福州某大型城市广场地下空间岩土工程实例分析

■地基工程2020年福州臬市厂猊H9不空阿岩土工程兵例占祈
方涛
（福州市勘测院，福建福州350108）
摘要木艮据福州某大型城市广场地下空间岩土工程实例，详细介绍了在山前平原地貌、复杂地质条件及邻近地铁的大型城市广场地下空间的岩土勘察、深基坑支护设计及监测。

根据深基坑施工监测数据表明，依托工程岩土勘察设计的深基坑支护方案安全可靠、经济合理，不仅深基坑开挖能够顺利施工，也确保了邻近地铁及周边环境的安全。

关键词深基坑;复杂地质;基坑支护;基坑监测
1工程概况
福州某大型城市广场地下空间工程场地位于某山风景区入口，场地东侧为风景区入口道路,东北侧为党校及临时迁改道路，南侧为某别墅区,西侧为在建地铁站点o场地现状为拆迁整平后工地,地表层多为砖块、水泥块等建筑垃圾堆填，局部堆放有拆迁渣土。

施工期间，旅游风景区正常开放,因此场地周边车流量及人流量非常大。

地下分布有煤气、电力、电信、雨污水等各类地下管线,场地地质环境条件较复杂。

本工程地下室总面积约20000m2,场地现状标高多为6.52-8.85m（罗零高程系，下同），地下室底板底标高约为-3.80m,开挖深度10.50-12.50m o地下室为二层地下室，采用框架结构。

因地下室面积较大，考虑施工周期及场地交通导改等因素，共分三期先后施工，施工平面示意图见图lo 本工程属于复杂地质条件下大型公建项目，在人、车流量密集旅游景区入口区域新建地下深基坑工程,且场地周边情况复杂，存在对变形要求严格的地铁工程、房屋建筑及地下管线。

因此，选择正确、可靠的基坑支护方案叫确保支护体系的稳定性和周边建筑物等的安全，成为本工程重难点。

以本工程地下室一期深基坑支护工程为例进行分析。

2岩土地质条件
本工程勘察采用多种勘探手段及多种室内试验,获取地层主要物理力学性质参数，为深基坑设计提供合理的参数。

另外,查明场地地表水赋存及地下水的埋藏情况、水位变化幅度,为基坑降水方案设计提供参考。

市委覚校
某剔暨区
图1地下室分区施工平面示意图
2.1地层概况
本工程场地地势较为平坦,地貌单元主要属于山前平原地貌单元。

场地主要地层自上而下分布见表1。

2.2地下水条件
场地地下水类型主要为杂填土中的上层滞水，砂层、卵石层中的潜水、承压水,以及基底不同风化程度岩层中的孔隙〜隙水。

其中，主要含水层为砂层和卵石层，透水性好，富 水性好，水量丰富,补给来源主要为侧向及垂直（越流）补给。

根据现场水文地质测试成果，地下水稳定水位埋深为0.30~3.50m,水位标高为3.40~7.71m;孔隙承压水水位埋深为0.87~2.20m,水位标高为4.91-5.35m。

根据室内试验成果并结合地区经验取值,基坑设计计算参数详见表lo
表1深基坑设计计算参数
土层名称颜色天然重度
y!
(kN/m3)
粘聚力
（固快）
c/kPa
内摩擦角
（固快）
0/（。

）
渗透系数
K/（m/d）
承载力基
本容许值
Xo/kPa
孔
桩
pa
冲（钻）孔
灌注桩
g/Pa
①杂填土杂色18.5*8.0*15.0* 2.080-10030—
②黏土灰黄色18.436.014.60.00213035—
③淤泥深灰色15.9410.67.40.0025015—
④1（含泥）砾粗砂灰色18.5* 3.0*25.0*10.020065—④2卵石灰黄色20.5* 5.0*35.0*30.0400100—
地基工程・第12期（总第236期）
续表
土层名称颜色
天然重度
（kN/m3）粘聚力
（固快）
c/kPa
内摩擦角
（固快）
炉/（。

