基坑支护设计范文

基坑支护设计范文（精选11篇）

基坑支护设计 第1篇

1 工程概况及周边环境

本工程是一栋办公楼, 位于某市火车站附近。总建筑面积为5650m2, 地上7层, 地下一层, 总建筑高度25.8m。基础采用桩基础。场地西北侧拟建一条宽约5m的道路, 路面标高为15.08~20.0m, 道路北侧西段为2~4.4m高的石砌挡墙, 石砌挡墙后约5m为1#住宅楼 (混5) ;道路北侧东段距道路约2.0m处为3#住宅楼 (砼5.5) , 已建住宅楼均为条形基础, 基础埋深1~2m。东北侧为2~5层砖混结构浅基础民宅, 基础埋深1~2m;东南侧为道路, 路面标高为13.2~14.6m;西南侧为在建三环路, 路面高程约为9.50m。拟建办公楼地下室底板面标高为相对标高-4.5m, 底板厚度为350mm, 承台高度1.00~2.45m, 基坑开挖至坑底时基坑底绝对高程为5.05m, 局部承台较深处高程为3.9~2.95m。基坑开挖深度4.25~16.65m, 周长约230m。基坑回填后, 场地周边形成3~10m高的永久性边坡, 部分基坑支护结构兼作边坡支护结构。边坡底高程为罗零9.5~10.0m。地面0.00相当于罗零高程10.00。

2 基坑工程设计方案

由于此楼周围已建建筑物比较密集, 保证已经施工完成的桩和基坑施工的安全以及周围建筑物的安全是本工程首先需要解决的一个问题[1]。

2.1 工程地质、水文地质概况及基坑工程设计参数

根据该工程的《岩土工程勘察报告》并从基坑支护设计施工的角度考虑, 场地可以化分为以下六个岩土层。

(1) 素填土:灰黄色, 稍湿, 稍密。成分主要为回填的坡残积砂质粘性土和碎块石等, 堆填年限约30年。层厚1.65~2.20m。

(2) 坡积砾质粘性土:灰黄色、棕红色, 湿, 硬可塑~硬塑状态。厚度2.3~4.40m。

(3) 残积砾质粘性土:灰黄色, 饱和, 硬可塑~硬塑。厚度2.65~12.50m。

(4) 全风化花岗岩:灰黄色, 饱和, 密实。厚度1.9~11.9m。

(5) 强风化花岗岩 (砂土状) :灰黄色、褐黄色, 密实。厚度1.8~8.2m。

(6) -2强风化花岗岩 (碎块状) :灰黄色、灰白色, 稍硬。部分钻孔未揭穿。

场地内地下水主要为赋存于强风化花岗岩、中~微风化花岗岩中的孔隙、裂隙承压水。强风化花岗岩 (砂土状) 层赋水介质的孔隙、裂隙多为粘性土所充填, 其透水性和富水性较弱。总体上地下水透水性、富性弱。地下水主要接收含水层侧向径流补给, 地下水径流排泄速度较慢。地下水稳定水位埋深为0.95~5.00m, 水位变幅受季节影响较小。

注:土层力学指标为直剪指标, () 内为经验取值。

本工程设计采用的岩土层设计计算参数如表1, 本次计算采用的指标为直剪指标。

2.2 支护结构体系

(1) 本基坑侧壁安全等级为一级, 基坑侧壁重要性系数1.1, 基坑周边道路附加荷载标准值按15k Pa考虑, 其中东南侧道路按10k Pa考虑, 房屋荷载按每层20k Pa考虑。基坑施工期间, 基坑坡顶2m范围内不得有任何附加荷载, 严禁超载。基坑回填后形成的土坡为永久性边坡, 工程安全等级为一级, 设计使用年限为50年 (不低于受其影响相邻建筑的使用年限) ;边坡抗震设防烈度为7, 基本地震加速度值为0.10g;坡顶道路附加荷载按15k Pa考虑, 东南侧道路按10k Pa考虑, 房屋荷载按每层20k Pa考虑, 严禁超载。建筑物的层数和分布范围见总平图。坡顶附加荷载同基坑。由于边坡岩土介质的复杂性、可变性和不确定性, 边坡设计参数难以准确确定, 加之设计理论和设计方法带有经验性和类比性, 该边坡工程应采用动态设计法。综合考虑该场地的工程地质及水文地质条件、环境控制条件, 基坑的支护结构方案如下:

(1) 基坑顶部道路后无建筑物处采用悬臂式冲孔灌注桩、钢筋砼内支撑+冲孔灌注桩或一道预应力锚索+钢筋砼内支撑+冲孔灌注桩的支护形式。

(2) 基坑顶部附近为1#、3#住宅楼处采用二/三道预应力锚索+钢筋砼内支撑+冲孔灌注桩的支护形式。

(3) 基坑顶部为2~5层砖混结构民居处采用一道/两道钢筋砼内支撑+一道预应力锚索+人工挖孔灌注桩的支护方式。

(4) 基坑东南侧顶部为小区外道路处采用一道钢筋砼内支撑+人工挖孔灌注桩的支护方式。

(5) 基坑靠三环路侧采用放坡的支护方式。场地9.80标高以上部分桩侧面层采用浇捣200厚C20混凝土护面, 内挂钢筋网挡土;9.80m标高以下部分采用喷射C20混凝土护面内挂铁丝网的方式挡土。

(2) 在边坡的施工和使用期间, 必须控制不利于挡墙稳定因素的产生和发展。不得随意开挖墙脚, 严禁墙顶超载, 且避免地表水及地下水渗入坡体, 对有利于边坡稳定的相关环境进行有效保护。

(3) 墙顶、墙脚的建构筑物在施工和使用过程中, 不应损坏或危害已有的挡墙支护体系。

(4) 当边坡周边环境发生改变, 产生新的附加荷载时或边坡实际高度有变化时, 应另行通知设计人员进行变更或加固。

(5) 为美化环境, 采用灌注桩+钢筋砼现浇板支护的挡墙, 在边坡顶部或底部设置钢筋砼花槽, 种植爬山虎等爬藤绿色植物绿化。

(6) 边坡顶部应结合小区周边环境设置栏杆或挡板, 以保证安全。

2.3 冲孔灌注桩

本工程部分支护桩采用冲孔灌注桩, 桩径为800mm、1000mm。冲孔灌注桩1-1剖面图见图1。

(1) 冲孔灌注桩应在场地平整后开始施工。 (2) 本工程灌注桩钢筋笼通长布置, 钢筋笼接头使用机械连接, 接头须按规范要求。 (3) 纵横钢筋交接处均应焊牢, 钢筋笼制作尺寸和就位必须准确, 应确保纵筋露出桩顶设计标高的锚固长度; (4) 钢筋笼外侧需设混凝土垫块或采用其他有效措施, 以确保纵向主筋保护层的厚度为50mm, 并不至碰伤孔壁。灌注桩的冲盈系数≥1.15; (5) 本工程灌注桩混凝土强度等级为C30, 水下混凝土的用料及配合比按现行规范和规程处理。 (6) 施工过程应控制桩顶标高, 一般按设计标高超浇1D (1倍桩径) ;超高部分混凝土待强度达到70%后凿除, 钢筋锚入桩顶冠梁内35d。桩底沉渣厚度:支护桩100mm, 垂直度偏差小于1%。 (7) 本支护桩检测:低应变动力测试根数不少于支护桩数的30%, 由设计单位与质量监督部门共同指定桩位, 待检测合格后, 方可进行下一道工序的施工。 (8) 灌注桩除本说明要求外, 还应符合JGJ94-2008《建筑桩基技术规范》、GB 50202-2002《建筑地基基础工程施工质量验收规范》、GB50007-2002《建筑地基基础设计规范》中有关规定及质量验收标准。

3 基坑及边坡排泄水系统

根据本场地水文及地质情况, 基坑采用明沟排水措施。在基坑内周圈设置一道排水沟, 截面300300, 并每隔20~30m设一个600600集水井, 集水井的底及侧壁厚均为120, 采用M5.0水泥砂浆砌、Mu10混凝土砖。基坑回填后, 永久性边坡坡脚设置一道排水沟, 排水沟为500500, 采用M7.5浆砌和Mu15片石, 沟壁 (沟底) 厚均为200, 沟内排水坡度为0.5%, 应结合小区排水系统统一设置。坡体设置L=2000/6000/9000的100软式透水管, 上斜10%。

4 基坑及边坡监测

(1) 巡视检查:基坑工程施工和使用期内, 每天均应由专人进行巡视检查并做好记录, 巡视以目测为主, 可辅以锤、钎、量尺、放大镜等工器具以及摄像、摄影等设备。

检查内容包括:

(1) 支护结构:支护结构成型质量;冠梁有无裂缝出现;墙后土体有无裂缝、沉陷及滑移;基坑有无涌土、流沙。

(2) 施工工况:开挖后暴露的土质情况与岩土勘察报告有无差异;基坑开挖分段长度、分层厚度及支锚设置是否与设计要求一致;场地地表水、地下水排放状况是否正常;基坑周边地面有无超载。

(3) 周边环境:周边管道有无破损、泄漏情况;周边建筑有无新增裂缝出现;周边道路 (地面) 有无裂缝、沉陷。

(4) 监测设施:基准点、监测点完好状况;监测元件的完好及保护情况;有无影响观测工作的障碍物。

(2) 仪器监测:根据《建筑基坑工程监测技术规范》 (GB50497-2009) , 对本基坑的坡顶水平位移和竖向位移、深层水平位移、周边地表竖向位移、周边建筑竖向位移、周边建筑和地表裂缝进行监测。

(1) 水平位移:在支护坡顶以及基坑周边重要管线的边上每隔15~20m布置一个水平位移观测点, 且每边监测点数目不少于3个, 观测土方开挖及地下室施工对周围土体的影响。

(2) 竖向位移:在支护坡顶, 以及2倍基坑开挖深度范围内的重要地下管线或道路, 每隔15~20m布置一个竖向观测点;相邻建筑物四角、沿外墙每10~15m处或每隔2~3根柱基上布置一个沉降观测点, 且每侧不少于3个, 以观测土方开挖及地下室施工对基坑周边环境的影响。

(3) 深层水平位移:在基坑周边的中部、阳角处及有代表性部位埋设测斜管, 以监测基坑土体或支护桩的深层水平位移, 监测点水平间距20~50m, 且每边监测点数目不少于1个。测斜管埋设在支护桩内时, 测斜管长度与支护桩桩长相同。

