复杂条件下箱涵基坑设计.doc

1、1复杂条件下箱涵基坑设计摘要：在复杂地质以及周边存在建筑物情况下的基坑设计向来是国内设计人员面临的难点。本文以市区内的箱涵基坑为例，对处于软土地基且距离建筑物较近的基坑设计提供了详细设计思路，为国内同类型的工程提供参考及借鉴。 关键词：基坑支护；水泥土挡墙；钢板桩；位移控制； Abstract: In the complicated geological and surrounding existing buildings foundation pit design case is always difficulty facing domestic designers. Based on th

2、e area of the box culvert foundation as an example, provides detailed design ideas to design of foundation pit in soft ground and the distance between buildings near, to provide a reference and reference for the same type of engineering. Key words: foundation pit; cement-soil retaining wall; steel s

3、heet pile; displacement control; 中图分类号：TU473 文献标识码：A 文章编号： 近年来随着社会经济的快速发展，国家对交通等基础设施投资的增2加，越来越多的过人箱涵或过水箱涵需要在已建道路下方甚至闹市区穿过，因其周边存在较多已建建筑物且地质条件复杂，如何控制箱涵基坑开挖对周边建筑物的影响成为设计人员面临的难题。 本次设计的 37 号路 1 号过街箱涵横穿 37 号路，并位于 37 号路上部的 A1 线跨线桥 2 号及 3 号桥墩中间，基坑内边线位于两桥墩外围，距两桥墩最小距离为 1.5 米。地铁六号线位于 37 号路西北边，与 37 号路及A1 线跨线桥基本

4、平行，与本次设计基坑相关的六号线高架桥桥墩分别为第五联的 XH15 号桥墩以及第五联的 XH16 号桥墩，其中 XH16 离基坑最近，其承台与基坑内边线最小距离 8.98 米。XH15 承台与基坑内边线最小距离13.67 米。此外，在基坑南侧有一栋 18 层的楼房（桩基础） ，距基坑内边线最小距离 7.81 米。 图 1 基坑平面位置图 一 地质概况 根据地质钻孔揭露，基坑附近稳定水位埋深介于 1.21.8m 之间，并随着季节变化而变化。 场地内分布三层土，其中 4.2 米厚杂填土，呈灰褐、褐红色等，组成物主要以建筑垃圾、砂土及粘性土为主，局部含生活垃圾；6.9 米厚淤泥，呈流塑状态，具有高灵

5、敏度、高流变性、高触变性、高压缩性和低透水性；其下为微风化灰岩。 二 箱涵基坑设计 根据本工程基坑开挖深度、工程地质条件和周边地形，从安全、经3济、合理、可行的角度出发，主要采用旋喷桩水泥土挡墙+钢管桩预应力锚索放坡支护、钢板桩钢管桩预应力锚索放坡支护两种支护方式，本工程基坑共分成 A1、A2、B1、B2 四个区域，具体描述如下： 2.1 基坑 A1 区和 A2 区（A1 区：位于垂直 37 号路走向的靠北侧的基坑长边的中部，A1 线跨线桥正下方位置；A2 区：位于垂直 37 号路走向的靠南侧的基坑长边的中部，A1 线跨线桥正下方位置；开挖深度 5.93 米）设计基坑采用旋喷桩水泥土挡墙+钢管

6、桩预应力锚索放坡支护，放坡开挖 2 米，坡率采用 1：1.25，并在坡面上喷射 20 厘米厚的 C20 钢筋混凝土面板(双层 82020 的钢筋网格)。坡角设置 4 米宽平台，因平台顶面距现状跨线桥底面仅 3 米左右，无法打桩或施工搅拌桩，故在平台上设置 3.3 米宽旋喷桩水泥土挡墙，旋喷桩直径为 0.6 米，旋喷桩之间搭接 0.15 米，旋喷桩要求进入灰岩顶面。每根旋喷桩顶部内插 1.5米长的插筋，插筋直径 1.2 厘米，上覆 20 厘米厚 C20 喷射钢筋混凝土面板(双层 82020 的钢筋网格)。为提高水泥土挡墙的抗倾覆能力及整体性，在旋喷桩内插入两排钢管桩，直径 11 厘米，管壁厚度为

7、 4 毫米，其中靠基坑内侧钢管桩间距 0.5 米，并要求进入灰岩 2 米。远离基坑的一排钢管桩间距 1 米，要求进入灰岩 2 米。在水泥土挡墙临空面喷射 20厘米厚的 C20 钢筋混凝土面板(双层 82020 的钢筋网格)。为保证坑内现状 2 号及 3 号桥墩安全及支护结构的稳定性，坑内采用格栅式旋喷桩加固。基于控制水泥土挡墙位移及稳定性考虑，在挡土墙内侧设置预应力锚索，预应力锚索设在水泥土挡墙顶部往下 0.5 米处，预应力锚索4采用 375 钢绞线，长度为 21 米，间距为 1.713.26 米，预加轴力200kN，设计轴力 300kN，要求锚入灰岩 3.5 米。 图 2 基坑 A 区横断面

