黄志红 陈 浩 司亚青

天津近海地区土层下有较厚的淤泥质土，对此条件下近 5m的浅坑支护也不容忽视。支护选型、设计不当，易造成高成本，基坑变形过大会影响后续主体工程及周围的环境。本文针对天津某基坑采用钢板桩支护后变形过大，分析其原因，提出支护加固方案并重新验算，最终变形稳定，加固效果良好，可对此类基坑支护设计起到指导作用。

1 工程概况

1)天津市某工程的两地块地下车库轮廓线总长约 187.275m，总宽约151.578m，周长约677.706m，面积约24 266.72m2，两地块中间有一条宽约 22m的道路。施工现场已由业主平整完，基坑内障碍物已清除，基坑四周场地自然地坪标高为+2.2～+2.3，地下室基坑深约4.7m～4.8m。2)坑周边环境较复杂。施工现场中部两地块间临时施工道路下有地下管线，管线离地下室外墙为4m。两地块东侧为现有正式道路及绿化带，紧邻规划路。管线离地下室外墙为 4.5m。施工时需做好道路下面管线的保护工作。3)工程地质情况:拟建场地属于华北平原的滨海冲海积平原，地层属海陆交互相沉积地层。根据勘察报告，基坑开挖主要涉及影响的土层及主要物理力学指标见表 1。4)水文地质情况:浅层地下水属于孔隙潜水类型，以大气降水补给，蒸发形式以排泄为主，水位随季节略有变化。勘探测得场地地下水位:初见水位埋深1.60m～2.80m，标高-0.21m～1.09m;稳定水位埋深1.30m～2.50m，标高0.22m～1.20m。进行抗浮验算时，抗浮设计水位可按设计室外地坪下 0.80m计算。

表1 土层主要物理力学参数

2 基坑支护方案

根据基坑设计原则及业主对工期、成本的要求，基坑东侧及中部采用 36b工字钢支护，其他部位采用坑内留土放坡。基坑安全等级为二级。

1)放坡开挖方案。针对南侧、北侧及西侧有宽阔场地的坑边进行内部留土放坡 1∶2分级开挖。其剖面如图1所示。放坡开挖造价低，施工方便，工期易满足。

2)悬臂板桩方案。基坑东侧及两地块中部采用 36b工字钢支护，如图 1所示。36b工字钢有效桩长 12m，间距 400 mm，共1 469根。中部采用两根直径 20的圆钢对拉，间距 2 000mm。东部采用两根直径 20的圆钢前后排进行拉结，间距 2 000mm。其钢板桩支护剖面见图 2，图3。

3)基坑内明沟降水方案。在基坑四周及时设置排水明沟，挖b=300 mm，h=500 mm的沟，坑中增设两道过水明沟，b= 200mm，h=250mm，将沟中水引至四周积水井中。

集水井中设潜水泵抽水，抽水期自挖土至基础回填土施工完停止。严格控制基坑四周的用水点。基坑四周作好排水措施，修筑排水沟，防止人工或雨水流入坑内。

3 基坑变形情况及原因分析

3.1 基坑监测变形情况

1)1号 A地块东侧钢板桩开挖第四天，位移最大变形为100mm，钢板桩以东1.5m范围内土体下沉50mm，钢板桩以东16m道路处出现裂缝，裂缝宽度最大处为10mm。

2)2号地块东侧钢板桩在土方开挖第九天，水平位移最大变形为80mm，钢板桩以东1m位置土体发现两道20mm裂缝，钢板桩以东4m和16m道路处出现裂缝，裂缝宽度最大处为15mm。

基坑变形值较大并有继续变形趋势。

3.2 变形原因分析

1)该场地范围内的淤泥质粉质粘土层较厚，且高压缩性，而部分坑底面为淤泥质粉质粘土。2)钢板桩东侧与道路之间 2m宽土体为回填土，而回填土层相对比较松散。3)东侧道路经常有高吨位的施工车辆行驶，对土体产生影响。4)东侧钢板桩以西土体挖除后，钢板桩上部受力发生改变，形成位移。

4 基坑纠偏方案及处理措施

1)采用加打钢板桩并进行锚索张拉，加强基坑边坡的支护，控制基坑变形。具体加固方法如图 4所示。经过基坑软件验算加固方案可以满足变形要求。a.在基坑东面的道路以东，距道路边 6m左右位置，打一排工字钢，并安装双拼工字钢围梁。为保证拉锚时桩不发生大的变形，拉锚前先要对钢板桩桩顶加固，加强钢板桩受拉处的整体刚度。钢板桩桩顶加固采用焊支托安装双拼工字钢围梁。钢绞线间距 2m或2.8m，通过双孔锚索对拉。钢绞线的验算:钢绞线采用φ15.24(7φ5)，截面面积A=1.374cm2，fpy= 1 860N/mm2，单根钢绞线极限拉力=1 860 N/mm2×1.374 cm2= 255.6 kN。b.为了加强拉锚的效果，加打钢板桩施工完成后在1号、2号地块东侧钢板桩下部在垫层上基础与钢板桩间浇筑与承台同高的850mm C 15混凝土台，如图5所示，浇筑混凝土台控制钢板下部偏移，混凝土台与钢板桩之间用木夹板隔开，以便后期钢板桩易拔出。c.钢绞线拉锚:先均匀预拉，并分 3级～5级完成张拉，每级张拉力不大于50 kN。当最大变形稳定在 100mm时，即可锁定。

2)钢板桩顶部土体及裂缝处理:因施工正值雨季，而防止钢板桩桩侧土体流失是关键。作业完成后，裂缝处采用砂子填满，钢板桩顶侧土体处抹2 cm水泥砂浆，使钢板桩上部形成封闭，避免雨水从钢板桩缝隙之间进入钢板桩，有效防止了钢板桩间的土体流失。

3)基坑加固施工的注意点:a.为保证拉锚施工场地良好的施工条件，以便拉锚作业的顺利进行。b.拉桩过程中要加强观测，特别是对钢板桩的监测。c.拉桩完成后，为防止钢板桩回弹使钢板桩的位移继续增加，增加钢板桩监测次数，有必要的情况下循环拉桩工作，巩固拉桩效果。

5 结语

经过 3 d的拉桩作业，将偏位较大的钢板桩全部纠偏到位且稳定。

从后期的基坑监测结果来看，基坑变形量未有变化且稳定，支护加固起到良好的效果，保证了基坑及周边环境的安全。该支护纠偏的成功，对类似工程具有一定的借鉴作用。

[1] GB 50021-2001，岩土工程勘察规范(2009年版)[S].

[2] JGJ 120-99，建筑基坑支护技术规程[S].

[3] 刘国彬，王卫东.基坑工程手册[M].第2版.北京:中国建筑工业出版社，2009.