(3) 支护桩内力:在每个支护剖面各选择1根有代表性的支护桩, 每根支护桩选择3个 (上、中、下) 断面, 测定桩的内力。

(4) 锚索拉力:选择有代表性的锚索, 测定锚索拉力, 锚索的应力监测根数不少于锚索总数的10%。

(5) 支撑轴力:选择具有代表性的支撑点, 每个测点断面设置4个钢筋应力计, 测定支撑的轴力。

(6) 立柱变形:选取立柱设置变形观测点, 观测基坑土方开挖及地下室施工对立柱沉降变形的影响。

(7) 地下水位监测:在基坑周边的中部及基坑内各布置1~2个水位观测管, 以观测基坑开挖对周边地下水变化的影响。观测管的管底标高为0.25m。

(8) 观测频率:基坑开挖前应进行不少于2次初测。基坑开挖过程中, 当基坑开挖深度5m时, 每二天观测一次, >5m时, 每天观测一次;地下室底板浇捣完毕后7天内每天观测一次, 7~14天内每两天观测一次, 14~28天内每三天观测一次, 28天以后每五天观测一次;施工到±0.00且地下室外回填完毕、周边场地沉降稳定, 再观测一次即告结束。

当出现下列情况之一时, 应提高监测频率, 并及时通知设计单位以采取适当措施: (1) 监测数据达到报警值; (2) 监测数据变化较大或速率加快; (3) 存在勘察未发现的不良地质; (4) 超深、超长开挖或未及时加撑等违反设计工况施工; (5) 基坑及周边大量积水、长时间连续降雨、市政管道出现泄漏; (6) 基坑附近地面荷载突然增大或超过设计值; (7) 支护结构出现开裂; (8) 周边地面突发较大沉降或出现严重开裂; (9) 邻近建筑突发较大沉降、不均匀沉降或出现严重开裂; (10) 基坑底部、侧壁出现管涌、渗漏或流沙现象; (11) 基坑工程发生事故后重新组织施工; (12) 出现其他影响基坑及周边环境安全的异常情[2]。

摘要：由于周边的环境及工程地质水文地质条件的复杂性, 有必要将支护、止水等加以综合考虑, 确保基坑施工的安全可靠。本文对某工程的基坑设计与施工进行了详细的描述。

关键词：基坑支护,设计,施工

参考文献

[1]姜雪洁.基坑支护的设计与施工[J].铁道建筑, 2007 (4) :77-79

深基坑支护工程优化设计论文 第2篇

关键词:深基坑;组合方案;优化设计

随着经济建设的快速发展和人们生活水平的不断提高，近年来，我国的各类建筑得到了迅猛的发展，基坑工程的规模不断增大，开挖的深度也越来越大，但是由于深度较大的基坑往往都是在城市中心，建筑物比较稠密、地下管线很复杂，没有足够的空间提供放坡施工的需要，所以常采用在支护结构保护下的垂直施工方法。目前，支护类型非常多，选择合理的支护型式，需要对深基坑支护工程方案进行优化设计。

1深基坑支护设计现状

当前深基坑支护工程设计中存在的问题主要体现在以下几个方面：①岩土施工中的深基坑支护设计参数在选择上不合理。尤其是对于一些工程项目地质情况较为复杂的项目区域，地质条件复杂、支护的深度较大使得这一偏差越来越大，如无法对岩土施工中的深基坑支护所承受的土压力进行准确的计算则会使得岩土施工中的深基坑支护的安全性大大折扣。②在岩土施工中的深基坑土体取样代表性不强。在岩土施工中的深基坑土质取样中采取的是对项目地的土质进行随机取样，但是由于岩土施工中的深基坑土质的复杂性及土质的不均匀性使得采样所取得的土质数据与项目现场实际情况之间存在着一定的偏差。③对岩土施工中的深基坑开挖的空间效应考虑较少。以往所采用的岩土施工中的深基坑支护在设计时是根据平面应变问题来进行设计的，其能够适应于细长型的岩土施工深基坑支护，但是在应用于长方形的深基坑支护时则无法取得良好的支护效果，因此在岩土施工中的深基坑支护中需要在平面应变进行设计的基础上，对岩土施工中的深基坑支护结构进行一定的调整，以使其能够满足深基坑挖掘的空间效应的要求，确保岩土施工中的深基坑支护的安全性与可靠性。

2深基坑支护工程方案推理机制分析

针对边坡基坑支护设计实例探讨 第3篇

关键词：边坡基坑支护 结构计算 工程实例

1工程概况

本工程现场地势起伏较大，总体西低东高。场地全部处在已征地红线范围内，现场场地开阔，周边无建（构）筑物。拟建房屋基础形式为人工挖孔桩，直径1m，嵌入基岩长度大于2m。

本次主要针对拟建场地范围内8栋和9栋楼的两层地下室基坑，以及场地北、东、南三面的山体护坡进行设计。其中基坑北面相连为山体护坡工程，基坑边线距离削坡坡脚为4.5m。基坑平面尺寸约为160×120m，大体呈凸矩形。现状地面标高56.4～59m（考虑场地整平和边坡开挖），地下室底板顶面标高为49.9m，底板厚度0.4m，垫层100mm，基坑设计深度7～9.6m；现状山体高程57.1～105.8m，边坡高度3.8～24m。现场总平面图。

2工程地质条件

场地属山前丘陵及冲积平原区，原为农田、荒地、采石场，场地北部、东部为丘陵，西侧及中部为冲积平原，总的地势为南、北、东高，中间低；场区在区域构造上属佛岗与肇庆两纬向构造带之间，广从大断裂的东侧，场区距该断裂大于25km。场区内及附近未见断裂构造通过，属构造运动相对平静区；场地岩土层自上而下划分为:人工填土(Qml)、耕植土层(Qpd)、第四系冲积层(Qal)、坡积土层(Qdl)、風化残积土层(Qel)及燕山期花岗岩(γ)等六大类。

场区地下水主要为第四系冲积层的淤泥质粗砂、粗砂、砾砂孔隙水及基岩裂隙水，地下水主要受大气降水及山前侧向迳流补给，钻探期间测得各孔地下水位埋深0.10～14.90m，水位变幅在1.00～2.00m。本工程范围没有砂层，故水量不丰富。

场区地下水对砼具弱腐蚀性，对砼中的钢筋无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。

3边坡、基坑设计方案

3.1方案思路

基坑周边无既有建筑，据资料显示周边无管线。另根据地质勘察资料，本场地范围主要为素填土、粘性土，无淤泥和砂层，周边场地空旷，具备放坡条件。故在南侧和东侧部分地段考虑采用土钉墙支护，在北侧由于距离山体开挖边坡距离较近（约为4.5m），从整体支护分析，采用钻孔灌注桩加锚索的支护方式，桩顶采用冠梁连接，并在填土层设置φ550@400搅拌桩止水帷幕。边坡为永久结构，安全等级为一级，综合考虑地形地貌、地质条件后决定采用混凝土框格植草+锚杆支护形式，坡底采用2m高的浆砌毛石挡墙以体现整体的美观。

3.2对地下水的处理

场区地表存在较厚填土层，有一定的渗水性，主要由大气降水和地表散水补给。土钉墙范围采用泻水方案，桩锚地段设计采用φ550单排搅拌桩，相邻桩之间搭接150mm，形成封闭抗渗帷幕，并在山体边坡的平台上设置截水沟以拦截上体上方的来水。搅拌桩浆液为水泥浆，采用32.5级普通硅酸盐水泥，水灰比为0.5～0.6。桩长依地层、基坑深度变化且以进入不透水层不小于0.50m为宜，应在围护桩施工前做好。

基坑底部采用集水井处理，施工到底后及时浇筑砼垫层。为避免坑顶地表水沿因基坑桩顶位移而产生的裂缝渗入地下，增加基坑侧壁的土压力，基坑四周地面应进行硬化处理，处理方法采用5cm厚C15混凝土覆盖上部土体。

3.3结构计算

设计在结构计算时采用保守的计算参数，侧压力对填土层采用水土分算，粘性土采用水土合算，土压力计算采用朗肯土压力理论，并根据不同的开挖深度和地层条件分段计算，采用增量法模拟施工各个工况，其中重点是北侧基坑结合山体边坡的整体计算。

整体计算中首先需要对地质资料进行详细分析研究，搞清楚边坡范围内的岩土层分布情况以及结构面的走向分布规律，然后才能准确的建立计算模型。具体到实际中基坑范围采用φ800@900的钻孔灌注桩+三道预应力锚索进行支护，锚索采用两桩一锚，水平间距1.8m，入射角度25度。基坑与边坡之间的平台考虑20KPa的超载，高边坡的削坡部分作为基坑的上部放坡段考虑，边坡的锚杆等支护措施作为安全储备计算时不予考虑，除此之外，上部自然山体考虑为顶部的超载折算后进行输入。计算模型。

各岩土层支护设计参数主要依据勘察报告中的土工实验统计表，并参照行业标准《建筑基坑支护技术规范》以及《基坑支护技术规定》确定，详见表1。基坑及边坡总高度为24.4m，其中下部基坑深度9.6m，围护桩嵌固深度3m。计算结果为：围护桩最大弯矩为361KN.m（标准值），桩身最大水平位移为19mm，最大沉降量为20mm，三道锚索内力设计值分别为233KN、261KN、221KN，均采用2s15.2预应力钢绞线，长度分别为17m、15m、12m。支护结构整体稳定安全系数Ks1.393，抗倾覆稳定性安全系数Ks=2.541,均满足规范要求。

表1各岩土层设计参数

通过计算分析表明，本设计考虑基坑与边坡的整体作用而采用桩锚支护体系是可行的，可以满足上部边坡传递的侧土压力，通过深层滑裂面搜索分析，整个支护体系也是稳定的，各项安全系数均满足规范要求。

4结论及建议

通过本工程的设计实例，可以总结出一些经验以及其他还需要注意的地方，以供参考：

对于基坑和边坡相连的工程，采用本文所述的整体计算、模型建立方法是安全可靠的，相对来讲也是比较保守的。

地下水在岩土工程中的影响要充分重视，整个工程的排水系统需认真做好，对于边坡和基坑的截、排水沟尺寸、流向则需经过山体汇水面积的计算以及整体小区的规划最终确定，以保证水能顺畅的排走，保证工程安全。

如果岩土层软弱结构面平行于边坡面，则边坡设计时尚需采用折段线等方法复核边坡的受力以及变形，确保安全。

本工程正在施工进行中，通过监测资料显示，整体支护体系处于稳定状态，内力、位移等参数趋于收敛，这说明设计思路和计算方法是正确、稳妥的，可以为今后的类似工程起到良好的借鉴作用。

