基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的選擇在基坑施工中的重要性

基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的選擇在基坑施工中的重要性1前言基坑開(kāi)挖是基礎(chǔ)和地下工程施工中的一個(gè)工程難點(diǎn)，即涉及土力學(xué)中典型的強(qiáng)度與穩(wěn)定問(wèn)題，又包含了變形問(wèn)題，對(duì)于基坑開(kāi)挖的施工應(yīng)該高度的認(rèn)識(shí)，嚴(yán)格的制定施工方案，不僅要確保邊坡的穩(wěn)定，而且要滿足變形控制的要求，以確保周圍的建筑物、地下管線、道路等的安全。在深基坑工程施工上，天津市對(duì)深基施工高度的重視，有過(guò)明確的規(guī)定，基坑深度超過(guò)6m的由有基坑設(shè)計(jì)的單位進(jìn)行基坑設(shè)計(jì)，并由天津市深基委審批，方可進(jìn)行施工。在2009年5月中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布了《危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程安》，明確規(guī)定了，危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程單獨(dú)編制安全技術(shù)方案，其中有開(kāi)挖深度超過(guò)3m的基全管理辦法坑的土方開(kāi)挖工程，如果基坑開(kāi)挖深度超過(guò)5m的土方開(kāi)挖、支護(hù)、降水工程需要專家論證，這一管理辦法的執(zhí)行是很有必要的，杜絕了有些建設(shè)單位為了節(jié)省造價(jià)，在基坑開(kāi)挖的方法選擇不當(dāng)，將會(huì)影響施工進(jìn)度，增大了施工難度。在這方面我們?cè)?jīng)有過(guò)施工教訓(xùn)，愿將案例進(jìn)行分析以供施工專業(yè)人員參考。2案例起發(fā)原因在該工程施工前在此地塊有6棟18層的高層住宅，開(kāi)挖槽底標(biāo)高為-4.85m，現(xiàn)場(chǎng)自然地坪-1.8m。開(kāi)挖深度3.05m，基坑施工采用大口井降水，土方開(kāi)挖采用的是1:1放坡施工，基坑開(kāi)挖順利的完成。在此地塊相距有500m又接了公建項(xiàng)目，次項(xiàng)目基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)類型：現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，地上四層，地下局部一層水池為鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)。地下室外墻、基礎(chǔ)梁、底板、頂板采用抗?jié)B混凝土，抗?jié)B等級(jí)P6；地下室基礎(chǔ)底板上皮標(biāo)高為-4.650m（底板墊層下皮標(biāo)高-5.10m）?，F(xiàn)場(chǎng)地坪較平坦，地下室的北面是擬建的菜市場(chǎng)，地下室①軸的基礎(chǔ)邊距菜市場(chǎng)的。軸距離是10.75m。地下室的⑨軸（東面）基礎(chǔ)邊距規(guī)劃紅線為7.34m。紅線距東區(qū)道路距離10m，此路客流量不大。地下室的南面是公建的淺基，地下室的佝軸基礎(chǔ)邊距另以建筑外墻距離是25.65m。2.1巖土工程概況現(xiàn)場(chǎng)目前的地坪為大沽標(biāo)高3.92?3.57m，本工程相對(duì)標(biāo)高土0.000相當(dāng)于大沽水平標(biāo)綜合服務(wù)樓4.40m，所以，現(xiàn)場(chǎng)地坪在-0.48?-0.83m。