?隨著城市的發展日益迅速，大部分地上的空間已經得到充分的原因，人們只能把目光轉向地下的空間，深基坑支護的應用也因此便的越來越多，然后在我深基坑支護的過程中依然我們仍然面臨著許多困難，因此山東城鄉巖土專業施工團隊提出以下深基坑支護優化方案。

TRD工法從2009年從日本引進，2010年推廣至今，其構建的等厚度水泥土攪拌墻在止水方面已逐漸得到認可。最近幾年一些國內學者對TRD工法進行了研究：王衛東等研究了TRD工法構建的等厚度水泥土攪拌墻圍護結構的承載變形特性、設計方法、施工關鍵技術、檢測方法；李星等研究了TRD工法可以截斷或部分截斷承壓水層與深基坑的水力聯系，控制由于基坑降水而引起的地面過度沉降；陳晨等通過對TRD工法水泥土墻現場取芯的三軸滲透試驗，結果表明TRD工法優于傳統的SMW工法；Yan Chao等[5]對粉煤灰或礦渣微粉與活性石灰混合代替固化液水泥實驗研究，可以降低TRD工法水泥土攪拌墻的成本。常規的止水帷幕，穿透有較強的承壓水圓礫層，進入到動探不小于50擊的強風化巖層，這是有難度的。TRD工法水泥土攪拌墻與鉆孔灌注樁結合，阻隔承壓水，穿透堅硬的基巖，嚴格控制基坑變形，這是設計和施工亟需解決的問題。

本工程采用TRD水泥土攪拌墻與鉆孔灌注樁相結合作為深基坑支護結構，分析了TRD工法與常規止水帷幕的優越性，其與鉆孔灌注樁結合在基坑圍護中適應性，通過基坑變形計算，滿足變形要求。在優化設計中，考慮所選圍護結構對場地適應性，可為杭州同類基坑工程設計方案選型提供參考。

1 工程概況

1.1 基坑規模

本工程位于杭州市某交叉路口東北角，場地呈梯長條形，長×寬約為150 m×90 m，整個基坑內滿布三層地下室，基坑設計開挖深度為15.95 m。

1.2 周邊環境

北側：杭州西子科技實業有限公司及德力西大廈（采用樁基礎），地下室外墻線距用地紅線約為3.3～11.1 m，用地紅線距德力西大廈外墻線12.9～16.6 m。

南側：天目山路，地下室外墻線距用地紅線（道路邊線）為9.8～15.3 m，道路上埋設有雨污水、電力以及給水管線等。

西側：學院路，地下室外墻線距用地紅線（道路邊線）約為12.5 m，道路上埋設有雨污水、電力以及給水管線等。

東側：浙江省醫學科學院（采用樁基礎）。地下室外墻線距用地紅線約為10.6 m，用地紅線距浙江省醫學科學院的二層磚混樓8.6 m。

Fig.1 Surrounding environment

1.3 工程地質特征

工程區屬山前沖海相地貌單元，場地表層土以沖海相沉積為主，巖土物理力學指標見表1。

根據本階段勘探孔揭露的地層情況，場區第四系地層厚度為10～22 m左右，場區上部為新近堆積的雜填土、沖海相沉積的淤泥質土、粉質黏土等，中部為沖洪積相沉積的粉土層及陸相沉積的黏土層、砂礫石層。

場區第四系地層中，粉砂巖屬于軟質巖；角礫巖以鈣質膠結為主，含堅硬的石英巖，但呈碎裂結果；凝灰巖巖質堅硬；動力觸探試驗實測結果見表2。

1.4 水文地質

表1 巖土物理力學指標

Table 1 Physical and mechanical properties of soil strata

表2 巖石強度指標

Table 2 Rock strength index

松散巖類孔隙潛水主要賦存于表層填土、②層、④層土中，含水層厚度不大，水量不豐富，與地表水聯系相對密切，其水位受大氣降水與地表水影響較大。根據區域水文地質資料，淺層地下水水位年變幅為1.0～2.0 m。

賦存于⑧層圓礫中的地下水具承壓性質，該含水層水量相對豐富，水頭高度要低于上部的潛水位2 m左右。

2 基坑止水方案分析

根據本工程設計深度、工程地質、水文地質和周邊環境等特點，初步考慮了兩種方案，表3。

表3 初步設計方案

Table 3 Preliminary design scheme

2.1 方案對比

本工程采用的地下連續墻需要嵌入基坑底部的基巖，即作為基坑的支護形式，又作為落底式止水帷幕。地下連續墻在巖基上成槽困難，而且費用較高，影響工期。

三軸水泥攪拌樁在本工程作為落底式止水帷幕，需要穿透圓礫層（承壓水層），且嵌入基巖不小于1.0 m。三軸水泥攪拌樁的垂直度控制是一定的，樁越長，樁與樁嵌套就容易出現開叉現象而滲漏水。樁在圓礫層中攪拌時，由于承壓水存在，容易產生離析，而發生滲漏水現象。樁要穿透圓礫層且嵌入基巖不小于1.0 m，這對施工機械也是一種挑戰，而且會對工期產生較大影響。

