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摘要：经过对宁波某两层软土基坑方案的设计和施工监测的介绍，阐述了组合支撑体系在实际工程中的应用。通过监测结果与使用效果证明其可行性，得出了一些对类似工程有一定参考意义的结论，供同类工程借鉴。
关键词：基坑，圆环，支护，挖土，监测
1工程概况
拟建工程位于位于宁波市鄞州中心区四明路南面，其南侧为贸城西路，西侧为规划河流，东侧为宁姜公路。总用地面积约23748m2，总建筑面积约106056m2，拟建物共有2个连体建筑及1个大型地下车库组成，框架结构，采用桩基础。工程桩均为钻孔灌注桩。
基坑开挖面积22410m2左右，支护结构总延长米约841m；±0.000标高相当于黄海高程3.500m，基坑周边自然地坪绝对标高为2.800m。基坑周圈计算开挖深度为9.2~11.0m。
1.1地下室特点
1) 基坑开挖面积较大，达到22410m2，总延长米为841m。
2) 基坑周圈计算开挖深度较深，为9.2~11.0m，将基坑重要性等级定为I级。
3) 工程桩均为钻孔灌注桩。
1.2土层分布情况
本工程的土层分布情况为：
1) 基坑开挖及围护影响范围内的土层主要为1-1层素填土、1-2层粘土、2-1层淤泥质粘土、2-2层淤泥质粘土、2-3层淤泥质粘土、4层淤泥质粘土、5-1粉质粘土、5-2粉质粘土。
2) 2-1层、2-2层及2-3层物理力学指标较差，平均层厚达到9.0m，坑底基本位于2-3层土中。
3) 5-1层及以下土层土性相对较好，支护桩桩底均进入5-1层，可获得较好的嵌固，防止“踢脚”现象。
表1土的物理力学指标
层 号 土 层 名 称 重度γ
(KN/m3) 粘聚力
(Kpa) 内摩擦角
(°)
①-1 杂填土 18.5 5 15
①-2 粘土 18.1 24.2 12.9
②-1 淤泥质粘土 16.7 12.2 9.6
②-2 淤泥质粘土 17.8 14.3 9.5
②-3 淤泥质粘土 16.6 12.7 9.7
④ 淤泥质粘土 17.3 13.8 9.5
⑤-1 粉质粘土 18.8 32.1 14.2
1.3周边环境情况
1) 东侧：基坑东侧为宁姜公路，基坑边已经超出用地红线，红线外用地可以利用。
2) 南侧：基坑南侧为贸城西路，基坑边距离该侧用地红线为3-20m。
3) 西侧：基坑西侧为拟建的河道，基坑该侧场地均可利用。
4) 北侧：基坑北侧为四明路，基坑边距离该侧用地红线为8.5m，距离四明路为11.5m。
2基坑支护形式选取
2.1方案设计原则
1) 保证基坑支护结构及土体的整体稳定性，确保支护结构在施工期间安全可靠；
2) 土体开挖过程中确保基坑内外工程桩及基坑外建（构）筑物和地下管线正常使用；
3) 在确保基坑及周围建（构）筑物安全可靠的情况下，采用最简明的支护手段，达到节省材料、方便施工、加快施工进度、降低工程造价。
2.2方案选取
1、设计荷载取值
1) 材料堆场：20kPa（局部）；
2) 其他区域：5kPa（半无限），15kPa（局部）；
3）出土口区域：15kPa（半无限），15kPa（局部）。
2、支護结构体系选取
根据本基坑的特点、实际施工条件及以往多个工程的实践经验，本基坑可考虑采用的支护类型如下表所示：
钻孔桩结合单道钢筋砼水平内支撑：安全性较好，控制变形能力相对二道支撑较弱，宁波地区施工经验丰富，工期较二道支撑短，造价较高；
钻孔桩结合二道钢筋砼水平内支撑：安全性高，控制变形能力较强。宁波地区施工经验丰富，工期长，造价适中。
考虑到本基坑开挖深度大部分为9.2m，周边环境相对较好，对变形控制要求不高，加之本工程施工工期较短，最终选用的是排桩结合单道内支撑的支护方式。支护桩采用φ800及φ850的钻孔灌注桩，结合外侧设置嵌缝水泥搅拌桩减小水土流失，老河道处采用密排水泥搅拌桩作止水帷幕。平面支撑体系采用对撑+圆环的形式布置。
平面支护体系：
支撑体系采用对撑+圆环，尽可能减少了支撑覆盖面积，方便挖土施工，详见图1。
图1支护结构平面布置图
竖向支护体系：
为了减小支护桩自身弯矩，同时利用周边的空闲场地，将基坑的冠梁设置在自然地坪以下1.5m处，同时围梁、支撑面再下挂1.2m，从而减短桩长，降低造价，如图2。圆环是本基坑的重点，其配筋如同3所示，圆环与围梁之间的连接采用铰接的形式，参见图4。
