砂土地區(qū)深基坑工程的設(shè)計(jì)

潘育謀

摘 要：本文主要針對(duì)砂土地區(qū)深基坑工程的設(shè)計(jì)展開(kāi)了探討，通過(guò)結(jié)合具體的工程實(shí)例，對(duì)基坑周邊環(huán)境作了簡(jiǎn)要的概述，詳細(xì)介紹了深基坑工程的設(shè)計(jì)過(guò)程，并對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與計(jì)算值作了系統(tǒng)比較，以期能為有關(guān)方面的需要提供有益的參考借鑒。

關(guān)鍵詞：砂土地區(qū)；深基坑；圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

隨著現(xiàn)代化建設(shè)的不斷推進(jìn)，城市用地越來(lái)越緊張，因而出現(xiàn)了大量的大、高、深工程，這些工程的建設(shè)對(duì)周邊環(huán)境或多或少會(huì)產(chǎn)生影響，帶來(lái)了新的矛盾。而深基坑施工是建設(shè)工程中經(jīng)常進(jìn)行的項(xiàng)目，但是在周邊環(huán)境復(fù)雜的情況下，深基坑的施工容易引起一系列的問(wèn)題，如建筑物的沉降、對(duì)管線的破壞，因此，深基坑施工時(shí)，一定要精心策劃，對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行科學(xué)有效的管理，保護(hù)好周邊環(huán)境。

1 工程簡(jiǎn)介

工程總占地面積有12371m2，包含1幢24層辦公樓、1幢20層酒店和商業(yè)裙樓，地下共3層，地下1層為商鋪、辦公用房及設(shè)備，地下2、3層作為配套的設(shè)備用房也是停車(chē)庫(kù)。地下主要部分構(gòu)造采取了鉆孔灌注樁樁基加大底板的方式。工程場(chǎng)地特色有：場(chǎng)地雜填土厚度較大，成分較為復(fù)雜，大部分為碎磚、混凝土碎塊等建筑垃圾。

2 場(chǎng)地特征及周邊環(huán)境

2.1 場(chǎng)地特征

該工程場(chǎng)地內(nèi)淤泥質(zhì)粉土分布較為廣泛， 僅在局部地段缺失， 是淤泥、沖積的產(chǎn)物。厚度0.90 ～3.40 m ， 平均1.68m?；疑?、灰黑色，由黏土礦物、砂組成，二者分布不均勻。砂粒成分為石英，大小不一，局部有較集中現(xiàn)象， 以團(tuán)快狀、條帶狀、透缽狀產(chǎn)生， 局部可見(jiàn)貝殼或碎片， 不均性明顯，局部可塑。

2.2 周邊環(huán)境

本工程周邊臨近多層、高層建筑物，道路管線較多，環(huán)境保護(hù)要求較高。

（1）東側(cè)某路寬27m，人行道距基地紅線最近12m，路對(duì)面為2～5層某樂(lè)園，距基地紅線最近45m。

（2）北側(cè)某路寬12m，人行道最近距基地紅線3.9m，路對(duì)面為25層新建高層，房屋最近距基地紅線26m。

（3）西側(cè)為3幢6層房屋及幼兒園，房屋最近距基地紅線5.5m、距地下室結(jié)構(gòu)外墻約13m，幼兒園最近距基地紅線28.6m。

（4）南側(cè)為1幢6層及1幢7層多層房屋，房屋最近距基地紅線7m、距地下室結(jié)構(gòu)外墻約22m。

在本基地內(nèi)東側(cè)沿某路建有施工臨時(shí)房屋，房屋最近距地下室結(jié)構(gòu)外墻3m；東北角建有2層售樓處，最近距地下室結(jié)構(gòu)外墻2.0m。

3 基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 方案優(yōu)選

本工程基坑開(kāi)挖深度較深，基坑開(kāi)挖面積大，為一級(jí)基坑。工程位于中心城區(qū)，周邊道路下的地下管線種類(lèi)繁多、民居密集，是一項(xiàng)復(fù)雜的、帶有風(fēng)險(xiǎn)性的深基坑圍護(hù)工程，必須從多方面進(jìn)行比較，綜合考慮。根據(jù)開(kāi)發(fā)商的進(jìn)度要求，基坑擬采用順作法施工，故圍護(hù)設(shè)計(jì)可供優(yōu)選的范圍僅為圍護(hù)墻體的選擇和內(nèi)支撐體系的布置。

本工程地下室層高分別為4.55m、3.60m、3.60m，底板厚度2m。根據(jù)以往較為常規(guī)的設(shè)計(jì)，主體結(jié)構(gòu)地下室3層與之對(duì)應(yīng)的圍護(hù)需設(shè)置3道支撐系統(tǒng)。若突破常規(guī)地采用2道支撐方案，則圍護(hù)鉆孔灌注樁的費(fèi)用會(huì)增加，但可以減少支撐體系的費(fèi)用，同時(shí)也可相對(duì)減少工期。

