紧邻既有地下建筑深基坑支护工程案例
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40 35 30
图 5 后排桩桩身弯矩（155.92kN·m/m）
图 6 双排桩冠梁联结锚杆拉力 (85.24kN/m) 5 基坑工程监测 本基坑工程监测项目包括土钉墙坡顶水 平位移及沉降、桩顶水平位移、桩身测斜、 锚索轴力。
140.0 120.0 100.0 80.0
累计变化量（kN）
位移量（mm）
60.0 M5-2
20 15 10 5 0
2012-1-4 2012-1-12 2012-2-1 2012-2-3 2012-2-7 2012-2-10 2012-2-14 2012-2-16 2012-2-20 2012-2-27 2012-3-15 2012-4-16 2012-5-14 2012-6-1 2012-6-27 2012-7-13 2012-7-18 2012-7-23 2012-8-1 2012-8-7 2012-8-16 2012-8-22 2012-10-12
下水，地下水类型为潜水，静止水位埋深为 基底以下，基坑设计不考虑地下水对基坑的 影响。 3 基坑工程设计 本基坑支护结构设计拟采用上部土钉墙 +下部桩锚支护体系， 以保证在土方开挖和施 工阶段基坑周边稳定及挡土的要求。由于拟 建深基坑紧邻既有地下建筑，上部土钉墙只 能设置较短土钉，且桩锚支护段的上部也不 能设置预应力锚索，这将可能会导致基坑出 现安全事故。本工程基坑支护考虑充分利用 既有地下建筑的原有支护结构，将原有支护 结构的排桩与拟建基坑的排桩通过锚杆将其 连为一体，形成近似双排桩的支护结构，从 而解决了支护难题。具体是在原有支护结构 的排桩位置从地面进行人工挖孔，挖至原有 支护结构排桩的冠梁处进行植筋，之后从拟 建基坑排桩冠梁处定向施工锚杆进入先前人 工挖孔的原有支护结构冠梁处，用两根 ø25 钢筋将新旧两排桩的冠梁联系在一起。具体 设计见图 1。
-20.0 -40.0
日期
日期
图 2 水平位移云图(最大水平位移 84.82mm)
图 3 沉降云图(最大沉降 49.81mm)
图 7 锚索拉力实测曲线 2012 年 1 月 18 日（农历腊月廿五）第 春节假期 一道锚索轴力累计增加了 12.5KN， 结束后的 2 月 1 日，累计增加了 57.7KN。随 后锚索轴力持续增加，至 2 月 9 日锚索轴力 累计增加了 93.8KN，且有持续增大的趋势。 详见图 7。这主要是由于在冬季冻胀期间， 因排桩支护结构和既有地下建筑结构的两端 边界约束，土体的冻胀力无法得到应力释放 和应力消除，从而使锚索轴力增大。为了安 全起见，在土钉墙坡顶距离基坑边 1m 左右 的位置布设了一排地质钻孔用于缓解土层冻 胀力，钻孔间距 60cm 左右，孔深 9m。通过 施作减压地质钻孔， 锚索轴力有所缓慢回落， 2 月 27 日锚索轴力累计增加了 68.6KN，不 再回落并趋于稳定。随着天气逐渐转暖，土 体消融，冻胀力逐渐消除，将先前钻探的地 质减压孔进行水泥浆充填。
紧邻既有地下建筑深基坑支护工程案例
作者： 作者单位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 臧传田， 耿冬青 臧传田(中国建筑股份有限公司海外事业部，北京，100026)， 耿冬青(中国建筑股份有限公司技术中心，北 京，101300) 工程建设标准化 Standardization of Engineering Construction 2015(4)
