某基坑工程支護(hù)方案設(shè)計工程實(shí)例

1、Word文檔 某基坑工程支護(hù)方案設(shè)計工程實(shí)例 一、工程概況 1. 工程概況 天津某工程總用地面積 26666.7m 2 ，場地內(nèi)擬建兩幢分別為 358m（二號塔樓）和 102.9m（一號塔樓）高度的塔樓以及 3 層裙房，整體設(shè)置 4 層地下室。基坑面積約為 22900 m 2 ，周長約為 585m。基坑挖深塔樓區(qū)域約為 20.6m23.1m，裙樓區(qū)挖深約 20m。工程處于新開發(fā)區(qū)域，四周尚無建成的建（構(gòu)）筑物?；厮闹艿牡缆泛偷缆废乱崖裨O(shè)的市政管線為本工程的愛護(hù)對象。圖 2-10 為本工程的塔樓、裙樓分布和周邊環(huán)境條件狀況。 圖 2-10 塔樓、裙樓分布和周邊環(huán)境條件狀況 2. 工程地質(zhì)概況

2、擬建場地位于天津市塘沽區(qū)海河南岸，場地總體地勢平坦，僅四周地勢略高，地面大沽高程介于 2.041.25m。基坑開挖深度范圍之內(nèi)的場地土層主要以粉質(zhì)粘土為主，淺層分布有較厚的流塑淤泥質(zhì)粘土，深層分布有深厚的粉、細(xì)砂微承壓含水層，微承壓含水層頂板已基本接近基坑底部。場地內(nèi)土層部分物理力學(xué)指標(biāo)如表 2-10 所示。 二、基坑總體設(shè)計方案選型分析 類似特點(diǎn)和規(guī)模的基坑工程基于不同的經(jīng)濟(jì)性和工期等因素的要求，可選擇的總體方案一般有整體順作、全逆作、分區(qū)順作和順逆結(jié)合。 本工程的兩幢塔樓均為超高層建筑物，塔樓核心筒、框架柱等豎向承重結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量至關(guān)重要。全逆作法依據(jù)其自身工藝特點(diǎn)，要求塔樓地下部分豎向承重

3、結(jié)構(gòu)留設(shè)多道施工縫，對塔樓豎向承重結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)、抗震等性能有不利影響，因此兩幢塔樓均不相宜采納逆作法實(shí)施。同時考慮到塔樓區(qū)域所占地下室面積相當(dāng)大，因此全逆作法或順逆結(jié)合方案均不適合在本工程中應(yīng)用。 因此從技術(shù)可行性角度，本工程可采納以下兩套總體方案設(shè)計思路： 1. 方案一：整體順作方案 裙樓和塔樓基坑作為一個整體同步實(shí)施，依據(jù)本基坑工程的面積和開挖深度、地下室外墻與紅線的關(guān)系以及周邊的環(huán)境，本工程應(yīng)采納板式圍護(hù)體結(jié)合坑內(nèi)設(shè)置多道支撐的支護(hù)體系。 2. 方案二：分區(qū)順作方案 考慮到 358m 高的二號塔樓的工期是本工程的掌握工期，為加快整體工程的工期，首先對該塔樓區(qū)域進(jìn)行單獨(dú)圍護(hù)，采納順作法施工，

4、待該基坑工程結(jié)束、進(jìn)入上部結(jié)構(gòu)的施工之后，才采納順作法實(shí)施剩余的裙樓和一號塔樓基坑。同樣，分區(qū)基坑均采納板式圍護(hù)體結(jié)合坑內(nèi)設(shè)置多道支撐的支護(hù)體系。分區(qū)順作設(shè)計方案平面圖如圖 2-11 所示。 圖 2-11 分區(qū)順作設(shè)計方案平面圖 依據(jù)對方案的工程量對比分析，分區(qū)順作方案由于需要設(shè)置一道臨時隔斷圍護(hù)體，因此工程量相比整體順作方案有較大幅度的增加；同時從工期角度，將較大幅度地增加一號塔樓的總工期。因此經(jīng)與業(yè)主溝通，本工程選擇整體順作方案。 三、圍護(hù)體選型分析 依據(jù)軟土地區(qū)已實(shí)施的大量基坑工程的勝利實(shí)踐閱歷，類似深基坑工程中可供選擇的圍護(hù)體有型鋼水泥土攪拌墻（SMW 工法）、灌注樁結(jié)合隔水帷幕以及地

