易春荣 袁春辉

（1.中国建筑第五工程局有限公司，广东 东莞 523000；2.广东省建筑设计研究院有限公司，广东 广州 510000）

1 工程概况

工程位于东莞市万江区万道路旁，场地内将拟建建筑物包括1号科教综合楼、2号急救中心及3号地下室，基础形式为钻孔灌注桩基础，本项目拟建两层地下室。基坑内边线周长约1 027 m，占地面积约为34 424 m2，车库进出口坡道区域开挖深度为5.40 m（未包括承台厚度），基坑电梯井区域开挖深度为11.50～14.25 m，地铁出入口电梯井区域开挖深度为11.85 m，地铁出入口电梯集水井区域开挖深度为13.611～13.820 m，其余区域开挖深度为9.80～11.15 m（未包括承台厚度）。

2 周边环境

场地为人民医院正大门主要出入区域及停车场，场地基本平整，周边环境复杂，并且分布有较多的地下管线。

基坑西北侧紧邻万道路，基坑支护结构外缘与轨道交通1号线人民医院地下车站结构外缘水平净距最近为17.6 m，基坑支护结构外缘与轨道交通1号线隧道结构外缘水平净距最近为21 m。基坑边附近管线较多，有10 kV供电线、国防光缆、移动及电信光纤、路灯线及监控线、雨水管等。基坑边最近处距离供电线不足2 m、距离移动光纤不足1 m。因此，距离基坑较近的管线在施工前将进行迁改。基坑与轨道交通1号线相对位置关系如图1所示。

图1 基坑与轨道交通1号线相对位置关系（单位：m）

基坑西南侧靠近河涌，基坑内边线距离河道边约27 m。管线主要有燃气管（DN160）、10 kV供电线、雨水管及污水管、路灯、监控线等。基坑边距离燃气管最近处约15 m，距离10 kV供电线最近处不足10 m。

基坑东南侧靠近已经修建的门诊大楼，基坑内边线距离门急诊医技楼（地上5层、地下1层，基础形式为桩基础）约14.7 m。

基坑东北侧靠近已经修建的健康体检中心，基坑内边线距离健康体检中心（地上3层、基础形式为桩基础）约8.5 m；该侧分布的管线主要为供水管（DN150）低压供电线、路灯线、电信光纤等，其中基坑边距离供水管最近处不足5 m。

基坑内管线分布复杂，普遍分布有供水管、雨水及污水管、监控及路灯线、移动及电信光纤等管线，施工前会进行迁改。

3 地质条件

根据勘察报告，拟建场地在勘探深度范围内的岩土可分为第四系填土、冲积土及白垩系基岩。

3.1 填土层

素填土<1-1>：灰黄、灰褐色、夹浅红，填料以黏性土为主，局部为填岩块、砼块等建筑垃圾，最大粒径20 cm，上部10 cm为砼地板，湿～饱和，松散状。揭露层厚2.30～6.00 m，平均厚度3.25 m。场地各个钻孔均有该层。该层为人工填土，未经压实，密实程度不均匀。

3.2 冲积土

淤泥质土<2-1>：灰色～深灰色、灰黑，成分以淤质粉黏粒为主，夹含粉细砂，滑感强，有微腥臭味，饱和，结构流塑。揭露层厚9.80～14.30 m，平均厚度12.44 m。场地各个钻孔均有该层。

中砂<2-2>：灰色～浅灰、灰黄，饱和，石英质，颗粒以中砂为主，粉细砂为次，分选性尚好，稍密。揭露层厚1.40～7.00 m，平均厚度4.02 m。场地大部分钻孔有该层。

粗砂<2-3>：灰白～浅灰，饱和，石英质，颗粒以中粗砂为主，底部含5%碎砾石，分选性一般，中密。揭露层厚为0.60～4.50 m，平均厚度2.55 m。场地部分钻孔有该层。

3.3 基岩

强风化泥岩<3-1>：深灰色—灰色，岩石组织结构大部分破碎，风化强烈，岩体极破碎，岩芯呈半岩半土状、碎块状、饼状，敲击易碎，遇水易崩解软化。揭露层厚0.70～7.40 m，平均厚度2.59 m。场地各个钻孔均有该层。该岩石属极软岩，岩体完整程度为极破碎，岩体质量等级为Ⅴ类。

中风化泥岩<3-2>：深灰色、灰黑，岩石组织结构部分破坏，裂隙发育，岩体较破碎～破碎，岩芯上部饼状、碎块状为主，下部呈短柱状，泥质结构，页状构造，岩质较软。揭露层厚2.00～8.00 m，平均厚度3.73 m；场地各钻孔均有该层，但未揭穿其底板。该岩石属软岩，岩体完整程度为较破碎，岩体基本质量等级为Ⅳ类。

各土层物理力学指标如表1所示。

表1 各土层物理力学指标

拟建场地地下水属于上层滞水、孔隙潜水基岩裂隙水类型，赋存于第四系各土层孔隙及岩石风化裂隙中。地下水受大气降水渗入的影响，以蒸发方式排泄。场地中砂、粗砂为强渗水层，填土渗水一般、淤泥质土层为相对隔水层。

