超高层立塔深基坑围护设计分析

超高层立塔深基坑围护设计分析

夏小令 李昱村 方君宇 王培中 俞庆彬

中建八局第二建设有限公司 上海 200120

摘要：随着建筑业发展，超高层建筑施工工艺愈渐成熟，同时，超高层建筑又伴随着深基坑的设计和施工。如何在保证安全的同时又能最大限度的减少成本的投入，缩短工期，是围护设计不断优化的重要目标，本文将详细阐述超高层立塔下深基坑的围护设计思路。

关键词：超高层；深基坑；钢筋混凝土内支撑；钢支撑

Design and Analysis of Deep Foundation Pit Support for Super

High-rise Tower

XIA xiaoling

The Second Construction Limited Company Of China Construction Eighth Engineering pision.，Ltd.，Shang Hai 200120，China

Abstract: With the development of the construction industry, the construction technology of super high-rise buildings has become more and more mature. At the same time, the design and construction of deep foundation pits are accompanied by super high-rise buildings. How to minimize the cost and shorten the construction period while ensuring safety is an important reason for the continuous optimization and improvement of the envelope design. This article will elaborate on the design ideas of the deep foundation pit under the super high-rise tower.

Key words: Super high-rise；Deep foundation pit；Reinforced concrete internal support；Steel support

1、概述

1.1 工程概况

年产400KM海底电缆、1000KM高压陆缆项目位于江苏省盐城市射阳县射阳港S329省道东延南侧，共计11栋单体，功能为厂房。项目总建筑面积48892㎡，其中立塔高148.10m，建筑面积16356.82㎡。

1.2 工程特点

本工程位于射阳港港区内，施工场地为滩涂地，局部被回填整平，南侧距离海边仅20米，北侧为射阳河，射阳河为入海河，东侧为风力发电风叶堆场，西侧为沙场。其中立塔基坑平面面积约1200平方米，平均挖深10.22米，坑中坑最深处挖深15.70m。

2、地质条件

拟建场地地处Ⅳ区苏北滨海平原区，本区地貌单元为滨海平原地貌。拟建场地为滩涂地，局部被回填整平，地势有一定的起伏，根据本次钻探取样和双桥静力触探试验成果，现分别描述如下：

