尚 锴
(上海岩土工程勘察设计研究院有限公司，上海 200070)
0 引言
软土地区基坑工程自身难度大、风险高，基坑工程设计与施工应符合安全可靠、技术先进、经济合理的原则，保证基坑安全及满足周围环境保护要求［1］。
近年来，上海地区众多建筑和市政工程中的基坑工程广泛采用板式支护体系，多种不同形式的板式支护体系围护墙特点各不相同［1］，本实例根据基坑周边不同环境，选择施工可操作性强、经济合理的围护设计方案，通过软件理论计算、有限元数值分析、实测监测数据验证基坑围护结构的安全可靠。
1 工程概况
本工程基坑呈L形，周长约295m，开挖面积约2284m2，挖深4.54m。
1.1 周边环境情况
施工场地非常狭小，周边环境复杂。按照上海市基坑工程环境保护等级［1］规定，环境保护等级二级。基坑北侧边线距场地内1号楼(桩基)外墙最近2.5m;南侧边线距红线(围墙)3.8m，距电缆井约1.2m，距6层(天然地基)已建住宅小区约16.5m;西侧边线距红线(围墙外即市政道路)约2.2m;东侧边线距场地内2号楼约3.0m，距3号楼约1.3m。本工程基坑周边已建办公建筑均于20世纪80年代竣工投入使用，至今已有20余年，基坑开挖前已有不同程度倾斜。
1.2 地质情况
本工程基坑开挖影响范围内地基土主要由填土和粘土组成，场地内未发现明、暗浜，厚填土等不良地质作用。土层特性见表1。
表1 土层特性参数表
1.3 地下水
地下潜水受大气降水及地表径流补给，水位埋深按照地下0.5m 考虑。
2 基坑围护设计
2.1 基坑围护设计选型
2.1.1 围护形式选型
1号楼、2号楼均为正常使用办公楼，距离基坑边线较近，为本基坑工程重要保护对象。考虑到钻孔灌注桩结合止水帷幕的围护结构，施工工艺成熟，施工对周围环境影响较小，可提供较大刚度，有效控制基坑开挖过程变形，减小对周围环境影响。先施工三轴水泥土搅拌桩可提供一定刚度，减小钻孔灌注桩施工时对已有建筑物的影响。
1号楼、2号楼周边基坑选择采用钻孔灌注桩+一道内支撑的围护结构形式。根据建筑物检测结果，2号楼倾斜情况较为严重。采用增大钻孔灌注桩插入比，暗墩加固等必要措施。3号楼为3层地上车库，距离基坑边线较近一侧为外挂车道，围护结构现场施工操作面较小，采用SMW工法既可满足刚度要求，又可节约施工操作空间。基坑西侧临近市政道路，南侧距离已建住宅小区较远，较其他各边环境情况相对宽松，在满足安全要求下，该侧选择采用SMW工法围护结构形式。
2.1.2 内支撑选型
本工程基坑形状大致呈L形，支撑多为对撑形式。选择自重轻、安装拆除方便的钢支撑［2］，传力路径明确，效果较好;基坑角部位置，根据大量工程经验，选择混凝土角撑可有效提高角部刚度控制基坑整体变形。故综合考虑安全性、经济性，基坑围护采用钻孔灌注桩、SMW工法桩相结合+一道钢支撑的板式结构围护形式。
2.2 围护设计计算
围护墙结构内力变形按照竖向弹性地基梁法计算［1］，水土分算，一般工况地面超载20kN/m2，临近建筑物荷载按实际情况考虑［3］。
2.3 支撑布置
基坑一道内支撑对撑采用 φ609×16，局部角撑采用700×700混凝土角撑。依照周边已有建筑实测倾斜状况不同，调整钢支撑间距，现场支撑情况如图1所示。
图1 支撑现场安装情况
2.4 有限元数值分析模拟
2号楼为本基坑工程保护建筑的重中之重，选择距离2号楼(7层，1层地下室，埋深3.5m)外墙约为3.1m一侧剖面作为模型(见图2)，采用岩土专业有限元软件Plaxis［2］进行数值分析(见图3)，最终模拟结果2号楼沉降3.8cm。
图2 2号楼有限元模型
图3 Plaxis有限元模拟结果
2.5 分块分区开挖
本工程基坑虽然挖深较浅，开挖面积较小，但周边环境复杂，故对分块开挖进行细化设计。根据原有结构后浇带及对应2号、3号之间，地下车库底板增设应急施工缝，将本基坑工程细分为4个施工段。各施工段开挖条件为前区施工段底板浇筑完毕且监测数据稳定。
3 围护监测反馈
围护的监测为施工管理信息化、数据化提供了可靠的依据［3］。根据实际监测数据情况反馈，本工程围护结构安全有效。根据监测反馈，管线最大沉降量7.54mm，场地周边已建建筑物(2号楼)最大沉降量13.54mm(见图4)。
图4 建筑物垂直位移（部分）监测数据
4 综合分析与总结
根据本工程开挖过程中监测数据及地下结构施工完毕后继续进行的追踪情况，围护结构选型安全合理，满足了周边环境的保护要求，希望以下几点内容可对类似工程有所参考:
1)钢支撑施工快捷，预应力可有效控制基坑变形;局部混凝土角撑提高基坑角部刚度，有效减小土体应力释放引起的不均匀荷载;
2)分块开挖及时施工垫层、底板，减小土体暴露时间可有效控制基坑变形;
3)在围护体与地下室外墙间砌筑隔舱式分隔墙，有效控制SMW工法桩型钢拔除后注浆外溢，减小变形。
［1］DG/T J08-61-2010，基坑工程技术规范［S］.
［2］刘国斌，王卫东.基坑工程手册［M］.第2版.北京:中国建筑工业出版社，2010.
［3］董亚钦.基坑围护体系优化设计方案实例分析及处理［J］.山西建筑，2012，38(12):84-85.
［4］赵海鹏.申花大厦基坑工程设计［J］.结构工程师，2010，26(4):80-84.