8、图 2.2 基坑 B1 区和 B2 区（B1 区：位于沿 A1 跨线桥走向方向的右侧，基坑东南部位置；B2 区：位于沿 A1 跨线桥走向方向的左侧，基坑西北部位置；开挖深度均为 5.93 米） 设计基坑采用钢板桩钢管桩预应力锚索放坡支护，放坡开挖2 米，坡率采用 1：1.25，并在坡面上喷射 20 厘米厚的 C20 钢筋混凝土面板(双层 82020 的钢筋网格)。考虑止水作用拉森型钢板桩长度设计为 9 米。并在拉森型钢板桩前设置一排钢管桩锁脚，钢管桩直径14 厘米，厚度为 5 毫米，钢管桩间距 0.8 米，并要求进入灰岩 2 米，坑内采用一排搅拌桩对被动区进行加固。为避免因钢板桩位移过大而对现

9、状六号线及 18 层楼房造成影响，在挡土墙内侧设置预应力锚索，预应力锚索设在钢板桩顶部往下 0.5 米的位置，预应力锚索采用 375 钢绞线，长度为 21 米，间距为 2 米，预加轴力 200kN，设计轴力 370kN，要求锚入灰岩 3.5 米。 图 3 基坑 B 区横断面图 三 施工注意事项 基坑开挖时应分段、分层开挖，随挖随支，分层开挖深度不大于 1米，开挖宽度应能满足支护作业和边坡临时稳定性的要求，基坑顶 6 米5范围内严禁堆载。 基坑作业顺序如下：先放坡开挖 2 米至标高 6.21，并喷射钢筋混凝土面层，打入钢板桩，施做旋喷桩、搅拌桩，并打入钢管桩，待水泥土28 天龄期无侧限抗压强度大

10、于 1Mpa，达到设计强度后，开挖 1 米至 5.21标高并施做钢腰梁及预应力锚索，继续开挖土方到基坑底，然后马上封底施工垫层、底板，继续施工侧墙、顶板结构直到地面，回填基坑，基坑工程结束。 预应力锚索施工前应核实基坑后方楼房及地铁桥墩桩基位置，如遇桩基，应通知设计人员调整锚索位置。锚索打入淤泥层时应采用套筒跟进，以防塌孔。 基坑开挖至设计标高后应及时平整基坑，疏干基坑内积水铺设垫层，浇筑底板。整个施工期间应注意做好基坑内排水措施。 基坑开挖过程中，做好挖土机械、车辆的通道布置、挖土的顺序及周围堆土位置安排，应采取措施防止碰撞支护结构或扰动基底原状土。在挖土、设置拉锚过程中，由专人做检查、观测

11、，发生异常情况时，应立即停止施工，并应立即查清原因和采取措施，方能继续挖土。 箱涵顶板顶面标高以下，支护结构与箱涵结构之间范围内都应采用中粗砂或石屑回填，压实度要求大于 93。 基坑支护工程是一种风险性大的系统工程，施工应遵照动态设计、信息化施工规定，确保基坑本身及周边环境的安全。各项监测的时间间隔根据相关规范确定。当变形超过有关标准或监测结果变化速率较大时，应加密观测次数。当有事故征兆时，应连续监测。 6四 结束语 本文对软土地区临近建筑物的基坑进行设计，目前工程已完工，根据施工过程中对桥梁及建筑物的监测，基坑对桥梁及建筑物的影响甚微，设计能较好的控制周边土体位移与沉降。通过本次设计，笔者有以下体会： 1、对于软土地区基坑，采用预应力锚索能有效地控制基坑周边地面位移与沉降，减少对周边建构筑物的影响； 2、在支护结构嵌固深度不够的情况下，采用微型钢管桩进行锁脚对控制支护结构的抗滑移及抗倾覆是一种有效的手段； 3、在其它支护结构施工净空不够的情况下，采用旋喷桩水泥土挡墙对软土地区深度不大的基坑进行支护是不失为一种好方法。 参考文献 JGJ 120-2012, 建筑基坑支护技术规程S. GB50497-2009, 建筑基坑工程监测技术规范S. CECS22：2005, 岩土锚杆（索）技术规程S. 刘国彬,王卫东; 基坑工程手册M. 北京:中国建筑工业出版社, 2009