5、下連續(xù)墻。 1. SMW工法 現(xiàn)階段可供選擇的 SMW 工法樁抗側(cè)剛度較為有限，在軟土地區(qū)開挖深度超過 13m 的深基坑工程中，采納工法樁時基坑的變形較難掌握。而本基坑工程面積大，開挖深度深達(dá)到20m23.1m，經(jīng)初步估算，即使采納目前可供選擇的工法樁中剛度最大的 1000750 三軸水泥土攪拌樁，并滿插 H8503001624 型鋼，計算變形大，不能滿意規(guī)范的要求，而且三軸水泥土攪拌樁一旦開裂，會影響到圍護(hù)體的止水牢靠性。 另外本工程地下室開挖深度深，體量超大，其施工工期相對較長，初步估量圍護(hù)體施工至0.000 工期在一年以上。采納 SMW 工法樁，不僅型鋼用量大，型鋼租賃期也較長，經(jīng)濟(jì)性較

6、差。綜上所述，方案設(shè)計不考慮采納 SMW 工法樁作為圍護(hù)體。 2. 鉆孔灌注樁結(jié)合隔水帷幕 鉆孔灌注樁結(jié)合隔水帷幕作為一種成熟的工法，其施工工藝簡潔、質(zhì)量易掌握，施工時對周邊環(huán)境影響小，在天津以及長三角等軟土地區(qū)應(yīng)用非常廣泛，尤其適用于順作法基坑工程。隔水帷幕可依據(jù)工程的土層狀況、周邊環(huán)境特點(diǎn)、基坑開挖深度以及經(jīng)濟(jì)性要求等綜合因素選用合適的工藝。 鉆孔灌注排樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工便捷，造價經(jīng)濟(jì)。圍護(hù)樁一般設(shè)置于地下室以外距地下室外墻 800mm 的位置，僅在基坑開挖階段用作臨時圍護(hù)體，且在主體地下室結(jié)構(gòu)平面位置、埋置深度確定后即有條件設(shè)計、實(shí)施。圖 2-12 為鉆孔灌注樁結(jié)合三軸水泥土攪拌樁圍護(hù)剖面圖

7、。 圖 2-12 鉆孔灌注樁結(jié)合三軸水泥土攪拌樁圍護(hù)剖面圖 3. 地下連續(xù)墻 地下連續(xù)墻具有抗側(cè)剛度大、可有效掌握基坑變形愛護(hù)周邊環(huán)境，以及施工工藝成熟等諸多優(yōu)勢，近年來在周邊環(huán)境愛護(hù)要求高以及基坑開挖深度大的基坑工程中得到了大量的應(yīng)用。地下連續(xù)墻既作為基坑開挖階段的圍護(hù)體，同時作為地下室的結(jié)構(gòu)外墻，稱為兩墻合一。 地下連續(xù)墻整體剛度大于分別式的鉆孔灌注圍護(hù)樁，因此基坑開挖階段水平變形比鉆孔灌注樁小，且基坑挖土施工時周邊滲漏狀況一般比鉆孔灌注圍護(hù)樁少。由于兩墻合一可充分利用地下空間，并且可節(jié)省地下室外墻費(fèi)用，因此經(jīng)濟(jì)性較好。 兩墻合一地下連續(xù)墻形式近年來在天津及長三角等軟土地區(qū)得到廣泛的應(yīng)用，

