建筑基坑支护设计方案分析.doc

1、建筑基坑支护设计方案分析摘 要：北京市中心区某新建建筑的地下室与已有旧建筑的地下室或原有基础较近，采用预应力锚索会碰到原有地下室或原有桩基础。 采用合理的布置方案，即基坑周边设排桩，并设置角撑（局部对撑）和局部预应力锚索来有效控制基坑支护结构位移，保证基坑的安全性，解决了上述施工难题。 关键词：排桩； 角撑； 内支撑； 预应力锚索； 监测 中图分类号： TU94+2 文献标识码： A 1 工程概况 某工程位于北京市市区，为改建工程，拟建建筑物高度为 30m，采用框架结构，下设 2 层地下室。 根据基坑的周边环境条件， 基坑侧壁安全等级定为一级。 该基坑平面长 93.8m、宽 85.8m，周长

2、345.7m，平面形状为不规则矩形。 0.000 标高相当于绝对标高 7.50m，基坑底深度从冠梁顶至地下室底板垫层约 7.2m，从地面至承台垫层底面约 9.512m。 基坑边线东面距旧楼最近约 10.2m，距车库出口最近约 4.3m；南面距原建筑最近约 27.0m； 西面距原建筑最近约 7.38.9m；北面距原有河涌最近约 6.6m。 2 地层结构及其性状 根据钻孔揭露的地质资料，场地基岩为白噩系上统三水组东湖段粉砂质泥岩夹钙质泥岩，岩体差异风化作用较强烈。第四系覆盖层主要为人工填土、冲积成因的粉细砂、淤泥、淤泥质土和残积成因的粉质粘土层。现分述如卜下: 1人工杂填土:由碎石、砖块、混凝土块

3、、充填细砂组成，层厚 1.62.3m，场地均有分布；2粉细砂：松散，饱和，颗粒均匀，层面埋深 1.62.3m，层厚 0.61.0m； 3淤泥、淤泥质土：流塑，含粉砂及少量贝壳，层面埋深 2.13.0m，层厚 1.72.7m； 4粉细砂：松散至稍密，饱和，颗粒均匀，含少量贝壳，根据其密度可分为 2 个亚层， 4-1层松散，层面埋深 4.35.0m，层厚 1.21.7m；4-2层稍密，层面埋深 4.85.5m，层厚 2.04.2m；5粉质粘土 ：硬塑 ，含粉砂 ， 为原岩风化残积土，层面埋深 5.5m，层厚 2.6m； 6石炭系基岩：为白垩系上统三水组东湖段粉砂质泥岩局部夹钙质泥岩，呈中厚层状产出

4、，根据岩石风化程度可分为 3 个风化带， 6-I 层强风化，岩芯破碎，呈碎屑、碎块状，局部呈短柱状，层面埋深6.09.0m，层厚 0.511.3m；6-M层中等风化，岩芯较破碎，局部较完整，呈短柱状、块状，局部裂隙较发育，层面埋深 7.419.9m，揭露层厚 0.77.9m；6-S层微风化，岩芯完整，局部较完整，呈柱状、短柱状，偶见方解石脉，层面埋深 8.418.3m，层厚 1.15.8m。 场地分布有富水性较强的砂层，地下水主要以砂层孔隙潜水为主，其来源以大气降水及河流侧向补给为主。 场地地下水与周边河涌水力联系密切，地下水位受潮涨潮落的影响。 3 基坑支护方案选型 本基坑周边环境的不利条件

