1、广东土木与建筑GUANGDONG ARCHITECTURE CIVIL ENGINEERING2023年3月第30卷 第3期MAR 2023Vol.30 No.3DOI:10.19731/j.gdtmyjz.2023.03.010作者简介：沈蒙（1988-），男，硕士研究生，工程师，主要从事岩土工程勘察、设计工作。E-mail：0概述随着城市建设与发展，现在对地下空间的开发需求越来越高，基坑的开挖面积与深度也与日俱增。如何合理地设计基坑支撑系统，在强度安全、变形可控的前提下方便挖土、节约造价与工期，是一个非常有挑战的问题。在面对占地面积大，主楼不临坑边、基坑边线转折较多的基坑时，采用圆环支撑体
2、系优势明显1。在受力体系上，圆环支撑体系通过杆件将侧向岩土压力传递给圆环，将土压力转换为圆环支撑的轴向压力，充分利用了钢筋混凝土材料的抗压特性；在工程量上，相对于水平对撑体系，节约了大量的支撑、立柱、立柱桩，大幅节约造价；在施工便利性上，其极大的无支撑空间配合中心岛式开挖，可明显加快开挖速度，节约工期。因此，圆环支撑的运用也越来越广泛，在软土地区也有诸多应用案例2。然而，圆环支撑多用于直径100 m以内的中、小型基坑中，直径大于 160 m 的超大圆环支撑案例较少3-4，本文就一种直径约180 m的软土地区双层超大环形支撑基坑的成功运用与实践进行介绍，为广大基坑围护设计人员提供设计经验。1工程
3、简介1.1工程概况某项目位于上海市浦东新区，由9栋高层、5栋多层配套用房及辅助用房等组成。场地下统设2层地下室，基坑总面积约50 951 m2，周长为1 112 m。由于场地较大，整个项目分南、北两个区域施工。南区基坑边线整体呈近正方形，基坑面积为 33 101 m2，挖深10.0511.75 m，周长734 m，北区面积为17 850 m2，挖深10.0012.60 m，周长632 m。项目先施工南区，待南区地下结构施工完成并回填后再开挖北区土方。本文所涉为南区基坑。基坑东、南侧为主要市政道路，东侧存在已建轻轨车站及区间，东北、西侧为已建小区，下设1层地下室。总体而言，基坑周边环境复杂，对基
4、坑的位移有严格要求。基坑平面及环境如图1所示。1.2工程地质条件本工程场地整体较为平坦。其开挖影响深度范围内地基土属第四纪全新世 Q4至晚更新世Q3沉积物，主要由饱和粘性土、粉土、砂土组成。本工程基坑所涉各土层主要物理力学指标如表1所示。软土地区超大环形支撑基坑的工程实践沈蒙（上海勘察设计研究院（集团）有限公司上海200093）摘要：介绍了一直径161 m的双层超大环形支撑在软土地区的设计、分析与实践。基于Plaxis软件的数值分析方法采用HSS模型对环形支撑在荷载作用下的变形特征进行了理论计算，并与实际检测数据进行对比分析。最后，基于本工程的特点与难点，对基坑施工、开挖过程中的施工要点和风险
5、控制措施进行了总结。结果表明：环形支撑可有效节约工程造价与工期，对周边环境变形有较好的控制效果；采用HSS模型，选择合适的设计参数，能有效模拟环形支撑深基坑变形，实测结果与有限元分析相匹配，具有很高的工程实用价值。关键词：软土；超大直径；环形支撑；深基坑；数值模拟；HSS模型中图分类号：TU753.1文献标志码：A文章编号：1671-4563（2023）03-042-05Practices of Foundation Pit with Super Large Ring Supporting Structures in Soft Soil AreasPractices of Foundation
6、 Pit with Super Large Ring Supporting Structures in Soft Soil AreasSHEN Meng（SGIDI Engineering Consulting（Group）Co.，Ltd.Shanghai 200093，China）AbstractAbstract：The design，analysis and practice of a foundation pit with a 161 m diameter super large ring supporting structures in soft soilareas were pres
7、ented.Based on the numerical analysis method of PLAXIS software，the deformation characteristics of the ring supportingstructures under load are theoretically calculated by using HSS model.The results of the numerical analysis were compared with the measurement.Finally，based on the characteristics an
8、d difficulties of the project，the construction points and risk control measures in the process offoundation pit construction and excavation are summarized.The results show that ring supporting structures can effectively save the projectcost and construction period，and has a good control effect on th
