易春榮 袁春輝

（1.中國建筑第五工程局有限公司，廣東 東莞 523000；2.廣東省建筑設計研究院有限公司，廣東 廣州 510000）

1 工程概況

工程位于東莞市萬江區(qū)萬道路旁，場地內將擬建建筑物包括1號科教綜合樓、2號急救中心及3號地下室，基礎形式為鉆孔灌注樁基礎，本項目擬建兩層地下室?；觾冗吘€周長約1 027 m，占地面積約為34 424 m2，車庫進出口坡道區(qū)域開挖深度為5.40 m（未包括承臺厚度），基坑電梯井區(qū)域開挖深度為11.50～14.25 m，地鐵出入口電梯井區(qū)域開挖深度為11.85 m，地鐵出入口電梯集水井區(qū)域開挖深度為13.611～13.820 m，其余區(qū)域開挖深度為9.80～11.15 m（未包括承臺厚度）。

2 周邊環(huán)境

場地為人民醫(yī)院正大門主要出入區(qū)域及停車場，場地基本平整，周邊環(huán)境復雜，并且分布有較多的地下管線。

基坑西北側緊鄰萬道路，基坑支護結構外緣與軌道交通1號線人民醫(yī)院地下車站結構外緣水平凈距最近為17.6 m，基坑支護結構外緣與軌道交通1號線隧道結構外緣水平凈距最近為21 m?；舆吀浇芫€較多，有10 kV供電線、國防光纜、移動及電信光纖、路燈線及監(jiān)控線、雨水管等?；舆呑罱幘嚯x供電線不足2 m、距離移動光纖不足1 m。因此，距離基坑較近的管線在施工前將進行遷改?；优c軌道交通1號線相對位置關系如圖1所示。

圖1 基坑與軌道交通1號線相對位置關系（單位：m）

基坑西南側靠近河涌，基坑內邊線距離河道邊約27 m。管線主要有燃氣管（DN160）、10 kV供電線、雨水管及污水管、路燈、監(jiān)控線等。基坑邊距離燃氣管最近處約15 m，距離10 kV供電線最近處不足10 m。

基坑東南側靠近已經修建的門診大樓，基坑內邊線距離門急診醫(yī)技樓（地上5層、地下1層，基礎形式為樁基礎）約14.7 m。

基坑東北側靠近已經修建的健康體檢中心，基坑內邊線距離健康體檢中心（地上3層、基礎形式為樁基礎）約8.5 m；該側分布的管線主要為供水管（DN150）低壓供電線、路燈線、電信光纖等，其中基坑邊距離供水管最近處不足5 m。

基坑內管線分布復雜，普遍分布有供水管、雨水及污水管、監(jiān)控及路燈線、移動及電信光纖等管線，施工前會進行遷改。

3 地質條件

根據勘察報告，擬建場地在勘探深度范圍內的巖土可分為第四系填土、沖積土及白堊系基巖。

3.1 填土層

素填土<1-1>：灰黃、灰褐色、夾淺紅，填料以黏性土為主，局部為填巖塊、砼塊等建筑垃圾，最大粒徑20 cm，上部10 cm為砼地板，濕～飽和，松散狀。揭露層厚2.30～6.00 m，平均厚度3.25 m。場地各個鉆孔均有該層。該層為人工填土，未經壓實，密實程度不均勻。

3.2 沖積土

淤泥質土<2-1>：灰色～深灰色、灰黑，成分以淤質粉黏粒為主，夾含粉細砂，滑感強，有微腥臭味，飽和，結構流塑。揭露層厚9.80～14.30 m，平均厚度12.44 m。場地各個鉆孔均有該層。

中砂<2-2>：灰色～淺灰、灰黃，飽和，石英質，顆粒以中砂為主，粉細砂為次，分選性尚好，稍密。揭露層厚1.40～7.00 m，平均厚度4.02 m。場地大部分鉆孔有該層。

