1天津泰达滨海站建设开发有限公司天津300450；2中国铁路设计集团有限公司天津300450
摘要：北京新机场和京雄铁路作为国家级重点工程，其基坑工程深度、体量均较大，且与临近工程相互影响。本文主要介绍了该深大基坑工程的设计思路、设计方法等内容，以供今后类似工程参考。
关键词：基坑支护；降水；围护桩；支撑；锚索
1工程概况及周边环境
北京新机场定位为大型国际枢纽机场，远期客运量达1亿人次。新机场引入新机场线、R4线、S6线等三条轨道交通线路及城际铁路联络线、京雄铁路两条国铁线路，形成综合交通枢纽。
新机场航站区选址在北京与河北交界处，距市中心50km；位于北京市大兴区榆垡镇、礼贤镇和河北省廊坊市广阳区之间，永定河北岸。
场地位于永定河冲积平原，地形较平坦，略有起伏，地势开阔，地面高程一般为21.0～22.15m。场地内大部为耕地，分布零星温室大棚，均已拆迁完毕。
京雄铁路新机场站位于地下，分为两层。地下二层为站台层，地下一层为站厅及设备层。车站为南北走向，从新机场航站楼下方穿过。
2工程地质与水文地质
根据地勘报告，隧道区地层主要为第四系全新统冲积层（Q4al）黏土、粉质黏土、粉土、粉砂、细砂、中砂，下伏第三系（Q3al）黏土、粉质黏土、粉土、粉砂、细砂、中砂。
工程场地范围内未见地表水体。沿线地下水为第四系孔隙潜水，局部具微承压性，其中砂类土层中水量丰富。沿线地下水埋深变化较大，水位埋深14.5～21.0m（高程0.81～7.08m），水位季节性变幅3.0～5.0m，主要由大气降水、地表水渗透及地下径流补给，排泄以蒸发和人工开采为主。水量受季节影响较大，雨季时水量丰富水位上升，干旱季节时水量较少。隧道洞身砂层富水量较大，对隧道施工将造成一定影响。
3基坑围护方案设计
3.1基坑概况
新机场站分为两部分，包括机场航站楼下压部分和航站楼外独立施工部分。本文主要研究机场外独立施作部分的基坑围护结构设计问题。
整个基坑位于航站楼北侧，南北方向布置。基坑呈长条扇形，总长约772m，基坑宽度15.1～73.5m，基坑深度约17.5m。基坑面积为21278平方米。
3.2基坑难点与特点
3.2.1基坑紧临已部分完工的航站楼结构，基坑变形保护要求高
基坑南接已部分完工的航站楼结构。航站楼地下部分在国铁和地铁区域为负二层结构，其余部分为负一层结构。本工程基坑开挖对临近浅层航站楼结构安全造成一定影响。
3.2.2施工干扰大
本工程与临近的轨道交通工程、道路、市政管线等工程同期施工，相互施工干扰大。
3.2.3工程地质与水文地质条件复杂
场地地层以粉质粘土夹砂层为主，地下水位位于坑底以上5m左右。降水易引起砂层的水土流失，降水问题较突出。
3.2.4基坑施工对先期施作工程保护压力大
工程桩需在基坑开挖前先期施工，基坑开挖期间有可能会因为坑底隆起的原因造成工程桩上浮，或挖土期间对工程桩产生磕碰等损伤，因此后期基坑开挖期间对先期完成的工程桩的保护压力大。
3.2.5雨季施工风险性大
由于本工程基坑施工期间跨越雨季，地表水汇入基坑以及局部地下水位快速上升，将增大基坑工程风险，设计时应预估气候条件对基坑开挖带来的不利影响，在设计方案中予以考虑。
3.3基坑设计的原则与思路
3.3.1安全可靠，注意效率
本工程为重点工程，工程社会影响大，一旦发生意外，工程损失巨大。设计与施工方案一定要确保安全，并注重考虑方案的可实施性。
3.3.2统筹兼顾、综合比选确定合理工程方案
本工程与临近的轨道交通工程、城际铁路联络线工程、机场地下空间开发工程、市政道路管线工程等均同期施作，在充分考虑各工程的平面、竖向关系后，确定兼顾临近工程实施的优化方案。
