建筑工程深基坑支护方案的设计论文_彭韬宇,安然

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摘要:笔者主要从常见的若干问题,以及平面支护体系等几方面概述了本文主题,旨在与广大同行共同探讨学习。

关键词:建筑工程;深基坑支护;方案设计

一、工程概况

拟建鄞州新城区石碶街道鄞州大道西段1号地块位于宁波市鄞州区石碶街道,地块东靠雅戈尔大道,西靠机场路,北侧为万成路,南侧为现状道路。场地卫星照片见图1-1。

图1 场地平面图

1.基坑工程概况

(1)基坑规模

地下车库基坑开挖面积约29000m2,支护结构延长米约680m;

(2)±0.000及自然地坪标高

±0.000=3.900(黄海高程),自然地坪标高取黄海高程3.200,相对标高为-0.700。本方案所注标高未经特殊说明均为相对高程。

(3)基础形式及标高信息

基础形式暂考虑采用承台结合地梁的形式;二层地下室底板面标高为-8.900,底板厚度为600mm,地库区域承台高度暂取为1400mm,主楼区域承台高度暂取1800mm,基础垫层厚度为300mm;一层地下室底板面标高为-5.400,底板厚度为500mm,承台高度暂取为1400mm,基础垫层厚度为300mm。

2.基坑开挖深度

(1)计算开挖深度取值原则

地下车库区域按照承台底标高计算,主楼区域按照承台垫层底计算。电梯井坑中坑与周圈高差暂取1.6m;电梯井坑中坑靠近坑边区域,计算深度按照离基坑边距离进行深度折减;地下室周圈地梁按上翻考虑。

(2)计算开挖深度

各区域计算开挖深度见下表:

施工图阶段计算开挖深度将跟据主体结构施工图进行相应调整。

二、深基坑支护系统

在城市建筑建设中,由于建筑物密度太大,在建筑深基坑开挖过程中,没有多余地方供边坡放坡之用,所有经常依靠于支护手段来确保基础工程的正常开展。需要支护的结构大致有以下几种形式:

1.经深层搅拌或高压喷射而形成的水泥墙。这种支护适用于开挖深度小于 6m 的基坑,此方法施工过程中噪声较小,且抗渗能力较强,能够提高人工降水的效果。

2.钢筋混凝土的支护桩。目前这种类型的支护应用非常广泛,在加设锚杆的情况下可以用于较深的基坑护坡。

3.拱圈式增体结构。这种方法合理利用了拱式结构受力均匀的特点,可适于开挖深度在 10m 左右的基坑。

4.地下连续墙和沉井结构。这种结构的水平刚度相对较大,并且对周围环境影响小,而且对土层条件适应性强,可以适用于各种深度基坑的开挖,而且还可以做主体结构。

5.纤维织物袋装土迭垒、土钉墙等方法。对于支护结构的选择必须根据基坑周边环境、开挖深度、水文地质与工程地质条件等多因素综合考虑。水平方向上的土压力是作用在支护

结构上的主要承载,另外土压力大小的确定现在仍沿用以前的土压力理论来确定,但是由于理论的工程实际与假设条件存在有一定的差别,实现主动以及被动土压力都与支挡物的位移有直接的关系,且它大小对试验参数影响也是非常敏感的,所以,要想精准的确定支护系统结构上土压力的大小是非常困难。

三、常见的若干问题

1.深基坑支护设计方案常遇见的问题

(1)设计依据不够恰当

在当前的设计方案中,有很大一部分设计方案在设计依据一栏中经常发现一部分已废止或不恰当的规范仍在延用,此外还有一些地方法规或地方标准的,必须按地方设计标准执行,其中《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99 次之。规范之间的内容或有存在相互矛盾的地方,另外对于设计方案如果能通过之后,现场监理有可能会按照设计依据上提及到的不同规范来要求施工企业,即是从严要求。一个比较完整的设计方案必须包括诸如:设计的方案总体描述(设计参数以及采用的什么支护结构等),必须把有可能出现的问题提及到。这既是设计单位技术的体现又是对自己的保护。

(2)深基坑的安全等级

基坑的安全等级是衡量支护结构和周边环境对变形的适应能力以及基坑工程对周边环境可能造成的危害程度的量度,对于一个基坑而言,必须根据周边环境,将整个工程合理的分成多个区进行分区处理,然后再根据每个区块的情况,将基坑侧壁分为多个安全等级,力争做到对基坑规划做到更加合理经济。

2. 计算书中常遇见的问题

(1)水泥土重力式格挡墙

水泥土重力式挡墙在深基坑围护工程中,是一种较为经济的方案,该支护结构形式具有工程造价低、工期短、止水性好等优点,不需要另外设置止水帷幕。但是是泥土重力式格挡墙的缺点也存在,其要求基坑开挖深度不能太大,否则就会降低其经济效益。在地下水位较高的软土地区,用水泥土支护墙的基坑开挖深度一般不宜超过 7m。当基坑开挖深度在 5m 以下时,才能获得比较好的技术经济效果。

(2)土钉墙

1)土钉墙的设计参数与实际操作无法实施或者参数超规范,例如土钉墙喷射混凝土的厚度不大于 80mm,内力折减系数不大于 0.8,水灰比不小于 0.5,再或者最下面一排的土钉距离基坑底部小于了 0.5m。这些都属于设计参数超规范,造成实际操作无法实现,

2)在土钉墙坡顶设置了排水沟。这一点也最好不要做,如果迫不得已要做也得离基坑坡顶稍微远一些或者在基坑的底部。这主要是因为任何一种基坑支护型式都会造成基底发生变形,当在坡顶设置了排水沟的时候,由于土钉墙的支护结构的变形量比较大,经常在坡顶会出现裂缝,把砖砌排水(截)沟给拉裂开来,这样的话如果沟中有水就会通过坡顶的缝隙渗漏至土压力区,进而加速基坑发生变形,这样对于整个基坑是非常不利的。

(3)锚杆

1)锚杆的锁定值与设计不匹配,如果锁定值小,那么允许的变形值就大,锁定值最好取锚杆的受拉值的 0.35~0.65 倍。

2)锚杆所配置的钢筋或者钢铰线和荷载不太相符,就会很容易超出锚杆的承载基础,就导致了锚杆不能完全承受了基坑压力。

四、平面支护体系

1.第一道支撑

由于基坑的形状相对不规则,基坑平面支撑形式采用宁波地区非常经典的对撑结合两个半圆环的形式,一层区域采用井支撑形式,基坑平面支

论文作者:彭韬宇,安然

论文发表刊物:《基层建设》2017年第19期

论文发表时间:2017/11/9

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建筑工程深基坑支护方案的设计论文_彭韬宇,安然
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