基坑支護(hù)設(shè)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(zhì)條件復(fù)雜,有必要在深基坑支護(hù)設(shè)計中,將支護(hù)、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(jīng)濟(jì)合理。[關(guān)鍵詞]深基坑基坑支護(hù) 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(guān)鍵,大量的結(jié)構(gòu)為框一剪結(jié)構(gòu),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(zhì)及水文地質(zhì)條理采用深層攪拌粉噴樁。件復(fù)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(yán)格。在這種2周邊環(huán)境及地質(zhì)條件情況下,基坑工程往往成為當(dāng)?shù)亟ㄖこ讨须y度大、風(fēng)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(shù)人員在進(jìn)行深基坑工程施工方案設(shè)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(jié)創(chuàng)新,提高技術(shù)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(shè)計。深基礎(chǔ),深度均超過本基礎(chǔ)。本工程土層地質(zhì)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(jié)構(gòu)=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(jié)劑。4小結(jié)⑥在混凝土粘結(jié)面上均勻涂刷配置好的環(huán)梁底裂縫為預(yù)應(yīng)力束集中錨固所致。裂縫氧樹脂粘結(jié)劑作底層,然后在鋼板上均勻涂刷處理后,1年內(nèi)經(jīng)多次觀測，沒有再發(fā)現(xiàn)裂縫,配好后的環(huán)氧樹脂粘結(jié)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(shè)壓緊。⑧環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑養(yǎng)生不少于3d。計上應(yīng)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(xì)石混凝土,預(yù)應(yīng)力束的錨固根數(shù),將其中一部分預(yù)應(yīng)力柬厚度5 cm,混凝土內(nèi)設(shè)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(wǎng)一層。YHCN M H G高日期:2001-07-11(責(zé)任審編邵根大)鐵道建筑.2001年第10期在環(huán)梁內(nèi)側(cè)增設(shè)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(shè)計思路雙排鋼筋混凝土樁,計算結(jié)果表明,當(dāng)樁長15從地質(zhì)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(jié)構(gòu)應(yīng)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(cè)向土壓力,有效防止坑外土向坑內(nèi)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(cè)止水帷幕(樁徑φ500 mm),考慮場②切斷坑外地下水,防止坑內(nèi)發(fā)生管涌導(dǎo)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(jié)構(gòu)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(cè)向土壓力,這時土壓力本應(yīng)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(dāng)后排樁承受土壓力及位移達(dá)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(jié)果,經(jīng)反復(fù)計算論證,決定采用頂部設(shè)一道鋼筋混凝土環(huán)梁支撐的方案。采用內(nèi)撐法支護(hù)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(hù)結(jié)基于以上要求,本方案設(shè)計原則確定為:①構(gòu) 。安全可靠;②經(jīng)濟(jì)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(shè)計15.51m,樁間距1m,樁體主筋為15φ32mm,構(gòu)3.2.1支護(hù)方案造配筋10$16mm,螺旋筋φ8mm@200mm。為針對本工程的地質(zhì)、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(hù)。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(jīng)初步計算分析得出以下結(jié)論:第一種10φ 16 mm15032 mm方案不經(jīng)濟(jì)。因地基土軟,所以在采用懸臂樁時,其插人深度需相當(dāng)深,由此增加費(fèi)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(jīng)計算采取單拉錨的錨固長度必須相當(dāng)長,而本工程鋼筋混凝土環(huán)梁內(nèi)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(shè)- -道環(huán)梁中國煤化工i37φ32mm,架立筋.鋼筋混凝土環(huán)梁支撐,經(jīng)計算表明,當(dāng)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(nèi)側(cè)(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(guān)鍵之一。本工程地處鬧市,為防止由于降水可能導(dǎo)致四周地面的下沉,以致相鄰.t 2500*800建筑物產(chǎn)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(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)設(shè)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(hù)樁外側(cè)施工。②為防止土方開挖時基坑內(nèi)出現(xiàn)管涌或支護(hù)結(jié)構(gòu)整體失穩(wěn),對坑底土體進(jìn)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(hù)結(jié)構(gòu)的位移,有效保護(hù)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(yīng)遵循“對稱均勻、先撐后挖”的原則。基坑開挖的平面尺寸為26.4 mx12L 410@300L 37432493226.9 m,挖深10 m,土方量7 102 m'。準(zhǔn)備采用2000l1 28000兩臺拉鏟挖掘機(jī)分3次均勻開挖至設(shè)計深度。開挖時,兩臺拉鏟挖掘機(jī)對稱布置于馬路路邊，， 3φ32+14φ40及另一側(cè)，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(yīng)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(jī)械開挖應(yīng)預(yù)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(yùn)至場外指定地點。1-1↓0↓根據(jù)本方案的支護(hù)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(nèi)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(jìn)行。集水井設(shè)于基坑四角,采用環(huán)梁4臺潛水泵(揚(yáng)程> 11 m)同時作業(yè),保證在無水條件下進(jìn)行土方開挖。選用2臺WD100A型拉鏟挖掘機(jī)、5臺15 t鉆孔樁自卸中國煤化工d,每臺班生產(chǎn)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(jī)指標(biāo):鏟斗容量1.2強(qiáng)度達(dá)到100%后方可進(jìn)行。土方開挖應(yīng)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(shè)計深度,應(yīng)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(hù)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(hù)坑內(nèi)干燥。基處理→基坑土方開挖、基坑降水→基礎(chǔ)施工(5)現(xiàn)場監(jiān)測現(xiàn)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(jié)果的及時反饋,不僅能修正設(shè)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(hù)樁的撓度及水平位移;②鋼筋(1)圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工，為保證支護(hù)結(jié)構(gòu)受力混凝土環(huán)梁的水平、豎向位移;③環(huán)梁、圍護(hù)樁狀態(tài)良好,鋼筋混凝土鉆孔樁應(yīng)間隔跳躍施工，的應(yīng)力變化;④坑底土體的上拱情況;⑤相鄰建并應(yīng)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(zhǔn)確。⑦樁體外側(cè)地下水位變化情況。(2)內(nèi)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(rèn)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(xiàn)異常情況,及早研究,采取 措施防止惡化。進(jìn)行處理,即挖掉松散的土方,回填、夯實200-旦出現(xiàn)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(zhì)量。土方措施,以確保安 全。開挖時,不允許挖掘機(jī)或汽車在環(huán)梁上碾壓。本支護(hù)方案的設(shè)計造價(不包括地基處理(3)止水帷幕施工在進(jìn)行深層 攪拌水泥及土方施工費(fèi)用)共 170.3 萬元,其中園護(hù)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(fèi)更應(yīng)注意其復(fù)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(xiàn)象。改回日期:2001-07 - 20(4)土方開挖土方開挖必須在支護(hù)結(jié)構(gòu)(責(zé)任審編邵根大)利用隧道掘進(jìn)機(jī)產(chǎn)生的棄碴作為建筑材料隧道掘進(jìn)機(jī)廣泛用于硬巖隧道的施工,由掘進(jìn)機(jī)性,影響混凝土拌合料的工作,以及集料與粘結(jié)料的結(jié)產(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)均覆蓋了同樣實現(xiàn)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(zhì)量分類進(jìn)對建筑材料的要求。當(dāng)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(guān)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(zhì)量和顆粒強(qiáng)度,包括巖石的抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)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(jìn)機(jī)產(chǎn)生的材料直接使用,進(jìn)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(jié)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(jīng)濟(jì)住。(2)化學(xué)穩(wěn)定法。最經(jīng)濟(jì)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--.