5m。

3 无支撑体系围护施工监测

本基坑开挖体量及开挖深度较大，加之在上海这样的软弱土层中由施工引起的工程问题会更严峻，为有效防范基坑工程施工对工程周边环境及基坑围护本身的危害，采用先进、可靠的仪器及有效的监测方法，对基坑围护体系和周围环境的变形情况进行监控，为工程实行动态化设计和信息化施工提供所需的数据，从而使工程处于受控状态，确保基坑及周边环境的安全，是本次监测的目的。

本次监测内容根据本工程基坑围护设计方案确定，监测内容根据现场的实际情况进行调整优化。监测结果表明各项数据均能满足工程规范要求。

4 实施效果

本基坑在周边建筑、管线等影响较少的情况下采用无支撑体系围护，确保基坑安全的同时，减少或不使用支撑，加快施工进程，同时也减少施工后期需处理问题，确保了工程质量和安全，减少了工程费用。

5 结语

深基坑工程施工是一个系统的工程 ,因地制宜选择安全、合理、经济的围护形式是关键。该深基坑工程成功实施不仅为该工程结构施工抢出了时间,也为同类型工程积累了一定经验。

参考文献：
[1] 林鸣，徐伟．深基坑工程信息化施工技术[M] ．北京：中国建筑工业出版社，2006．
[2] 赵锡宏．高层建筑基坑围护工程实践与分析[M] ．上海：同济大学出版社，1996．
[3] 龚晓南．深基坑工程设计施工手册[M] ．北京：中国建筑工业出版社，1998．