1 ① 素填土 3.5m 19.0 19.1 19.9 19.8 19.0 20.0 10.0 20.3 33.0 34.6 0.0 0.0 10.0 24.3 18.7 19.6 35.0 45.0
砂粉2 ② 4.1m 粘粉 粉粘3 ③ 5.0m 重粉粘 粉粘4 ④ 6.9m 重粉粘
5 ⑤ 细中砂 6.3m 6 ⑥
理论探讨
·249·
紧邻既有地下建筑深基坑支护工程案例
臧传田 1 耿冬青 2 （1.中国建筑股份有限公司海外事业部，北京，100026） （2.中国建筑股份有限公司技术中心，北京，101300）
【摘 要】本文以北京城区某紧邻既有 地下建筑深基坑支护工程为例，提出了利用 既有地下建筑的原有支护结构进行拟建基坑 的支护设计方法，并采用有限元法对该支护 体系协同作用进行了数值模拟仿真分析。同 时对基坑支护结构的位移、内力进行现场数 据监测，通过对监测数据的科学分析验证设 计的合理性。研究结果表明，利用既有地下 建筑的原有支护结构进行基坑设计是一种较 为有效的基坑支护设计方法。 【关键词】紧邻；既有地下建筑；基坑 支护 1 引言 随着城市的快速发展和城市土地资源的 日益紧张，紧邻既有地下建筑深基坑支护工 程越来越多，也出现了一些基坑工程安全事 故。本文拟通过充分利用既有地下建筑的原 有支护结构来统筹考虑拟建基坑的支护设 计，从而找到更加科学的设计方法。 2 基坑工程概况 拟建工程位于北京市朝阳区北京奥体南 区核心区域，紧邻已运营的地铁十号线安贞 门车站，该地块西至奥体南区五号路，东至 奥体南区四号路，南至北土城路；用地规模 17509.1m2，用地红线南北向距离约 140m， 东西向距离约 130m； 办公楼地上 21～22 层、 商业地上 2 层，地下 4 层。该地块建筑基坑 深度 25.18m。 根据地质勘察报告，拟建场区位于永定 河冲洪积扇中上部，地形基本平坦。场区地 质勘探深度范围内，地表层为人工堆积层 , 其下为第四纪沉积层, 地层土质详见表 1： 表 1 土层参数表 土层 天然重 内摩 序 地层 岩性名 粘聚力 厚度 度 擦角 号 代号 称 C/kPa /m /kN/m3 ϕ /°
圆砾 5.4m
根据勘察报告，勘察钻孔中测得一层地
本基坑支护设计参数： -5.8m 以上采用土钉墙支护，土钉长度 4m，竖向间距 1.4m，横向间距 1.支护设计剖面图 为 1ø20 钢筋， 面层 ø8@200 钢筋网片并喷射 1.5m。锚索杆体均为 4ø15.2 钢绞线，钢腰梁 8cm 厚混凝土。-5.8m 以下采用桩锚支护， 均为 2 根拼装的 28b 工字钢。其余设计参数 设置三道预应力锚索，锚索水平间距均为 见表 2。
位移量（mm）
2012-1-4 2012-1-12 2012-2-1 2012-2-3 2012-2-7 2012-2-10 2012-2-14 2012-2-16 2012-2-20 2012-2-27 2012-3-15 2012-4-16 2012-5-14 2012-6-1 2012-6-27 2012-7-13 2012-7-18 2012-7-23 2012-8-1 2012-8-7 2012-8-16 2012-8-22 2012-8-27 2012-8-31 2012-10-12
参考文献(2条) 1.建筑基坑支护技术规程 2.程学军;尹文斌;耿冬青 组合支护体系中下部连续墙顶位移对基坑坡顶位移的影响 2008(07)
引用本文格式：臧传田.耿冬青 紧邻既有地下建筑深基坑支护工程案例[期刊论文]-工程建设标准化 2015(4)
理论探讨