）
渗透系数
K/（m/d）
承载力基
本容许值
■VkPa
冲（钻）孔
灌注桩
MkPa
sr
/kpa
科
灌
竝
④3黏土灰黄色18.6830.814.00.00216045—
⑤淤泥质土深灰色16.7915.310.80.0026520—⑤1粉质黏土灰绿色19.2335.015.00.00217045—
⑤2（含泥冲粗砂灰色18.0* 3.0*25.0*10.019055—
⑥1粉质黏土灰黄色19.1533.016.90.00220050—⑥2卵石灰黄色21.0* 5.0*35.0*30.0450*******
⑥3（含泥）砾粗砂灰色19.0* 3.0*28.0*10.022080—
⑦全风化花岗岩灰黄色21.025.0*25.0*—350852600
⑧强风化花岗岩（砂土状）褐黄色21.530.0*30.0*—5001003200
⑨强风化花岗岩（碎块状）灰黄色23.535.0*35.0*—7001306500⑩中风化花岗岩灰白色25.5———2800——注:★代表经验值
3深基坑支护方案
3.1基坑周边环境概况
本工程一期基坑周边环境概况:东侧为风景区入口道路（临近），南侧为空地,西侧为在建地铁站点（约5m）,北侧为市党校（约20m）。

场地地质环境条件较复杂，基坑开挖期间，场地周边车流量及人流量大。

地下分布有各类地下管线，对差异变形敏感。

基坑面积约4000m2,周长约300m,开挖深度11.30m。

3.2支护结构设计
本工程基坑安全等级为一级，基坑侧壁安全等级为I 级,重要性系数为l.lOo
根据本工程特点,综合考虑安全、经济、工期要求等因素,设计采用排桩+—道混凝土内支撑+坑内加固的支护体系叫
（1）对于临近地铁侧区域，排桩采用C30旋挖孔咬合灌注桩叫B桩直径1.2m,A桩直径1.0m）,坑内采用0850@ 600mm三轴搅拌桩进行被动区土体加固，加固尺寸为宽4.6m、深5.0m,坑内加固区域与灌注桩之间采用<P600@500mm高压旋喷桩。

内支撑体系采用1.6m X1.0m冠梁,1.0m X1.0m支撑梁。

排桩与地铁地连墙之间采用素混凝土传力带及085O@6OOmm三轴搅拌桩进行主动区土体加固。

地下室_期基坑支护剖面一详见图2。

（2）对于非临近地铁区域，排桩采用C30冲孔灌注桩（直径1.2m、间距1.4m）+桩间<P600@1400mm高压旋喷桩的形式。

因周边临近范围内无对施工震动敏感的建（构）筑物,采用冲孔灌注桩既能加快施工进度又能减少造价,桩间采用高压旋喷桩亦能起到桩间挡土及止水帷幕的作用。

地下室_期基坑支护剖面二详见图3O
1i1.2 2.3
魁面标韵7,40m
16*1m
IB
8.30^0.00)
C35緜
4.8^
5.1m
素線土传力帝
水O A122%
测斗沐岳略齡M困
•24.3叶~|30,9血
A/Bit槪入砂土将风般不歼佃
榭入量22%
軌工商压捷讎
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I©爲涵
*鸟
Ez
C30^M^4M^BW1200mm.AW000mm)
图2地下室一期基坑支护剖面一
C35緜
1
仝
8,30(10.001
0600mm二重管高压;H桩
C30冲(钻)伽桩
******************图3地下室一期基坑支护剖面二
现骊标韵7.40m
f
蛀17m,桩端进M土层不少于怖
__
■地基工程
沁建#
2020 年
3.3基坑降水设计
根据场地地层情况及水文地质试验资料,场地砂卵石层
孔隙承压水水头较高，埋深在0.87 -2.20m,水位标高为
4.91〜
5.35m,高于基坑底部（标高约-3.80m ）约8.80m 。

根据场地地质情况,北侧基坑坑底为④2卵石层,透水性
好，水量丰富,需要考虑设置止水帷幕并结合降水井进行降 水（井点降水），确保地下水降至基坑开挖深度以下,基坑周
围应增设排水沟保证地下水及时排出基坑外同。

