存在防空洞的建筑基坑支护技术研究
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摘 要：本文简单分析了本地区常见支护形式在深基坑中的适用性，以某地下存在大型防空洞的建筑基坑为例，通过对基坑坡顶水平变形监测数据进行分析，验证了存在大型防空洞的深基坑采用双排桩结合锚索的支护体系的可行性。
关键词：防空洞;基坑;变形;双排桩结合锚索
中图分类号：TU753 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）04-0132-02
Brief Analysis of Foundation Pit Support Technology in
Buildings with Air Raid Shelters
SHI Qingfeng SHEN Xiaoyu WANG Weina
（Henan Architectural Research Institute Co.， Ltd.，Zhengzhou Henan 450053）
Abstract： This paper briefly analyzed the applicability of common support forms in deep foundation pits in this region. Taking the foundation pit of a building with a large underground air raid shelter as an example， through the analysis of horizontal deformation monitoring data of the slope top of the foundation pit， the feasibility of adopting the support system of double-row pile combined with anchorage in the deep foundation pit with a large air raid shelter was verified.
Keywords： air raid shelter;foundation pits;deformation;double-row pile combined with anchorage
隨着中国经济的发展，中国汽车产业也得到了蓬勃发展。快速发展的汽车产业在给人们带来便捷的同时，也给道路、车位等建设带来了新的挑战。有限的城市土地资源迫使人们大量开发地下空间。在进行地下空间开发时，难免会遇到遗留地下的历史建构物，如桩基、锚索、沟渠、地下防空洞等。其中，地下防空洞埋藏深，面积大，年代久远，处理难度较大。因此，处理好地下防空洞与新建建筑间的关系成为建设领域亟待探讨解决的一个重要问题。
处理好地下防空洞与新建建筑间的关系主要涉及两方面：一方面为存在地下防空洞的建筑基坑开挖支护问题;另一方面为地下防空洞对新建建筑物地基的影响。本文以郑州某已建小区基坑支护案例为背景，结合最终的基坑水平变形监测数据，对存在地下防空洞的建筑基坑支护问题进行分析探讨，以期对后期类似工程建设提供借鉴。
1 工程概况
拟建工程位于郑州市棉纺西路与文化宫路西南侧。
本工程基坑纯地库部分开挖深度为11.03m，主楼无防空洞部分开挖深度为12.40m。局部拟建主楼部分地下为废弃防空洞。由于主楼采用CFG复合地基，在CFG桩施工前需挖除防空洞，故局部主楼基坑实际开挖深度为20.0m。基坑深周长约370m，基坑平面面积约8 100m2。支护结构安全等级为一级，支护结构重要性系数取值为1.1。
2 工程地质水文条件
地貌单元属山前冲积郑州西部倾斜平原区。
与基坑支护有关的地层情况描述如下。
第一层：杂填土，层底埋深0.5～2.8m，层底高程105.82～107.32m，层厚0.5～2.8m;地层呈黄褐色，成分主要以新近沉积的粉土为主。
第二层：粉土，层底埋深2.8～5.0m，层底高程103.11～104.84m，层厚1.4～3.7m;地层呈黄褐色，稍湿，中密;干强度低，韧性低。
第三层：粉土夹粉砂，层底埋深7.0～9.5m，层底高程98.05～101.00m，层厚2.8～6.0m;地层呈黄褐色，稍湿，密实;干强度低，韧性低，摇震反应中等;偶见小颗粒钙质结核;局部夹粉砂，黄褐色，稍湿，中密。