【参考文献】

[1]《建筑边坡工程技术规范》（第一版），中国建筑工业出版社，2002年6月；

[2]《建筑基坑工程技术规范》，冶金工业出版社，1998年8月；

[3]《工程地质手册》（第三版），中国建筑工业出版社，1992年2月；

[4]《建筑基坑支护工程技术规程》，广东省工程建设标准化协会，1998年1月。

地铁车站基坑支护设计 第4篇

1.1 工程地质概况

根据勘探和室内土工试验测试成果, 本站地基土按成因类型及物理力学指标的差异可划分为8个工程地质层, 其中3大层细分为5个亚层, 各岩土层按由上至下、由新至老的顺序分别为:①2素填土, ②1砂质粉土, ③1砂质粉土, ③2砂质粉土, ③3粉砂夹砂质粉土, ③4砂质粉土, ③6粘质粉土夹淤泥质粉质黏土, ⑥2淤泥质黏土以及⑧2粉质黏土。车站底板位于③3粉砂夹砂质粉土、③4砂质粉土层。本场地土类型为中软场地土, 结合覆盖层厚度, 判定该工程场地属Ⅲ类。土石可挖性分级为一级。场区的地下水, 主要有浅部粉 (砂) 性土层 (③层) 中的浅水和局部的砂土层⑿1的弱承压水, 浅水位埋深一般在1.20 m～4.00 m之间。深部承压水位于场地局部分布的⑿1中砂层中, 分布深度为40 m以下, 为弱承压水。浅水位和承压水位随季节、气候等因素而有所变化。

1.2 基坑的特点

(1) 本站基坑长为447 m, 最宽处为23.7 m, 标准段处为19.5 m, 深度为15.94 m～16.6 m, 盾构井处深17.59 m, 最宽处围护支撑中间应加临时立柱以增加支撑刚度。

(2) 工程地质条件差。该地区属于典型的软弱土层地区, 开挖深度范围内多为粉土、粉砂、粘质粉土及淤泥质粉质黏土。粉土层在动水压力下易产生流砂、管涌等现象, 淤泥质黏土呈流塑状, 具高压缩、高灵敏度, 有明显的触变、流变特性, 在动力作用下极易造成土体结构破坏, 使土体强度降低。

(3) 主体结构工程量大, 施工时间长, 因此基坑暴露时间长, 必须有合理的支护支撑结构才能确保基坑长期稳定。

(4) 站位北靠河渠, 南靠住宅小区, 周边场地环境相对较为复杂, 对基坑结构安全及变形控制要求严格。

1.3 支护形式的选择

本工程所处地层为饱和含水软土地层, 土层强度低, 地下水位高, 基坑深度深, 要求基坑围护结构既要有较大的刚度, 又能承受水土压力并有较理想的止水能力。可采用的围护结构形式有钻孔灌注桩加止水帷幕、咬合桩、地下连续墙等, 其经济、技术比较见表1。

车站标准段基坑深度15.94 m, 而地下水位埋深仅1.2 m左右。由于钻孔桩本身防水性能差, 桩间需要旋喷桩或搅拌桩止水, 采用跳桩施工时, 施工质量不易保证, 桩间易渗水。本站地下水位高, 根据该地区的地质条件看, 对止水帷幕施工要求高。钻孔咬合桩属新技术、新工艺和新工法, 施工精度要求高, 对混凝土配合比要求较高, 且需要专门的施工机具;施工工艺较复杂;同时咬合桩一般只适用于15 m以内基坑, 受国内施工设备的影响, 基坑深度大于15 m以上时, 造价相应提高。

地下连续墙刚度大, 对控制地表沉降与周边建筑管线变形有利;可为单层结构, 亦可与内衬墙组成叠合结构或重合结构共同受力。地下连续墙施工工艺成熟, 施工难度小, 防水效果好, 并且适用于较大的基坑深度;其施工工期比钻孔灌注桩加止水帷幕法减少1/3～1/2, 能有效控制工期。因此, 本站选用地下连续墙为围护结构。

标准段围护结构采用600 mm厚地下连续墙, 端头井段采用800 mm厚地下连续墙, 幅宽最大为6 m。支撑采用ϕ600 mmt=14 (16) mm钢管内支撑方案, 共设置了4道支撑和一道换撑, 支撑水平间距一般为3 m。第一、二道支撑壁厚14 mm, 其余支撑及端头井基坑支撑均壁厚为16 mm。

1.4 支撑轴力计算

地下墙围护结构的内力分析, 考虑沿车站纵向取单位长度按弹性地基梁理论, 并联按基坑开挖、支撑架设、回筑内部结构及拆除支撑的施工过程和完成后的使用阶段等工况进行内力计算。支护结构截面设计按内力包络图控制, 支撑轴力取各阶段计算的最大值。围护结构开挖阶段计算时, 必须计入结构的先期位移值以及支撑的变形, 按“先变形, 后支撑”的原则进行结构分析。

计算工况一:标准段基坑。墙厚600 mm, 基坑开挖宽度19.5 m, 基坑深度15.94 m, 连续墙嵌固深度12 m, 支撑间距3 m, 地面超载20 kPa。

计算工况二:端头井基坑。墙厚800 mm, 基坑开挖宽度23.7 m, 基坑深度17.59 m, 连续墙嵌固深度14 m, 支撑间距3 m, 地面超载30 kPa。

根据计算, 本站基坑各道支撑的设计轴力见表2。

根据表2分析可知, 标准段基坑支撑长度为19.5 m, 最大支撑轴力在第三道支撑处为2299.96 kN;端头井基坑支撑长度为23.7 m, 最大支撑轴力在第三道支撑处为2740.67 kN。因此, 支撑稳定性分析均围绕这两道支撑展开。

2 支撑稳定性分析

2.1 标准段基坑

单向压弯构件的整体失稳分为弯矩作用平面内和弯矩作用平面外两种情况分别计算。

2.1.1 弯矩作用平面内的稳定性

支撑主要发生弯曲失稳, 其计算公式为

undefined

各参数的取值如下:计算构件内最大弯矩kNM=111.2 kNm;毛截面面积A=29 807.43 mm2;稳定系数ϕx=0.6914;等效弯矩系数βmx=1.0;欧拉力N′Ex=7 010.69 kN。经计算, 弯矩作用平面内支撑最大应力σ=156.94 N/mm2

2.1.2 弯矩作用平面外的稳定性

支撑主要发生弯曲扭转失稳, 其计算公式为

undefined

各参数的取值如下:稳定系数ϕy=0.6914;等效弯矩系数βtx截面影响系数η=0.7;整体稳定系数ϕb=1.0。经计算, 弯矩作用平面外支撑最大应力σ=144.57 N/mm2

2.2 端头井基坑

(1) 弯矩作用平面内的稳定性端头井基坑弯矩作用平面内的支撑各参数为:计算构件段内最大弯矩M1x=164.30kNm;毛截面面积A=2 9807.43 mm2;塑性系数Ɣx=1.15;稳定系数ϕx=0.5412;截面模量W1x=4.306106 mm3。经计算, 弯矩作用平面内支撑最大应力σ=231.59 N/mm2>f=215 N/mm2, 不满足稳定性要求。

(2) 弯矩作用平面外的稳定性经计算, 弯矩作用平面外钢支撑最大计算应力为:σ=196.62 N/mm2

2.3 支撑不稳定处理措施

由上述可知:标准段基坑支撑稳定性满足要求;端头井基坑弯矩作用平面外稳定性满足要求, 弯矩作用平面内稳定性不满足要求。因此, 设计采用设置临时立柱桩措施, 通过增加中间支撑点, 减小支撑跨度, 以达到满足支撑稳定性要求。根据以上分析, 只需验算弯矩作用平面内稳定性即可。

此时, 支撑为双跨结构, l=11.85 m, q=4.34 kN/m, 最大弯矩Mx=35.2 kNm;ix=209.73 mm, lx=11.85 m, 则λx=lx/ix=56.50。根据《钢结构设计规范》附录C, λn=0.607 4, 则ϕx=0.895 3。

经计算, 弯矩作用平面内支撑最大应力σ=110.75 N/mm2

3 结论与建议

(1) 根据计算, 在该地区粉砂、粉土及淤泥质粉质黏土等软弱地层, 对应表2中标准段和端头井段最大支撑轴力时, 本文中所选用的支撑截面参数及立柱措施是合理的, 支撑体系是有效的、安全的。

(2) 基坑工程中, 支撑计算模型的建立应综合考虑计算长度、构件与支护结构的连接及施工过程中其它因素 (如施工活载、日常监测等) 对支撑稳定性的影响, 因此, 支撑计算是较为复杂的, 不能简单地按实腹式轴心受力构件考虑。

(3) 由上述分析可知, 增大i值可提高支撑杆件的稳定性。另外, 当杆件在各纵向平面内的约束情况相同时, 应采用使各个方向的惯性矩相同的截面, 如圆形截面和方形截面。当压杆在两个主惯性平面内的约束情况不相同时, 应采用两个方向惯性矩不同的截面, 如矩形截面和工字形截面等, 以与相应的约束情况配合, 从而保证两个主惯性平面内的柔度相同。

基坑支护工程的优化设计及应用探究 第5篇

【摘要】文章结合实际情况分析了基坑支护工程的优化设计，以及对基坑支护的应用研究。

【关键词】基坑支护；优化设计；应用

一、优化设计的原则

1.支护方案的选择及优化

支护方案选择的目的是使深基坑工程在安全的前提下总体造价最小。通常根据基坑周边环境的严峻程度，结合基坑开挖深度、工程地质和水文地质条件来确定支护方式；支护方式的确定也要考虑不同环境条件约束下的基坑或基坑各边不同的“安全度”。国家行业标准《建筑基坑支护技术规程》（JGJl20-99）明确划分出了不同安全等级基坑侧壁相应的支护结构选型和重要性系数。

1）无支护或简单护面的放坡方案最为经济，如果场地空间允许且无深厚软土，应优先考虑。当基坑开挖深度>5m时，考虑到放坡增加的土方开挖、外运费用以及地下室周边回填费用，有时采用放坡方案反而不一定比喷锚网支护方案经济。这时可考虑采取联合支护方式，如基坑边坡上段适度放坡，下段采用喷锚网支护。喷锚支护是由喷射混凝土面层、锚杆、钢筋网等联合组成的支护结构，通过对土体的嵌固、加筋作用，与土体形成共同工作体系。2）悬臂桩和水泥搅拌桩挡墙方案只适用于开挖深度在6-7m以下的深基坑工程。一般来说，悬臂桩的嵌固深度，必须达到悬臂高度的1-2倍，由于悬臂桩承受的弯矩很大，因而其侧向位移也很大。因此，当采用悬臂桩支护形式时，应考虑到基坑周边环境对基坑位移的敏感程度。当悬臂桩支护方案不可行时，可采用喷锚支护与排桩联合应用，即基坑边坡上部采用喷锚支护，下部采用护坡桩（或加锚杆、内支撑），以降低基坑工程造价；或者，直接采用桩—锚杆（内支撑）支护结构。当地下连续墙作为地下室外墙时，采用地下连续墙方案也能起到节约资金的作用。