1,冲填土（Q4m1）:灰黄色,松散,潮湿,土质不均匀,主要以粉土、砂土为主,下部夹淤泥质土,表层含植物根系，不可直接利用；

2,淤泥质粉质黏土（Q4m）:灰色,流塑,土质不均匀,下部夹粉土,切面稍有光泽,具微层理,干强度和韧性中等,无摇震反应；

3-1,黏质粉土（Q4m）:灰色,稍密,很湿,土质不均匀,夹少量流塑状粘性土团块,切面粗糙,无光泽反应,干强度和韧性低,摇震反应中等；

3-2,粉土（Q4m）:灰色,中密~密实,湿,土质不均匀,局部近粉砂,切面粗糙,无光泽反应,干强度和韧性低,摇震反应中等；

3-3,黏质粉土（Q4m）:灰色,稍密,很湿,土质不均匀,夹少量流塑状粘性土团块,切面粗糙,无光泽反应,干强度和韧性低,摇震反应中等；

4,淤泥质粉质黏土（Q4m）:灰色,流塑,土质不均匀,夹粉土,切面稍有光泽,具微层理,干强度和韧性中等,无摇震反应；

5,粉砂夹粉土（Q4m）:灰色,中密,饱和,砂质不纯,夹可塑状的粉质黏土,分选性一般,颗粒呈细粒状,磨圆度一般,主要由石英、长石、云母等组成；

6,粉质黏土（Q4m）:灰色,软塑-可塑,土质不均匀,夹粉土和粉砂,切面稍有光泽,干强度和韧性中等,无摇震反应；

7-1,粉砂夹粉土（Q4m）:灰色,中密,饱和,砂质不纯,夹可塑状的粉质黏土,分选性一般,颗粒呈细粒状,磨圆度一般,主要由石英、长石、云母等组成；

7-2,粉质黏土夹粉土（Q4m）:灰色,可塑,土质不均匀,夹粉土和粉砂,局部呈3-10cm厚的薄层状,切面稍有光泽,干强度和韧性中等,无摇震反应；

7-3,粉砂夹粉土（Q4m）:灰色,中密,饱和,砂质不纯,夹可塑状的粉质黏土,分选性一般,颗粒呈细粒状,磨圆度一般,主要由石英、长石、云母等组成；

3、围护设计方案

3.1 围护桩设计

围护桩采用钻孔灌注桩支撑+水泥搅拌桩止水帷幕的型式，基坑内侧为钻孔灌注桩直径1000mm，深度23m（坑中坑区域30m），间距1200mm，外侧为三轴搅拌桩直径850mm，深度22m，咬合施工。

3.2  放坡

基坑内支撑计划采用两道支撑，但挖深超过10m的情况下，基坑变形计算不能达到要求，根据场地实际情况，修改为先放坡后支撑的方式：冠梁边线外4m范围内为放坡平台，放坡按照1:0.5的比例，即坡宽2.8m，放坡高度1.4m，坡顶设置排水沟，坡面设置泄水孔，放坡面挂网喷射细石混凝土80mm厚，内配φ6.5@200双向钢筋网片。

通过放坡修筑平台的方法，将基坑周边土体进行卸土，减轻了基坑周边的土压力，有效解决了深基坑内设两道支撑不能满足基坑变形的问题。

3.3  内支撑的选定

基坑围护施工应尽量缩短施工周期，快速完成，避免因基坑暴露时间过久引起的基坑变形及各种安全隐患。本基坑设计第一道支撑为钢筋混凝土角撑，混凝土支撑尺寸800×800，钢筋与冠梁钢筋连接，一并浇筑完成，支撑顶标高为-1.7m,与冠梁顶和放坡平台位于同一标高。第二道支撑采用直径800mm钢管，钢支撑顶标高-5.7m，除角撑外，设置了平行于基坑的两道内支撑，钢支撑与围护桩位置使用型钢托架支撑，基坑内设置440×400的格构柱支撑。

3.4  坑中坑区域的处理

基坑坑中坑位置为水池、集水坑和电梯基坑区域，其中最深处挖深15.70m，为保证坑中坑区域的施工安全和基坑稳定性，避免地下水上涌造成基坑隆起，在坑中坑外围设置4排三轴水泥搅拌桩，搅拌桩桩顶标高-10.52m，桩长12m，坑中坑内部设置高压旋喷桩封底，桩顶标高-16.00m。

3.5  换撑

本基坑设置换撑牛腿，牛腿沿基坑周圈设置在底板上，间距3m一个，牛腿尺寸1m×1m，高0.8m。换撑牛腿施工完成达到强度后开始拆除内支撑，并进行地下结构的施工。

3.6  降水

根据基坑土质分析，采用深井降水，共设置7口降水井，井深22m，辅助采用明沟、集水井的方式进行明排。当降水管井因局部土层渗透性差的土面而造成降水缓慢或失效时，采用轻型井点辅助降水。

3.7  监测

在基坑支护结构的施工与使用中，应对支护结构和周边环境进行监测，本基坑应对基坑支护结构的水平及垂直变形进行监测。当出现沉降及位移量超过预警值、基坑底部或周围土体出现可能导致剪切破坏的现场或涌土、隆起。陷落等情况时，应立即停止施工，对支护结构和已有建筑物采取应急措施。

参考文献

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【6】陶修竹，宋少玲.高层建筑深基坑支护与开挖技术浅探【J】.施工技术，2018（05）：167.

作者简介：夏小令（1992-），男，本科，工程师。