相對于地下連續墻和三軸水泥攪拌樁來說，TRD工法水泥土攪拌墻成墻質量好、精度高、而且等厚度，可以阻斷承壓水，工期短，造價低。

2.2 預估效果

全封閉TRD工法水泥土攪拌墻止水帷幕，可以有效阻斷圓礫層中的承壓水，而且結合本工程基巖的堅硬度，建議在典型的地質剖面采用“試打”，從而更好的保證其適應性。

方案二與方案一相比較，初步估算約節省50萬元。鉆孔灌注樁與TRD工法水泥土攪拌墻幾乎可以同時施工，縮短工期。

本工程位于城市繁華商業地段，場地較小，采用統一的止水帷幕形式，減少了施工機械和施工斷面接口，為施工提供了便利，也增加了基坑圍護的安全性。

3 基坑變形計算

3.1 基本假設

（1）主動土壓力取值，采用表1提供的巖土物理力學參數，地下水位-3.6 m，基坑附近超載取20 kPa，采用朗肯土壓力計算公式，圓礫層采用水土分算，其他層采用水土合算。

（2）被動土壓力計算系數采用地基基床系數“m”值。

（3）采用彈性法理正7.0程序進行模擬實際施工工況的擋土結構側向位移、內力的計算。

（4）支護結構內力全部由鉆孔灌注樁承擔，忽略水泥土攪拌墻對鉆孔灌注樁強度、剛度的貢獻。

3.3 計算工況

本工程根據現場分層開挖的步驟可分為3個工況：（1）工況1，開挖到 道支撐底部，澆筑 道支撐；（2）工況2，開挖到第二道支撐底，澆筑第二道支撐；（3）工況3，開挖到基坑底部，澆筑墊層和底板。

3.4 計算結果

Fig.2 Cross section of excavation supporting structure

典型圍護結構在各個工況下的側向位移和地表沉降見圖3。從圖3中可以看出：（1）基坑開挖引起的支護側向位移和地表沉降，是由于坑內土體卸荷，坑外土體向坑內擠壓，造成圍護結構與其后土體的應力與應變重新分布。（2）圍護結構的側向位移和地表沉降主要發生在基坑開挖階段，且在開挖第二道支撐以下的部分時，圍護結構變形和地表沉降 。（3）隨著基坑開挖，地表沉降值隨樁后距離的增大而減小，由于基坑開挖產生的圍護結構后土體沉降影響范圍約為1.4倍的開挖深度。（4）由于 工況處于懸臂開挖階段，樁頂位移比較大，開挖到 道支撐底部，樁頂位移達到29.97 mm。（5）樁的側向位移基本上在開挖到基坑底部時達到 ，值為40.37 mm，基本位于坑底開挖面位置，且在《建筑基坑工程監測技術規范》中規定的深層水平位移范圍之內。（6）開挖到基坑底部時，隨著墊層和底板的澆筑，圍護結構變形逐步趨于穩定?；又苓吂芫€距圍護結構不小于10 m，地表沉降不大于30 mm，滿足地表沉降要求。

圖3 典型圍護結構在各個工況下的側向位移和地表沉降

Fig.3 Lateral displacement of a typical retaining structure under various operating conditions

4 施工模擬工況數值分析

為了更好的模擬基坑變形，除了運用理正計算外，采用PLAXIS有限元分析程序對本深基坑支護結構性能進行分析。

表5 土層分布及土體的莫爾—庫倫模型計算參數

Table 5 Soil layers and it's calculation parameters for the Mohr-Coulomb model

基坑采取二維平面軸對稱進行分析，模型尺寸為50 m×30 m。巖土體采用15結點三角形平面單元，土體材料模型采用摩爾—庫倫模型（M-C模型），支護樁采用線彈性模型，根據剛度有效原則，支護樁用等效厚度板模擬，用錨錠桿來模擬內支撐，超載取20 kPa。PLAXIS有限元模型見圖4。

模擬結果見圖5。從圖5（a）中可以看出，在 工況和第二工況下，樁頂側向位移 為4 mm；在第三工況下，位移顯著增加， 為13 mm，基本位于基坑底部。從圖6（b）中可以看出，整個開挖工況下，樁后土體沉降隨距離先增大后減少， 沉降值為41 mm，位置位于樁后6 m處。樁后沉降影響范圍約為基坑深度的1.4倍。

Fig.4 PLAXIS finite element model

Fig.5 Horizontal and vertical displacement diagram under excavation condition（unit：mm）

與理正計算結果相比較，PLAXIS數值模擬結果樁頂位移和樁后沉降較小，偏于安全；樁體變形和土體沉降較顯著的位置幾乎相同。在開挖階段，基坑變形在允許范圍之內。

5 結論

1）基坑優化設計要考慮工程地質、水文地質、深度及周邊環境，在滿足周邊環境要求的條件下，選擇造價低的圍護結構。

2）對于基坑下面有基巖而且具有承壓水層，進行優化設計時，要切實考慮施工機械的可行性和經濟性。

3）本工程采用鉆孔灌注樁+TRD工法水泥土攪拌墻+鋼筋混凝土內支撐的支護設計方案，分析了TRD工法水泥土攪拌墻與常規止水帷幕的優勢，且分別通過理正和PLAXIS軟件計算了圍護結構在開挖工況下的側向位移和地表沉降，可為同類工程提供借鑒，以上就是深坑基支護的優化方案，希望對大家有所幫助。

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