基坑支護設計邵小江eeeeceeeeececcecceeccccceee(太原鐵路工程總公司)eeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeee[摘要]由于周邊環(huán)境和地質條件復雜,有必要在深基坑支護設計中,將支護、止水、地基加固、土方開挖諸問題,加以綜合考慮,以確保施工安全、經濟合理。[關鍵詞]深基坑基坑支護 基坑穩(wěn)定 鋼 筋混凝土環(huán)梁對于高層建筑,基坑工程最為關鍵,大量的結構為框一剪結構,基坑的開挖平面尺寸為.高層建筑都有1~3層的地下室,基坑開挖深度26.4 mx26.9 m,基坑開挖深度為10 m,地基處通常為6~ 15 m。由于工程地質及水文地質條理采用深層攪拌粉噴樁。件復雜,尤其是一般高層建筑地處鬧市,周圍地上地下建筑物多,環(huán)保要求更加嚴格。在這種2周邊環(huán)境及地質條件情況下,基坑工程往往成為當地建筑工程中難度大、風險也大的組成部分。這就要求工程技本建筑地處鬧市,場地狹小,三面靠近高層術人員在進行深基坑工程施工方案設計時,周建筑和馬路,相距均為5 m,其余一面為開闊空密考慮,不斷總結創(chuàng)新,提高技術水平。本文敘地,可做施工場地(圖1)。既有高層建筑均為述某工程的深基坑施工方案的設計。深基礎,深度均超過本基礎。本工程土層地質自上而下依次為:①雜填土:厚度為4.66 m,pr1工程概況= 10°,c =0,Y = 15 kN/m2 ;②粉土:厚度為7.96 m, φ2 = 11.25°, C2 = 17.6 kPa, Y2 = 19.8本工程是一幢集寫字間、商場、酒店為一體kN/m' ;③粉土:厚度為16.5 m,P3 = 28.25°,C3的高級樓宇,總建筑面積13 750 m2 ,主體結構=22 kPa,Y3 = 20 kN/m。地下水位在- 1.0~地上20層,地下2層,建筑總高度84.6 m,主體-2.0m之間,以上γ值均為飽和密度。⑤按.上述配方配置環(huán)氧樹脂粘結劑。4小結⑥在混凝土粘結面上均勻涂刷配置好的環(huán)梁底裂縫為預應力束集中錨固所致。裂縫氧樹脂粘結劑作底層,然后在鋼板上均勻涂刷處理后,1年內經多次觀測，沒有再發(fā)現裂縫,配好后的環(huán)氧樹脂粘結劑。⑦壓貼鋼板,并迅速擰緊脹錨螺栓,將鋼板證明處理效果良好。為避免類似裂縫在其他橋梁中發(fā)生,從設壓緊。⑧環(huán)氧樹脂粘結劑養(yǎng)生不少于3d。計上應采取的主要措施有:(1)減少個別截面的⑨粘貼鋼板3m范圍封C40細石混凝土,預應力束的錨固根數,將其中一部分預應力柬厚度5 cm,混凝土內設置10 cmx 10 cm的$6越過此截面錨固于下一截面;(2)在接縫位置附中國煤化工量。mm鋼筋網一層。YHCN M H G高日期:2001-07-11(責任審編邵根大)鐵道建筑.2001年第10期在環(huán)梁內側增設交叉支撐,就可以減小環(huán)梁截3基坑工程施工方案面及配筋,但開挖土方時施工難度加大,工期加長,而成本亦略有增加;第四種方案采用I形3.1施工設計思路雙排鋼筋混凝土樁,計算結果表明,當樁長15從地質條件和周邊環(huán)境來看,基坑施工需m、直徑φ800 mm、間距2 m時,采用此種方案，解決以下幾方面的問題:①擋土結構應能承受可有效減少鋼筋混凝土樁體配筋及插人深度，靜止側向土壓力,有效防止坑外土向坑內平移但其存在兩方面的缺點:①采用樁間距2 m時，和垂直沉降,以保證基坑和周邊環(huán)境的安全。加上樁外側止水帷幕(樁徑φ500 mm),考慮場②切斷坑外地下水,防止坑內發(fā)生管涌導致基地實際情況(與相鄰建筑物間距僅3 m),施工坑破壞。③確保土方開挖時的基坑穩(wěn)定。難度極大。②結構實際受力狀態(tài)不易控制。隨著土方開挖,后排樁首先承受側向土壓力,這時土壓力本應通過前后排間的土體傳遞給前排馬+路樁,但由于成樁過程中,土體遭到一定松動破壞,土壓力傳遞會有所減弱,致使前排樁受力很新建建筑物既有建筑物.小。只有當后排樁承受土壓力及位移達到較高值時,土壓力才逐漸通過排間土體傳給前排樁。