深基坑支护结构优化设计探析

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1、深基坑支护结构优化设计探析　　摘要：基坑工程具有难度大、投资大、风险大等特点，深基坑支护结构的优化设计关系到支护工程的安全和投资大小这两方面的根本问题。选择合理的、经济的支护结构体系和正确的计算方法，一直是深基坑支护问题研究的一个重要内容。本文结合工程实例对深基坑支护结构优化设计进行了探讨。关键词：深基坑；基坑支护；优化设计中图分类号：TV551.4文献标识码：A文章编号：深基坑支护是一个集岩土工程和结构工程于一体的复杂技术，它既涉及土力学中典型的强度、稳定及变形问题，同时还涉及到土与支护结构的共同作用问题。随着高层

2、建筑及地下工程的大量兴建，基坑工程越来越多，支护结构也愈加多样化。如何在确保安全可靠的基础上，根据不同的工程地质水文地质条件、施工环境和施工技术，选择合理的、经济的支护结构体系和正确的计算方法，一直是深基坑支护问题研究的一个重要内容。6某工程，总建筑面积3310M2，建筑基底面积1600M2，基坑面积为983M2。基坑开挖深度为4.9M和6.15M两种。周边环境条件较复杂，东临覆盖渠，南约15M为6层教学主楼，西约7.5M靠游泳训练馆，北10M为旧居民房及其小区单车停车房。见图1。场地地形平坦且开阔，处于珠江三角洲冲

3、积平原，属珠江三角洲海陆交互相沉积地貌单元。各土层的分布及其力学参数见表1。地下水的初见水位埋深为-0.30～-0.60M，稳定水位埋深-0.20～-0.60M，稳定水位标高-1.91～-2.16M，平均-2.00M。图1某工程平面布置图表1各土层的分布及其力学参数该工程采用静压ф300、ф400的预应力管桩，单桩承载特征值分别为800kN及1100kN，桩端持力层为强风化花岗岩。基坑支护设计采用北京理正深基坑5.3进行分析计算，将该基坑支护分成3个不同区段采用不同的方法进行支护：剖面1-1、3-3由于场地限制，采用

4、了有限放坡、分层设土钉、喷砼面层及双排搅拌桩(出土口部位采用五排搅拌桩加固)止水帷幕的“复合型土钉墙”支护型式，2-2由于地下室结构分级要求，遂采用分级放坡、上部缓坡“喷砼面层+木桩压脚”、下部双排搅拌桩止水帷幕结合土钉墙的支护型式。图2原桩基方案及基坑支护平面图62010年7月12日，施工单位进场进行预应力管桩基础施工，2010年8月13日，因接到建设地点北面居民楼居民投诉，反映工程桩基础施工影响房屋的结构安全和有关的使用功能，经建设单位会同其主管部门研究后决定暂时中止工程余下的预应力管桩施工，预应力管桩施工数量为

5、102根，全部为ф400的。1、桩基础及基坑支护方案结构分析1.1房屋安全鉴定建设地点北面的居民楼房是上世纪80年代初建成的砖混结构建筑物，见图3，共两栋五层，根据居民投诉，对建筑物进行初步的检查，发现部分墙体存在裂缝，并且部分门不能正常关闭。初步判断为地基不均匀沉降所造成的，至于近期桩基础施工是否对楼房结构造成影响则难以界定。因年代已久，无法查找到有关的施工技术资料和竣工资料。经查阅有关规范、结合场地地质资料，走访和经验推测方法，推测该建筑物桩基础为锤击灌注桩，且桩体内没有钢筋笼。经研究，决定在基坑开挖前先行停工一

6、段时间，委托专业机构对该建筑物进行安全性鉴定，鉴定结果为：基础施工对楼房结构没有明显的影响。图31.2施工过程分析土建总承包单位进场进行静压管桩施工，由于旧基础、地梁等旧建筑的基础所阻碍，须设计就桩基础施工不时得进行调整，而施工单位因6此也增加了不少的工程量，由于没有旧建筑物的基础图纸，施工单位须现场置一挖掘机(带炮机)，遇上基础和旧承台之类就用机器打掉方能继续进行压桩施工。其时天气炎热，而从勘察报告反映的数据来看：由于地下水主要是靠降水补充。在施工期间没有明显的降水过程，经过观测地下水位没有变化，压桩有关数据见表2

7、。从数据反映来看，场地地形相当适合压桩施工，而且该静压桩机压桩的速度较快。表21.3原桩基础及基坑支护方案复核基坑支护方案复核见表3。经复核，原设计满足规范要求。表32007年7月，在建设行政主管部门组织的评审讨论会议上，有关的专家认为该方案是基本可行的，对其整体安全性予以肯定，但仍要对部分问题进行完善。6搅拌桩：作为止水幕墙的搅拌桩强度标准并没有明确，应当在设计深化时予以明确。土钉锚杆：锚杆抗拔力不明确；在设计时没有考虑游泳馆桩基础的影响(游泳馆抗拔桩为松木桩)；部分剖面的锚杆施工位置应是位于淤泥层，理论上并不能提

8、供多少抗拔力，锚杆的角度应作调整。出土口坡度不明确，车载对支护的影响设计方案中明显没有考虑等。1.4结构设计方案分析与优化针对原设计缺陷，结合工程实际，在原方案的基础上，对不同的剖面进行了细化，分10个剖面。分段见表4，图4。表4图4①增加搅拌桩的数量。钻进深度穿透淤泥层并深入以下2M，实际钻进深度应根据现场实际情况进行，为了提高搅拌桩的挡土性