前后亦表现出了突然增加的趋势，从 1 月 16 日的 6mm 增加到 2 月底的 34mm， 表明下部 桩锚支护结构因冬季土体冻胀且有既有地下 建筑结构边界约束导致桩顶水平位移增大。 随后桩顶水平位移出现了缓慢回落的趋势， 从 2 月底桩顶水平位移 34mm 回落至 3 月底 的 25mm。这主要是由于采取了前面所述的 地质钻孔冻胀力减压的措施。但这之后随着 坡顶模板堆载，桩顶水平位移又继续增大， 从 3 月底的 25mm 增加到了 6 月底的 32mm。 进入雨季后，桩顶水平位移基本稳定，一直 维持在 3cm 左右，特别是北京当年的“7.21” 特大暴雨对桩顶水平位移无任何影响，说明 雨季对下部的桩锚支护结构影响较小。 由图 9 和图 10 可以看出， 上部土钉墙的 坡顶水平位移和沉降总体是持续增大的趋 势。坡顶水平位移和沉降在春节前后基本保 持稳定，说明冬季冻胀对上部土钉墙支护结 构影响较小。坡顶水平位移从 3 月 15 日的 2mm 增加到 6 月 15 日的 17mm，坡顶沉降 从 3 月 15 日的 15mm 增加到 6 月 15 日的 40mm， 这主要是由于地下结构施工时坑边模 板堆载所致。坡顶水平位移从雨季前的 20mm 增加到雨季后的 30mm，坡顶沉降从 雨季前的 40mm 增加到雨季后的 60mm，说 明雨季对上部土钉墙支护结构影响较大。
·250·
表 2 锚索设计参数表 自由 锚固 锚索 锚索标 设计值 锁定值 段长 段长 排数 高/m /KN /KN 度/m 度/m 第1 -13.5 8 13 430 300 排 第2 -17.4 7 15 510 350 道 第3 -21.3 5 16 490 340 排 4 有限元模拟计算 本工程基坑设计采用 PLAXIS 岩土有限 元分析软件进行数值模拟计算。通过数值仿 真模拟计算，基坑最大水平位移发生在上部 土钉墙，最大水平位移达 84.82mm，最大地 表沉降 49.81mm。前排护坡桩桩顶最大水平 位 移 为 80.98mm ， 桩 身 最 大 弯 矩 为 612.58kN·m /m；后排护坡桩（既有支护桩） 桩顶最大水平位移为 74.48mm, 桩身最大弯 矩为 155.92kN·m /m。 双排桩冠梁顶部联结锚 杆拉力为 85.24kN/m。详见图 2～6。从图中 可以看出，前排桩与后排桩的桩顶最大水平 位移相差不大，这主要是由于两根 ø25 联结 钢筋近似于刚性的连接所致。但前后排桩的 桩身最大弯矩差别很大，前排桩桩身最大弯 矩为后排桩桩身最大弯矩近 4 倍。
40 35 30 25
图 9 坡顶水平位移实测曲线
0 -10 -20
沉降量（mm）
-30 -40 -50 -60 -70 日期
20 15 10 5 0
图 4 前排桩桩身弯矩(612.58kN·m/m)
日期
图 8 桩顶水平位移实测曲线 由图 8 可以看出，桩顶水平位移在春节
图 10 坡顶沉降实测曲线 6 结语 通过以上分析表明：对于紧邻既有地下 建筑深基坑支护，冬季土体冻胀对下部桩锚 支护结构影响较大， 对上部土钉墙影响较小； 而雨季正好相反，对下部桩锚支护结构影响 较小，对上部土钉墙影响较大。 通过基坑全过程安全监测，基坑总体保 持稳定，且位移控制在安全范围内，说明利 用邻近既有地下建筑原有支护结构的基坑设 计方法是一种较为有效的基坑组合支护设计 方法，能够保证基坑施工安全。 参考文献 [1] JGJ120-2012 建筑基坑支护技术规程 [S]. [2]程学军，尹文斌，耿冬青. 组合支护 体系中下部连续墙顶位移对基坑坡顶位移的 影响[J]. 建筑科学,2008,24(7):76-77
图 5 后排桩桩身弯矩（155.92kN·m/m）