基坑开挖范围主要为高含水率的淤泥，且基坑底部多为 深厚含承压水的卵石层，周边环境条件复杂，故采用咬合桩及
桩间06OO@14OOmm 高压旋喷桩进行挡土、止水，并于淤泥层
较薄处可能发生突涌、流砂处设置降水井，共布置22 口，对地
下水进行降水减压，降水要求降至坑底（承台垫层底）以下0.5m 。

因止水帷幕已深入至下部非透水层，将基坑底④2卵石
层与基坑外部侧向补给进行隔断,形成封闭体系,故坑外无
需设置回灌井。

4监测数据成果分析
4.1基坑监测数据成果
根据现场基坑监测［勺数据显示,起初,基坑开挖越深,坑
顶水平位移随之变大，基坑底垫层施工完成后,变形处于相
对稳定状态;拆除支撑后,变形再次增大后趋于稳定,累计变 化量为0〜16mm,基坑坑顶水平位移变形情况与设计计算工 况相符。

基坑水平位移累计变化量均未超过预警值。

坑顶水
平位移累计变形量与时间关系详见图4。

日期（年/月/日〉
注:S2.S6.S16分别为基坑南侧、东侧、西侧坑顶水平位
移代表性监测点。

图4坑顶水平位移累计变形量与时间关系图
基坑开挖越深,坑顶沉降越大,基坑坑顶沉降监测点中
累计变化量为0〜-17.93nmi,累计变化量未超过预警值。

坑
顶沉降累计变形量与时间关系详见图5。

地下水水位变化会对基坑周边建（构）筑物、地下管线、 道路等造成危害。

基坑支护采用了封闭式止水帷幕，地下水
水位变化为50〜-400mm,周边建筑未出现突变等异常情况,
证明止水帷幕效果良好。

地下水位累计变化量与时间关系详
见图6。

基坑施工期间，基坑周边道路仍需通行。

随着基坑开挖
日期（年/月/日）
注:S2、S8、S16分别为基坑南侧、东侧、西侧坑顶沉降变
形代表性监测点。

图5坑顶沉降累计变形量与时间关系图
日期（年/月/日）
2018/12/9
2018/12/19
2018/12/27
2019/1/3 2019/1/16
昌、*裟駅云喙
注:SW1.SW2.SW4分别为基坑南侧、东侧、西侧地下
水位代表性监测点。

图6地下水位累计变化量与时间关系图
越深,地表沉降也越大，临近地铁侧地表沉降变形较小，临时 道路导改侧地表沉降变形相比较大，基坑回填时累计变化量
为-12.90 ~0.0mm o 基坑周边地表沉降累计变形量与时间关
系详见图7O
日期（年/月/日）
注:D5、D14、D19分别为基坑南侧、东北侧、西侧基坑周
边地表沉降代表性监测点。

图7基坑周边地表沉降累计变形量与时间关系图基坑邻近地铁站点及党校内房屋建筑,对建筑物沉降变
形较为敏感。

基坑开挖施工过程中,建筑物沉降变形较小，累
计变化量为-4.0〜-1.5mm （下沉），周边建筑物安全未受明显
影响。

基坑周边建筑物沉降累计变形量与时间关系详见图80
4.2监测结果分析
根据基坑监测数据显示,基坑地下水位、坑顶沉降、坑顶 水平位移及基坑周边地表及邻近建筑物等累计变形量均在
（下转第78页）
■路桥工程2020年
算,结构一阶竖向基频为3.6Hz,大于3Hz,结构舒适度验算满足规范要求。