图2 典型支护结构剖面图
图3 圆环支撑剖面图
图4 圆环与围梁连接详图
3基坑开挖及监测
基坑开挖施工是整个地下工程施工的关键工序，挖冠梁部位土体至冠梁面标高---挖地槽至冠梁底标高---设冠梁---修基坑外侧土体至设计标高，设坡面及地表砼面层，并设好地表排水明沟及集水井---放坡开挖围梁及支撑部位土体至围梁面标高-并立即设好垫层及砖模---设好二次围护措施，挖坑中坑部位土体至设计标高，并立即设好垫层---设底板处换撑措施---做基础承台、地梁及底板---地下主体结构施工至地下一层---设地下一层处换撑措施---拆除支撑---地下主体结构向上施工---分层回填夯实---向上作业。
基坑土体开挖施工期间加强对基坑支护结构、周围建筑物、工程桩、邻近道路及管线的观测，发现异常情况必须及时通知有关单位，以便采取有效措施，消除隐患，确保基坑内外的安全。主要包括支撑轴力监测、位移、沉降观测、周边环境监测等。
基坑开挖初期，深层土体位移及水平位移每2～3天一次；当接近坑底至坑底垫层浇筑前，每天观测一至二次；发现异常情况跟踪监测。垫层施工完毕后至基础底板浇筑完成期间，1～2天观测一次，以后适当放宽。
5 结语
目前本工程已顺利施工完毕，现场监测的实际位移都达到了预先设定的要求。综合分析本工程的设计与施工过程，可得到如下一些结论：
1) 圆环支撑受力简洁，利用拱效应，能充分发挥材料的性能，提高安全性，同时节省造价。本工程前后的费用测算大概可以省18%。
2) 圆环支撑体系能使支撑的覆盖面尽可能的降低，方便了土方开挖和后续施工。
3) 监测结果表明圆环支撑的设计强度偏高，实际上还可适当减小，降低工程造价。这反映相关的计算落后于工程实践，理论计算与设计还有待进一步发展。
参考文献：
1 周湘渝，邱俊琛. 环形内支撑的应用研究[J].特种结构，2002.
2 余志成，施文华. 深基坑支护设计与施工[M].北京：中国建筑工业出版社，1999.
2JGJ 120-99, 建筑基坑支护技术规程S.
3DB33/T1008-2000, 建筑基坑工程技术规程S.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：基坑，圆环，支护，挖土，监测
1工程概况
拟建工程位于位于宁波市鄞州中心区四明路南面，其南侧为贸城西路，西侧为规划河流，东侧为宁姜公路。总用地面积约23748m2，总建筑面积约106056m2，拟建物共有2个连体建筑及1个大型地下车库组成，框架结构，采用桩基础。工程桩均为钻孔灌注桩。
基坑开挖面积22410m2左右，支护结构总延长米约841m；±0.000标高相当于黄海高程3.500m，基坑周边自然地坪绝对标高为2.800m。基坑周圈计算开挖深度为9.2~11.0m。
1.1地下室特点
1) 基坑开挖面积较大，达到22410m2，总延长米为841m。
2) 基坑周圈计算开挖深度较深，为9.2~11.0m，将基坑重要性等级定为I级。
3) 工程桩均为钻孔灌注桩。
1.2土层分布情况
本工程的土层分布情况为：
1) 基坑开挖及围护影响范围内的土层主要为1-1层素填土、1-2层粘土、2-1层淤泥质粘土、2-2层淤泥质粘土、2-3层淤泥质粘土、4层淤泥质粘土、5-1粉质粘土、5-2粉质粘土。
2) 2-1层、2-2层及2-3层物理力学指标较差，平均层厚达到9.0m，坑底基本位于2-3层土中。
3) 5-1层及以下土层土性相对较好，支护桩桩底均进入5-1层，可获得较好的嵌固，防止“踢脚”现象。
表1土的物理力学指标
层 号 土 层 名 称 重度γ
(KN/m3) 粘聚力
(Kpa) 内摩擦角
(°)
①-1 杂填土 18.5 5 15
①-2 粘土 18.1 24.2 12.9
②-1 淤泥质粘土 16.7 12.2 9.6
②-2 淤泥质粘土 17.8 14.3 9.5
②-3 淤泥质粘土 16.6 12.7 9.7
④ 淤泥质粘土 17.3 13.8 9.5
⑤-1 粉质粘土 18.8 32.1 14.2
1.3周边环境情况
1) 东侧：基坑东侧为宁姜公路，基坑边已经超出用地红线，红线外用地可以利用。
