基坑设计和施工变形控制

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1、基坑设计和施工变形控制冯大伟广州市泰基工程技术有限公司510000【摘要】木文采取某广场工程做案例，由于该基坑周围场地条件比较复杂，且地理位置比较特殊，基坑的设计和施工须保证其变形要控制在很小的范围内。通过桩锚(预应力)支护体系，并利用信息化设计和施工手段，较好地控制了基坑变形的发展，取得了良好的工程效果，同时结合当地有关规定，预应力锚索采用可回收锚索，不影响后期地下空间开发，低碳环保。【关键词】基坑；支护桩；可回收锚索；变形控制；信息化技术1工程概况拟建项目场地位于佛山市南海区大沥镇广佛路北侧，地下室3层，采用钢筋混凝土框(

2、剪)架结构，桩基础。基础设计深度为15.1m。基坑长360多米。该基坑周围为城市道路，南侧广佛路为城市主干道。基坑周围管线比较多，包括污水、雨水、给水、电力、煤气、通信等管线，其中南侧管线最为密集。2场地工程地质水文地质条件2.1工程地质条件根据该场地的《岩土工程勘察报告》钻孔资料，场地土层自上而下分6层:(1)杂填土、素填土：层厚0.70〜3.50m,平均厚度2.41m。土层呈褐黄色，主要由粘性土及建筑垃圾回填而成，稍湿，稍经压实。推定回填时间较久。(2)中砂：层厚2.60〜17.70m,平均厚度10.38m。土层呈褐黄、灰

3、黑色，饱和，分选差，磨圆度较差，中密为主，夹薄层粉砂、淤泥质土等。(3)淤泥质土夹层：层厚2.70〜5.40m,平均厚度3.95m。层呈灰黑色，饱和，流塑，夹多层薄层粉砂。只嗅味，含有机质物等。(4)强风化岩带：揭露厚度1.10〜15.90m,平均厚度4.79m。岩面起伏变化较大。岩性为泥、泥质粉砂岩等。岩石呈棕红色，中厚层状，泥、粉砂质结构，风化强烈，岩芯稍完整，半岩半砂土状，岩质松软易折断。局部夹多层薄层中风化泥岩。(1)中风化岩带：岩面起伏变化较大，岩性为泥质粉砂岩；呈棕红色，粉砂质结构，岩石节理裂隙发育，岩芯多数不完整

4、，多呈碎块状，局部少量呈短柱状，钻进缓慢，夹薄层微风化泥岩。(2)微风化岩带：岩性为泥质粉砂岩；呈棕红色，厚层状，粉砂质结构，岩石节理裂隙发育，岩芯完整，岩芯呈短柱状-长柱状，局部呈碎块状，钻进缓慢。2.2土层物理力学性质指标场地范围内主要土层物理力学性质指标见表1。表1各岩土层参数一览2.3水文地质条件钻探施工测得初见水位为0.5〜2.40m。终孔24小时后实测地下水位埋藏为1.00〜3.40m，地下水位的变化幅度约为0.5m〜1.0m。本场地的地下水含水层主要为剖面上第(2)层中砂层；含水类型为松散层的孔隙水及风化基岩裂隙

5、水，因砂层发育广泛，且厚度大，其含水量较丰富；而基岩多为泥岩，一般含水量较贫乏，但在节理发育、岩石破碎处，含水量较丰富。含水层上覆土层具微透水性，具有隔水作用，地下水具有水头压力，松散层的孔隙水微属潜水，而风化基岩裂隙水则为承压水。地下水补给来源为大气降雨、地下水循环及生活废水，靠蒸发及地下迳流排泄；受季节性影响较大。总体评价本场地地下水涌水量较大。3基坑设计根据建筑结构要求，该基坑最大开挖深度为15.1m，属于一级基坑。同吋,由于该基坑周围为城市道路，且周围管线比较多，对基坑变形要求比较严格，场地砂层较厚，地下水位较高，深部

6、锚索开孔涌水涌砂难以控制。所以，基坑设计方案和施工措施必须保证基坑开挖及建筑物地下结构施工期间的基坑侧壁变形和基坑周围地面沉降控制在允许的范围内。基于变形控制考虑，并结合场地周围环境条件、工程地质、水文地质条件和建筑物结构要求，采用排桩预应力锚索配合斜支撑进行基坑支护。同时为保证后期地下空间开发不受影响，预应力锚索采用可冋收锚索施工，基坑冋填过程中逐层换撑冋收预应力锚索。3.1排桩锚索支挡结构设计计算支护桩采用钻（冲）孔灌注桩，直径1.2m,桩间距1.4m,桩长20m;沿基坑侧壁自上而下设置2道预应力锚索，锚索水平间距为1.4

7、m,预成力锚索为6束15.2钢铰线，钻孔直径为160mm;为了避免群锚效应对锚索承载力的影响,采用与水平向夹角为30°和35°两种方式，两种夹角的锚索水平向交错布置。根据表1设计参数，利用理正深基坑设计计算软件计算得到支护体系内力包络图和带支撑的抗倾覆验算安全系数最小为1.887。3.2支护桩设计根据支护桩桩身最大弯矩，按照GB50010-2002《混凝土结构设计规范》的规定经过计算配筋，采用通常配筋，主筋为26根φ28钢筋，箍筋为φ10@150,同时，采用φ18@2000的加强筋，支护

8、桩顶部做宽1300mm,高1000mm的冠梁。3.3止水帷幕设计考虑到基坑开挖深度范围内的砂层较厚，密实度较高，普通水泥土搅拌桩施工闲难，所以采用直径850mm三轴搅拌桩作为止水帷幕，要求采用套打施工工艺，保证搅拌桩搭接。3.4预应力锚索及斜撑设计第一道、第二道预应力锚索主体