2.支护结构体的优化设计

支护方式确定后，可进行结构整体及土体的补强。①对结构体的补强。根据受力分析和大量工程监测资料表明，支护桩桩顶位移、桩身变形以及桩身钢筋应力都是中间桩大，在基坑拐角附近（约l/5基坑边长处），支护结构受力较小，可适当减小桩长和配筋数量或采用单排桩与双排桩混合形式；对于钢筋笼易控制的人工挖孔桩，可采用单面配筋以减小配筋数量。另外，在基坑拐角处设置斜撑，费用不多，但却可以大大增加支护结构的整体刚度及稳定性，设计时应优先考虑。对具体方案的细部进行优化计算时，如锚杆或支撑点的位置和层数、支护桩的桩径和桩距等均可进行优选。②对土体的补强。对土体的补强，一般对被动区土进行加固。当加固深度Hr/H（Hr）被动区补强体砌入基坑底的深度，H-基坑开挖深度）为015-016时，效果最好。对于深、厚流塑至软塑粘性土层的深基坑，支护结构体前的主动土压力非常大；另一方面，在基坑开挖过程中和开挖后，由于土体自重应力释放、土体松弛与儒变以及支护结构向坑内的变形挤压等方面原因，导致坑底隆起变形和坑底下一定范围内土体强度的降低。为了控制支护结构的侧向位移，减少坑底隆起，降低工程造价，可在基坑开挖前一定时间（加固土体的硬结时间）内，对支护结构被动区进行加固。加固的形式有格构式暗撑、齿形暗扶壁和暗墙、微型桩、高压注浆等。

3.施工工艺的优化

1）开挖方式。基坑开挖实际上是一种卸荷作用，这种作用扰动了场地初始应力场，土体的形变场也就随之调整。控制卸荷方式及卸荷速率，就可以控制基坑边坡土体变形量与变形方式，而后者与支护工程的结构及支护结构强度有着密切的关系。对于大型基坑，挖方量极大，如果全面开挖，则基坑周边暴露的时间很长，将产生过量变形。若依靠提供支护作用力来抵御这部分变形，则必然要扩大支护结构的尺寸，由此增加了支护的费用。如果采取“大基坑小开挖”，“盆式开挖”，“分段开挖”等卸荷方式，基坑边的暴露时间偏短，作用在支护上的土压力必然减少，这对于降低支护工程造价，提高支护结构的稳定性都是有利的。

2）开挖的时空效应。按“分段、分层，对称、及时”的原则，快挖快撑，及时形成基坑围护结构的整体受力体系。大量工程资料表明，开挖顺序不同引起支护结构的位移不同，从中间开始向纵深和两侧扩大的中心岛法开挖顺序，与从一个方向向另一个方向顺序推进的开挖方法相比，能可靠而合理地利用土体自身在基坑开挖过程中控制土体位移的潜力而达到控制基坑土体位移，对基底隆起和桩后地面沉降有一定程度减少。特别是对于有深、厚流塑状淤泥质土的深基坑，如果采用重型挖土机从基坑一边向另一边挖土推进，很容易造成坑底工程桩向一个方向位移。

4.信息化施工

深基坑工程是土体、支护结构、周边环境相互共同作用的一个动态变化的复杂系统，由于岩土材料的不确定性和试验数据的离散性、支护结构设计计算模式的简化、周边环境的复杂性以及降雨、施工质量问题突发或偶然事件的不良影响等等原因，仅仅依靠理论分析和经验估计是难以完全把握基坑支护結构和土体的变形及破坏过程与特征，也难以完成可靠而经济的基坑支护过程。因此，通过施工时对整个深基坑工程系统的定期监测，直接了解其变化的势态，利用监测信息的反馈分析，较好地了解系统的变化趋势。当出现险情预兆时，可作出预警，及时采取措施，保证施工和环境的安全；当安全储备过大时，及时修改设计，削减围护措施。还可根据定期监测得到的信息，反演计算参数，根据反演计算参数重新分析计算进行正分析变形预测，必要时适当修改设计或施工步骤，再继续施工和监测。

二、基坑支护方案设计应用

某工程商住楼有一层地下室，基坑面积5800m2，场区自然地面比±0.00低0.7m。底板底标高为-4.8m，梁底标高-5.6m，宽0.4m。经综合分析基坑安全等级为二级。场区地貌单元属于长江二级阶地。表层为杂填土，厚2.3-4.5；其下为第四系全新统冲、湖积淤泥质粘土，灰色、流塑、饱和，为高压缩性土，厚2.8-11.1；该层中部夹厚约0-3m可塑性粉质粘土，中等压缩性土，该夹层土个别孔缺失。粉质粘土，灰色、可塑、中等压缩性土，厚0.0-3.9m。下部为第三系老粘性土及冲洪积粉土、砂土。

1.基坑特点

1）地下室形状大致呈矩形，开挖面涉及到的地层主要为第①层杂填土，厚2.3-4.5m；第②层淤泥质粘土，流塑，属中高压缩性，强度低，基坑开挖深度范围内的土层主要为该层，其对坡脚稳定不利，应妥善处理，下部为第③层粉质粘土夹粉土，硬塑，厚4.9-10.0m。2）场地北侧环境较开阔，地下室边轴线距紫阳东路的道路红线为15.0m；南侧地下室开挖边线距最近的已有二层（FE段煤气站）约18m，GF段开挖边线距己有8层住宅楼东北角为7m；西侧地下室开挖边线距晒湖路围墙3.55m，大门设在该侧；此三侧都可有一定的放坡余地。场地东侧环境严峻，地下室开挖边线紧邻小区道路，距最近的已有建筑物约7.9m。该建筑为桩基础，该段无放坡余地，需垂直开挖。

2.基坑支护方案选择

原设计方案：按最不利因素考虑，不考虑第②淤泥质粘土层中夹可塑性粉质粘土夹层，计算时考虑的重点是坡脚及坑底深厚软土对稳定性的影响。对基坑分3个剖面进行设计。由于坡脚以下存在软弱土层，有放坡余地的北侧采取卸土减载、表面土钉挂网喷射混凝土的方案。其它三侧没有太大的卸载空间，必须采取有效措施来抗隆起，宜施工大口径的桩控制软土侧移。设计采取人工挖孔桩+喷锚支护的复合支护措施，由于桩径大的桩桩间距较大，在桩中间施工小口径的桩来防止淤泥质土外流。

结语

某大楼基坑支护设计探析 第6篇

关键词：基坑支护,最优化,设计方案

0 引言

伴随着科技与经济的不断发展,我国由于地域性和工程地质条件的差异,因此,具有复杂性。在城市交通繁忙建筑密集的地方都会建一些高层建筑,而且基坑是挖的越来越深,如果处理不当就会造成很严重的无法挽回的工程事故,而且建筑施工、环境工程、结构工程以及岩土工程都涉及到了基坑工程,具有综合性强的特点。在我国大部分工程基坑支护设计,设计院和工程勘察部门介入较少,一般是由施工单位负责的,因此,从业者边实践边摸索,并且从中总结出了很多的经验,但是大多数是靠半经验和半理论的方法解决问题。由于设计人员的技术水平有高有低,计算方法和参数取值无章可循,因此造成一些基坑支护设计缺陷较多,隐患较大。寻求一种不仅技术先进、经济合理,而且需要基坑周围建筑物、确保基坑边坡稳定、地下以及道路设施安全的基坑支护方案,成为很多工程技术人员未来的研究方向。

1 工程具体概况

本次探析中所选择的大楼为10层框剪结构,桩基础,地下有1层。基坑东西长度约有90米,其深度约有6米,南北的长度约有45米,基坑东侧和西侧是既有多层建筑物,其中基坑东侧为4层建筑物,砖混结构,柱下独立基础,基础埋深均为1.0m左右,基础外边线距离基坑边线约为3.5米;基坑的西侧为建筑物6层,砖混结构,墙下条形基础,基础埋深均为1.0m左右,基础外边线距离基坑边线约为2.0米;基坑南北侧建筑物距离基坑边线约为16米左右。工程地质条件如表1所示。

根据勘察报告,地下水稳定水位埋深仅为1.0m左右,以下土层情况此处省略。

2 基坑支护设计

2.1 不同的方案比较选择

该大楼的基坑的东西两侧建筑物基础埋深均为1.0m左右,基坑开挖深度约为6m,该基坑的工程场地的地下水位较高,地质条件比较差,而且还距离建筑比较近,因此,东西两侧开挖难度比较大。

根据该工程实际情况,该大楼基坑东西两侧主要考虑了如表2基坑设计方案。

方案一优点:该方案可以很好的起到防水、止水的目的;缺点:危险系数较高,对变形要求十分严格,相邻建筑物荷载比较大,而且是旧砖混结构的房屋。

方案二的优点:施工质量可以保证,并且这种支护形式的安全系数大,能够有效控制基坑边坡的土体变形,以达到确保建筑物安全的目的,能够避免降水带来的不利影响;缺点:工期时间长,造价相对来说比较高,而且施工的空间比较紧张。

方案三优点:施工质量可以保证,并且这种支护形式的安全系数大,能够有效控制基坑边坡的土体变形,以达到确保建筑物安全的目的。缺点:一方面场地地下水位比较高,而且周围地面会因为基坑降水引起不均匀的沉降,建筑物容易出现裂缝;另一方面,施工工期相对比较长,而且工程造价比较高。

方案四能够满足安全性以及稳定性的要求,方案四能够很大程度上减小了对基坑侧壁的土压力,并且对建筑物沉降影响下降到最低。原因在于对相邻建筑物进行基础托换,基坑底部可以承受建筑物荷载传递到的力。

对以上四种方案进行探究和分析,最后选择方案四为本工程基坑支护方案并且进行详尽设计方案,原因在于方案四支护费用比较合理,传力相对明确,技术比较先进。

2.2 基础托换的合理设计

依据整体的支护方案,第一步就是要对建筑物基础托换进行合理的设计,在该处应用树根桩,即微型桩,该桩在该领域应用较为广泛,托换设计必须严格按照建筑物基础的的结构图进行,一般情况下,在条形基础靠近基坑的一边,托换的方式需要采用微型桩,微型桩的有效桩的长度应该控制在10m左右,而且要保证微型桩之间的距离为1.2m,为了微型桩以及周围伸出土层能够接受到承台上面传过来的载荷,微型桩需要穿透既有基础,并且需要将新增的混凝土承台建立在既有基础上面,新增的承台可以与既有基础通过钢筋将其连接在一起,需要保证其顶部要深入承台50mm,形成一个完整的结构整体。

