1、1深大基坑排桩支护设计及监测技术摘要：随着我国城市建设的迅猛发展，涉及到基坑围护工程也越来越多。基坑围护工程具有技术复杂，综合性强。且一旦发生出现问题对周边环境和地下结构的破坏及社会影响严重，造成巨大的经济损失，因此基坑围护结构要安全可靠，本文结合工程实例详细阐述了基坑围护方案的选择、设计计算及施工技术，以期能对相类似工程的施工起到借鉴作用。 关键词：基坑围护排桩设计计算施工及监测 中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 文章编号： 1 工程概况 柳铁中心医院 1#住院楼主体结构为钢筋砼框架剪力墙结构，地下一层，地面以上 22 层，总建筑面积 43198.06m2（含地下室） 。基础采用钢
2、筋砼人工挖孔灌注桩基础，桩端持力层为中风化泥质粉砂岩。基坑深度4.24.8m，基坑占地面积为 1895m2，基坑围护长达为 235m。 紧邻基坑东侧、南侧及北侧为医院内道路，道路两侧埋设有通信光电缆、自来水管及燃气管道等众多地下管线，南侧道路对面紧邻 2 层砖混结构的急救中心，基坑西侧为 3 层砖混结构的既有 2#住院楼，条形毛石基础，距离基坑边缘为 5.1m 左右 m。本项目为自治区首个区外全国重点高等院校附属医住院部，通向住院部的车辆及行人均要从基坑旁的道路经过，且本工程基坑土方开挖及地下室修建有可能危及基坑周边既有2建筑及道路的安全，产生破坏后果严重，社会影响大，故该工程安全性等级定位为
3、一级，因此采取的基坑围护方案需确保基坑围护结构稳定可靠，不能出现任何安全问题。 2 工程地质及水文地质条件 场地内土层自上而下分别为：人工填土。层厚 0.156.3m；灰黄色为主，以粘性土为主，夹含大量建筑垃圾及植物根茎，结构松散，稍湿，中等高压缩性。粉质粘土层。层厚 2.34.2m，黄褐色、呈硬塑状，切面无光泽，干强度中等，中等压缩性；中风化泥质粉砂岩。层厚30m，黄白色，粉砂质结构，钙泥质胶结，节理裂隙一般发育，岩芯较完整坚硬。 3 基坑围护方案的选择 通过详细的现场勘察，考察了柳州地区类似工程的实践经验，根据场地工程地质条件和周边环境情况，为了满足基坑的安全、经济、合理等问题，对该地区常
4、用的放坡开挖、土钉墙支护、排桩支护等三种支护方式进行了详细的分析论证如下： 建筑物四周紧邻道路及房屋，不具备放坡开挖条件。 土钉墙是近年来发展起来用于边坡防护一种新型挡土结构。通常土钉通过钻孔、插筋、注浆，使土钉与周围土体形成复合土体，但是现场需有允许设置土钉的地下空间。项目基坑附近密布地下管线及周边建筑基础，在施工时存在影响，且土钉墙围护变形量相对较大，可能会引起周边建筑及道路变形过大，产生破坏，可见土针墙安全风险大，不适合本项目的基坑防护。 3排桩基础具有不用放坡开挖，承受基坑土体压力强，变形小，且施工技术较为简单，质量易于控制，安全程度高。故经综合分析论证，本基坑采用排桩进行围护。 4
5、排桩围护设计计算 4.1 土压力计算 以下以北坡面为例进行排桩的设计计算，基坑开挖深度为 4.8m，上部均布荷载为 q=20kN/m，场地地质条件和计算参数见下表 1，土压力分布见图 1。 表 1 土层设计计算参数 图 1 土压力分布图 （1）主动土压力系数 人工填土：； 粉质粘土：； 泥质粉砂岩：； （2）被动土压力系数 人工填土：； 粉质粘土：； 泥质粉砂岩：； （3）主动土压力分布 根据建筑基坑支护技术规程 JGJ120-99规定，基坑底以下土层主4动土压力按矩形分布，则有： （5）土压力及作用重心 4.2 求嵌固深度 hd 根据建筑基坑支护技术规程 JGJ120-99得： 则桩的嵌固深
