软土深基坑工程中的几个热点问题

软土深基坑工程中的几个热点问题

随着城市建设的发展，城市地上空间越来越紧迫，地下空间开发利用逐渐成为城市建设和发展的重要组成部分。近年来，软土深基坑工程逐渐呈现出基坑“深、大、密” ；基坑设计理念由强度控制趋向变形控制；计算分析从二维平面设计过渡到三维空间设计等特点。宁波市土木建筑学会地基基础学术委员会主任委员吴才德结合近年来宁波地区软土深基坑支护工程实践，介绍了当前深基坑工程中的几个热点问题，引起了参会代表的广泛关注与共鸣。

吴才德，宁波市土木建筑学会地基基础学术委员会主任委员，浙江华展地下工程院院长，教授级高级工程师。

热点问题一：深大基坑内支撑体系的设计与施工

宁波地区属于典型的软土地质，土体具有高压缩性、高含水量、高触变性、高灵敏性、低渗透性等显著特点。通过对宁波地区多个基坑工程进行调查分析，在基坑长度大于100m，基坑面积大于15000m2时，圆环内支撑体系与传统支撑体系相比，具有支撑变形更小，经济性及施工便利性更高的特点。圆环内支撑的主要类型有：整圆环、双圆环、多圆环、半圆环、大半圆、椭圆（见图1）。

a 采用双圆环支撑的4层地下室

b 采用三圆环支撑的2层地下室

图1 圆环内支撑体系

典型工程：宁波国际金融中心北区工程，基坑开挖面积约48000 m2，

支护结构约880延米，开挖深度17.0~22.0m。采用地下连续墙+（3~4）道钢筋混凝土水平内支撑。通过对井字撑、十字撑、田字撑等支撑方案进行比选，最终采取四周角撑，中间设一椭圆内支撑（长轴直径240m，短轴直径180m），中间对撑兼做施工栈桥的支撑方案（见图2）。采用这种支撑体系，基坑净空面积大，极大地方便了施工。三维模型及空间计算分析如3所示。

图2 宁波国际金融中心北区工程基坑支护

图3 三维模型及空间计算分析

对于典型深大基坑内支撑体系的设计与施工，应注意以下几点：①必须进行空间三维分析；②对关键部位应进行加固，如拱顶加固、拱脚加固，保证强拱弱撑和区块单独稳定；③挖土方案的优化须考虑对称开挖，拱顶后挖，强化整体垫层；④前期方案设计过程中必须考虑支撑拆除方案，做到分区分块拆除，加快工程进度。

热点问题二：基坑群的设计及相互影响分析

近年来，城市各类新区的集群开发日益兴起，相邻的几个甚至几十个深基坑同期施工的案例不断涌现，从而提出了基坑群设计、施工、管理的新课题。随着地下空间的不断开发，基坑群的数量将持续上升，规模也将进一步扩大。

典型实例：南部商务区基坑群工程（见图4）。在本工程基坑群设计过程中，采取了三维建模和空间计算分析，对基坑之间的相互影响、支撑拆除、基坑施工对周边道路、管线、过街隧道的影响，围护桩、墙施工，底板、垫层施工等都进行了模拟分析。

图4 南部商务区基坑群平面示意

基坑群设计、施工、管理的主要难点体现在：①土压力、支撑力不平衡；②基坑多道支撑标高不一致带来相互影响；③桩基、开挖施工时对邻近已开挖基坑造成影响；④各基坑不同步拆撑带来的二次不平衡问题；⑤各区域施工堆场布置对基坑群安全的影响；⑥基坑群区域内施工通道的整体规划；⑦相邻地下室之间地下通道的围护衔接；

⑧基坑的整体漂移问题；⑨区域内基坑开挖和降水带来超沉问题。

针对以上难点，建议采取以下措施：①各单位派技术人员组成统一的基坑群管理指挥部，统一协调调度，同时邀请相关专家参加；②尽量统一相邻基坑的支撑标高；③对基坑周边施工道路的使用进行统一管理协调，严格控制各基坑之间的道路荷载，若临近基坑边行走则需对行车道路进行加固；④加强各施工单位的统一场平布置，合理布置堆载区间，将荷载对相邻基坑的影响控制在安全范围内；⑤相邻基坑间适当采取主被动区加固，止水帷幕最好切断透水层；⑥相邻基坑顶部最好采用刚性连接；⑦统一协调安排支撑体系拆撑，避免支撑拆除过程中土压力不平衡带来的相互影响；⑧严格按照通过专家论证的挖土方案进行挖土施工，同时挖土过程中应征求相邻基坑的意见，必要

时需停止挖土或改变挖土线路，并及时采取加固措施；⑨明确相邻地下室之间地下通道的施工范围划分，并做好围护结构之间的衔接；⑩加强各基坑和周边的监测，各家监测数据共享，引入第三方监测，做到整体施工动态控制。

热点问题三：深基坑周边重要建（构）筑物的保护和基坑开挖的沉降控制

当前城市项目开发多集中在密集的建筑群内和地铁路网间，且地下室开挖深度越来越深，在这种背景下，对于一些古建筑和地铁区间等非桩基础的保护，水平和沉降变形的控制显得尤为重要。

典型实例：和丰创意广场工程，分南北两个地下室，南区基坑开挖面积31000m2，北区基坑开挖面积28500m2，开挖深度10~12m。基坑采用钻孔桩+2道钢筋混凝土水平内支撑、高压旋喷桩和三轴搅拌桩作为止水帷幕。需原地保护的小洋房位于基坑中部，已有100年历史，浅基础，2层砖木结构，具有较高的历史和艺术价值（见图5）。为保护小洋房，采取了以下技术措施：①对古建筑采取SMW工法桩+5道圈梁，随着基坑的开挖，层层设置圈梁体系（见图6）；②为防止古建筑由于挖土不均匀引起整体侧移，在第1和第3道圈梁位置设置连系梁与支护结构相连；③采用高压旋喷桩进行坑底加固；④加强古建筑本身的整体刚度以及加强屋盖系统同承重墙之间的节点连接构造，使其成为一个完整的受力整体；⑤四周土体均匀开挖，及时做好圈梁施工，确保结构均匀受力；⑥岛内水位实时补充；⑦岛边基础垫层适当加强。通过采取以上措施，施工现场监测数据显示：①实测沉降均匀，为42~44mm，小洋房无明显开裂；②通过实时回灌，地下水位下降量控制在2m以内；③SMW工法桩+5道圈梁体系深层土体位移控制良好，总量在30mm 以内。

图5 和丰创意广场基坑及小洋房位置

图 6 小洋房保护措施

在深基坑周边有重要建（构）筑物的情况下，设计与施工时应做到：详尽调查建筑结构状况；采用空间计算方法对所有工况进行预分析；支护体系加固与周边建筑自身加固相结合；围护设计与挖土施工紧密配合；动态监控、设计与施工紧密结合。

通过对多个工程实践进行分析，总结归纳出基坑周边沉降的主要原因有：①支护桩