2.3 支护剖面合理设计

为了使基坑边坡受到的压力很大程度上进行减小,可以将相邻建筑物进行托换设计,为了满足其整体性的要求,支护设计的时候可以采用土钉墙的方案,同时,设置的止水帷幕的目的是为了挡水,由于基坑边线与建筑物基础之间的距离为2m,为了更加能够减少工程造价,在现场施工开挖时可以将其全部挖出。为了保持基坑边坡的稳定性以及进一步对边坡施加主动力,对于止水帷幕的设计,由水泥土搅拌桩施工而成,水泥土搅拌桩搭接宽度不宜小于150mm,由两排直径500mm构成,桩长约8m,并在剖面设置两排土钉。

3 基坑支护具体施工方案

虽然该基坑的开挖深度只有6米左右,但是,由于东西两侧相邻距离建筑比较近,对于施工的具体要求比较高,因此,在基坑支护的具体施工过程中有几个问题需要引起注意:

(1)止水帷幕的施工过程中,应该时刻注意检查浆液初凝时间、风量、注浆流量、旋转提升速率、压力等参数是否符合规定要求,并对这些参数随时做好记录。通常固化剂采用水泥采用42.5普通硅酸盐水泥,并且水泥掺入比要低于15%;止水帷幕应该沿基坑边缘、在基坑周边全部范围内设置。

(2)水平方向安放角与土钉保持10度,为了避免不必要的意外事故发生,土钉施工前要保证对周围的地下管线进行彻底的检查;根据不同的地质条件,对于第一排土钉的处理,采用直径20mm的HRB400钢筋,当注浆体的强度达到设计强度的70%时方可开挖下层土方;第二排采用的钢管是直径48mm与厚度3.5mm,并且需要将钢管加工成为花管形状,具体的布置方案为行距要保持为500mm,圆周3孔,每孔的直径达到6mm,花管的作用就是进行压力注纯水泥浆。

(3)混凝土强度采用C20,喷射混凝土面层厚度为80mm,需要挂单层钢筋网,钢筋网固定时,应将短钢筋击入土层,短钢筋的条件是HRB335直径14mm,长度500mm的,短钢筋间距为2m×2m,外部与面层钢筋网连接。

(4)基坑内部设置疏干井,将基坑内部的水位降低至基底以下至少0.5m,内部管井施工时需避开工程桩桩位、桩承台和剪力墙位置,同时在基坑四周,止水帷幕外侧设置回灌井和观测井,通过回灌进一步减少周围建筑物可能产生的沉降。

(5)泥浆护壁成孔技术是托换微型桩成孔经常采用的技术手段,要保持注浆压力为0.2MPa,在注浆之前要将成孔清洗干净,并且桩孔底部插入注浆管,在灌浆的过程中,保持压力注1:0.3的水泥砂浆,直至注满。

(6)新增的混凝土承台施工需要在微型桩施工之后的五天之后进行,并且需要满足内灌的结构胶,其长度为500mm的承台插筋,并且插筋孔的深度要达到250mm,直径为18mm。

(7)施工前按《建筑基坑工程监测技术规范》(GB50497-2009)布置监测点,对基坑及周边建筑进行监测,保证基坑及周边环境的安全,保证建设工程的顺得进行。当出现异常情况时,必须立即报警,及时向相关单位通报监测结果;若情况比较严重,应立即停止施工,并对基坑支护结构和周边的保护对象采取应急措施。

4 总结

影响基坑工程安全存在很多不确定因素,基坑支护工程可以说是一个风险性较高的工程,因此,在施工过程中,考虑问题要全面,做一个最优方案,既能保证工程的安全性,也能使成本降到最低,使得工程更加合理化。

参考文献

[1]吴玉山.土钉墙施工技术在深基坑支护工程中的应用[J].铁道建筑,2005(2).

[2]万本利.深基坑支护止水设计探讨[J].山西建筑,2009,35(19).

[3]中华人民共和国行业标准.建筑基坑支护技术规程(JGJ120-2012).

[4]中华人民共和国国家标准.混凝土结构设计规范(GB50010-2010).

[5]中华工业建设标准化协会标准.基坑土钉支护技术规程(CECS96:97).

[6]中华人民共和国国家标准.建筑基坑工程监测技术规范(GB50497-2009).

[7]中华人民共和国行业标准.既有建筑地基基础加固技术规范(JGJ123-2000).

基坑支护设计的探讨研究 第7篇

1 基坑支护类型选择

基坑支护的方式有很多种, 我们需要根据当时的具体情况灵活选择。基坑支护方案主要受基坑土质、地下水水位等因素影响[1]。我国地大物博, 地质地貌复杂, 在工程建设中, 一般会遇到软泥土、填埋土、砂砾土, 等土质。软泥土:我国河流较多, 在农村城市化建设中, 会填埋一些小河流和池塘, 短期内其土质含水量大、可压缩性强、上下层土性差异大。因此在基坑支护设计时, 要考虑基坑整体的强度和硬度, 对于较软部分, 特殊处理, 加强其牢固性, 主要选取悬臂式, 多支点式及圆筒式等支护方式来确保基坑的安全施工[2];填埋土:主要由城镇房屋拆迁的建筑垃圾和居民生活垃圾的填埋在地表组成的, 其组成成分种类多、不易处理、结构松散。在基坑开挖时, 如果不采取有效措施, 较易发生坑壁坍塌的危险。对于较浅的填土, 先用机器进行表层土压实, 让其结构紧锢。基坑开挖后, 如果条件允许, 基坑支护选用放坡开挖, 喷混凝浆保护坡面;填土较深时, 采用钻孔加压注入混凝浆然后在孔内插入钢筋的方法, 待其凝固后直立开挖基坑[3]。砂砾土:干燥的砂土和水分充足的砂土比较松散, 具有很强的流动性。但水分含量较少的砂颗粒之间却具有一定粘结力, 因此直立开挖湿砂基坑时坡壁在短期内不会坍塌。在砂土基坑支护中充分利用砂土的这一特点及时的对其坡面喷浆处理, 减少表面水分流失, 保证砂土的粘连性。采用土钉支护方法在施工中有较大的风险, 为了确保砂土的稳定性, 所以常采用竖向超前花管、水泥土搅拌桩等加固方式, 提高土钉支护结构的稳定性[4]。

根据施工要求的变化, 基坑深度不断增加, 周围水层的渗透, 基坑周围土方出现坍塌的几率加大。为了保证施工的顺利进展, 地下水位较浅的, 根据当地的地质情况在基坑周围布置止水帷幕, 在基坑内布置降水管井, 这样降水效果较好, 而又不会影响周围建筑物。地下水位较深的, 为了避免地面下沉, 影响周围的建筑物, 我们在基坑周围用深层搅拌桩作为止水帷幕, 在配合钻孔灌注桩等加强支护的稳定性。

2 基坑支护设计的原则

(1) 安全“以人为本, 安全第一”这是我们在建筑工程中最常见的标语, 可见施工安全是多么重要, 因此基坑设计应以安全为第一原则。安全包括基坑支护的稳定性、基坑的顺利施工、施工人员的安全及周围建筑物的正常使用。

(2) 经济随着我国经济建设的发展, 城市楼盘越建越高, 基坑的开挖也越来越深, 因此基坑支护工程造价高涨, 同一工程开工数量也较多, 由于基坑支护是临时性工程, 一般不愿投入较多资金, 但又要保证其安全性, 这就要求在支护设计中保证其有较高的经济性。

(3) 灵活上面我们提到, 我国地质地貌复杂, 不同区域会有不同的土质地基, 在同一城市不同区域土质也有较大区别, 而基坑支护类型选择受土质影响较大。因此在基坑支护设计时要根据当时土质情况灵活设计。

3 基坑支护的优化设计

(1) 基坑设计计算优化基坑设计的计算中我们应根据其结构实际受力, 而不是局限于单纯的平衡理论。基坑开挖后土体强度会变低, 随着施工的进展破壁会出现一定的变形。因此在基坑设计计算中应充分考虑这些问题。在计算中要准确取值, 应在工程桩打完后做测量取值, 这样取值更加精确, 能提高基坑支护设计的精度, 更好的保证施工质量。

(2) 基坑支护设计的空间优化在基坑开挖的过程中, 基坑支护设施的位移大多发生在基坑的长边靠中间位置, 短边相对位移较小。所以基坑支护的稳定性与基坑的深度和形状有很大关系, 因此在基坑支护设计中要注意基坑工程的空间效应。支撑形式主要有拉锚式和内撑式, 在当前支护设计例子中, 大多没有清楚考虑支护结构的空间效应, 将拉锚式和内撑式错用。支护结构中, 我们应当在围护桩墙上加压顶圈梁, 这样可以增强基坑整体性和施工方便性。圆环形或者正方形排桩墙配合圆环形压顶梁, 这样可以减少支撑梁的综合受力, 即经济又稳定[5]。

4 结束语

基坑支护是基坑施工的基础, 好的基坑支护设计是保证基坑工程顺利进行的重要条件, 对整个工程施工有很大的影响。因此在遵守安全、经济、灵活的原则下选择合适的支护类型来进行适当的优化设计, 可以使支护适应基坑的各种要求, 更好的服务于整个工程建设。

参考文献

[1]王伦康分析土建基础施工中深基坑支护技术的应用[J].江西建材, 2015, 3 (3) :78-79

[2]王国舜.浅谈我国深基坑支护施工技术的应用现状[J].黑龙江科技信息, 2014, 12 (6) :19-20

[3]屈伟不同开挖深度基坑支护设计与监测分析[J].建筑科学, 2015, 3 (31) :24-26

[4]李吉林.孙旭.深圳盐田行政大楼厚填石层大型基坑支护设计[J].探矿工程-岩土钻掘工程, 2015, 11 (9) :34-35

浅谈软土地区基坑支护设计 第8篇

基坑工程是一个综合性和实践性很强的岩土工程问题, 地区性特征很强, 基坑工程设计应结合地区特征 (如气候状况、环境特征、水文地质) 、工程特点和实践经验进行, 成功的基坑工程设计遵循的原则是“理论导向、量测定量、经验判断”三者结合的原则。