粗砂<2-3>：灰白～淺灰，飽和，石英質，顆粒以中粗砂為主，底部含5%碎礫石，分選性一般，中密。揭露層厚為0.60～4.50 m，平均厚度2.55 m。場地部分鉆孔有該層。

3.3 基巖

強風化泥巖<3-1>：深灰色—灰色，巖石組織結構大部分破碎，風化強烈，巖體極破碎，巖芯呈半巖半土狀、碎塊狀、餅狀，敲擊易碎，遇水易崩解軟化。揭露層厚0.70～7.40 m，平均厚度2.59 m。場地各個鉆孔均有該層。該巖石屬極軟巖，巖體完整程度為極破碎，巖體質量等級為Ⅴ類。

中風化泥巖<3-2>：深灰色、灰黑，巖石組織結構部分破壞，裂隙發(fā)育，巖體較破碎～破碎，巖芯上部餅狀、碎塊狀為主，下部呈短柱狀，泥質結構，頁狀構造，巖質較軟。揭露層厚2.00～8.00 m，平均厚度3.73 m；場地各鉆孔均有該層，但未揭穿其底板。該巖石屬軟巖，巖體完整程度為較破碎，巖體基本質量等級為Ⅳ類。

各土層物理力學指標如表1所示。

表1 各土層物理力學指標

擬建場地地下水屬于上層滯水、孔隙潛水基巖裂隙水類型，賦存于第四系各土層孔隙及巖石風化裂隙中。地下水受大氣降水滲入的影響，以蒸發(fā)方式排泄。場地中砂、粗砂為強滲水層，填土滲水一般、淤泥質土層為相對隔水層。

4 基坑支護方案

基坑呈多邊形且側壁土質為力學性質較差的素填土、淤泥質土，基坑底為淤泥質土，因此本基坑開挖范圍內的土為軟弱土層?？紤]到基坑周邊環(huán)境復雜，對基坑變形控制要求較高，采用地下連續(xù)墻+兩道鋼筋砼支撐和咬合樁+兩道鋼筋砼支撐支護的形式?；余徑壍澜煌?號線側（包括地鐵隧道區(qū)間側和地鐵車站側）以及門急診醫(yī)技樓側采用地下連續(xù)墻支護，地下連續(xù)墻外側設置三軸攪拌樁成槽保護，三軸攪拌樁規(guī)格為Ф850 mm@600 mm，入強風化巖面以下1 m，且在靠近地鐵隧道區(qū)間側三軸攪拌樁內插熱軋普通工字鋼20b，隔一插一，工字鋼長度與三軸攪拌樁等長，以降低靠近地鐵隧道區(qū)間側土體的擾動，其他側則采用咬合樁。

地下連續(xù)墻厚度1 000 mm，咬合樁中葷樁規(guī)格Ф1 200 mm@1 500 mm，素樁規(guī)格Ф1 000 mm@1 500 mm，素樁和葷樁搭接長度為350 mm；坑內被動區(qū)均采用大直徑攪拌樁進行加固處理，攪拌樁規(guī)格為Ф850 mm@700 mm，寬度6 m，深度5 m，采用格柵式布置。

綜合周邊環(huán)境特征、工程地質條件以及基坑深度變化等[1]，本基坑共分20個區(qū)，1-1區(qū)～18-18區(qū)、3'-3'區(qū)和6'-6'區(qū)。

1-1區(qū)、2-2區(qū)、3'-3'區(qū)、5-5區(qū)、6'-6'區(qū)采用咬合樁+兩道鋼筋砼內支撐支護，咬合樁素樁和葷樁樁長要求入強風化巖面以下不少于3 m。