施T場地綜合以上分析結果,經反復計算論證,決定采用頂部設一道鋼筋混凝土環(huán)梁支撐的方案。采用內撐法支護方案,即利用鋼筋混凝土圖1總平面布置圖環(huán)梁來支撐鋼筋混凝土鉆孔灌注樁的支護結基于以上要求,本方案設計原則確定為:①構 。安全可靠;②經濟合理;③縮短工期。鋼筋混凝土鉆孔樁的直徑為800 mm,樁長3.2方案設計15.51m,樁間距1m,樁體主筋為15φ32mm,構3.2.1支護方案造配筋10$16mm,螺旋筋φ8mm@200mm。為針對本工程的地質、環(huán)境特點,擬選用鋼筋最大限度發(fā)揮鋼筋作用,將主筋集中配置于受混凝土鉆孔樁作基坑支護。初步確定的方案有拉區(qū)域(圖2),而不是沿樁周均勻配置,采用4個:①懸臂樁;②鋼筋混凝土樁加單拉錨;③C30混凝土。環(huán)梁支撐鋼筋混凝土樁;④II形雙排鋼筋混凝土樁。經初步計算分析得出以下結論:第一種10φ 16 mm15032 mm方案不經濟。因地基土軟,所以在采用懸臂樁時,其插人深度需相當深,由此增加費用約138.4萬元;第二種方案存在的問題是,為了減圖2柱 體配筋少人土深度,雖可采取拉錨的方法。但經計算采取單拉錨的錨固長度必須相當長,而本工程鋼筋混凝土環(huán)梁內周平面尺寸為,28.5 m基坑距既有建筑物僅3 m,勢必難以滿足拉錨x28m。采用變截面環(huán)梁:中部截面2000mm錨固長度的需要,故此方案也不可行;第三種方x800mm,角部截面2500mmx800mm(圖3)。案采用環(huán)梁支撐。我們首先考慮在樁頂設- -道環(huán)梁中國煤化工i37φ32mm,架立筋.鋼筋混凝土環(huán)梁支撐,經計算表明,當環(huán)梁截面4932CNMHG)mm,角部附加筋為2 000 mmx 800 mm時，可以滿足需要,但是14φ40mm。木用G3U低促土。樁體鋼筋錨固環(huán)梁尺寸比較大。若采用二道或三道支撐、或于環(huán)梁主筋內側(圖5)。鐵道建筑2001 年第10期一9一465022700r 46503.2.2地下水的 控制十十1十基坑工程中,地下水控制的成敗是基坑工程成敗的關鍵之一。本工程地處鬧市,為防止由于降水可能導致四周地面的下沉,以致相鄰.t 2500*800建筑物產生不均勻沉降,本工程對地下水的控制采用“截水”方案,而非“降水”方案。2000x 800具體方案:①在支護結構外側設止水帷幕,采用單排深層攪拌水泥樁(樁徑500mm,間距2800為400 mm,樁長13 m,水泥摻人量為15%)。為提高止水帷幕的抗水性能,在水泥中加人2%CaCl。止水帷幕緊靠支護樁外側施工。②為防止土方開挖時基坑內出現管涌或支護結構整體失穩(wěn),對坑底土體進行加固,即在土方開挖32000前,先施工深層攪拌樁處理地基。這樣,土體加十固層不僅連同止水帷幕一起,將基坑封閉成一圖3環(huán)梁平 面布置(單位:mm)個近似不透水的簡體,而且還大大減小了圍護結構的位移,有效保護了相鄰建筑物的安全。|13.2.3土方 開挖|2 37432+14φ404中32基坑土方的開挖應遵循“對稱均勻、先撐后挖”的原則?；娱_挖的平面尺寸為26.4 mx12L 410@300L 37432493226.9 m,挖深10 m,土方量7 102 m'。準備采用2000l1 28000兩臺拉鏟挖掘機分3次均勻開挖至設計深度。開挖時,兩臺拉鏟挖掘機對稱布置于馬路路邊，， 3φ32+14φ40及另一側，保持開挖速度大體一致。先在周邊22挖出一條深3 m、寬3 m的溝，使土體應力逐步中J0@300中22釋放,支撐體系逐步均勻受力。為了不干擾已中10@30037φ32加固好的地基,機械開挖應預留出500 mm厚土↓800↓φ32體,由人工清理,棄土仍由拉鏟抓出,再用自卸車運至場外指定地點。1-1↓0↓根據本方案的支護及截水情況,基坑在開2-2挖前已近似形成一個不透水的簡體。對基坑內圖4環(huán)梁配筋(單位:mm)的地下水,采用集水井集水排出坑外,排水與土方開挖同時進行。集水井設于基坑四角,采用環(huán)梁4臺潛水泵(揚程> 11 m)同時作業(yè),保證在無水條件下進行土方開挖。