某臨近既有建筑的基坑支護設(shè)計

柏淼

（中煤科工集團沈陽設(shè)計研究院有限公司，遼寧 沈陽 110015）

某臨近既有建筑的基坑支護設(shè)計

柏淼

（中煤科工集團沈陽設(shè)計研究院有限公司，遼寧 沈陽 110015）

針對某臨界既有建筑的基坑支護工程實例，進行了復雜周圍環(huán)境下支護結(jié)構(gòu)體系的選擇探討，最終采用樁錨和放坡聯(lián)合支護的設(shè)計方案。通過開挖施工監(jiān)測，該方案安全可靠，造價低廉，為類似工程積累了經(jīng)驗。

既有建筑；基坑；樁錨；監(jiān)測

1 項目概況

擬建工程為某公司的辦公大廈，該辦公大廈地上建筑22層，地下建筑2層，基坑開挖深度9.5 m。新建大廈南側(cè)與既有7層建筑外墻最近距離僅為2.7 m，新建大廈的基坑開挖由于距離既有建筑太近，存在很大安全隱患。

2 地質(zhì)條件

擬建場地地基土主要由雜填土、黏性土和砂類土組成，由上而下依次為：①雜填土，稍濕，松散狀態(tài)，以黏性土為主，含少量植物根系，層厚為0.6～ 3.8 m；②粉質(zhì)黏土，黃褐色或灰褐色，稍濕，可塑，搖振反應(yīng)無，稍有光澤，干強度中等，韌性中等，分布不連續(xù)，層厚為0.3～3.3 m；③粉質(zhì)黏土，灰色或灰黑色，稍濕，軟塑，局部含植物根系，搖振反應(yīng)無，稍有光澤，干強度中等，韌性中等,分布不連續(xù)，層厚為0.4～0.5 m；④中砂，黃褐色，稍濕，石英、長石質(zhì),中密狀態(tài),物理力學性質(zhì)變異中等，含少量黏性土，底部偏粗局部為粗砂，混粒，分布連續(xù)，層厚為0.6～ 2.1 m；⑤粗砂，黃褐色，稍濕，石英、長石質(zhì),密實狀態(tài),物理力學性質(zhì)變異中等，含少量黏性土，底部偏粗，局部夾粉質(zhì)黏土薄層，夾少量礫石，混粒，分布連續(xù)，層厚為1.4～3.3 m；⑥礫砂，黃褐色，稍濕～飽和狀態(tài)，石英、長石質(zhì),密實狀態(tài),物理力學性質(zhì)變異中等，含少量黏性土，混粒，局部夾密實粗砂薄層，分布連續(xù)，層厚為1.7～5.4 m；⑦粗砂，黃褐色，稍濕～飽和狀態(tài)，石英、長石質(zhì),中密狀態(tài),物理力學性質(zhì)變異中等，含少量黏性土，底部偏粗，局部夾粉質(zhì)黏土薄層，夾少量礫石，混粒，層位穩(wěn)定,分布連續(xù)，該層厚1.6～4.0 m；⑧粉質(zhì)黏土，黃褐色，稍濕，可塑狀態(tài)，搖振反應(yīng)無，稍有光澤，干強度中等，韌性中等,分布基本連續(xù)，分布于礫砂層底部，層厚2.1～3.8 m。

3 地下水情況

勘察期間見有地下水，地下水類型為潛水，初見水位埋深11.3～13.3 m，穩(wěn)定水位埋深12.2～12.6 m，穩(wěn)定水位標高介于23.18～23.81 m，主要補給來源為大氣降水及地下徑流為主。一般常年水位隨季節(jié)變化，變幅為1.0～2.0 m。本基坑支護設(shè)計方案不考慮降水。

4 基坑周邊環(huán)境及支護方案

基坑的支護方案設(shè)計應(yīng)考慮到安全性、可行性、經(jīng)濟性等主要因素，本基坑主要特點是北側(cè)、東西側(cè)既有建筑距離基坑較遠，建筑荷載不大，可按一種支護方式處理?？紤]到三側(cè)的建筑的荷載不大，基礎(chǔ)均為淺基礎(chǔ)，距離基坑的距離較遠，可采用鋼管樁樁錨支護體，這樣既能做到施工工藝簡單，造價也低廉，基坑圍護結(jié)構(gòu)不作為建筑外墻，基坑回填后可將鋼管拔出，減少成本，又考慮到既有建筑的基礎(chǔ)形式為條形基礎(chǔ)，錨索施工可能遇到既有基礎(chǔ)，因此采用地面以下3.5 m放坡處理，第1層錨索位置能避開既有建筑基礎(chǔ)標高，也能減小基坑深度，減小支護結(jié)構(gòu)的水平土壓力，形成上部放坡＋下部鋼管樁樁錨支護的聯(lián)合支護體系。