11-11區(qū)以及13-13區(qū)采用咬合樁+三道鋼筋砼內支撐支護，咬合樁素樁入強風化巖面以下不少于3 m，咬合樁葷樁入強風化巖面以下不少于4 m。

7-7區(qū)（車庫進出口坡道區(qū)域）采用咬合樁+一道鋼筋砼內支撐支護，咬合樁素樁和葷樁樁長要求入強風化巖面以下不少于3 m。

3-3區(qū)、4-4區(qū)、6-6區(qū)、8-8區(qū)、9-9區(qū)、10-10區(qū)、16-16區(qū)、17-17區(qū)采用地下連續(xù)墻+兩道鋼筋砼內支撐支護，3-3區(qū)、4-4區(qū)、6-6區(qū)地下連續(xù)墻入強風化巖面以下不少于3 m，8-8區(qū)、9-9區(qū)、10-10區(qū)、16-16區(qū)、17-17區(qū)地下連續(xù)墻要求入強風化巖面以下不少于3 m且入中風化巖面以下不少于1 m雙控。

12-12區(qū)、14-14區(qū)、15-15區(qū)、18-18區(qū)采用地下連續(xù)墻+三道鋼筋砼內支撐支護，地下連續(xù)墻要求入強風化巖面以下不少于3 m且入中風化巖面以下不少于1 m雙控。

5 計算分析

根據行業(yè)標準《建筑基坑支護技術規(guī)程》（JGJ 120—2012）及廣東省標準《建筑基坑工程技術規(guī)程相關規(guī)定》（DBJ/T 15-20—2016），本基坑環(huán)境等級與支護結構的安全等級均為一級[2-3]。

基坑坡頂2.0 m范圍內不得堆載，且坡頂2.0 m范圍外地面堆載要小于20 kPa，出土口地面荷載小于40 kPa。

基坑重要系數(shù)γ=1.10，荷載分項系數(shù)取1.25，整體穩(wěn)定安全系數(shù)取1.35，抗傾覆（對支護底取矩）穩(wěn)定性安全系數(shù)取1.25，采用理正巖土設計軟件“深基坑支護結構設計軟件7.0”和增量法內力計算方法，對支護進行受力、穩(wěn)定、抗傾覆及變形計算。經計算分析，基坑周邊形成的止水帷幕能有效控制地下水位的下降幅度，各項指標均滿足規(guī)范要求，不利區(qū)段將采取加強措施，保證基坑安全。

利用巖土類有限元軟件Midas GTS NX進行三維有限元數(shù)值模擬分析，針對基坑支護施工對軌道交通1號線的安全影響進行評估。模型的土體范圍為474 m（X方向）×344 m（Y方向）×50 m（Z方向），X軸正向為順地鐵縱向方向，Z軸正向為大地臨空面方向，Y軸正向根據右手法則確定。

結構材料參數(shù)以設計文件及地鐵竣工圖資料為依據，場地各土層及巖層采用修正庫倫-摩爾本構模型，其相關力學參數(shù)根據提供的巖土工程勘察報告取值。假定地鐵主體、各類樁基等結構始終處于彈性狀態(tài)，土體為彈塑性材料并采用修正摩爾-庫倫模型。假定支護結構、地鐵車站、隧道結構等與土體之間符合變形協(xié)調原理。

根據有限元模擬分析結果，在止水帷幕完全止水的情況下，地鐵車站結構在縱向、橫向以及豎向的最大位移分別為0.18、-1.13、0.16 mm；隧道結構在縱向、橫向以及豎向的最大位移分別為0.07、-0.83、0.28 mm，均滿足規(guī)范要求。本項目建設對地鐵結構以及運營安全的影響可控。

6 結語

對地下空間進行開發(fā)利用是城市發(fā)展的必然趨勢，文章結合工程實例對東莞某鄰鐵深基坑的設計進行分析說明，在復雜環(huán)境下前期通過可靠支護設計，后期通過嚴格施工管理以及全方位信息化監(jiān)測施工能夠保證支護結構的施工質量和地鐵結構的安全，為類似的鄰鐵基坑工程設計提供參考。