經(jīng)過(guò)造價(jià)及工期上的綜合比較，本工程基坑支護(hù)體系采用設(shè)置2道鋼筋混凝土支撐更具優(yōu)勢(shì)。

3.2 圍護(hù)墻結(jié)構(gòu)

圍護(hù)墻體采用鉆孔灌注排樁的型式：Φ1200mm@1400mm鉆孔樁，樁頂標(biāo)高為-3.30m，樁底標(biāo)高為-27.50m；鉆孔樁后采用三軸攪拌樁加壓密注漿止水，攪拌樁3Φ850mm@600mm，樁頂標(biāo)高為-2.0m，底標(biāo)高為-21.30m，鉆孔樁與攪拌樁之間再壓密注漿，基坑圍護(hù)剖面見(jiàn)圖1。

圖1 基坑圍護(hù)剖面示意

3.3 支撐布置

支撐平面布置見(jiàn)圖2，本基坑結(jié)構(gòu)形狀呈矩形，平面按對(duì)撐加角撐布置，支撐平面間距一般為8.4m左右。

第1道支撐的頂圈梁斷面尺寸1400mm×1000mm，鋼筋混凝土支撐為1100mm×800mm，其中心標(biāo)高為-3.05m。第2道鋼筋混凝土圍檁1300mm×900mm，鋼筋混凝土支撐1200mm×800mm，其中心標(biāo)高為-9.05m。

根據(jù)業(yè)主及總包單位的要求，第1道支撐設(shè)置施工棧橋及平臺(tái)。施工棧橋利用中間1榀對(duì)撐，施工平臺(tái)利用西南、西北側(cè)兩角撐體系，橋面板均采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆。

圖2 支撐平面布置

3.4 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的分析與計(jì)算

剖面計(jì)算采用同濟(jì)啟明星frws7.0軟件分別對(duì)基坑圍護(hù)的2道支撐和3道支撐設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析。

支撐平面計(jì)算采用同濟(jì)啟明星BSC4.1軟件分別對(duì)基坑圍護(hù)的2道支撐和3道支撐設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析。

根據(jù)數(shù)據(jù)分析，2個(gè)方案各項(xiàng)穩(wěn)定系數(shù)均能滿(mǎn)足規(guī)范控制值要求，2道支撐方案灌注樁樁內(nèi)力及圍護(hù)墻位移，支撐軸力均大于3道支撐方案，但均在可控范圍以?xún)?nèi)。

4 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與計(jì)算值比較

在基坑施工過(guò)程中，對(duì)周邊市政道路、管線、建筑物、圍護(hù)墻、支撐體系等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與計(jì)算值比較如下：

（1）圍護(hù)墻最大變形數(shù)據(jù)：監(jiān)測(cè)值42mm，計(jì)算值28.6mm。

（2）支撐體系位移及軸力數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 軸力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

（3）周邊環(huán)境沉降數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表2 周邊環(huán)境沉降數(shù)據(jù)

實(shí)測(cè)值比計(jì)算值增大原因?yàn)椋?/p>

（1）計(jì)算中基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)選取，如地基加固后土體指標(biāo)的提高值、支撐的剛度、坑外施工超載及周?chē)ㄖ锏暮芍氐葏?shù)，對(duì)圍護(hù)內(nèi)力的計(jì)算影響較大；

（2）基坑內(nèi)大面積地基加固及超前降水的施工質(zhì)量對(duì)控制基坑位移的作用較大，而實(shí)際施工中受制于施工總體組織安排及各專(zhuān)業(yè)單位的施工水平。

（3）在第1道支撐澆筑完畢后，恰逢春節(jié)前，施工方第2層挖土造成節(jié)日期間基坑長(zhǎng)時(shí)間的暴露，造成對(duì)地層淺表位移增加較多，對(duì)控制后期整個(gè)基坑的變位不利；

（4）現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)墻體變形值的準(zhǔn)確與否與其原始參照點(diǎn)關(guān)系較大，在實(shí)際量測(cè)時(shí)可能存在一定的出入。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，砂土環(huán)境下的深基坑施工需要考慮較多的影響要素，施工難度更大，為了保障深基坑工程的施工質(zhì)量，避免工程安全事故的發(fā)生，因此，就需要施工人員在實(shí)際施工中不斷的進(jìn)行總結(jié)與學(xué)習(xí)，采取先進(jìn)的施工技術(shù)，進(jìn)一步提高施工質(zhì)量。

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