随着人类对城市地下空间开发需求的日益增强，基坑支护、盾构等施工技术的日益成熟，相关工程如雨后春笋的出现，难免产生各种各样的交叉施工的问题。作为技术人员，应剥茧抽丝找出问题的实质，在复杂的工程条件中找到正确的施工技术方法，创造最佳的施工效益。

 

　　1、以正弘国际广场基坑东南角角撑设计及施工过程为例，阐述施工技术难题的解决过程，为相关工程施工及技术难题解决提供参考。

 

　　1.1工程概况

 

　　正正弘蓝堡湾四期基坑支护、降水工程位于郑州市东风路与花园路交叉口西南角，北侧基坑上边线距东风路约10.2m，东侧为在建地铁2号线花园路站站台，本工程与地铁口相通，此段不需要支护，南侧距科源路9.24m，西侧为科新路，本工程将对科新路段进行改造，开挖至蓝堡湾一期及三期地下室外墙边。本工程基坑深度11.95-17.7m，基坑周长831m。采用桩锚支护形式，降水采用管井降水，悬挂式止水帷幕截水。

 

　　1.2东南角技术难题的出现

 

　　在本工程支护方案设计初期，由于上部主体结构施工蓝图还未定型，再加上本工程为市政地铁建设与民用开发建筑相结全的开发项目，后期施工过程中出现多项施工条件变动，主要有：（1）场地南侧建筑红线南移8m。造成本基坑与地铁二期扩建项目支护存在交叉施工。（2）地铁建设增加南侧二期扩建项目，二期扩建项目采用内支撑，并且设计时未考虑蓝堡湾四期建筑红线南移造成的支护冲突问题。（3）主体结构部分区域为给地铁代建建筑，地下室层高等进行了调整。基坑相对位置关系见图1

 

　　三个基坑相对位置关系图图1

 

　　1.3解决方案思路的讨论及确定

 

　　问题出现后，针对东南角出现的技术难题，正弘建设业主，地铁施工管理部门及设计单位，正弘主体设计单位，我基坑支护设计及施工方及其它相关单位多次召开专题会议，提出可行的解决途径，列举如下：（1）在地铁二期扩建部分东侧按照惯例，施工锚索，防止地铁扩建部分东侧支护土压力通过内支撑传递给正弘蓝堡湾基坑侧壁。（2）在正弘蓝堡东南角添加三排角撑，与地铁内支撑相对应，达到支护体系力的平衡目的。（3）取消建筑红南移的决策，避免支护交叉施工现象的发生，为争取不多的建筑面积而增加如此多的技术难度及施工成本没有意义。4）地铁扩展部分先行施工，施工完成回填后，蓝堡湾部分再行开挖支护。

 

　　最终由于地铁施工工程量小，进度较快，以及设计方案修改审批难，根据地铁施工配套工程的实际需要，建筑面积不能减小，以及蓝堡湾四期工期要求等原因，采取了第二个解决方案，即通过在东南角安设角撑的方案。

 

　　1.4东南角角撑支护力学模型的建立

 

　　由于该区域设计及施工条件较为复杂，为三个基坑交接处，前期梳理相对关系较为重要，东北角为已完工的地铁二号线一期工程，地铁主体框架结构已完工，支护体系还在，并且地表土已部分回填。东南角为地铁二号线二期扩建项目，方案设计时正在第一层内撑施工，支护采取的是上部一排砼内撑，下部两排加密的钢管内支撑，周边为桩径为1m的护坡桩，间距1.2m。基坑深度为17.9m，比我施项目略深，西侧隔着地铁支护护坡桩即为我方基坑施工区域（基坑深度17.5m），未来蓝堡湾四期要与地铁有部分连接口贯通，并且蓝堡湾四期地下一、二层为部分区域为地铁风亭，地下三层为蓝堡湾自用楼层。

 

　　前期建立模型时，由于思路不清晰，走了一些弯路，比如，地铁一期已完工基坑应该如何考虑他与其它支护体的关系，在支护时是否应该利用他的支护体系等，

 

　　1.5对力学模型进行计算

 

　　经过多次修正，建立力学模型，并对模型通过不同方式进行验证计算。

 

　　1.5.1采用传统的结构力学原理进行手工计算分析

 

　　力学计算模型1，图2

 

　　由于地铁扩建侧内撑设计轴力值已知为2417KN，简化计算模型见图2，根据力学原理计算

 

　　AB杆的轴力设计值不应小于为2417/sin45°=3418KN

 

　　1.5.2采用二维力学软件计算

 

　　二维力学分析，主要采用本人常用的一款计算器力学软件，具体见图3，也可以采用清华大学的结构力学计算器、同济启明星等软件，有兴趣的同志可以进一步验证计算。

 

　　具体计算结果见图3，

 

　　力学计算模型2图3

 

　　1.5.3采用三维模型有限元软件进行协同计算

 

　　采用理正深基坑7.0整体协同计算。需要说明的是采用理正协同计算时，基坑周边必须是一个封闭的基坑。具体计算模型及结果见图4。

 

　　力学计算模型3，图4

 

　　主要计算结果数据

 

　　位部 最危险

 

　　部件 轴力 采用截面 配筋 备注

 

　　内撑 构件ZCL-6 3158.87 800*600 18Φ25

 

　　围檩 构件YL-22 -1376.29 800*600 23Φ25

 

　　1.5.4对模型结合施工条件进行再次优化

 

　　最终对角撑的角度级配筋进行了优化，主要是调整了角撑的角度及一些施工措施措，见图5

 

　　东南角角撑最终优化图图5

 

　　1.6施工方法及注意事项

 

　　由于角撑施工前，地铁侧及蓝堡湾侧护坡桩冠梁都已施工完毕，第一排角撑无法与冠梁整体施工浇注，上下三排角撑都需要采用植径的方法进行施工。并且由于原有排桩未考虑角撑计算，因此施工时，原桩锚设计的锚索也要同时施工，并且与角撑施工之间的间距进行验算调整，并安排好施工顺序。为防止支护结构失稳，在围檩与护坡桩间增加抗剪墩，并且围檩在护坡桩上要有足够的植筋。角撑最终拆除过程中要与地下室主体楼板施工进度相一致，并采取换撑措施。对角撑梁安设必要的内力应力计，以监测梁的受力情况。

 

　　2结论和认识

 

　　通过实际施工验证，前期的分析是正确的，由于地铁扩建部分施工进度较快，后期地铁主体结构完成后进行了拆撑，从而对蓝堡湾四期的影响变小，目前基坑已支护到底，基坑变形量满足规范要求。从本工程实例，可以认识到，很多看起很复杂的问题，通过充分分析，找到问题的本质，一定能找到很好的解决方法。

 

　　参考文献

 

　　1、中国建筑科学研究院.JGJ120-2012建筑基坑支护技术规程.[北京]：中国建筑工业出版社

 

　　2、理正基坑支护7.0使用说明书.[北京].北京理正软件股份有限公司