基于长江Ⅰ级阶地多级柔性支护体系下超深坑中-湖北土木建筑学会.DOCVIP

基于长江Ⅰ级阶地多级柔性支护体系下超深坑中坑稳定性研究 周杰刚、李鹏、武超 （中建三局公司 湖北武汉 430064） 摘要：。 关键词： 0 引言 。 1 工程概况 武汉中心基坑总开挖面积约28100m2，基坑呈不规则多边形，基坑周长约620m，目前场区自然地面相对标高约-1.200m，塔楼、裙楼基础底板厚分别为4.0m、1.2m，基底开挖标高分别为-18.500、-20.200。基坑土方开挖总量近50万m3。基坑裙楼区与塔楼区基底相对高差为1.2m，塔楼坑中坑与主塔楼地下室区域基底相对高差为6.5m。 1.基坑内外环境情况 武汉中心基坑周边环境较为宽松，北侧为王家墩地铁中心站施工区域，东侧为后期规划用地及拟建地铁线路，南侧和西侧均为后期规划用地。基坑内分为裙楼区和塔楼区，塔楼区又包含电梯井落深区域，即坑中坑区域，如图所示。 图1武汉中心基坑内外环境示意图 基坑坑中坑位于武汉中心外围大基坑的正南角处，呈不规则矩形，相对塔楼基底开挖深度为6.5m，开挖面积约为860m2，其分别相对其他各侧围护结构距离见表。 表基坑坑中坑相对外围基坑围护结构距离 序号 相对方向 相对距离(m) 1 北侧 101 2 东侧 36.6 3 东南侧 40.7 4 南侧 33.9 5 西侧 30.3 工程地质概况 本场地地面标高一般为21.62~22.93米，地势较为平坦，地貌上属长江I级阶地。基坑坑壁范围内土层主要为： (1)素填土（Qml）外，其下为第四系全新统冲积成因的粘性土和砂土（Q4al）和冲洪积成因的含圆砾细砂（Q4al+pl）1.4水位地质概况 1勘察场地内对本基坑工程有影响的地下水有上层滞水和孔隙承压水。 2上层滞水主要赋存于人工填土（Qml）层，无统一自由水面，大气降水、地表水和生产、生活用水渗入是其主要的补给来源。勘察期间测得其初见水位埋深为0.7～1.2m，稳定水位埋深为 0.9～1.5m。 3本场地孔隙承压水为赋存于第四系全新统冲积（Q4al）粉质粘土夹粉土、粉砂层及含圆砾中砂层中承压水，与长江、汉江具有较强水力联系，其上覆粘性土层及下伏基岩为相对隔水顶、底板。在勘察期间，在B4#、B20#孔号分别测得承压水头埋深为2.7米和2.4米，即承压水头绝对标高（黄海高程）分别为19.42米和19.41米，据汉口地区不同地段不同时期长期观测结果表明，汉口地区长江I级阶地承压水测压水头标高最高为20.0m左右，承压水头标高年变化幅度在3.0～4.0m之间。观测时，承压水头标高较高，其原因是观测时正值长江丰水期，长江水位处于历史上较高水位。 1.基坑坑中坑地质环境 从基坑的开挖深度来看，基坑开挖至基底，相对隔水层已经被揭穿，整个基坑坑中坑位于地层的承压含水层之中，其相应坑壁内的土层主要为：(3-2)粉质粘土夹粉土、粉砂，(4-1)粉细砂夹粉质粘土，(4-2)粉细砂。 图 基坑坑中坑地层展开图 支护方案 本工程自然地面标高为-1.200，基坑开挖深度约17.8~19.0m，根据现场实际情况，考虑周边地铁及环廊的施工影响，综合建设单位等各方意见，在保证基坑安全的前提下，充分考虑经济性，最终确定本基坑采用如下支护结构体系，如表所示。 表支护结构体系一览表 区段 支护方式 EABC段 标高-5.900以上采用SMW工法桩悬臂支护，其中BC局段卸土至-4.200，CC区段增设两排水平锚管；标高-5.900~-13.000采用1：1.5卸土放坡，坡脚冠梁顶设置2米高挡墙，后期根据需要采取土方回填进行反压；-13.000~-19.700采用直径1000@1200钻孔灌注桩+一道预应力锚索支护 CDE段 标高-10.000以上采用1:1（1:1.5）分级放坡喷锚支护，卸土平台36m（考虑与地下环廊同槽施工）；-10.000~-19.000采用直径1000@1200钻孔灌注桩+二道预应力锚索支护 基坑支护结构平面布置，如图所示。 图基坑平面布置图面 坑中坑 本坑中坑基底埋深达25.5m，主坑与坑中坑高差达6.5m，属超深坑中坑。本工程所处地层具有长江Ⅰ阶地典型地层和基坑失效模式影响的特点，且需兼顾周边工程桩安全，故坑中坑的支护体系必须具备止水、降水和刚度大的功能，同时需要保证外围大坑的支护体系的整体安全性。根据相关工程设计经验和本工程的岩土工程条件，悬臂支护桩支护配合坑内满堂高压旋喷桩加固封底，坑外设置“悬挂”高压旋喷桩止水帷幕兼加固体，局部深度较浅区域采用高压旋喷桩重力式挡墙支护，坑内同时设置降水井，采用“隔降结合”的方式处理地下水。其具体支护结构详见图。 图图 超深坑中坑稳定性分析 坑中坑的设计计算理论正处在一个不断积累的阶段，目前没有规范和详细计算理论可循，多采用以实际经验为指导，较为成熟普通基坑设计理论为辅的方法进行设计