4 基坑支护方案

基坑呈多边形且侧壁土质为力学性质较差的素填土、淤泥质土，基坑底为淤泥质土，因此本基坑开挖范围内的土为软弱土层。考虑到基坑周边环境复杂，对基坑变形控制要求较高，采用地下连续墙+两道钢筋砼支撑和咬合桩+两道钢筋砼支撑支护的形式。基坑邻近轨道交通1号线侧（包括地铁隧道区间侧和地铁车站侧）以及门急诊医技楼侧采用地下连续墙支护，地下连续墙外侧设置三轴搅拌桩成槽保护，三轴搅拌桩规格为Ф850 mm@600 mm，入强风化岩面以下1 m，且在靠近地铁隧道区间侧三轴搅拌桩内插热轧普通工字钢20b，隔一插一，工字钢长度与三轴搅拌桩等长，以降低靠近地铁隧道区间侧土体的扰动，其他侧则采用咬合桩。

地下连续墙厚度1 000 mm，咬合桩中荤桩规格Ф1 200 mm@1 500 mm，素桩规格Ф1 000 mm@1 500 mm，素桩和荤桩搭接长度为350 mm；坑内被动区均采用大直径搅拌桩进行加固处理，搅拌桩规格为Ф850 mm@700 mm，宽度6 m，深度5 m，采用格栅式布置。

综合周边环境特征、工程地质条件以及基坑深度变化等[1]，本基坑共分20个区，1-1区～18-18区、3'-3'区和6'-6'区。

1-1区、2-2区、3'-3'区、5-5区、6'-6'区采用咬合桩+两道钢筋砼内支撑支护，咬合桩素桩和荤桩桩长要求入强风化岩面以下不少于3 m。

11-11区以及13-13区采用咬合桩+三道钢筋砼内支撑支护，咬合桩素桩入强风化岩面以下不少于3 m，咬合桩荤桩入强风化岩面以下不少于4 m。

7-7区（车库进出口坡道区域）采用咬合桩+一道钢筋砼内支撑支护，咬合桩素桩和荤桩桩长要求入强风化岩面以下不少于3 m。

3-3区、4-4区、6-6区、8-8区、9-9区、10-10区、16-16区、17-17区采用地下连续墙+两道钢筋砼内支撑支护，3-3区、4-4区、6-6区地下连续墙入强风化岩面以下不少于3 m，8-8区、9-9区、10-10区、16-16区、17-17区地下连续墙要求入强风化岩面以下不少于3 m且入中风化岩面以下不少于1 m双控。

12-12区、14-14区、15-15区、18-18区采用地下连续墙+三道钢筋砼内支撑支护，地下连续墙要求入强风化岩面以下不少于3 m且入中风化岩面以下不少于1 m双控。

5 计算分析

根据行业标准《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120—2012）及广东省标准《建筑基坑工程技术规程相关规定》（DBJ/T 15-20—2016），本基坑环境等级与支护结构的安全等级均为一级[2-3]。

基坑坡顶2.0 m范围内不得堆载，且坡顶2.0 m范围外地面堆载要小于20 kPa，出土口地面荷载小于40 kPa。

基坑重要系数γ=1.10，荷载分项系数取1.25，整体稳定安全系数取1.35，抗倾覆（对支护底取矩）稳定性安全系数取1.25，采用理正岩土设计软件“深基坑支护结构设计软件7.0”和增量法内力计算方法，对支护进行受力、稳定、抗倾覆及变形计算。经计算分析，基坑周边形成的止水帷幕能有效控制地下水位的下降幅度，各项指标均满足规范要求，不利区段将采取加强措施，保证基坑安全。

利用岩土类有限元软件Midas GTS NX进行三维有限元数值模拟分析，针对基坑支护施工对轨道交通1号线的安全影响进行评估。模型的土体范围为474 m（X方向）×344 m（Y方向）×50 m（Z方向），X轴正向为顺地铁纵向方向，Z轴正向为大地临空面方向，Y轴正向根据右手法则确定。

结构材料参数以设计文件及地铁竣工图资料为依据，场地各土层及岩层采用修正库伦-摩尔本构模型，其相关力学参数根据提供的岩土工程勘察报告取值。假定地铁主体、各类桩基等结构始终处于弹性状态，土体为弹塑性材料并采用修正摩尔-库伦模型。假定支护结构、地铁车站、隧道结构等与土体之间符合变形协调原理。

根据有限元模拟分析结果，在止水帷幕完全止水的情况下，地铁车站结构在纵向、横向以及竖向的最大位移分别为0.18、-1.13、0.16 mm；隧道结构在纵向、横向以及竖向的最大位移分别为0.07、-0.83、0.28 mm，均满足规范要求。本项目建设对地铁结构以及运营安全的影响可控。

6 结语

对地下空间进行开发利用是城市发展的必然趋势，文章结合工程实例对东莞某邻铁深基坑的设计进行分析说明，在复杂环境下前期通过可靠支护设计，后期通过严格施工管理以及全方位信息化监测施工能够保证支护结构的施工质量和地铁结构的安全，为类似的邻铁基坑工程设计提供参考。