建筑深基坑工程支护结构的设计分析

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1、建筑深基坑工程支护结构的设计分析摘要：在当今越来越多的高层建筑施工过程中,深基坑支护工程的高效施工问题是施工进度和安全的一大挑战。结合具体的工程实例，探讨超高层建筑地下主体结构与基坑支护结构相结合的设计与工程应用，包括利用地下主体结构型钢混凝土柱中的型钢钢骨作为临时竖向支撑立柱和底板范围内如何合理设置临时水平支撑等，并给出支撑轴力实测结果与计算分析结果，对主要的监测结果进行分析。　　关键词：深基坑支护结构设计；逆作法；水平支撑　　0前言　　引言随着各大城市地下空间开发利用的发展，超高层建筑的深基坑面积越来越大，深度深，周

2、边环境要求高的工程越来越多。因此，如何在保证基坑工程安全和合理满足周边环境保护要求的前提下，尽可能降低基坑临时支护结构的工程量并尽可能方便工程施工加快施工进度，成为目前深基坑工程设计的主要研究方向之一。多年的基坑工程经验表明，采用地下主体结构与支护结构相结合的基坑支护工程设计并采用逆作法施工的方案，对保证基坑的安全，保护周边环境和降低工程造价，节约资源，缩短工期都是有利的。而对带有裙房的超高层建筑基坑工程则大多采用地下主体结构与支护结构相结合的基坑支护工程设计，采用一顺一逆的施工方案，即主楼采用顺作法施工，裙房采用逆作法

3、施工。文结合发展大厦开发建设探讨超高层建筑地下主体结构与支护结构相结合的设计研究与工程应用，并介绍发展大厦超高层建筑深基坑不同于上述一顺一逆的施工方法，而是采用主楼半顺作半逆作，裙房逆作的施工方法，即主楼核心筒体采用顺作法施工，主楼其余部分采用逆作法施工，裙房采用逆作法施工方法。　　1工程概况　　某发展大厦，主楼建筑总高度为239m，地下3层，地上46层；裙房4层。主楼采用框架―核心筒结构体系，地下一层及二层结构梁板采用钢筋混凝土结构，一层采用钢骨混凝土梁及钢筋混凝土楼板，主楼桩基采用桩端后注浆钻孔灌注桩，桩基承台采用厚

4、板式承台，主楼底板厚度为3.5m。裙房底板2.0m。基坑开挖深度：主楼17.35m，裙房15.85m。由于基地地处陆家嘴金融中心，周边高层建筑、地下管线众多，环境保护要求高。　　2工程地质条件　　本工程场地地势较平坦，场地表层填土分布广，厚度大。杂填土遍布，基坑东边界地段和南边界的杂填土和素填土，厚度达3.0m。本工程场地存在②-1，②-3层粘质粉土，土质不均，粉性砂性重，渗透性强。本场地埋深约37m下存在第7层为承压含水层，该地区已有工程的长期水位观测资料，该层承压水水位呈年周期性变化，水位埋深的变化幅度一般在3～11

5、m。　　　　3支护结构设计总体方案　　本基坑支护设计方案阶段进行多方案的技术经济分析比较，主要有两种：一是采用设置临时基坑支护结构的设计方案，顺作法施工，采用钻孔灌注桩结合外侧SMW工法水泥土搅拌桩止水帷幕作为临时围护结构，坑内设置三道临时钢筋混凝土支撑，支撑采用对撑及角撑布置，并结合坑内地基加固的设计方案；二是采用超高层建筑地下主体结构与支护结构相结合的深基坑设计方案，逆作法施工，采用地下连续墙作为围护结构，利用地下主体结构的梁板作为支护结构的水平支撑，利用结构柱和桩承受施工期间的竖向荷载，原则上采用一柱一桩钢立柱型式

6、，并结合坑内地基加固的设计方案。经综合研究分析，最后确定采用超高层建筑地下主体与支护结构相结合的深基坑设计方案，地下各层梁板结构采用由上而下的逆作法施工　　方式。施工阶段为方便土方工程施工，加快施工速度，方便主体结构施工，保证主体结构的工程质量，核心筒体采用顺作法施工方案，因而可以利用核心筒部位以及车道部位作为逆作法施工的出土口，便于土方工程施工，这种施工方法较为文明，节约材料，且基坑围护结构变形较小且经济效益十分显著。地下连续墙厚度为1.0m，主楼和裙房区域地墙槽段有效长度分别为34.0m和30.35m，主楼区域墙底进

7、入⑥暗绿色粉质粘土层约为2m，裙房区域墙底进入⑤1b粉质粘土层。鉴于地质条件的特殊性，对地下连续墙两侧采用水泥土搅拌桩进行槽壁加固。　　4水平支撑设计和计算分析　　利用地下主体结构的梁板作为基坑开挖阶段的水平支撑，其支撑刚度大，对水平变形的控制极为有效，同时也避免了临时支撑拆除过程中围护墙的二次受力和二次变形对环境造成的进一步影响，最大的优势在于避免了大量临时支撑的设置和拆除，对于资源的节省和环境的保护意义重大。本工程利用地下主体结构共设置四道水平支撑，其中地下室顶板、地下一层梁　　板、地下二层梁板分别为第－、二、三道水

8、平支撑，其中第四道支撑为设置在底板。在逆作法施工过程中，利用主体结构梁板作为开挖阶段时的水平支撑必然承受较大的水平力，这种在水平力作用下梁板结构的受力分析在必须考虑梁板结构的相互作用，由于基坑四周与围檩长度方向正交的水平荷载为不均匀分布，支承刚度在平面内分布也不均匀，为避免模型整体平移或者转动，必须设置必要的边界条件