9、e deformation of the surrounding environment.The deformation in excavation with ring supporting structures can be effectively simulated by the HSS model which appropriate model parameters.The simulated resultsare consistent with the measured results，which has a good engineering practical value.Key w
10、ordsKey words：soft soil；super large diameter；ring supporting structures；deep foundation pit；numerical simulation；HSS model42沈蒙：软土地区超大环形支撑基坑的工程实践MAR 2023 Vol.30 No.32023年3月 第30卷 第3期1.3水文地质条件本项目场地浅层地下水主要为第四系土层孔隙中的潜水，稳定水位埋深介于0.204.10 m之间，标高介于1.714.08 m之间，本次按照埋深0.5 m进行设计。第一承压水主要赋存于第层砂质粉土中，层顶埋深一般在 27.035
11、.0 m 之间。根据上海市工程经验，第一承压含水层水头埋深一般在312 m。经计算在普遍开挖深度开挖施工时不会产生突涌。2基坑围护设计与选型2.1基坑工程特点根据本工程的基坑规模、环境条件及地层情况，本基坑工程特点如下：基坑面积 3.31 万 m2，挖深 10.0511.75 m，属深大基坑工程。深基坑工程实施过程中受到基坑开挖、大气降水以及施工动载等许多不确定因素的影响，因此在软土地区开挖如此大面积的深基坑工程存在一定的风险。基坑周边环境较复杂，周边分布有管线、轻轨、已有建/构筑物，对变形较为敏感，对环境保护控制要求较高。场地地层软弱，浅层部分区域层填土较厚，土质不均、成分复杂，工程性质较差
12、，第、层淤泥质土属软弱土层，灵敏度高，易受扰动变形。部分区域基坑施工场地布置较为紧张，基坑边线距离用地红线较近，施工操作面狭小。根据建设单位对工期的要求，项目进度紧张。2.2方案选型根据工程经验，对类似深度和规模的基坑，一般可采用板式支护+水平支撑的围护形式。围护桩一般可采用850950的钻孔灌注桩，外排设置单排三轴水泥土搅拌桩止水帷幕，可基本满足设计需求。支撑选型方面，一般可采用双层水平支撑系统，形式可比选对/角撑+边桁架体系或环形支撑体系。考虑到本项目面积巨大，如采用对/角撑+边桁架的支撑形式，将产生大量临时支撑，大幅增加工程造价，且大量立柱的设置也会增加挖土难度，从而增加施工工期。因此，
13、综合考虑基坑安全性、周边环境、施工便利性、经济性等因素后，最终选择环形支撑体系结合中心岛开挖的方案。2.3基坑围护设计要点2.3.1基坑剖面做法采用9001 100钻孔灌注桩，桩长24.5 m，插入深度15.7 m，插入比1 1.41，桩外侧采用38501 200三轴水泥土搅拌桩，桩长17.0 m。在标高+2.150 m和-2.950 m处设置两道钢筋混凝土环形支撑，被动区采用700500双轴水泥土搅拌桩进行加固。典型剖面如图2所示。2.3.2内支撑体系本基坑采用上、下两道混凝土双圆环支撑体系，内环直径161.0 m，外环直径179.1 m。为了增加支撑的整体刚度，在阳角及基坑四周薄弱处设置2
14、00 mm厚的加强混凝土板带，并整体版增大了环形支撑截地层编号及地层名称杂填土粉质粘土淤泥质粉质粘土与粘质粉土互层淤泥质粘土1粘土3粉质粘土粘土砂质粉土平均层厚/m2.511.4111.945.156.269.113.327.15天然重度/kNm-318.019.217.917.117.418.219.818.6固结快剪峰值（平均值）c/kPa102510141520494/10.020.523.512.514.021.017.031.0渗透系数/cms-1-4.00E-064.00E-048.00E-075.00E-072.00E-052.00E-056.00E-04表1土层分布及物理力学指
15、标Tab.1Physical and Mechanical Parameters of Soils图1项目平面及周边环境Fig.1Surrounding Environment of Foundation Pit南、北区中隔墙已建小区地下室边线北区南区基坑边线轻轨车站已建小区地下室边线图2典型剖面Fig.2Profile of Excavation and Layout of Soil Layers（mm）地面标高4.050 m杂填土粉质粘土淤泥质粉质粘土淤泥质粘土1粘土粘土砂质粉土-13.950m12008003.050m120080018008501400800内环梁外环梁12008001
16、800850内环梁外环梁-22.750m47004.050m400010008008008002.150m410019005100-7.050m-2.950m-7.050m440015700800069001110027005600130057001220053038501200搅拌桩9001100灌注桩700500搅拌桩L=17.00mL=24.50m43广东土木与建筑MAR 2023 Vol.30 No.32023年3月 第30卷 第3期面，分别采用1 800850（第一道支撑，外环梁），1 200800（第一道支撑，内环梁），2 200850（第二道支撑，外环梁），1 600850（第二道支撑，内环梁）。典型支撑平面布置及监测点平面布置如图3所示。2.4岛式开挖施工流程及要点本工程基坑采用中心岛式开挖方法进行施工，大致可分为以下几个工况：工况1，场地平整，施工周边围护桩、止水帷幕、坑内加固、立柱、立柱桩等；工况2，卸土至第一道支撑标高，施工第一道围檩/支撑；工况3，降水后，岛式开挖第一道支撑下土体至第二道支撑标高处，施工第二道支撑；工况4，开挖中央土体至第二道支撑处；工况5，按照