6、度，取。 总桩长为 7+4.8=11.8m。 4.3 挡土结构内力计算 孔桩采用人工挖孔桩，桩径拟为 120cm，桩中心距按 200cm。 （1）计算剪力为零点位置以及相应的最大弯矩设计值，求； 计算所得弯矩值为负，说明弯矩为逆时针方向。 则最大弯矩设计值 （2）桩身配筋计算 5查砼结构设计规范得圆形截面钢筋布置如图 2。 图 2 沿周边均匀配筋的圆形截面 由最大弯矩，桩径 120cm，砼标号 C25，主筋采用 HRB335 级钢筋，保护层厚度 5cm，预计配 2625 钢筋；箍筋为 HPB225 级钢筋，采用 8螺旋箍筋，间距 20cm：加强钢筋为 HRB335 级钢筋，采用 16 加强钢筋
7、，间距 200cm，以加强钢筋笼刚度。 采用的配筋设计能够满足承载要求。 5 人工挖孔桩施工技术 本项目基坑附近有重要建筑物且桩孔断面尺寸较大，孔间净距又较小，在基坑土层较厚、土质较差时，采取分段跳孔开挖，且浇灌砼完成后方可开挖相邻孔桩。以防止挖孔时孔壁发生坍塌和位移， 轴线经复核无误后开始第一节开挖，每进尺 1m 浇捣护壁砼一次，在桩孔深度超过 6m 时用鼓风机和输风管向孔内中送入新鲜空气，杂填土、粉质粘土、强风化泥质粉砂岩层孔桩土体一般采用短把的镐、锹等简易工具进行人工挖土，粉质砂岩层采用风镐人工强行凿除施工，用人工手绞架进行垂直运土。 施工中经常进行桩位、垂直度、直径校核，发现偏差，随时
8、纠正，保证位置准确。 6护壁砼用吊桶送入孔内进行浇灌，浇筑时先用钢钎插捣后，再用锤敲打护壁模板，以保证砼密实，第一节护壁砼作成高出地面 20cm 的锁口。挖孔至设计深度后检查桩孔中心线位移偏差、桩径偏差、终孔深度、孔底沉渣以及桩底持力层等情况，各项偏差应在设计及规范允许范围内。钢筋笼安装的标高、轴线、垂直度、保护层经进行检查符合要求后，方可进行孔桩砼的浇灌，浇灌前，在桩孔内设置传料串筒，串筒底距桩底砼面不得超过 2m，随着砼的浇注而相应抽出，以避免砼产生分层离析现象，按设计及规范要求进行分层振捣，确保砼施工质量 6 基坑监测与信息化施工 6.1 检测项目检测方法精度要求及测点布置 本基坑安全等
9、级为一级。在本基坑工程中，监测的主要项目有：土体侧向位移；基坑顶面的沉降，倾斜；周边建筑物及道路沉降和位移；地面沉降；地下管线沉降和位移。其监测方法和精度要求见表 2： 表 2 监测方案和精度要求 6.2 监测项目的警戒值 本工程监测中，根据对象的实际情况并结合以往的监测经验，每一测试项目都事先确定了相应的警戒值，将监测值与警戒值相比较，判断围护结构是否安全可靠，是否需调整施工步序和优化原设计方案。设定7的警戒值分为两部分不同的控制指标：累积允许变化量和单位时间内允许的变化量。 （1）建筑物及地表沉降、位移：最大按 30mm 控制，警戒值为25mm，速率不得超过 3mm/d； （2）基坑边坡测
10、斜：最大位移按 30mm 控制，警戒值为 25mm，速率不得超过 5mm/d； （3）煤气管道的变化：沉降或水平位移均不得超过 10mm，速率不得超过 2mm/d； （4）自来水管道的变化：沉降或水平位移不得超过 30mm，速率不得超过 5mm/d。 当监测项目超过其警戒值时，立即停止开挖，查明原因，对支护方案进行调整，待加固处理后方能进行下一步开挖。 6.3 观测时间与周期 （1）在基坑支护施工前进行各监测项目初始值的测量。 （2）各项监测工作得时间间隔根据施工进程确定，一般每天观测两次，在开挖卸载急剧阶段，间隔时间不应超过 6 小时。 （3）当结构变形超过有关标准或场地条件变化较大时，应加密观测。当出现危险事故征兆时，则需进行连续监测。并将每次的监测结果及拟采取的方案、措施处理意见及时向业主、设计、监理单位如实报告。7 结束语 8经对围护结构进行科学的设计和在施工过程实施信息华施工，在基坑土方开挖及地下工程施工期间，没有出现因土体的变形、沉陷、坍塌或位移而危害基坑四周相邻的建筑物、地下管线、道路及施工安全的事项出现，说明采取的围护方案是科学合理的。 参考文献 1JGJ120-99 建筑基坑支护技术规程S北京：中国建筑工业出版社，1998，06。 2GB50010-2010 混凝土结构设计规范S北京：中国建筑工业出版社，2010，08。
