[建筑设计]深基坑支护设计与研究(nxpowerlite)

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1、深基坑支护设计与研究前言九十年代初，随着改革开放的进一步深入，城市建设大规模发展，伴随着高层、超高层建筑的日益增多，深基坑支护的设计、施工、监测逐步成为了一项技术综合性很强的专门学科，对于施工安全、工程造价及施工周期起着举足轻重的影响。正基于此，九五年天津市建委下发了文件，对深基坑（深度超过6m）支护的设计采取了方案论证的措施，并核发了深基坑支护设计资质。二○○四年建设部在全国范围内下发了《危险性较大工程安全专项施工方案编制及专家论证审查办法》，其中界定了开挖深度超过5m（含5m）的深基坑工程，应当组织专家组进行论证审查。二○○五年塘沽区针对本地区情况下发文件，界

2、定基坑开挖深度大于3m小于6m的建设工程（含市政工程），基坑施工前应编制专项方案，并由专家进行论证。由此可见，基坑支护设计、施工的重要性正在日益得到重视。经过若干年的工程实践，在天津地区对较深基坑而言，围护结构的形式大多采用钢砼灌注桩+外排搅拌桩帷幕的形式。而对于超深基坑而言，大多采用地下连续墙的围护形式。九十年代后期发展的土钉墙及复合土钉墙技术由于天津地区地下水位较高，对其应用产生限制，在大型基坑中尚未采用。近期在上海地区广泛采用的SMW工法，适应天津地区的土质条件，但由于天津当地施工能力所限，尚未大范围推广应用。而天津本地研发的连体桩施工工艺，本着节约用地、节

3、约造价的宗旨，在近期的地铁施工及土建施工中已有部分推广应用，如弘泽湖畔广场工程。76对于超深、超大基坑而言，为了控制周边的变位，势必要增加支撑系统。早期大多采用外拉锚杆，这样可以最大限度地留出施工作业面，方便施工。但随着城市用地的紧张，锚杆影响范围超出用地界限，原则上是不可行的。更主要的是锚杆作为外拉措施会引起深层土体的位移，同样会引起周边环境的变化，不利于变形的控制。而且，天津作为软土地区，客观上锚杆的锚拉力也不大，经济上并无优势，于是锚拉方式逐步被内支撑方式取代。早期的支撑大多采用钢结构，拆装灵活，大大缩短了施工周期。但随着后期基坑规模不断扩大，形状也日趋不规

4、整，钢结构支撑刚度小、易失稳、不止不灵活的缺点逐渐显现，钢砼结构支撑的采用日益增多。常规纵横交错布设的支撑对基坑中部的开挖空间会形成较大的制约。九五年天津今晚报大厦工程首次采用了钢砼环梁（直径超过60m）+钢管辐射撑（15~40m）的支撑方式，在支撑系统的创新与发展上起到了引导作用。在该工程的监测中发现，钢管辐射撑长短相差大，温度应力影响明显，对稳定不利。后期金皇大厦基坑支护全部采用钢砼结构的环梁+辐射撑系统，支撑系统垂直受力采用了悬挂系统，方便了日后的拆除工作。再后期的云顶大厦基坑支护工程采用了全堽结构的环梁（直径108m）+辐射撑系统，跨中环梁尽可能与围护结构

5、相切，尽量扩大中心开敞区域，刚度不足处加板带增强。支撑系统垂直受力采用了钢格构柱贯穿作法，减小了底板的防水隐患。深基坑降排水通常采用一道封闭止水帷幕，坑内降排水的方案。基坑内设大口井降水，降水井采用φ500mm无砂水泥管，外围棕皮或多层土工布及等粒径碎石，该井根据需要提前做成，并进行若干天以上的降水过程才可进行基坑开挖工作。基坑开挖至基底时沿基坑周边作等粒径碎石盲沟，盲沟要求随挖随填，与降水井相连组成降排水系统。天津地区地表以下20~30m范围内通常有一层透水性较强的微承压水层，基坑开挖时，当上覆土重不足以抵挡下部的水压力时，基底就会隆起破坏，支护结构就会失稳。因

6、此，当基底抗承压水的稳定性验算不满足要求时，通常的作法是在基坑内布设减压井。减压井由钢管和滤管组成。潜水层内为钢管部分，承压水层内为滤管部分，须保证衔接部分密封不漏水。在滤管外回填等粒径碎石滤料，在钢管外密实回填粘土球，以确保减压井只能排出承压水，而不与潜水层连通。如果基坑周边环境条件要求严格，则需将止水帷幕加深，使其进入承压水层下面的不透水层，从而将基坑内外的承压水层隔断。这样一来，在基坑内对承压水层进行减压，不会对基坑外环境产生不良影响，天津地铁大厦和天津人才科技大厦即是这样的成功范例。76为保证基坑施工的顺利进行及相邻建筑物、道路、地下设施的安全，在基坑开挖

7、的各步措施中必须进行现场监测。应对支护结构的倾斜、水平支撑系统（包括各层支撑系统中的腰梁、环梁、各支撑杆件）的位移、内力及挠度进行观测；自开始施工时起，就应对相邻建筑物的沉降、倾斜进行严密监测，亦应对场地周围道路、地下设施的沉降进行观测；应密切关注观测井的水位变化（必要时采取回灌措施）。观测应由具备资质单位进行，并将结果及时提供设计人，以便根据反馈信息指导施工。基坑支护设计与施工中存在的问题1．基坑支护设计与施工主要依据就是岩土工程勘察报告，现有规范中规定基坑工程“勘察深度宜为开挖深度的2~3倍”，“勘察的平面范围宜超出开挖边界外开挖深度的2~3倍”，“在深厚软土

8、区，勘察深