5、在于：基坑东、西侧由于与原旧建筑地下室或原有基础较近，其中东侧建筑有 2 层地下室，埋深接近新建地下室的深度；东侧旧有基坑支护采用了排桩+预应力锚索支护方案，旧有锚索将会影响本工程基坑的排桩或止水桩施工，若东、西两侧（尤其东侧）采用预应力锚索，则很易碰及旧有基础、旧有地下室，故该范围不适宜采用预应力锚索方案，另外西侧旧建筑采用浅基础，基坑设计、施工也应予以注意。 根据基坑的挖深、 土质情况和周边环境位移限制要求，结合施工方面的因素，采用以下方案：排桩+钢筋混凝土内支撑， 开挖面以下采用冲孔灌注桩及旋挖桩；排桩+预应力锚索。 在排桩外围采用深层水泥搅拌桩及高压旋喷桩作为止水帷幕，桩径 f 600

6、，桩间搭接 200，水泥掺量 15%；基坑周边表面用素水泥面层封闭，排水明沟截水。基坑底采用排水沟和集水井排水，同时可用降水井点控制地下水位。 冲孔灌注桩仅用于东侧旧基坑范围有预应力锚索的范围， 其余采用旋挖桩作为支护排桩；同样，高压旋喷桩仅用于东侧旧基坑范围有预应力锚索的范围， 其余采用深层水泥搅拌桩作为止水帷幕。 4 基坑分析与计算 采用理正深基坑支护结构设计软件 Fspw6.5，根据支护结构所选用的型式， 选取不利钻点进行单元以及整体计算。主要计算参数如下：基坑四周附加荷载 20kN m2，出土口 40kN m2；冠梁顶至周边地面的高差，采用搅拌桩（插钢管 f 483.5800）处理，为

7、便于建模，不按坑深计，而是在模型上按超载形式（超载值 g h）处理；水、土压力：杂填土层采用水土分算，其它层采用水土合算；被动土体的弹性抗力采用 m 值法，按不同土层分层计算 m 值；基坑计算深度分别取为 9.5，12.0m；基坑侧壁安全等级为一级；材料及主要截面：支护桩（旋挖桩或钻冲孔桩）为 f 1000，采用 C25 钢筋混凝土；水泥搅拌桩或高压旋喷桩为 f 600，采用 42.5R 普通硅酸盐水泥。 排桩、内支撑体系形成了一个整体的框架，选取基坑支护最为不利的区段， 包括 1-1、4-4、8-8 区段，其中 1-1 区段为北侧河道附近区段，支护结构施工面相当狭窄，且锚索必须打在河床底部；

8、4-4 区段为东侧与旧建筑的地下室与基础十分临近的区段；8-8 区段为南侧临近道路的区段。 计 算 表 明 ，1 -1 区 段 最 大 位 移 20.95mm，4-4 区段最大位移 16.68mm，8-8 区段最大位移 23.83mm。 基坑顶部的位移处于 1520mm 之间，说明支护结构选型恰当，同时也说明排桩加内支撑和排桩加锚索的支护结构在变形时是协调的。 在基坑支护结构的选取中，根据不同的土质条件，不同的周围环境条件，选取恰当的支护形式， 结合计算使得支护结构之间的刚度相差不大，才能形成一个合理的空间变形刚体，使得整个基坑变形协调。 5 监测点布置 本工程支护结构最大水平位移和其后地面沉

9、降控制值为 37.5mm，报警值为 30mm；支护结构顶部水平位移和沉降监测点共 13 个，支护结构深层变形（测斜）监测点共 13 个，支撑轴力监测点共 15 个，立柱沉降观测点共 1 个，周边道路（管线）沉降监测点共 6 个，地下水位监测点共 12 个，建筑物沉降观测点共 34 个。 6 结束语 对于基坑的支护设计， 需结合具体现场的周边环境，灵活采用合理的支护布置方案。本工程通过较简单的基坑支护布置， 较好地解决了场地条件的限制问题。其中对支护内支撑的布置，采用较简单的角撑（局部对撑）的布置，计算结果表明各项指标均满足要求。 参 考 文 献 1 JGJ 120-2012 建筑基坑支护技术规程S 2 刘建航，侯学渊. 基坑工程手册 M. 北京：中国建筑工业出版社，1997 3 GJB 02-98 地区建筑基坑支护技术规定S