现的桥面系、上部结构与下部结构缺陷进行处理,提高桥梁的耐久性。

3.4验算结果4结论
根据有限元计算结果，将承载能力极限状态验算、正常
使用极限状态验算、整体稳定性验算、舒适度验算等结果汇
总,见表1。

表1桥梁承载力验算结果
结构
强度验算组
合应力/MPa
强度验
算剪应
力/
MPa
整体稳
定性验
算/MPa
刚度
验算/
mm
舒适度
验算/
Hz
纵梁主梁189.0/-244.252.5——
纵梁次梁125.6/-179.327.6按规范
不做验——
横梁主梁226.2/-225.836.6算——
横梁次梁218.6/-217.726.4——立柱178.9/-212.512.6-223——
整体结构———16.5 3.6注：强度验算组合应力时，各梁结构的限值为270MPa;强度验算剪应力时，各梁结构的限值为155MPa;整体稳定性验算时，立柱的限值为270MPa;刚度验算时，整体结构的限值为30mm;舒适度验算时，整体结构的限值为大于3.0 Hz。

由表1的验算结果可知，该桥的承载能力极限状态验算、正常使用极限状态验算、整体稳定性验算、舒适度验算均
满足规范要求。

综合桥梁的技术状况和承载能力评价的结果,人行步道桥的整体状况较好,应及时对桥梁外观检测发
作者简介：沙维维(1986—)，女，江苏南通人,本科,检测工程师，主要从事公路桥梁工程试验检测。

(上接第64页)
日期(年/月/日)
注:F6、F8、F15分别为基坑东侧、东北侧、西侧基坑周边建筑物沉降代表性监测点。

图8基坑周边建筑物沉降累计变形量与时间关系图
允许范围内,未出现明显异常工况固。

5结论
(1)位于山前平原地貌复杂地质情况且临近地铁及房屋建筑的深基坑工程,不仅需要保证基坑安全施工也对变形控制有更严格的要求，深基坑的支护设计方案选择应尤为慎重。

本工程采取的基坑支护设计方案合理可行，止水及降排
(1)人行步道桥的结构稳定、技术状况尚好,对于存在桥梁结构缺陷和附属设施缺陷应及时维修。

(2)遮阳棚钢构件锈蚀、路灯杆涂装锈、护栏缺失等缺陷,应及时更换和维修。

(3)桥面板钢筋锈胀及混凝土剥落位置采用环氧砂浆修补,桥面板裂缝采用环氧树脂进行封闭处理,对网状裂缝可采用环氧树脂胶封闭后以碳纤维布加固。

(4)主梁纵梁、横梁涂装层脱落锈蚀处先除锈抛光后重新喷涂防锈层及表层涂装。

参考文献
[1]黄俊杰，吕腾•某桥梁动静载试验及技术状况评定[J].建筑
技术开发,2019,46(8):88-89.
[2]关淑萍.现役桥梁技术状况评定方法解读及对比分析[J].
湖南交通科技,2019,45(4):110-114.
⑶祁朝相•城市桥梁技术状况评分的缺陷与对策[J].黑龙江
交通科技,2019,42(6):106-107.
[4]高占国，郝桂荣人行过街天桥现场检测与安全性评估[J].
建筑监督检测与造价,2015,8(1):44-48.
⑸褚福鹏.某钢框架人行天桥承载能力检测与评估研究肛
福建交通科技,2019(3):109-112.
水措施有效。

通过基坑监测数据显示,本基坑支护方案有效地保证了基坑开挖施工和周边建(构)筑物的安全。

(2)本工程基坑支护设计方案的成功实施，不仅安全可靠而且工期较短,产生了良好的经济效应和社会效应，可为类似条件下深基坑支护工程提供有价值的借鉴。

参考文献
[1]刘国彬，王卫东•基坑工程手册(第二版)[M].北京:中国建
筑工业出版社,2009.
[2]杨引娥.全套管旋挖钻进技术及其应用山.探矿工程，
2009,36(12):39-42.
⑶建筑基坑支护技术规程:JGJ120—2012[S].北京:中国建筑
工业出版社,2012.
[4]建筑基坑工程监测技术规范:GB50497—2009同•北京:中
国计划出版社,2009.
⑸李志伟.邻近建筑物对软土地基深基坑变形的影响分析
町.地下空间与工程学报,2015,11(3):720-725
作者简介：方涛(1988—),男，浙江淳安人，硕士，工程师，注册岩土工程师，主要从事岩土工程勘察设计工作。