1 一般设计原则

基坑支护设计的基本原则是“安全、经济、合理、可行”。基坑支护设计就是依据基坑工程要求 (平面尺寸和深度) 、场地工程地质条件和水文条件, 以及场地周边环境条件等资料, 首先对影响基坑围护体系安全的主要矛盾进行量化分析, 据此进行方案合理性选择和结构稳定性的理论计算分析, 并参考地区性经验判断, 最终确定基坑围护体系类型。基坑围护体系一般包括挡土体系和止水降水体系两个部分, 要求基坑支护结构体系一般能够承受土压力和水压力, 且具有一定的刚度和整体稳定性。基坑围护形式主要有放坡开挖、悬臂支护结构、重力式挡墙结构、内支撑支护结构、组合拱型挡墙结构等。

2 注意问题

广东地区软土的工程性能较差, 对于该地区软土基坑支护应注意如下几点内容。

2.1 土压力计算模型

根据土的状态和土体是否位移, 土压力有静止土压力、被动土压力和主动土压力。在支护结构计算时应充分考虑桩前被动土压力的作用, 根据天津市DB 29-20-200岩土工程技术规程, 悬臂支护结构的桩前后土压力分布图如图1所示。

2.2 土的抗剪强度指标

土的抗剪强度是指在外力作用下, 土体内部产生剪应力时, 土对剪应力的极限抵抗能力。土的抗剪强度指标主要是土的内摩擦角Φ (°) 和土的粘聚力c (kPa) 。土的抗剪强度指标根据三轴剪切试验 (或直剪试验) 时的不同排水条件分为不固结不排水剪 (直剪快剪) 、固结不排水剪 (固结快剪) 和排水剪 (固结慢剪) 三种抗剪强度指标。

根据有关资料, 计算主动区和被动区由于土体自重产生的土压力时, 宜采用固结快剪或固结不排水剪 (三轴试验) 指标较为合适。广东省DB 29-20-200岩土工程技术规程中规定, 土压力计算时, 所选取的抗剪强度指标测试的应力和排水饱和状态应与基坑开挖现场土中的应力和排水状态相同。地下水位以下的饱和黏性土, 按水土分算时, 采用固结不排水或固结快剪强度指标;按水土合算时, 应采用不固结不排水剪或直剪快剪强度指标。

在工程实践中, 工程技术人员进行土压力计算时大都采用不固结不排水剪或直剪快剪强度指标, 这是一种较为安全、保守的设计方法。在实际工程中, 由于一般都进行坑内降水设计, 土体都经过不同程度的固结, 土的抗剪强度都有所提高, 但也应注意由于室内试验对土的扰动影响。

2.3 水泥搅拌桩设计注意事项

水泥搅拌桩在较软的黏性土、粉土地区应用较为广泛, 一般采用水泥搅拌桩成型的格构式挡墙或矩形墙作为浅基坑 (开挖深度小于6.0 m) 的支护结构和基坑开挖的止水帷幕。其设计时应注意以下几方面内容:

1) 广东地区土质 (尤其是滨海地区土质) 中含有一定量或局部地段土层富含渣、盐、贝壳、有机质等成分, 土与水泥的反应性 (反应速度和反应能力) 和粘合性较差, 水泥掺量较少的情况下, 早期强度较低, 一般很难达到挡墙和止水效果。经过一些试验数据统计分析, 水泥搅拌桩的水泥掺量在15%时其τ28在0.80 MPa～1.30 MPa左右, 这给工程设计造成了许多不确定性因素。为此作为支护和止水帷幕设计用途的水泥搅拌桩应控制其水泥掺量不小于15%, 采用水泥的标号不得低于32.5号。2) 一般情况下, 作为支护结构的水泥搅拌桩, 为提高水泥土的早期强度, 应适当掺加一定量的早强型外加剂, 并适当延长水泥土的养护龄期, 水泥土的养护龄期应不少于28 d。根据工程经验和试验数据, 当水泥掺量为15%时, 在搅拌桩内掺0.05%的三乙醇胺早强剂, 水泥土的强度τ28≥1.20 MPa, 可以将此作为水泥土的设计强度。3) 由于影响水泥土的强度因素较多, 如水泥的品种、水泥掺量、水泥标号、加固土的物理力学性质和物理化学性质、搅拌均匀程度、养护龄期和养护温度等。故在水泥搅拌桩设计时应充分考虑这方面的因素, 并强化施工质量控制是比较重要的。4) 采用水泥搅拌桩成型的挡墙基坑一般位移变形较大, 广东地区曾有桩定位移超过20 cm的记录。故对于周边环境条件要求较高的基坑支护结构设计应慎用水泥土挡墙, 或者应采取有效的措施来控制基坑位移。如滨海地区的美华大厦工程, 基坑开挖深度为5.20 m, 水泥土挡墙厚度3.20 m, 桩顶最大位移达到了17.80 cm。5) 采用水泥搅拌桩作为止水帷幕设计时应注意根据岩土勘察报告淤泥质土层和其下层的杂质夹层及砂、黏或粉、黏土互层 (千层土) 情况, 虽然这些土层的渗透性较差, 但夹层和互层透水性较好, 往往由于这些原因有可能导致基坑内出现流砂和水量大等止水失败而导致基坑失稳的事故。所以水泥搅拌桩止水帷幕应穿透该层进入其下层的不透水层, 这种情况在以往的工程中经常遇见。另外采用单排搅拌桩作止水帷幕时, 应适当控制桩间掺叠量, 一般以互掺200 mm为宜, 防止过大的水头压力。

2.4 其他

1) 采用水泥搅拌桩与灌注桩互掺成一排既作为基坑支护结构, 又作为止水帷幕是一种较为经济、有效的基坑支护形式, 在其设计时应注意其掺叠形式、互掺量和成桩质量控制, 由于不同类型桩的较小的桩间互掺量导致施工较为困难。在湛江地区某个工程的基坑我们就采用了这种支护形式, 效果比较好, 但由于桩的垂直度较难控制, 基坑局部渗水的现象较为严重。

2) 由于软土具有蠕变、流动等特性, 其在荷载作用下土的蠕变和流动性能加大, 这对基坑的安全和稳定性影响较大, 故在基坑开挖施工期间严格控制基坑外侧的堆积荷载、动荷载和振动荷载是非常关键的。如在湛江地区某基坑工程, 由于局部的空压机振动和车辆等动荷载效应影响, 使基坑土体的位移加剧, 致使基坑一角部钢管内支撑完全失效。

摘要：根据有关的研究成果和工程实践经验, 分析了广东地区软土工程特性, 提出了基坑设计的一般原则, 探讨了软土基坑支护的一些问题, 并简单介绍了几个基坑的设计概况, 以积累软土地区基坑设计经验, 保证工程施工的顺利进行。

关键词：软土,基坑,支护

参考文献

[1]任宝贵.宁波软土地区基坑支护方案优选分析[J].探矿工程—岩土钻掘工程, 2005, 32 (7) :22.

[2]肖怀全, 付春青.软土地区邻近建筑物的深基坑优化施工方案[J].铁道标准设计, 2008 (6) :18.

某基坑支护的选型优化设计 第9篇

(1) 拟建场地地势较为平坦, 基坑位于一期地下。

北面为长江尚品住宅小区二期及三期拟建场地, 南距人行道约8.0 m (见图1) , 东距太岳路人行道约8.0 m, 西距南湖路人行道约8.0 m。基坑施工对周围环境影响较小。本工程设有一层地下车库, 其基坑埋置深度为4.5～5.5 m, 地面设计标高:33.30 m。基坑坑底面设计标高为26.80～27.80 m, 基坑实际开挖深度为自然地面以下3.50～5.60 m。地下车库周边环境较复杂, 且地下水位较高, 基坑重要性等级为二级, 基坑工程安全性等级为二级。

(2) 水文地质及工程地质概况。

根据野外钻探、原位测试及室内土工试验资料分析, 场地勘察深度范围内地基土按成因类型、沉积年代可分为人工堆积层、第四系全新统冲、洪积层和更新统冲积层, 属二元结构。按地层岩性及其物理力学指标与工程特性, 可细分为七大层。按各土层的岩性及其含水、透水性可划分为相对隔水层和含水层两大类。上层滞水赋存于①层杂填土及②层黏土孔隙中, 一般情况下其含水量不大, 现场勘探时, 测得上层滞水水位埋深为0.86～1.76 m, 高程为30.39～30.91 m之间。承压水赋存于④层细砂夹粉土层及以下砾卵石层孔隙中测得承压水水头埋深为2.13 m, 水位高程为29.98 m。场区深层孔隙承压水的水头主要受长江水位影响, 测得承压水水位高程为29.98 m, 位于现自然地面下约2.13 m左右。场区内砂、卵石层的综合渗透系数为K=15.80 m/d, 抽水影响半径R=258 m。

2基坑支护设计优化方案

2.1 基坑支护难点和支护方案选择

一个优化的基坑支护方案应该满足三个要求:保证基坑本身和周边环境是安全的;支护方案是最为经济合理的;基坑施工是方便快捷的。目前应用较多的支护体系方式有水泥土挡墙、桩锚支护、复合喷锚支护、联合支护等。本基坑从地层结构、基坑本身特点和周边环境分析属2级基坑安全等级, 在进行支护方案的比选时应能根据各边不同的特点进行优化。下面分别从目前几种常用的支护方案入手进行分析, 见表1。

支护体系的选定:支护结构主要在挡墙方案与复合喷锚支护方案之间进行比选。按照规范要求, 挡墙宽度不得低于基坑深度的1/2, 造成水泥土挡墙工程量很大。而复合喷锚支护方案本地经验丰富, 技术可靠, 经比较本基坑支护结构体系采用分阶放坡+复合喷锚支护 (水泥土墙兼作隔水帷幕) 的支护形式。

3基坑分阶放坡+复合喷锚支护的综合优化支护设计

设计计算采用“天汉V2005.1”系列基坑工程设计软件。整个基坑设计两种支护段类型。

支护方案一:北侧AB段 (分阶放坡+复合喷锚支护) :

北侧AB段设计为三阶边坡。一级边坡坡比1∶1, 坡高2.0 m, 平台宽度2.0 m。二级垂直边坡高度3.8 m, 平台宽度为2.4～3.0 m, 三级垂直边坡高度1.5 m。采用2排粉喷桩进行竖向支护兼做隔水帷幕、3排预成孔注浆土层锚杆。粉喷桩长度8 m, 停灰面-2.0 m, 纵横间排距400 mm, 桩径500 mm。

第一排锚杆承拉钢筋为1ϕ25螺纹钢筋, 成孔直径120 mm, 设置深度-2.3 m, 倾角15°, 长12 m, 横向间距1.5 m;第二排锚杆承拉钢筋为1ϕ25螺纹钢筋, 成孔直径120 mm, 设置深度-3.9 m, 倾角15°, 长12 m, 横向间距1.5 m;第三排锚杆承拉钢筋为1ϕ22螺纹钢筋, 成孔直径120 mm, 设置深度-5.5 m, 倾角15°, 长9 m, 横向间距1.5 m;注浆浆液为现场配置的P.C32.5纯水泥浆, 水灰比0.45～0.50, 注浆压力0.3 MPa左右, 注浆结应强度不得小于15 MPa。