图 6 双排桩冠梁联结锚杆拉力 (85.24kN/m) 5 基坑工程监测 本基坑工程监测项目包括土钉墙坡顶水 平位移及沉降、桩顶水平位移、桩身测斜、 锚索轴力。
140.0 120.0 100.0 80.0
累计变化量（kN）
位移量（mm）
60.0 M5-2
20 15 10 5 0
2012-1-4 2012-1-12 2012-2-1 2012-2-3 2012-2-7 2012-2-10 2012-2-14 2012-2-16 2012-2-20 2012-2-27 2012-3-15 2012-4-16 2012-5-14 2012-6-1 2012-6-27 2012-7-13 2012-7-18 2012-7-23 2012-8-1 2012-8-7 2012-8-16 2012-8-22 2012-10-12
下水，地下水类型为潜水，静止水位埋深为 基底以下，基坑设计不考虑地下水对基坑的 影响。 3 基坑工程设计 本基坑支护结构设计拟采用上部土钉墙 +下部桩锚支护体系， 以保证在土方开挖和施 工阶段基坑周边稳定及挡土的要求。由于拟 建深基坑紧邻既有地下建筑，上部土钉墙只 能设置较短土钉，且桩锚支护段的上部也不 能设置预应力锚索，这将可能会导致基坑出 现安全事故。本工程基坑支护考虑充分利用 既有地下建筑的原有支护结构，将原有支护 结构的排桩与拟建基坑的排桩通过锚杆将其 连为一体，形成近似双排桩的支护结构，从 而解决了支护难题。具体是在原有支护结构 的排桩位置从地面进行人工挖孔，挖至原有 支护结构排桩的冠梁处进行植筋，之后从拟 建基坑排桩冠梁处定向施工锚杆进入先前人 工挖孔的原有支护结构冠梁处，用两根 ø25 钢筋将新旧两排桩的冠梁联系在一起。具体 设计见图 1。
-20.0 -40.0
日期
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图 2 水平位移云图(最大水平位移 84.82mm)
图 3 沉降云图(最大沉降 49.81mm)
图 7 锚索拉力实测曲线 2012 年 1 月 18 日（农历腊月廿五）第 春节假期 一道锚索轴力累计增加了 12.5KN， 结束后的 2 月 1 日，累计增加了 57.7KN。随 后锚索轴力持续增加，至 2 月 9 日锚索轴力 累计增加了 93.8KN，且有持续增大的趋势。 详见图 7。这主要是由于在冬季冻胀期间， 因排桩支护结构和既有地下建筑结构的两端 边界约束，土体的冻胀力无法得到应力释放 和应力消除，从而使锚索轴力增大。为了安 全起见，在土钉墙坡顶距离基坑边 1m 左右 的位置布设了一排地质钻孔用于缓解土层冻 胀力，钻孔间距 60cm 左右，孔深 9m。通过 施作减压地质钻孔， 锚索轴力有所缓慢回落， 2 月 27 日锚索轴力累计增加了 68.6KN，不 再回落并趋于稳定。随着天气逐渐转暖，土 体消融，冻胀力逐渐消除，将先前钻探的地 质减压孔进行水泥浆充填。
紧邻既有地下建筑深基坑支护工程案例
作者： 作者单位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 臧传田， 耿冬青 臧传田(中国建筑股份有限公司海外事业部，北京，100026)， 耿冬青(中国建筑股份有限公司技术中心，北 京，101300) 工程建设标准化 Standardization of Engineering Construction 2015(4)
1 ① 素填土 3.5m 19.0 19.1 19.9 19.8 19.0 20.0 10.0 20.3 33.0 34.6 0.0 0.0 10.0 24.3 18.7 19.6 35.0 45.0