根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告中提供：地基土按成因年代可分為以下6層，按力學(xué)性質(zhì)可進(jìn)一步劃分8個(gè)亞層，現(xiàn)自上而下分述之：2.1.1人工填土層（Qml）全場(chǎng)地均有分布，厚度1.30?3.5m，底板標(biāo)高為2.38?0.15m,主要由素填土（土層編號(hào)0）組成。該土層結(jié)構(gòu)性差，欠均勻，填均年限小于十年。2.1.2全新統(tǒng)上組陸相沖積層（Q3al）4厚度0.7?2.20m，頂板標(biāo)高為2.38?0.92m，主要由粘土（土層編號(hào)0），本土層水平方向上土質(zhì)均勻，分布較穩(wěn)定。2.1.3全新統(tǒng)中組海相沉積層（Qjm）厚度10.80?11.50m，頂板標(biāo)高為0.63?0.09m，該層從上而下可分為2個(gè)亞層。第一亞層，淤泥質(zhì)粘土（土層編號(hào)62）：厚度為6.4?7.50m，局部夾粉質(zhì)粘土、淤泥粉質(zhì)粘土透鏡體。第二亞層，粉質(zhì)粘土（土層編號(hào)⑦）：厚度為3.60?4.50m，局部夾粉土、分質(zhì)粘土、粘土透鏡體。4本層水平方向上土質(zhì)較均勻，分布較穩(wěn)定。2.1.4全新統(tǒng)下組沼澤相沉積層（Q4ih）厚度1.7?2.30m，頂板標(biāo)高為-10.68?-11.14m，主要由粉質(zhì)粘土（土層編號(hào)齡），屬中壓縮性土。局部夾粘土透鏡體。2.1.5全新統(tǒng)下組陸相沉積層（Q4ial）厚度7.4?8.00m，頂板標(biāo)高為-12.75?-13.17m，主要由粉質(zhì)粘土（土層編號(hào)7），屬中壓縮性土。局部夾粘土透鏡體。2.1.6上更新統(tǒng)第五組陸相沖積層（Q3cal）最低標(biāo)高-26.35m，未穿透此層，揭露最大厚度6.00m，頂板標(biāo)高為-20.18?-20.95m，該層從上而下可分為2個(gè)亞層。第一亞層，粉土（地層編號(hào)91）:厚度為1.9?3.60m，局部夾粉質(zhì)粘土透鏡體。本亞層頂、底板稍有起伏，水平方向上土質(zhì)較均勻。第二亞層，粉質(zhì)粘土（地層編號(hào)Q）：揭露最大厚度4.00m，局部夾粉土、粘土透鏡體。本亞層水平方向上土質(zhì)欠均勻，頂板稍有起伏。3方案的選擇3.1一次土方開(kāi)挖當(dāng)時(shí)進(jìn)行兩個(gè)項(xiàng)目的對(duì)比，認(rèn)為基坑深度相差不大，此公建項(xiàng)目按前期住宅的基坑方法進(jìn)行了施工，根據(jù)地質(zhì)報(bào)告通過(guò)計(jì)算應(yīng)放坡坡度為1：2的坡度，但是，基坑邊到綠地只有6m的距離，如果放1：2的坡會(huì)破壞了綠地，為了不破壞綠地，采取了10m工字鋼樁的基坑支護(hù)，工字鋼支護(hù)圖見(jiàn)圖136號(hào)工字鋼平面布置圖1第一次支護(hù)示意圖圖1支護(hù)剖面圖打鋼極樁處挖槽示意圖圖2支護(hù)剖面示意圖土方開(kāi)挖正挖至淤泥粘土層，為防止基地隆起，延槽底打支護(hù)樁，支護(hù)樁位中100木樁，間距為600mm一根，樁長(zhǎng)4口，打入基坑3m，木樁后用竹腳手板做擋板。支護(hù)長(zhǎng)度42m，在基坑開(kāi)挖到2.5m深時(shí)，發(fā)現(xiàn)綠地處出現(xiàn)了小裂縫，發(fā)現(xiàn)后就停止了開(kāi)挖，到第二天距坑邊8m處的綠地下沉0.5m，并出現(xiàn)寬度30cm的裂縫，裂縫長(zhǎng)度為36m，距基坑邊10m處的綠