第四层：粉土，层底埋深9.0～13.0m，层底高程95.41～98.78m，层厚1.3～4.5m;地层呈褐黄色，稍湿，密实;无光泽，干强度低，韧性低，摇震反应中等;见灰白色斑点，含少量钙质结核，一般粒径10～30mm。
第五层：粉土，层底埋深14.0～18.5m，层底高程89.86～93.44m，层厚3.5～7.7m;地层呈褐黄色，稍湿，密实;无光泽，干强度低，韧性低。
第六层：粉土夹粉质黏土，层底埋深19.0～23.1m，层底高程85.43～88.78m，层厚1.5～5.8m;地层呈褐黄色，稍湿，密实;无光泽，干强度低，韧性低。
第七层：粉质黏土夹粉土，层底埋深27.0～29.9m，层底高程77.60～81.27m，层厚5.4～10.9m;地层呈褐黄色，可塑～硬塑;切面光滑，干强度及韧性中等。
第八层：粉质黏土，层底埋深34.0～39.0m，层底高程68.43～73.61m，层厚5.5～10.0m;地层呈黄褐色，红褐色，可塑;切面光滑，干强度及韧性中。
场地勘察期间地下水位现状为：地面下埋深29.5～31.0m，地下水位年变幅1.0m左右。
3 基坑支护选型 本基坑存在防空洞的区域支护深度为20.0m。常见的支护形式为护坡桩+锚索+帷幕、护坡桩+内支撑、地连墙+锚索、地连墙+内支撑等。由于本基坑地下水位较深，无需采取止水措施，故本基坑的支护形式不采用地连墙及止水帷幕;当采用单排护坡桩+錨索的支护形式时，基坑侧壁防空洞导致部分锚索无法施工，也无法保证基坑自身安全，不采用;当采用护坡桩+内支撑时，将严重影响施工工期，且涉及拆撑、换撑、与主体协同配合的交叉施工等问题，不采用。考虑到采用双排桩较单排桩具有更大的变形刚度，能有效克服单排桩锚索量大的不足，能有效保护基坑周边环境安全和基坑自身安全，且综合造价低，施工技术成熟，不存在交叉作业的问题，便于施工，同时能缩短施工工期，最终选用双排桩+锚索的支护形式[1]。
4 监测成果分析
本文以1#、16#、17#、18#点的监测数据为研究对象进行分析。变形统计结果见图1[2-4]。
从图1可知，1#、16#、17#、18#点实际监测值均小于设计值，设计值均小于变形限值。变形限值主要依据基坑深度确定为30mm，设计值均为26.2mm（1#、16#、17#、18#在同一支护剖面，计算时未考虑剖面不同位置处的空间效应）。
实际监测值的最小值出现在17#点，仅为20.3mm，约为限值的0.68，约为设计值0.77。该处出现最小值的原因主要是：第一，该点位在阴角处，处于相对有利位置，受空间效应的有利影响，因此，监测的变形值最小;第二，该处远离周边建（构）筑物及堆载，基本不受超载影响，减小了基坑侧壁的水平侧压力;第三，该位置距离防空洞最近，防空洞采用混凝土回填处理，地基刚度远大于周边土体，对限制基坑变形发挥了重要作用。综上，17#出现最小监测变形值，监测结果与理论分析相吻合。
实际监测值的最大值出现在1#点，为25.5mm，约为限值的0.85，约为设计值0.97。该处出现最大值的原因为：首先，该点位为阳角位置，处于支护结构的最不利位置，土压力合力最大，变形最大;其次，该处紧邻变电所，具有一定的附加超载值;再者，阳角处锚索相互交叉，存在群锚效应，造成了一定的预应力损失，基坑产生了相对较大的变形。
5 结论
①存在大型防空洞的深基坑采用双排桩结合锚索的支护体系可行。
②存在地下建（构）筑物的深基坑，地下建（构）筑物处理得当，更有利于控制深基坑变形。
③群锚效应易造成锚索预应力的损失。
参考文献：
[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑基坑支护技术规范：JGJ 120—2012[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.
[2]中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.建筑基坑工程监测技术规范：GB 50497—2009[S].北京：中国计划出版社，2009.
[3]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑地基基础工程施工质量验收标准：GB 50202—2018[S].北京：中国计划出版社，2018.
[4]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑地基基础设计规范：GB 50007—2011[S].北京：中国计划出版社，2011.
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