砂粉2 ② 4.1m 粘粉 粉粘3 ③ 5.0m 重粉粘 粉粘4 ④ 6.9m 重粉粘
5 ⑤ 细中砂 6.3m 6 ⑥
理论探讨
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紧邻既有地下建筑深基坑支护工程案例
臧传田 1 耿冬青 2 （1.中国建筑股份有限公司海外事业部，北京，100026） （2.中国建筑股份有限公司技术中心，北京，101300）
【摘 要】本文以北京城区某紧邻既有 地下建筑深基坑支护工程为例，提出了利用 既有地下建筑的原有支护结构进行拟建基坑 的支护设计方法，并采用有限元法对该支护 体系协同作用进行了数值模拟仿真分析。同 时对基坑支护结构的位移、内力进行现场数 据监测，通过对监测数据的科学分析验证设 计的合理性。研究结果表明，利用既有地下 建筑的原有支护结构进行基坑设计是一种较 为有效的基坑支护设计方法。 【关键词】紧邻；既有地下建筑；基坑 支护 1 引言 随着城市的快速发展和城市土地资源的 日益紧张，紧邻既有地下建筑深基坑支护工 程越来越多，也出现了一些基坑工程安全事 故。本文拟通过充分利用既有地下建筑的原 有支护结构来统筹考虑拟建基坑的支护设 计，从而找到更加科学的设计方法。 2 基坑工程概况 拟建工程位于北京市朝阳区北京奥体南 区核心区域，紧邻已运营的地铁十号线安贞 门车站，该地块西至奥体南区五号路，东至 奥体南区四号路，南至北土城路；用地规模 17509.1m2，用地红线南北向距离约 140m， 东西向距离约 130m； 办公楼地上 21～22 层、 商业地上 2 层，地下 4 层。该地块建筑基坑 深度 25.18m。 根据地质勘察报告，拟建场区位于永定 河冲洪积扇中上部，地形基本平坦。场区地 质勘探深度范围内，地表层为人工堆积层 , 其下为第四纪沉积层, 地层土质详见表 1： 表 1 土层参数表 土层 天然重 内摩 序 地层 岩性名 粘聚力 厚度 度 擦角 号 代号 称 C/kPa /m /kN/m3 ϕ /°
圆砾 5.4m
根据勘察报告，勘察钻孔中测得一层地
本基坑支护设计参数： -5.8m 以上采用土钉墙支护，土钉长度 4m，竖向间距 1.4m，横向间距 1.支护设计剖面图 为 1ø20 钢筋， 面层 ø8@200 钢筋网片并喷射 1.5m。锚索杆体均为 4ø15.2 钢绞线，钢腰梁 8cm 厚混凝土。-5.8m 以下采用桩锚支护， 均为 2 根拼装的 28b 工字钢。其余设计参数 设置三道预应力锚索，锚索水平间距均为 见表 2。
位移量（mm）
2012-1-4 2012-1-12 2012-2-1 2012-2-3 2012-2-7 2012-2-10 2012-2-14 2012-2-16 2012-2-20 2012-2-27 2012-3-15 2012-4-16 2012-5-14 2012-6-1 2012-6-27 2012-7-13 2012-7-18 2012-7-23 2012-8-1 2012-8-7 2012-8-16 2012-8-22 2012-8-27 2012-8-31 2012-10-12
参考文献(2条) 1.建筑基坑支护技术规程 2.程学军;尹文斌;耿冬青 组合支护体系中下部连续墙顶位移对基坑坡顶位移的影响 2008(07)
引用本文格式：臧传田.耿冬青 紧邻既有地下建筑深基坑支护工程案例[期刊论文]-工程建设标准化 2015(4)
理论探讨