8、并在實(shí)踐中已經(jīng)進(jìn)展并形成了成套的設(shè)計理論和專項(xiàng)施工技術(shù)，幾乎已成為類似面積和深度規(guī)模基坑工程首選的圍護(hù)體形式。但對于本工程而言，由于工期緊迫，且難以準(zhǔn)時供應(yīng)兩墻合一地下連續(xù)墻設(shè)計所需的相關(guān)主體地下結(jié)構(gòu)資料，因此經(jīng)權(quán)衡，最終確定選擇鉆孔灌注樁結(jié)合三軸水泥土攪拌樁隔水帷幕作為圍護(hù)體。 四、水平支撐體系選型 深基坑板式支護(hù)體系中常用的水平傳力體系有水平支撐和錨桿兩種形式。本工程基坑開挖深度范圍內(nèi)分布有較厚的高壓縮性的脆弱淤泥質(zhì)粘土，該土層中難以供應(yīng)錨桿足夠的錨固力；而且四周緊鄰下方埋設(shè)有眾多市政管線的道路，采納錨桿很難滿意受力和對周邊環(huán)境的愛護(hù)要求；此外本工程地下室外墻與用地紅線的距離較小，也不具備

9、施工錨桿的空間。綜合以上三方面的因素，本方案選用水平內(nèi)支撐作為基坑開挖階段的水平傳力體系。 1. 支撐材料選型分析 深基坑工程中水平支撐主要有鋼筋混凝土支撐以及鋼支撐兩種形式。鋼筋混凝土內(nèi)支撐具有剛度大、變形小的特點(diǎn)，對削減圍護(hù)體的水平位移，并保證圍護(hù)體穩(wěn)定具有重要作用。同時混凝土支撐施工適應(yīng)性強(qiáng)，可適用于各種簡單外形和基坑面積超大的基坑工程。采納鋼筋混凝土支撐體系，第一道支撐桿件在適當(dāng)加強(qiáng)后又可作為施工中挖、運(yùn)土用的施工棧橋和材料的堆放平臺，可以解決施工場地狹小的問題，同時又便利施工，加快了出土效率，降低了施工技術(shù)措施費(fèi)。由于施工棧橋與第一道支撐結(jié)合設(shè)計，大大節(jié)約了工程造價。 由于本基坑工程

10、面積大、開挖深度深，采納鋼支撐體系主要有四個方面的不利因素： 其一，由于基坑面積大且開挖深度深，采納鋼支撐桿件較密集，挖土空間較小，在肯定程度上會降低挖土效率； 其二，基坑面積巨大，單個方向鋼支撐長度過長，拼接節(jié)點(diǎn)多易積累形成較大的施工偏差，傳力牢靠性難以保證； 其三，基坑長、寬兩個方向距離均較大，鋼支撐剛度相對較小，不利于掌握基坑變形和愛護(hù)周邊的環(huán)境，不能滿意對鄰近市政管線的愛護(hù)要求。 其四，本工程屬深大基坑，基坑周邊施工場地狹小，需設(shè)置施工棧橋作為挖運(yùn)土平臺和材料堆場，如采納鋼支撐必需設(shè)置大面積的鋼平臺，會大大增加工程造價。 綜上所述，采納鋼支撐體系在技術(shù)上不合理，因此支撐材料選用鋼筋混凝土支撐體系。 2. 支撐平面布置分析 鋼筋混凝土支撐體系可采納圓環(huán)支撐布置形式（如圖 2-13 所示）以及對撐角撐布置形式（如圖 2-14 所示），兩種支撐體系布置形式各有特點(diǎn)，從技術(shù)角度上都能滿意本基坑工程的要求。但對比可以發(fā)覺，本工程采納圓環(huán)支撐布置形式，基坑中部的開敞空間更大，利于土方開挖；同時也能夠避開絕大部分的塔樓核心筒與框架柱，有利于地下結(jié)構(gòu)的施工。因此方案設(shè)計最終確定了采納圓環(huán)支撐布置形式。 五、最終選擇的支護(hù)設(shè)計方案 基于以上對總體方案選型、圍護(hù)體選型、