张 力， 吴俊钰

(义乌市城市规划设计研究院有限公司，浙江 义乌 322000)

1 工程实例

1.1 工程概况

某城区快速路工程采用“地下快速路+地面辅道”形式，其中地道主线采用单箱双室结构，双向六车道形式，具体布置为：1.1 m(侧墙厚度)+16.6 m(单室净宽)+0.8 m(中隔墙厚度)+16.6 m(单室净宽)+1.1 m(侧墙厚度)=36.2 m(总宽)；1.1 m(顶板厚度)+6.7 m(净高)+1.1 m(顶板厚度)=8.9 m(总高)。地道平均埋深2 m，板底标高-10.9 m。基坑开挖深度按11.4 m考虑。

1.2 地质条件

(1)现状地形地貌。现状地形基本平坦，高程在61.3～62.5 m之间。目前拟建场地原有建筑已拆除，为空地；场地西侧为某地产E地块，本地道基坑距地产E地块红线最近距离为12 m，距E地块拟建地下室最近距离为17.2 m(主线PM67、PM68节段处)。周边环境如图1所示。

图1 周边环境示意图

(2)地质条件。基坑开挖范围内以杂填土、粉质黏土、圆砾、强分化粉砂岩、细砂岩、中风化粉砂岩、细砂岩、微风化粉砂岩、细砂岩为主，场地内无不良地质作用，各土层埋深如图2所示。

图2 本项目典型地质剖面

(3)沿线水文条件。场地内地下水以上层滞水、孔隙潜水、基岩裂隙水等形式存在，初见水位4.20～6.70 m，未见承压水。

(4)各岩土层物理力学指标。地层物理力学指标和各土层渗透系数见表1、表2。

表1 土体计算参数

表2 各土层渗透系数

2 基坑支护设计方案

本文选取该项目主线PM67、PM68节段处典型剖面进行分析，共设计支护方案三种。

2.1 支护选型一

支护高度11.4 m，采用“桩锚支护”体系，冠梁顶以下1 m开始设置预应力锚索，锚杆倾角25°，竖向每隔2.5 m设置一道，共四道锚索，纵向每隔3.2 m设置一道。设计参数见表3、表4,设计方案如图3所示。

表3 支护桩设计参数

表4 锚杆设计参数

图3 选型一断面设计

2.2 支护选型二

支护高度11.4 m，采用“放坡+桩锚支护”体系，上部2.5 m采用1∶1.5放坡，下部8.9 m采用桩锚支护，锚杆布置间距、角度等均同支护选型一，共设置三道锚索。设计方案如图4所示，设计参数见表5、表6。

图4 选型二断面设计

表5 支护桩设计参数

表6 锚杆设计参数

2.3 支护选型三

“放坡开挖”形式，放坡总高度11.4 m，放坡总宽度10.7 m。根据地质情况设计两级放坡，上部约7 m土层采用1∶1放坡，下部约4.4 m岩层采用1∶0.5放坡，过度平台宽度1.5 m。坡面设置100 mm厚C20混凝土及A8@200×200钢筋网护面。设计方案如图5所示。

图5 选型三断面设计

3 方案安全性分析

基坑坑边设计地面超载根据场地条件并考虑施工便道工程车辆通行等情况取30 kPa。方案一、二的内力变形如图6、图7所示，三种方案的计算值对比见表7。对比后可发现，三种方案内力变形及安全性均满足相关规范要求。但方案二基坑最大水平位移较方案一少3.1 mm，最大地表沉降较方案一少3.2 mm，最大弯矩及剪力也较方案一更小。其主要原因在于方案二摘除了2.3 m易发生滑动的杂填土，使得土压力降低。另外，方案三整体稳定性低于方案一、二。

图6 选型一内力变形包络图

图7 选型二内力变形包络图

表7 三种方案计算值对比

4 方案经济效果分析

为了使数据更加直观，将上述三种基坑支护选型的施工费用(不含措施费、规费、增值税等)折合为每延米进行对比，见表8。

表8 三种方案施工费用对比

对比后可发现，方案三施工费用最低，为三种方案中最经济的选型。另外，方案二较方案一在灌注桩、钢腰梁、锚杆等工程量上均有所减少，因此，每延米工程造价降低4 652元。

5 场地适用性分析

若采用方案一，基坑可垂直开挖，基坑距E地块红线12 m，此范围可用作临时施工便道，为本项目基坑施工提供极大便利性。但由于本项目施工周期长于E地块，E地块地下室明确采用放坡开挖，若E地块地下室进行施工则第一道锚杆的作用将被削弱，且第一道锚杆锚固段距E地块地下室侧墙最近距离仅1 m，存在安全隐患。

若采用方案二，因该方案为“放坡+桩锚支护”形式，导致基坑上口线向外退9.38 m，坡顶距E地块红线仅5.95 m，但在保证不侵占E地块红线的前提下仍具备作施工便道的条件。该方案第一道锚杆较方案一下降了2.5 m，E地块放坡开挖时对第一道锚杆的影响减弱，且第一道锚杆锚固段距E地块地下室侧墙最近距离增大至2.7 m。

若采用方案三，基坑上口线向外退11 m，坡顶距E地块红线仅1.3 m，设置施工便道将侵占E地块红线。若E地块竣工且在红线处设置围墙，则更无条件设置施工便道，将很大程度上影响本项目施工进度。

6 结论及建议

(1)本项目基坑支护设计的核心思路是在保证安全性的前提下，结合适用性、经济性等多方面因素，选择最优支护形式。根据以上分析，本项目选择方案二作为最终基坑支护形式。目前，该项目正在顺利施工，实践证明方案二为较理想的支护选型。

(2)随着城市化建设的加速，城市用地越来越拥挤，建筑场地周边环境也越来越复杂，由于本项目位于市中心，市区交通繁忙，在基坑设计中不仅需要考虑安全性，同时还需要满足交通疏解、工期及经济性等诸多要求。结合场地内环境，充分论证后，采用合理的支护形式将是一种经济有效的处理方法。

(3)本文设计思路可为类似工程提供借鉴。

(4)本文方案二仍有诸多优化之处，下一步可以深入研究，优化方案二锚杆长度及锚杆布置间距等，从而进一步降低成本。