基坑的南側(cè)距離既有建筑近，建筑荷載大，基礎(chǔ)為人工挖孔樁深基礎(chǔ)，辦公樓為框架結(jié)構(gòu)，豎向為一樁一柱傳力形式，通常情況下對于基坑周邊有深基礎(chǔ)時，基坑的支護結(jié)構(gòu)體系多為內(nèi)支撐，可以確?；邮┕r不對既有基礎(chǔ)造成破壞，由于本基坑寬度進深29 m，對于內(nèi)支撐體系來說稍寬，基坑北側(cè)的建筑荷載小，支護體系簡單，不適宜采用造價較高的內(nèi)支撐體系。考慮到此情況，采取的處理方法是從地面下挖2 m填土，漏出人工挖孔樁側(cè)壁，精確定位樁體使樁間錨桿正好能避開人工挖孔樁，經(jīng)過研究公辦樓施工圖紙及現(xiàn)場開挖調(diào)查驗證，方案具可實施性。對于南側(cè)的基坑支護結(jié)構(gòu)來說，由于既有建筑荷載的影響使主動土壓力很大，鋼管樁的截面承載能力不能滿足要求，需要選用抗彎、抗剪強度更高的混凝土樁作為支護結(jié)構(gòu)，因此采用為上部放坡+下部混凝土樁錨的聯(lián)合支護體系。

5 支護結(jié)構(gòu)截面設(shè)計

1）基坑北側(cè)、東西側(cè)采用上部放坡＋下部鋼管樁樁錨支護的聯(lián)合支護體系，具體剖面支護情況如圖1所示。設(shè)計截面時考慮到三側(cè)距離既有建筑有一定距離，上部放坡可有一定坡率，確定按1:0.75放坡，放坡高度為地面下3.5 m，坡底留設(shè)1.6 m平臺。放坡高度內(nèi)土層主要是雜填土，為保障坡面的穩(wěn)定性，采用雙向直徑6.5 mm鋼筋網(wǎng)掛網(wǎng)，間隔用鋼筋插入土中固定，再噴射100 mm厚混凝土。鋼管樁規(guī)格為直徑159 mm，壁厚6 mm。鋼管樁軸線樁間距450 mm，嵌固深度6.3 m。采用四樁一錨，錨索間距1.8 m，豎向共布設(shè)兩道錨索，錨索孔口標高分別為-4.8 m、-7.3 m，首道錨索全長14.0 m，第二道錨索長度15.0 m。其中錨索下料長度為自由段長度+錨固段長度+千斤頂工作長度。為保障鋼管樁整體性，在樁頂部位置用2根直徑18 mm鋼筋∞字型綁扎。支護立面應(yīng)留設(shè)泄水孔，防止基坑坑壁水位上升，主動土壓力變大，泄水孔水平間距為2.4 m，豎向間距為2.0 m，首層泄水孔在-2.25 m，按梅花形布置。

圖1 基坑北側(cè)及東西側(cè)支護結(jié)構(gòu)

2）基坑南側(cè)采用上部放坡+下部混凝土樁錨的聯(lián)合支護體系，具體剖面支護情況如圖2所示?？紤]到既有建筑人工挖孔樁的準確定位，將地面標高下2.0 m填土挖除，將樁頭位置漏出后定位施工混凝土支護樁，為最大的留出打樁機施工空間，采用垂直開挖，坡面同樣采取掛網(wǎng)噴射混凝土的方式進行處理，樁頂留設(shè)1.3 m平臺?；炷翗稑稄?.6 m，樁中心距1.2 m，樁長16.5 m，嵌固深度9.0 m?；炷翗稑额^標高-2.0 m，為保障整體穩(wěn)定性在樁頂留設(shè)冠梁，冠梁尺寸為寬0.8 m，高0.5 m。支護橫向布置3道錨索，錨索孔口標高分別為-3.5 m，-6.0 m，-8.0 m，首道錨索全長16.5 m，其余兩道錨索全場均為15.0 m,錨索用自成孔錨索，同層錨索按13度和15度交錯施工。支護其中地下-8.0 m位置處為既有建筑人工挖孔樁樁底標高，為此應(yīng)核實該道錨索標高樁底情況。采用一樁一錨，錨索間距0.6 m。

圖2 基坑南側(cè)支護結(jié)構(gòu)

6 施工前的注意事項及監(jiān)測

1）基坑工程施工前，施工單位需調(diào)查清楚基坑周邊地下建筑物位置及埋深，防止錨桿施工對其造成破壞。還需調(diào)查清楚基坑周邊管網(wǎng)分布情況，防止支護結(jié)構(gòu)施工對周邊管網(wǎng)造成破壞。建設(shè)單位應(yīng)委托具備相應(yīng)資質(zhì)的第三方對基坑工程實施現(xiàn)場監(jiān)測。監(jiān)測單位應(yīng)編制監(jiān)測方案。監(jiān)測方案應(yīng)經(jīng)建設(shè)、設(shè)計、監(jiān)理等單位認可，必要時還需與市政道路、地下管線、人防等有關(guān)部門協(xié)商一致后方可實施。

