北京老城区复杂地质深基坑支护技术探究

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1、北京老城区复杂地质深基坑支护技术探究　　摘要：北京市委党校综合教学楼工程基坑支护采用了上部复合土钉墙支护下部护坡桩加锚杆支护体系支护方案，解决了基坑周边场地狭窄和老城区基坑周边地下管线较多、楼体较多的深基坑施工，又相对降低了整个基坑支护造价，并通过沉降观测证明此种基坑支护技术的可行性和有效性。关键词：老城区；管线复杂；土钉墙；护坡桩；人工挖孔中图分类号：D035文献标识码：A1、工程概述1.1工程概况本工程位于北京市委党校院内东侧，地上5层，地下2层，局部地下3层，框架剪力墙结构。本工程分为北侧教学区域和

2、南侧运动区域两部分，教学区域基础埋深8.85m，运动区域基础埋深17.0m，二者高差为8.15m。1.2地下及周边情况简介由于位于老城区，现场周围各种管线复杂，其中西侧有一暖气沟，南侧有两个化粪池及污水管道，东侧为市委党校热力、电力等管沟及上下水管线。13基坑东侧为党校现况两栋六层办公楼，与边坡之间有一条8m宽道路；北侧边坡有一排一层居民临时棚房；西侧为场外正式道路，基坑边坡距离围墙约为1.5m；南侧为六层居民楼及党校两层变配电室。整个基坑开挖后北侧、西侧、南侧均只有约1m宽的人行过道。图1基坑周边环境1

3、.3工程地质水文条件根据本工程勘察报告，25m深度范围内按地层岩性和物理力学性质指标，划分为5个大层，综述如下：①杂填土：杂色、稍密，稍湿，以建筑垃圾为主，以粉土充填，平均土层厚度1.48m。①1素填土：黄褐色，稍密，稍湿，其成分以粉质粘土为主，平均土层厚度1.50m。②粉质粘土：褐黄色，可塑，含云母，氧化铁，平均层厚19.4m。②1粉砂：褐黄色，中密，稍湿，含云母、氧化铁，平均层厚3.29m。③细砂：褐黄色，密实，稍湿，成分以石英、长石为主，平均层厚3.66m。④卵石：杂色，密实，稍湿，呈亚圆形，母岩成

4、分以砂岩、安山岩为主，一般粒径10～30mm，最大粒径为60m，平均层厚4.51m。13⑤卵石：杂色，密实，稍湿，呈亚圆形，母岩成分以砂岩、安山岩为主，一般粒径20～40mm，最大粒径为60mm，平均层厚4.11m。⑤1砂质粉土：黄褐色，中密，潮湿，含云母，氧化铁，平均层厚2.21m。根据勘察报告，25m深度范围内未见地下水，位于基坑槽底以下，可不考虑地下水的影响。但基坑周围老旧管线较多、周围楼体距基坑较近以及老城区不可预见因素对本基坑施工提出了严峻挑战。2、基坑支护方案的选择根据工程特点及现场实际情况，

5、参考工程地质报告，主要对两种支护方案及护坡桩成孔方式进行了分析与对比。2.1支护方案的比选2.1.1护坡桩与锚杆支护方案从室外地面做直径1m钢筋混凝土灌注桩，桩顶设置一道钢筋混凝土连梁，从护坡桩顶往下做两层或三层预应力锚杆并用钢腰梁与护坡桩锚固。该支护形式能够有效解决现场场地狭小、作业面较窄等问题，但造价较高、超出预算较多。2.1.2土钉支护和护坡桩支护结合方案室外地面以下3.0m以上采用土钉墙支护，3.013m以下采用护坡桩支护，并设预应力锚杆。上部土压力小，采用土钉墙支护，在保证支护安全的前提下造价降

6、低，下部土压力大，采用护坡桩加预应力锚杆相结合的支护形式，可保证支护工程的安全。这种形式比较灵活，土钉墙支护高度可根据地质情况及场地条件进行调整，同时在造价上比桩锚支护要低。通过以上支护形式设计方案的对比，并结合现场施工场地狭小，周围电缆管线密布等情况，本工程基坑支护采用形式如下：北侧教学区域开挖深度为8.85m，场地土质多为粉土及粘性土，考虑基坑支护的经济性，该区域采用复合土钉墙支护方案。南侧运动区域开挖深度为17m，基本没有放坡空间，采用上部3m土钉墙支护+下部桩锚的组合支护方式。2.2护坡桩成孔方式

7、的比选在护坡桩成孔施工时，将长螺旋泥浆护壁钻孔、长螺旋干成孔、人工挖孔施工进行了对比。2.2.1长螺旋泥浆护壁钻孔：该工艺需要进行泥浆护壁，现场需要设泥浆池，占用场地较大；后插钢筋笼时，钻孔机携带振捣器进行振捣，噪音较大。2.2.2长螺旋干成孔：该工艺成桩直径一般小于600，较厚的砂石、卵石土层中施工较为困难。本工程地下9m左右土层为卵石层，机械成孔困难。2.2.3人工挖孔：13人工挖孔桩径一般都在800-2000mm的大直径灌注桩，单桩承载力很高，适用于持力层在地下水位以上的各种地层，成桩质量容易控制和

8、保证。本工程位于城市闹市区，现场场地十分狭窄，无法设置泥浆池，施工位置距离居民区很近，需严格控制施工噪音，综合以上因素，最终选择人工挖孔进行成孔。3、方案实施：3.1北侧教学区域土钉墙支护设计本工程北侧教学区域基坑采用土钉墙支护，坡度为1:0.3。3.1.1土钉墙支护体系设计基底相对标高为-8.85m，开挖边坡按1：0.3设计；采取加一道预应力锚杆的复合土钉墙支护结构。土钉墙预应力锚杆孔直径为φ150，用16A单槽钢连接，张拉