地處有5cm的裂縫，長(zhǎng)度為1.5m,發(fā)現(xiàn)后立即采取了措施，將坑邊3m寬的土向下挖2m,減少了土的荷載。對(duì)基坑已進(jìn)行了保護(hù)，特別是對(duì)綠地裂縫處進(jìn)行了覆蓋，因?yàn)楫?dāng)時(shí)正是雨季，防止土方塌方。3.2重新修訂方案項(xiàng)目經(jīng)理部匯同技術(shù)部門進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)查看，并進(jìn)行了就計(jì)算，采取措施如下：將原工字鋼支護(hù)處向綠地方向卸土10m寬，挖土深度為2m。已減少土的側(cè)壓力。為了保護(hù)道路在距原支護(hù)鋼板樁8m處再打支護(hù)鋼板樁，長(zhǎng)度50m，工字鋼型號(hào)400，長(zhǎng)度為12m。其他三面基坑大放坡的放坡比例為1：2.o基坑支護(hù)圖見(jiàn)圖3?；又ёo(hù)剖面圖見(jiàn)圖4。SLF，F(xiàn)SLF，F(xiàn)"!?rii.r圖3基坑支護(hù)示意圖

圖4基坑剖面示意圖圖4基坑剖面示意圖3.3計(jì)算天然放坡支護(hù)單仙nI3.*上=r=17.2cI3.*上=r=17.2c=10.011如*二8.0弟,3圖5天然放坡支護(hù)圖表1基本信息規(guī)范與規(guī)程《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120-99基坑等級(jí)三級(jí)基坑側(cè)壁重要性系數(shù)Y00.90基坑深度H(m)4.600放坡級(jí)數(shù)1超載個(gè)數(shù)1表2標(biāo)準(zhǔn)信息坡號(hào)臺(tái)寬(m)坡高(m)坡度系數(shù)10.0004.6001.500

表3超載信息超載序號(hào)類型超載值(kPa,kN/m)作用深度(m)作用寬度(m)距坑邊距(m)形式長(zhǎng)度(m)15.000——————————表4土層信息土層數(shù)3坑內(nèi)加固土否內(nèi)側(cè)降水最終深度(m)5.400外側(cè)水位深度(m)1.500表5土層參數(shù)層號(hào)土類名稱層厚(m)重度(kN/m3)浮重度(kN/m3)粘聚力(kPa)內(nèi)摩擦角(度)粘聚力水下(kPa)內(nèi)摩擦角水下(度)1素填土2.9018.08.010.0015.0010.0015.002粘性土0.7018.48.425.0016.0025.0016.003淤泥質(zhì)土4.4017.27.210.008.0010.008.00［設(shè)計(jì)結(jié)果］［整體穩(wěn)定驗(yàn)算］圖6穩(wěn)定驗(yàn)算天然放坡計(jì)算條件：計(jì)算方法：瑞典條分法應(yīng)力狀態(tài)：總應(yīng)力法基坑底面以下的截止計(jì)算深度：0.00m基坑底面以下滑裂面搜索步長(zhǎng)：5.00m條分法中的土條寬度：1.00m天然放坡計(jì)算結(jié)果：道號(hào)整體穩(wěn)定安全系數(shù)半徑R(m)圓心坐標(biāo)Xc(m)圓心坐標(biāo)Yc(m)12.6542.9265.9485.72321.9167.7532.5049.45231.5305.3144.2695.53614 11.207 16.804 〔3.328 〔5.934 |3.4實(shí)施與監(jiān)測(cè)采用了1;2放坡加支護(hù)的方法施工后，基本滿足了施工預(yù)期效果，基坑開(kāi)挖后對(duì)基坑的邊坡和支護(hù)進(jìn)行了監(jiān)控，由專人定時(shí)定點(diǎn)日夜監(jiān)測(cè)，特別對(duì)原綠地處的裂縫進(jìn)行了重點(diǎn)的監(jiān)測(cè)，未發(fā)現(xiàn)裂縫繼續(xù)發(fā)展。4總結(jié)與看法通過(guò)此案例體現(xiàn)了基坑支護(hù)在基礎(chǔ)施工占據(jù)了主導(dǎo)作用，基坑支護(hù)工程是基礎(chǔ)施工所必須的臨時(shí)結(jié)構(gòu)，基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)方案，關(guān)系到施工造價(jià)、施工進(jìn)度、工程質(zhì)量。由于地基的不定性，周圍環(huán)境條件不同等，往往是影響基坑支護(hù)設(shè)計(jì)合理性的因素，不同的設(shè)計(jì)方案，可能會(huì)使同一個(gè)支護(hù)工