3.3.3充分利用时空效应理论，采用分层、分块开挖、注意保护的原则
3.3.4理论先导，实践结合
分理论分析，确定合理技术方案，在工程实施阶段，与业主、施工、监理等各方紧密配合，发现问题及时修正。
3.3.5加强监测，全程监控
监控量测是安全施工的必要保障，是信息化设计与施工的基础，施工过程中必须高度重视，并贯穿工程全过程，确保工程万无一失。
3.4基坑支护体系方案选型
根据本地区的工程地质、水文地质条件以及本项目的实际情况，本基坑工程宜采用明挖法施工。
3.4.1围护体形式选择
本工程场地具备一定的放坡开挖条件，但考虑到本工程基坑深度较大，全部采用放坡开挖，土方量巨大。且放坡后，基本没有施工场地和施工道路。
土钉墙支护或复合土钉墙支护，其放坡坡率较小，常适于坑深不大、土质较好的基坑工程。本工程基坑深度较大，且工程重要程度较高，也不宜采用土钉支护。
地下连续墙支护具有自身支护刚度大、挡土与止水合一等优点，但造价较大。
围护桩支护具有支护刚度大、适用地质条件广、技术成熟稳定、造价适中的特点。
综合上述围护体特点，本工程推荐采用上部放坡、下部钻孔灌注桩围护的围护形式。
3.4.2内撑支护形式选择
内撑体系包括支撑、锚索等形式。支撑形式具有支护刚度大、不需要占用临近地下空间等特点。锚索形式具有开挖条件好、单边自稳等特点。
本工程按线路可分为双线段和咽喉区段，双线段基坑宽度为15.1~16.6m，咽喉区段基坑宽度为16.6~73.5m。
（1）双线段基坑
该部分基坑为长条形，宽度不大，且与临近工程距离较近。故推荐该部分基坑采用钢支撑支护。
（2）咽喉区段基坑
该部分基坑为扇形，基坑开挖宽度逐渐扩大。该段基坑可采用混凝土支撑和锚索支护形式。
混凝土支撑安全可靠，对周边环境和临近工程影响较小。但存在须加设临时立柱、拆撑困难等问题。而锚索支护形式具有开挖出土快、没有拆撑工况等优点，但也存在需要临时占用临近地下空间等问题。
在与各方业主单位多方协商后，通过机场北部多工程的整体筹划，确定锚索方案可行。
本工程在咽喉区段最终方案为锚索支护形式。
4基坑围护设计方案
双线段基坑围护桩采用直径1m@1.4m钻孔灌注桩，桩长21.5m。竖向采用三道钢支撑及一道钢倒撑，支撑水平间距一般为4m。钢支撑及钢倒撑均采用φ609钢管。
咽喉区段基坑围护桩采用直径1m@1.5m钻孔灌注桩，桩长21.5m。竖向采用三道锚索，锚索水平间距为1.5m。
围护桩顶设一道混凝土冠梁，下部钢支撑及锚索采用钢腰梁。
各项整体稳定计算均满足规范要求。
6基坑监测与信息化施工
基坑开挖及地下结构施工期间应加强信息化施工管理，设计时应制定监测方案，并提供必要的预警值。施工期间应根据监测资料及时控制和调整施工进度和施工方法，对施工全过程进行动态控制。如监测数据达到或超过报警值应及时采取有效措施保证工程安全进行。
7结束语
本工程为重点工程的深大基坑设计，在确定基坑方案时，应综合考虑基坑深度、基坑平面尺寸、场地地质水文条件、周围环境、主体结构情况、施工工期、施工水平及现场施工条件等诸多因素，并应结合临近工程条件，综合考虑整体工程筹划，统筹兼顾，确定合理设计方案。
参考文献：
[1]刘国彬，王卫东主编.基坑工程手册（第二版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2009.
[2]黄绍铭，高大钊主编.软土地基与地下工程(第二版)[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.
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