前后亦表现出了突然增加的趋势，从 1 月 16 日的 6mm 增加到 2 月底的 34mm， 表明下部 桩锚支护结构因冬季土体冻胀且有既有地下 建筑结构边界约束导致桩顶水平位移增大。 随后桩顶水平位移出现了缓慢回落的趋势， 从 2 月底桩顶水平位移 34mm 回落至 3 月底 的 25mm。这主要是由于采取了前面所述的 地质钻孔冻胀力减压的措施。但这之后随着 坡顶模板堆载，桩顶水平位移又继续增大， 从 3 月底的 25mm 增加到了 6 月底的 32mm。 进入雨季后，桩顶水平位移基本稳定，一直 维持在 3cm 左右，特别是北京当年的“7.21” 特大暴雨对桩顶水平位移无任何影响，说明 雨季对下部的桩锚支护结构影响较小。 由图 9 和图 10 可以看出， 上部土钉墙的 坡顶水平位移和沉降总体是持续增大的趋 势。坡顶水平位移和沉降在春节前后基本保 持稳定，说明冬季冻胀对上部土钉墙支护结 构影响较小。坡顶水平位移从 3 月 15 日的 2mm 增加到 6 月 15 日的 17mm，坡顶沉降 从 3 月 15 日的 15mm 增加到 6 月 15 日的 40mm， 这主要是由于地下结构施工时坑边模 板堆载所致。坡顶水平位移从雨季前的 20mm 增加到雨季后的 30mm，坡顶沉降从 雨季前的 40mm 增加到雨季后的 60mm，说 明雨季对上部土钉墙支护结构影响较大。
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表 2 锚索设计参数表 自由 锚固 锚索 锚索标 设计值 锁定值 段长 段长 排数 高/m /KN /KN 度/m 度/m 第1 -13.5 8 13 430 300 排 第2 -17.4 7 15 510 350 道 第3 -21.3 5 16 490 340 排 4 有限元模拟计算 本工程基坑设计采用 PLAXIS 岩土有限 元分析软件进行数值模拟计算。通过数值仿 真模拟计算，基坑最大水平位移发生在上部 土钉墙，最大水平位移达 84.82mm，最大地 表沉降 49.81mm。前排护坡桩桩顶最大水平 位 移 为 80.98mm ， 桩 身 最 大 弯 矩 为 612.58kN·m /m；后排护坡桩（既有支护桩） 桩顶最大水平位移为 74.48mm, 桩身最大弯 矩为 155.92kN·m /m。 双排桩冠梁顶部联结锚 杆拉力为 85.24kN/m。详见图 2～6。从图中 可以看出，前排桩与后排桩的桩顶最大水平 位移相差不大，这主要是由于两根 ø25 联结 钢筋近似于刚性的连接所致。但前后排桩的 桩身最大弯矩差别很大，前排桩桩身最大弯 矩为后排桩桩身最大弯矩近 4 倍。
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图 9 坡顶水平位移实测曲线
0 -10 -20
沉降量（mm）
-30 -40 -50 -60 -70 日期
20 15 10 5 0
图 4 前排桩桩身弯矩(612.58kN·m/m)
日期
图 8 桩顶水平位移实测曲线 由图 8 可以看出，桩顶水平位移在春节
图 10 坡顶沉降实测曲线 6 结语 通过以上分析表明：对于紧邻既有地下 建筑深基坑支护，冬季土体冻胀对下部桩锚 支护结构影响较大， 对上部土钉墙影响较小； 而雨季正好相反，对下部桩锚支护结构影响 较小，对上部土钉墙影响较大。 通过基坑全过程安全监测，基坑总体保 持稳定，且位移控制在安全范围内，说明利 用邻近既有地下建筑原有支护结构的基坑设 计方法是一种较为有效的基坑组合支护设计 方法，能够保证基坑施工安全。 参考文献 [1] JGJ120-2012 建筑基坑支护技术规程 [S]. [2]程学军，尹文斌，耿冬青. 组合支护 体系中下部连续墙顶位移对基坑坡顶位移的 影响[J]. 建筑科学,2008,24(7):76-77