2) 南侧：基坑南侧为贸城西路，基坑边距离该侧用地红线为3-20m。
3) 西侧：基坑西侧为拟建的河道，基坑该侧场地均可利用。
4) 北侧：基坑北侧为四明路，基坑边距离该侧用地红线为8.5m，距离四明路为11.5m。
2基坑支护形式选取
2.1方案设计原则
1) 保证基坑支护结构及土体的整体稳定性，确保支护结构在施工期间安全可靠；
2) 土体开挖过程中确保基坑内外工程桩及基坑外建（构）筑物和地下管线正常使用；
3) 在确保基坑及周围建（构）筑物安全可靠的情况下，采用最简明的支护手段，达到节省材料、方便施工、加快施工进度、降低工程造价。
2.2方案选取
1、设计荷载取值
1) 材料堆场：20kPa（局部）；
2) 其他区域：5kPa（半无限），15kPa（局部）；
3）出土口区域：15kPa（半无限），15kPa（局部）。
2、支護结构体系选取
根据本基坑的特点、实际施工条件及以往多个工程的实践经验，本基坑可考虑采用的支护类型如下表所示：
钻孔桩结合单道钢筋砼水平内支撑：安全性较好，控制变形能力相对二道支撑较弱，宁波地区施工经验丰富，工期较二道支撑短，造价较高；
钻孔桩结合二道钢筋砼水平内支撑：安全性高，控制变形能力较强。宁波地区施工经验丰富，工期长，造价适中。
考虑到本基坑开挖深度大部分为9.2m，周边环境相对较好，对变形控制要求不高，加之本工程施工工期较短，最终选用的是排桩结合单道内支撑的支护方式。支护桩采用φ800及φ850的钻孔灌注桩，结合外侧设置嵌缝水泥搅拌桩减小水土流失，老河道处采用密排水泥搅拌桩作止水帷幕。平面支撑体系采用对撑+圆环的形式布置。
平面支护体系：
支撑体系采用对撑+圆环，尽可能减少了支撑覆盖面积，方便挖土施工，详见图1。
图1支护结构平面布置图
竖向支护体系：
为了减小支护桩自身弯矩，同时利用周边的空闲场地，将基坑的冠梁设置在自然地坪以下1.5m处，同时围梁、支撑面再下挂1.2m，从而减短桩长，降低造价，如图2。圆环是本基坑的重点，其配筋如同3所示，圆环与围梁之间的连接采用铰接的形式，参见图4。
图2 典型支护结构剖面图
图3 圆环支撑剖面图
图4 圆环与围梁连接详图
3基坑开挖及监测
基坑开挖施工是整个地下工程施工的关键工序，挖冠梁部位土体至冠梁面标高---挖地槽至冠梁底标高---设冠梁---修基坑外侧土体至设计标高，设坡面及地表砼面层，并设好地表排水明沟及集水井---放坡开挖围梁及支撑部位土体至围梁面标高-并立即设好垫层及砖模---设好二次围护措施，挖坑中坑部位土体至设计标高，并立即设好垫层---设底板处换撑措施---做基础承台、地梁及底板---地下主体结构施工至地下一层---设地下一层处换撑措施---拆除支撑---地下主体结构向上施工---分层回填夯实---向上作业。
基坑土体开挖施工期间加强对基坑支护结构、周围建筑物、工程桩、邻近道路及管线的观测，发现异常情况必须及时通知有关单位，以便采取有效措施，消除隐患，确保基坑内外的安全。主要包括支撑轴力监测、位移、沉降观测、周边环境监测等。
基坑开挖初期，深层土体位移及水平位移每2～3天一次；当接近坑底至坑底垫层浇筑前，每天观测一至二次；发现异常情况跟踪监测。垫层施工完毕后至基础底板浇筑完成期间，1～2天观测一次，以后适当放宽。
5 结语
目前本工程已顺利施工完毕，现场监测的实际位移都达到了预先设定的要求。综合分析本工程的设计与施工过程，可得到如下一些结论：
1) 圆环支撑受力简洁，利用拱效应，能充分发挥材料的性能，提高安全性，同时节省造价。本工程前后的费用测算大概可以省18%。
2) 圆环支撑体系能使支撑的覆盖面尽可能的降低，方便了土方开挖和后续施工。
3) 监测结果表明圆环支撑的设计强度偏高，实际上还可适当减小，降低工程造价。这反映相关的计算落后于工程实践，理论计算与设计还有待进一步发展。
参考文献：
1 周湘渝，邱俊琛. 环形内支撑的应用研究[J].特种结构，2002.
2 余志成，施文华. 深基坑支护设计与施工[M].北京：中国建筑工业出版社，1999.
2JGJ 120-99, 建筑基坑支护技术规程S.
3DB33/T1008-2000, 建筑基坑工程技术规程S.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。