選用2臺WD100A型拉鏟挖掘機、5臺15 t鉆孔樁自卸中國煤化工d,每臺班生產率為360YHCNMHG圖5樁體鋼筋錨固于環(huán)梁中- 10-鐵道建筑2001年第10期WD100A型拉鏟挖掘機指標:鏟斗容量1.2強度達到100%后方可進行。土方開挖應盡量m' ,動臂長15 m,動臂傾角30°,最大卸載高度.采取對稱開挖,遵循“對稱均勻、先撐后挖”的原4.63 m,最大卸載半徑14.29 m,最大挖掘半徑則。并且要注意土方一次開挖深度不宜過大，16.79 m,最大挖掘深度11.4 m。更不能一次挖到設計深度,應均勻分層下挖,以3.3基坑施工工藝流程減小樁體位移,在土方開挖過程中，明溝及集水支護樁施工-→止水帷幕施工→深層攪拌地坑排水工作要及時跟上,保護坑內干燥?；幚怼油练介_挖、基坑降水→基礎施工(5)現場監(jiān)測現場 監(jiān)測工作在整個基坑→地下室施工。施工過程中顯得尤為重要。觀測結果的及時反饋,不僅能修正設計和施工,更重要的是能保證4基坑施工體會安全。本工程基坑施工中,注意了以下幾個方面的監(jiān)測:①圍護樁的撓度及水平位移;②鋼筋(1)圍護結構施工，為保證支護結構受力混凝土環(huán)梁的水平、豎向位移;③環(huán)梁、圍護樁狀態(tài)良好,鋼筋混凝土鉆孔樁應間隔跳躍施工，的應力變化;④坑底土體的上拱情況;⑤相鄰建并應注意其垂直度、深度,一次封底良好,無斷筑的沉降及傾斜情況;⑥樁間土體的流失情況;樁、縮徑等缺陷,鋼筋籠主筋位置必須準確。⑦樁體外側地下水位變化情況。(2)內環(huán)梁施工為 保證環(huán)梁的幾何形狀、對于以上幾個方面的監(jiān)測,要及時、認真，空間位置,在環(huán)梁施工前,先對環(huán)梁下面的地基發(fā)現異常情況,及早研究,采取 措施防止惡化。進行處理,即挖掉松散的土方,回填、夯實200-旦出現大的變動,要立即查找原因,采取加固mm厚的砂石墊層，確保環(huán)梁施工質量。土方措施,以確保安 全。開挖時,不允許挖掘機或汽車在環(huán)梁上碾壓。本支護方案的設計造價(不包括地基處理(3)止水帷幕施工在進行深層 攪拌水泥及土方施工費用)共 170.3 萬元,其中園護樁及樁施工時,不僅要注意水泥樁的深度及噴灰量，環(huán)梁 155.1 萬元,止水帷幕10.2萬元,其它費更應注意其復攪深度,防止因管泵堵塞、提升速用5萬元。度快而造成樁體不均勻的現象。改回日期:2001-07 - 20(4)土方開挖土方開挖必須在支護結構(責任審編邵根大)利用隧道掘進機產生的棄碴作為建筑材料隧道掘進機廣泛用于硬巖隧道的施工,由掘進機性,影響混凝土拌合料的工作,以及集料與粘結料的結產生的棄碴在許多情況下,對它稍作加工處理,即可用合力,還影響作為公路、鐵路路基墊料的整體穩(wěn)定性。作多種施工用料:路面材料、路基材料和混凝土集料。歐洲不同國家傳統(tǒng)采用各自的集料試驗方法和分.這對隧道工程來說,可以降低造價,增加收人。類,然而,盡管試驗方法不同,但其標準均覆蓋了同樣實現以上要求,需要了解原始的棄碴特性和工程.的特點和特性。挪威公路管理局為把集料質量分類進對建筑材料的要求。當從棄碴中選出特定的集料時必行了如下的試驗:(1)巖相分析(鑒別軟弱顆粒);(2)脆須了解和考慮許多因素,人們關心的問題是:(1)材料性試驗確定脆度值;(3)磨損試驗;(4)篩分試驗。質量和顆粒強度,包括巖石的抗壓強度、抗拉強度、韌.為了滿足工程施工的需要改善棄碴特性的方法性和粘性。(2)表面污染。燃油和液體油極大地影響有:(1)物理方法。把掘進機產生的材料直接使用,進巖石表面特性。(3)顆粒表面的吸水性,影響混凝土拌行壓中國煤化工此擠緊增加密度,增合時所需的水量。蛋白石、玉髓鱗石英、方晶石、流紋加摩THCN MH G用膠結料(瀝青或混石、安山石(或石英安山石)均能在濕環(huán)境中極大膨脹,凝土),但要有愿經濟住。(2)化學穩(wěn)定法。最經濟的使混凝土開裂。(5)顆粒形狀、表面粗糙度和摩擦特穩(wěn)定劑是水泥、石灰 、粉煤灰和瀝青。(路 石供稿)鐵道建筑2001年第10期一11--.