本段附加荷载无限均布荷载q=20.0 kPa, 基坑施工以及运行期间, 不得有任何车辆行驶及增加其他附加荷载, 施工单位不得在坡顶布置其他任何临时建筑物和施工荷载。

经过计算, 整体稳定计算最危险滑动面出现在第8滑弧 (水泥土搅拌桩顶面附近) , 最小安全系数1.161, 满足二级基坑最小安全系数1.15的规定 (见图2) 。

支护方案二:基坑BCDEFGHIJKLA段 (分阶放坡+复合喷锚支护) :

设计为二阶边坡。一级边坡坡比1∶1, 坡高2.0 m, 平台宽度2.0 m。二级垂直边坡高度3.8 m。采用2排粉喷桩进行竖向支护兼做隔水帷幕、3排预成孔注浆土层锚杆。粉喷桩长度8 m, 停灰面-2.0 m, 纵横间排距400 mm, 桩径500 mm。

第一排锚杆承拉钢筋为1ϕ22螺纹钢筋, 成孔直径120 mm, 设置深度-2.3 m, 倾角15°, 长9 m, 横向间距1.5 m;第二排锚杆承拉钢筋为1ϕ22螺纹钢筋, 成孔直径120 mm, 设置深度-3.9 m, 倾角15°, 长6 m, 横向间距1.5 m;第三排锚杆承拉钢筋为1ϕ22螺纹钢筋, 成孔直径120 mm, 设置深度-5.5 m, 倾角15°, 长6 m, 横向间距1.5 m;注浆浆液为现场配置的P.C 32.5纯水泥浆, 水灰比0.45～0.50, 注浆压力0.3 MPa左右, 注浆结应强度不得小于20 MPa。

本段附加荷载无限均布荷载q=20.0kPa, 基坑施工以及运行期间, 不得有任何车辆行驶及增加其他附加荷载, 施工单位不得在坡顶布置其他任何临时建筑物和施工荷载。

经过计算, 整体稳定计算最危险滑动面出现在第9滑弧 (水泥土搅拌桩顶面附近) , 最小安全系数1.244, 满足二级基坑最小安全系数1.15的规定。 (见图3)

4施工与监测分析

为保证工程安全和周边建筑物及地下管线安全, 施工严格按照“信息法”施工, 加强监测, 根据监测结果及时修改设计并采取防范措施。

(1) 监测内容。

①基坑边坡水平位移及沉降观测;②相邻建 (构) 筑物沉降观测;③道路等沉降观测;④支撑等支护结构应力观测。

(2) 监测点布置。

为及时掌握基坑支护结构变形及对周围建构筑物的影响, 在基坑边坡布置沉降及水平位移观测点若干个, 在支护桩内设置测斜孔若干个, 在支撑上设置应力观测点若干个。监测点布置可参考本项目图纸之基坑周边环境及监测点布置图。

(3) 监测要求。

土方开挖工作开始之前, 应埋设监测点和基准点, 并观测一次。土方开挖开始后, 监测频率一般为2～3天一次, 开挖最后阶段每天观测一次, 当暴雨阶段或出现异常情况时 (边坡位移速率达到5 mm/天, 沉降变形速率达到3 mm/天) 应加密监测频率, 监测结果 (包括图表) 及时反馈给基坑支护设计单位、施工单位、建设单位及监理人员。监测精度应符合有关规范规程要求。监测报警值为边坡水平位移累积至60 mm, 水平位移和沉降连续3天达5 mm/天或变形速率连续变大。

基坑开挖后, 支护施工人员必须每天对现场情况进行目测检查, 当出现险情及时报告给有关各方, 以便采取维护加固措施。

5结束语

基坑支护是一种临时性结构, 在基坑设计中, 应针对项目的周边环境, 地质条件及基础形式做深入分析, 采用既安全、又经济的支护方案, 并非一味追求安全性, 从而造成不必要的浪费。本工程在保证支护结构安全和正常使用前提下, 充分发挥技术创造性, 降低工程造价。加强基坑的监测管理, 及时收集、整理反馈监测的数据, 以便出现问题及时处理。通过对支护结构的优化设计, 达到了安全、经济、施工方便的效果。

摘要：本文以某基坑支护为实例, 从基坑支护设计的三大依据 (建设场地的工程构造水文地质条件、周边环境限制要求、基坑自身特点) 出发, 突出分析基坑支护设计选型对基坑工程的安全性、经济性、施工可行性和工期保证性的控制重要性, 并给出优化设计的总体思路, 最后是实施的监测结果分析和讨论。

某住宅项目深基坑的支护设计施工 第10篇

【关键词】深基坑；支护；设计；施工

0.工程概况

某建筑住宅项目为一栋双塔楼联台建筑工程，北塔楼地上22层，地下2层，地下室基底标高-5.2m，；南塔楼地上7层，设半地下车库，框架结构，预应力混凝土管桩基础，半地下车库基底标高-2.9m。由于工程基坑面积大（基坑总面积约3600m2），场地东侧有旧楼房，南侧、西侧为已建成住宅楼房，北侧为交通要道，故需要进行基坑支护。

1.场地工程地质及水文地质条件

1.1地质条件

支护结构范围内主要为第四系冲淤积物，自上而下分别为：

（1）杂填土黏性土混碎砖石、混凝土碎块等杂物，结构松散，层厚1.5m～5.0m分布全场。

（2）中砂：呈灰黄—— 土黄色，石英颗粒多在0.3mm～0.55mm之间，含细粒土和少量石英细砾。

（3）粉砂：呈土黄、灰黄色，饱和，中密，少部分上部稍密，局部密实或松散。

（4）中砂：呈灰黄——土黄色，局部灰白色，石英颗粒多在0.25mm～0.5mm之间，含细粒土和少量石英砾石。

（5）粉砂：呈土黄灰黄色，含较多细粒土，质纯。

1.2水文地质条件

该场地地下水为第四系孔隙水，属潜水类型，主要补给来源为大气降水及地下水循环地下水埋浑0.9m～1.55m。由于中砂层富水性好，粉砂层厚度大，因此第四系孔隙水丰富，涌水量大。场地基岩裂隙水不丰富。

2.深基坑支护结构选择

深基坑支护结构选择，一般应先考虑本单位现有施工机构，优先考虑本工程基础桩相同类型桩作为基坑支护结构，如工程桩采用钢筋混凝土灌注桩，则基坑支扩结构应尽量选用这种桩型，其直径可相应选用较小直径。当基坑较深围护桩布置允许时，应尽量选用两排支护桩。当围护桩要求达到防渗要求，基坑深度小于7cm，地表杂填土中砖瓦碎片含量较多时，不宜单独选用水泥搅拌桩。

3.基坑支护结构设计的原则及方法

3.1基坑支护方案的选择原则

（1）安全可靠。支护结构要满足强度、稳定和变形的要求，确保基坑施工及周围环境的安全；

（2）经济合理。在支护结构的安全可靠地前提下，从造价、工期及环境保护等方面经过技术经济比较，最终确定具有明显优势的方案；

（3）便利施工。在安全经济合理的原则下，要考虑施工的可能性和方便施工。

3.2基坑支护结构设计的方法

基坑支护结构极限状态分为两类：（1）承载能力极限状态：对应于支护结构达到最大承载能力或基坑底失稳、管涌导致土体或支护结构破坏，内支撑压屈失稳，支护桩墙锚杆抗拔失效等；（2）正常使用极限状态：对应于支护结构的表形已破坏基坑周边环境的平衡状态并产生了不良影响，如引起周边相邻的建筑物倾斜、开裂；道路沉降、开裂；周边的地下管线沉降变形开裂等。

4.基坑支护结构设计的内容

根据承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求，基坑支护设计应该包括下列内容：（1）支护体系的方案技术经济比较和选型；（2）支护结构的强度、稳定和变形计算；（3）基坑内外土体的稳定性验算；（4）基坑降水或止水帷幕设计以及围护墙的抗渗设计；（5）基坑开挖与地下水变化引起的基坑内外土体的变形及其对基础桩、邻近建筑物和周边环境的影响；（6）基坑开挖施工方法的可行性及基坑施工过程中的监测要求。

5.基坑支护的施工流程

深基坑支护的施工流程一般包括：施工前准备、支护桩的施工、联系梁的施工、锚杆的施工、土方开挖。支护桩一般采用人工挖孔桩，然后用钢筋混凝土做护壁。联系梁施工时，先开挖基槽，经验收合格后，进行抗渗墙混凝土的浇筑，最后再对联系梁施工。基坑挖至锚杆标准高度后，开始进行钻孔、制作锚头、穿锚索、注浆，安装联系梁，穿外锚具，然后锚固，最后进行锚杆试验。土方开挖要采用分层开挖，对挖出的土方要随时挖出随时运走，把土清理干净。在施工整个流程中，需要对工程进行实时监测，随时掌握工程情况，确保安全并对后来工作提供决策指导。

6.本项目基坑护坡的技术难点分析

6.1基坑大土质差

该工程属大型深基坑。上部2.5～4.0m内均为杂壤土，土质属中软地层，这样无论是土钉护坡还是护坡桩护坡都有一定的施工难度。

6.2地下障碍物的存在

由于本工程位于旧城区内，地下各种废弃管和人防等地下障碍物的位置、埋深、走向、数量不详，造成地下水渗漏，其位置水量不清。

6.3地下水的存在

由于本场区槽深内存在大量上层滞水，尽管采用了深井井点降水措施，但因该滞水主要来自废弃的各种地下管线，其位置深度走向及水量不清，势必造成护坡面存在局部渗水，这就要求车工程护坡时必须采用封堵和导排措施相结合方可确保边坡的安全。

6.4服务期限长

由于该建筑物地下结构面积大、工序多，且属于边施工、边设计，护坡的服务期相对较长。同时本工程支护体系面临雨季考验，这就要求其护坡体系要绝对安全可靠。

7.基坑支护方案的确定

7.1一次支护

（大面积开挖至-3.2-4.8m）：采用双排φ550@350深层搅拌桩帷幕防渗措施，东侧及北侧桩长16.5m，南侧及西侧桩长14m。南侧采取天然放坡开挖的支护措施，并在坡面挂@300钢筋网喷c20混凝土80mm厚以保持坡面稳定。东侧、西侧和北侧垂直开挖采取土钉墙喷锚网支护措施，土钉间距1100×1100mm，土钉长度9m～12m，倾角15度，喷锚网为挂φ6@200钢筋网喷c20混凝土100mm厚。

