结合工程实例探析深基坑支护设计方案优化

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1、结合工程实例探析深基坑支护设计方案优化摘要：本文结合某工程的设计与施工，阐述基坑工程是一个系统工程，从勘察、设计、施工到监测每一个环节都应该重视，强调基坑工程讲究动态设计、信息化施工，即通过对基坑施工过程中的监测数据进行分析、整理、归纳和总结，再反馈到方案设计和施工过程中，从而对原有设计方案进行优化。关键词：设计方案；深基坑工程；优化对于安全等级为一级的基坑工程，不仅要对基坑的变形进行重点监测，还要对基坑支护体系的内力进行监测，避免材料的过度浪费，或因支护体系内力过大超过材料的极限强度引起局部支护体系失稳乃至整个支护系统的破坏。因此，如何对基坑支护体系的内力进行监测，并根据支护体系内力的

2、监测结果控制基坑变形或对基坑设计和施工方案进行优化，是目前哑需解决的问题。1.工程概况本工程占地5427m2,建筑面积24930m2,地下2层，地上19层。基坑开挖形状总体近似矩形。场区地形较为平坦,自然地坪标高在30.95〜31.59叽建筑物总高度为45m,±0.00标高相当于绝对标高31.30m。地下室开挖面积为3993m2,基坑开挖深度为12.10m,土石方量为5万m2。2.场地岩土工程条件2.1地层结构场地属第四系冲、洪积地貌单元。地层结构较为复杂，层位变化较大，根据岩土工程勘察报告，场区内地层可分为10层。地层物理力学性质参数如表1所示。表1地层物理力学性质参数2.2水文地质条

3、件根据含水层的性质及赋存条件，本场区地下水分为3种类型：①上部碎石层（胶结砾岩）和填土内的第四系潜水；②中部闪长岩内赋存于风化裂隙、构造裂隙内的承压水；③下部奥陶系灰岩内存在的基岩裂隙承压水。上部第四系潜水来源主要为大气降水，同时场区内的该层潜水还受到距场区南侧约30m的护城河内的常年流水的侧向补给影响较强；中部的风化裂隙水来源主要为地下径流及第四系渗透补给；下部的基岩裂隙水来源主要受大气降水和南部山区地下水径流入渗补给，局部由于连通裂隙存在而使基岩裂隙水与上层潜水局部联系较强。3•基坑支护设计方案基坑支护设计方案既要保证基坑的安全与稳定，又要最大限度地减少基坑开挖后对周边环境的影响。根

4、据场地岩土工程条件和周边环境条件，结合国内外大型基坑的先进设计施工经验和工程结构顾问公司的概念性设计要求，本基坑支护方案总体上采用支护排桩加内支撑（钢筋混凝土）的支护结构体系（见图1、2）o图1支护排桩加混凝土斜撑示意图2支护排桩加混凝土平撑示意4.基坑监测方案为实施基坑支护的信息化设计、动态化施工，根据国家标准有关规定，结合基坑工程地质条件和周边环境条件，本工程基坑侧壁安全等级及壁变形监控等级均按一级考虑。监测项目如表2所示。表2基坑监测项目5.监测方案实施根据基坑内力监测的工作原理，采用钢筋应力计监测支护桩结构钢筋的应力，然后通过钢筋与混凝土共同工作、变形协调条件反算支护桩结构的弯矩

5、和轴力,进而可有效判断支护结构的稳定状况，并反馈设计检验和修正支护结构设计参数。当支护体系钢筋笼绑扎完毕后，将钢筋应力计串联焊接到受力主筋的预留位置上（见图3）,并将导线编号后绑扎在钢筋笼上导出地表。从传感器引出的测量导线应留有足够的长度，中间不宜留接头。图3钢筋应力计与主筋连接在特殊情况下采用接头时，应采取有效的防水措施。钢筋笼下沉前应对所有钢筋应力计进行标定，核查焊接位置及编号无误后方可施工。对于桩内的环形钢筋笼，要保证焊有钢筋应力计的主筋位于开挖时的最大受力位置，并保持下沉过程中不发生扭曲。钢筋笼焊接时，要对测量电缆遮盖湿麻袋进行保护。浇捣混凝土的导管与钢筋应力计位置应错开，以免导

6、管上下操作时损伤监测传感器和电缆。电缆露出支护结构，且应套上钢管，避免日后凿除浮渣时造成损坏。混凝土浇筑完毕后，应立即复测钢筋应力计，核对编号。钢筋应力计两边的钢筋长度应235d（d为钢筋直径），以备有足够的锚固长度来传递赫结应力。钢筋应力计一般在绑扎钢筋笼的同时进行焊接，焊接时应采取降温措施，以避免钢筋传热引起钢筋应力计技术参数的变化。在浇筑混凝土前应对钢筋笼上的钢筋应力计逐一进行测量检查，并对同一断面的钢筋应力计进行位置核定、导线编号，对不同位置钢筋应力计选用不同颜色的导线，以便在日后施工中万一碰断导线，还可根据颜色来判断其位置。4.监测数据分析与信息反馈6.1数据采集1）根据现场监

7、测数据及时绘制监测时态曲线和空间关系曲线。2）当内力变化量增大加速时，密切注意变化动态,根据实际情况采取措施，停止开挖，加强支护；发现内力变化速率随时间呈线性变化，提交紧急监测报告，发出警报，加强支护，修改支护参数。3）严格按照测量规范要求进行监测，保证测量数据的客观、准确。4）每周提交1次监控量测报告，特殊情况下应提交紧急量测报告，并与设计单位及管理各方保持联系。5）对监控量测的数据进行系统详细的整理和分析，根据分析结果评价支护结