2）土方開挖施工土方開挖前應(yīng)進行施工組織設(shè)計，并協(xié)同設(shè)計人共同討論施工方案。發(fā)生異常情況時，應(yīng)立即停止挖土，并應(yīng)立即查清原因和采取措施，方能繼續(xù)挖土。基坑周邊土方開挖應(yīng)結(jié)合樁及錨索施工進行，每層土方應(yīng)開挖至錨索標高下300 mm，嚴禁超挖，錨索張拉施工完成后，方可進行下層土方開挖施工。基坑開挖嚴禁超過設(shè)計深度，挖至坑底時應(yīng)避免擾動地基土層。

3）支護結(jié)構(gòu)的監(jiān)測包括樁體及錨索，其中混凝土支護排樁應(yīng)采用低應(yīng)變動測法檢驗樁身質(zhì)量，檢測樁數(shù)不少于總樁數(shù)的20%，且不得少于5根。錨索施工前應(yīng)進行基本試驗，同一條件下錨桿數(shù)量不應(yīng)小于3根，錨索極限抗拔承載力標準值不應(yīng)小于錨索軸向拉力標準值的1.8倍，試驗數(shù)據(jù)應(yīng)及時反饋設(shè)計單位，以便校核錨索設(shè)計參數(shù)的取值。錨索基本試驗需在本道錨索施工前選擇適合截面及足夠承載能力的錨具單獨進行。錨索應(yīng)在基本試驗前選擇適合截面及足夠承載能力的錨具，基本試驗應(yīng)同一條件下錨桿數(shù)量不應(yīng)小于3根，試驗數(shù)據(jù)應(yīng)及時反饋以便校核錨索設(shè)計參數(shù)的取值。錨索施工完成后應(yīng)進行驗收試驗，數(shù)量取錨索總數(shù)的5%,且同一土層中的錨索檢測數(shù)量不應(yīng)少于3根。驗收試驗中如存在不合格錨索應(yīng)及時通知設(shè)計單位重新核算，采取合理處理措施，確保工程安全。

4）基坑變形監(jiān)測首先應(yīng)在場地內(nèi)至少設(shè)置3個穩(wěn)固的基準點，基準點應(yīng)位于基坑影響區(qū)范圍之外，并且保證通視條件，各監(jiān)測項目在基坑支護施工前應(yīng)測得穩(wěn)定的初始值（不少于3次的穩(wěn)定值的平均值）。基坑邊坡頂部布置地表豎向位移監(jiān)測點3個，圍護樁頂和冠梁頂布置水平位移和豎向位移監(jiān)測點16個，臨近建筑物共布置監(jiān)測點38個，外墻中間的監(jiān)測點可調(diào)整到附近的柱上?；又苓吂芫€按調(diào)查具體情況，設(shè)置監(jiān)測點。監(jiān)測數(shù)據(jù)的整理和分析整理應(yīng)及時，以便發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)有誤時，及時改正和補測，當發(fā)現(xiàn)測值有明顯異常時，應(yīng)迅速通知施工主管和監(jiān)理單位，以便采取相應(yīng)措施。

7 結(jié) 語

通過現(xiàn)場施工監(jiān)測反饋的數(shù)據(jù)，證明該支護體系方案是安全可靠的，基坑圍護樁不同樁型的選取論證過程也為基坑周邊存在既有建筑的類似工程提供了經(jīng)驗。

［1］ 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.JGJ120—2012建筑基坑支護技術(shù)規(guī)范［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

［2］ 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB50021—2001巖土工程勘察規(guī)范［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009.

［3］ 陳建國，胡文發(fā).深基坑支護技術(shù)的現(xiàn)狀及其應(yīng)用前景［J］.城市道橋與防洪，2011，1（1）：91-93.

［4］ 徐希萍，楊永卿.深基坑支護技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢［J］.福建建筑，2008，116（2）34-36.

［5］ 許清根，龔浩，周慶榮，等.深基坑支護結(jié)構(gòu)方案設(shè)計要點［J］.江西科學，2013，31(6):806-808.

［6］ 朱志新.鋼管樁支護法明挖基坑施工方法的簡介［J］.遼寧交通科技，2006，17（3）：39-40.

［7］ 李凌，陳少平，王冰.襄陽樂福天下基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工監(jiān)測分析［J］.巖土工程學報，2014，36（11）：132-134.

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【責任編輯：解連江】

Foundation pit support design of the existing building

BAI Miao
(China Coal Technology and Engineering Group Shenyang Design&Research Institute,Shenyang 110015,China)

In view of an example of pit foundation supporting works near an existing building,the article discusses the selection of supporting system under complicated surroundings.Finally,the design scheme of pile-anchor and slope-slope combined support is adopted.Through excavation construction monitoring,the program is safe and reliable and low cost,which accumulates the experience for similar projects.

existing building;foundation pit;pile anchor;monitoring

TD854

B

1671－9816（2017）06－0084－03

10.13235/j.cnki.ltcm.2017.06.024

柏淼.某臨近既有建筑的基坑支護設(shè)計討［J］.露天采礦技術(shù)，2017，32（6）：84-86.

2016-12-27

柏 淼（1985—），男，遼寧阜新人，工程師，碩士，2010年畢業(yè)于東北大學資源與土木學院巖土工程專業(yè)，主要從事巖土勘察與設(shè)計工作。