7.2二次支护

采用单排灌注桩的支护结构，设置桩顶冠梁、角撑和对撑，东侧和北侧的灌注桩为1000@1200，桩长16.5m，入土深度9m，南侧和西倒的灌注桩为φ800@1000，桩长15m，入土深度7.5m。此外，在挡土桩外围增设单排φ550@350深层搅拌桩帷幕的防渗措施，桩长11.6m。

8.支护结构施工

8.1深层搅拌桩施工

深层搅拌桩采用PH-5型桩机施工，严格控制桩位、垂直度，浆液配比，出浆口压力保持在0.3Mpa～0.4Mpa等工序过程，以确保成桩的质量。

8.2灌注桩施工

该支护工程设计为大孔径灌注桩，采用螺旋钻进成孔、汽车吊分段安放钢筋笼和导管法水下灌注混凝土。严格控制成孔、清孔，钢筋笼制作、安放，混凝土配制、灌注等工序过程的质量标准，以确保成桩的质量。

8.3土钉墙、喷锚网施工

喷锚网施工分段分层进行，严格控制涅凝土配比、水灰比；钢筋网片制作、安装，喷头工作风压保持在0.1Mpa～0.12Mpa（下转第220页）（上接第119页）为宜；土钉墙施工严格控制威孔倾角，土钉头与垫板的联结、注浆浆液的灰浆比、木灰比、注浆工艺等。经现场抗拔试验，强度满足设计要求。

8.4冠梁、角撑及对撑施工

先开挖冠梁角撑及对撑的基槽，经过验收后，再进行冠粱施工，待冠梁强度达到设计强度后再进行角撑及对撑的施工，角撑及对撑均采用355×10钢管。

8.5土方开挖

根据本工程基坑的深度和现场条件，采用分层开挖，随挖随外运，及时进行土钉墙，喷锚网的施工，土方开挖至-4.8m。

9.支护结构的质量检测

为保证施工质量，及时发现问题，确保支护结构安全，需对支护结构进行质量检测及施工监测，主要内容有：（1）支护结构水平位移、挡土桩深度位移观测；（2）深层搅拌桩验收试验；（3）土钉锚杆抗拔试验；（4）基坑周边土体沉降观测；（5）周边建筑物的沉降，倾斜观测；（6）桩身质量检测；（7）对撑轴力监测。从检测及监测的结果来看，各现测点的观测数据均在设计所允许的范围之内。

10.支护结构的变形监测

（1）水平变形观测。a.沿基坑周边布设水平位移观测基准点8个，每组基准点应通视；b.在护坡桩桩顶或冠梁上布设水平位移观测点20个，采用小角法观测；c.水平位移观测应在基坑开挖前测得初始值，且不应少于两次，自基坑开挖开始至挖到基坑底标高后一个月内每周观测一次，此后至基坑回填期间每两周观测一次。

（2）沉降变形观测。a.沉降观测基准点不少于3个，距离降水井不小于200m；b.在基坑周边已有建筑设置沉降观测60个，沉降观测等级为二等水准；c.沉降观测应在基坑降水前测得初值，且不应少于两次，自基坑降水开始至降到设计水位后一个月内每周观测一次，此后至降水结束每两周观测一次，直至沉降稳定。

11.结语

苏州某软土深基坑支护设计 第11篇

关键词：深基坑,软土,支护方案

0 引言

在实行改革开放三十多年里,随着城市建设的迅猛发展,我国的高层建筑群在全国各地如雨后春笋般的拔地而起,随之而来的是各种基坑支护问题。目前,基坑支护形式各种各样,比如,放坡开挖简易支护、加固边坡土体形成自立式支护、挡墙式支护以及沉井支护结构等等[1]已经解决不少这方面的问题,但是对于软土地区的基坑支护,一直是岩土工程界的一大难题。对于周边环境较简单的软土基坑,已有学者提供了成功的案例,但对周边环境复杂的软土基坑设计则还没有,本工程就是针对这种情况的基坑支护设计。

1 工程概况

1.1 基坑规模

拟建工程位于苏州市人民西路西边,地上为5层商业用房,地下2层地下室(1层地下层高为4.5 m,为商铺;2层地下层高为3.7 m,为停车位),均为框架结构,基础形式拟采用筏板基础(厚1 m)。柱网为8.4 m×8.4 m,单柱最大荷载为7 500 k N。本工程室内地坪±0.00相当于1985国家高程基准5.00 m,人民路慢车道路中标高为4.37 m,地下室开挖深度为+0.00 m下9.20 m,长79 m,宽70 m。

1.2 周边环境

基坑场地位于苏州闹市区,东临人民路,人民路慢车道边线距拟建基坑东侧边线最近距离为5 m,且该地段有污水管道、雨水管道及各类管线;场地南临一小巷(巷宽3 m左右),距基坑南侧边线5 m左右,该地段有污水管道、雨水管道,巷南侧为饭店和民房;场地西临另一巷(巷宽2 m~3 m左右),距基坑西侧边线4 m左右,该地段有污水管道、雨水管道,巷西侧为民房;场地北侧为某待拆迁的工厂和4层酒店,其中酒店为保留建筑,离基坑东北角仅1 m左右距离,设有1层半地下室。又因为该工程设两层地下室,施工较为复杂,所以,支护结构破坏、土体失稳或过大变形,都将导致周边环境的破坏和影响地下结构的施工。因此,本基坑工程的重要性系数应为γ0=1.10。

2 工程地质条件

2.1 岩土工程特征

拟建工程场地地貌单元属长江三角洲太湖流域冲湖积平原,场地地质条件复杂,不均匀分布较深厚的软土层。根据勘察报告揭露地层见表1。

2.2 地下水特征

1)潜水主要赋存于(1)1杂填土层的孔隙中,埋深为1.66 m~1.88 m,其补给来源为大气降水及地表水入渗补给,以大气蒸发为主要排泄方式。

2)微承压水主要赋存于(4)粉土层中,该层富水性中等、透水性较好,埋深为2.86 m~2.93 m,其补给来源为地下径流补给,排泄方式以地下径流及人工抽吸为主。

3)承压水埋深为7.7 m~8 m,其补给来源主要为承压水的越流补给及地下径流补给。

4)潜水对混凝土无腐蚀性,长期浸水条件下对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性,干湿交替条件下对钢筋混凝土结构中的钢筋有弱腐蚀性,地下水对钢结构具有弱腐蚀性。根据区域地质资料分析,微承压水对混凝土无腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋均无腐蚀性,对钢结构具有弱腐蚀性。

3 基坑支护方案

3.1 工程特点

1)基坑面积较大,约5 530 m2,深度为9.2 m,属深基坑,需分段开挖。

2)基坑开挖深度范围内涉及的土层含较厚层的淤泥质填土,平均厚度3.8 m,对基坑工程的影响比较大。

3)基坑周边环境较复杂,除了北面有近距离需保留的建筑,其余三面都为路,特别是南面和西面的小巷道,巷道另一面有民房,而且地下铺设有污水管道、雨水管道及其他各类管线,这些都不利于基坑的支护。

3.2 基坑支护设计

本工程支护方案应按变形控制设计,整个基坑采用“钻孔灌注桩(排桩[3])加一道钢筋混凝土支撑(内角支撑[3])”作为支护结构,排桩桩间土采用挂网喷混凝土进行护壁,基坑支护结构平面布置图见图1;坑四周采用SMW工法即单排双轴深搅拌桩作为止水帷幕[4];坑内采用集水坑排除地下水。根据JGJ 120-99建筑基坑支护技术规范,经过详细的计算后,得出各主要参数设计具体值:

1)排桩桩长13 m,桩径900 mm,排桩桩心距1 100 mm,取混凝土强度C30,主筋选HPB235型18Φ20钢筋,均匀布置,保护层厚度50 mm,选HPB235型Φ8@200螺旋筋,选HPB235型Φ20@2 000加强筋。

2)双轴搅拌桩桩长15.5 m,桩径700,桩心距800 mm,桩体搭接400 mm。

3)支撑梁截面为500 mm×700 mm;取纵向钢筋为HRB335级钢筋,箍筋为HPB235级Φ8@200四肢箍,保护层厚度取40 mm;混凝土等级取为C30;采用对称配筋。

4)挂14@50×50铁丝网,并用Φ16@2 000,L=1.0 m钢筋固定,喷射厚度25 mm的C20细石混凝土。

3.3 基坑降水

根据抗渗流稳定性验算,要求将第(4)层粉土中微承压水水位至少降至标高0.11 m,但为确保基坑开挖、底板的安全施工,根据JGJ 120-99建筑基坑支护技术规范,需将微承压水位降至基坑底以下1 m。针对场地周边环境及地下水分布特点,本工程地下水控制应采取止、降、排相结合的方法进行,对基坑周边已有雨水、污水、自来水管排查、堵漏,沿围护结构周围设置截水帷幕,即前面所述采用双轴水泥土深搅拌桩,坑内采用管井降低微承压水水位和集水坑明排。

4 工程的实施和监测结果分析

本基坑工程在围护体、桩基以及地基加固等基础工程全部结束之后,于2009年4月初开始施工,到2009年10月底全部完成。在施工过程中,采用“先撑后挖”的形式,即先架设钢筋混凝土角支撑梁,然后再开挖土方;在开挖过程中,角支撑梁底采用临时立柱支撑,同时桩间土采用挂网喷浆进行支护;基坑开挖至设计深度后,在坑底施工钻孔灌注桩,上面再加钢管立柱对角支撑梁进行支撑,据观察,基坑开挖后,排桩外观质量完好,而且基坑侧壁和坑底基本无地下水渗漏和流砂流泥现象。

为实现信息化施工,本工程在实施过程中对基坑变形和周边环境进行了监测,基坑四周最大位移分别为21.3 mm,30.5 mm,30.5 mm,36.8 mm。监测结果表明,该基坑采用“排桩+截水帷幕(双轴深搅拌桩)+内角支撑”的支护方案满足基坑支护要求,基坑的施工未对周边环境产生不良的影响,围护体和周边环境变形均在可控范围内。

5 结语

本基坑设计采用“排桩+截水帷幕(双轴深搅拌桩)+内角支撑”的方案,有效地解决了苏州地区软土基坑支护过程中流砂、流泥现象等难以控制的难题。实际监测结果表明:基坑开挖引起的位移满足基坑支护规范及设计要求,周边环境也处于安全状态。这说明本基坑工程的设计是成功的,该方案的成功应用可以为其他地区软土地层类似深基坑工程支护设计提供一定的借鉴。

参考文献

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[2]吴铭炳.软土基坑排桩支护研究[J].工程勘察,2001(4):15-18.

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