探讨基坑支护技术运用

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1工程概况

某建筑工程平面呈长方形，基础采用预应力钢筋混凝土管桩PHC500(100)AB—C80I桩长20m，单桩承载力750kN。采用钢筋混凝土框架结构，地上四层(加坡顶)，局部为五层(加坡顶)，层高3．6m，地下一层，层高5．1m，总用地面积4185mz，地上建筑面积约4935m2，地下室面积1842m2。底板包括承台厚度为1．2m，基坑开挖深度6．37．9m，建筑平面尺寸73mx36m，开挖面积约2185m2，周长约220m。基础边线距北侧河岸最近处约14．5m；距南侧两栋七层的居民楼外墙最近处约18．Om；距西侧一栋三层砖混办公楼最近处约6．Om；东面场地比较空旷，距一棵保护大树最近处约4．5m。因此，基坑施工要在保证支护结构的安全下，采取有效措施以确保北侧驳岸及周边建筑物、道路的安全。

1．1地质条件

根据岩土工程勘察报告，场地较平整，地形起伏较小，地势基本呈北高南低。场地地面标高为11．03～12．Olin。拟建场地范围内依次分布近期人工填土层、新近期冲积形成的粘性土及粉土层、晚期冲积形成的粘性土及砂土层，具体如下：①～杂填土：湿，松散，以粉质粘土混建筑垃圾为主；①杂填土：湿，松散，以粉土、粉质粘土为主，夹少量碎砖瓦砾，局部夹淤质填土；②．．粉质粘土：可塑，局部软塑，粉质较重，局部夹粉土；②粉土：很湿，稍密，夹较多粉质粘土薄层；③一，粉质粘土：可塑～硬塑，局部粘土；③。粉砂：饱和，中密，局部夹较多粉土。

1．2水文条件

场地地下水主要为孔隙潜水和微承压水。微承压水存于③。层粉砂中，对本工程基本无影响，不予考虑。孔隙潜水主要存于①层填土和②层粉土中。地下水主要是降水入渗和河水补给，以蒸发和向河水补充为主，受季节性变化影响明显。年最高水位埋深1．OOm左右，稳定水位埋深2．80～3．70m。

2基坑支护设计

2．1支护和支撑方案选择

本工程处于市区，社会影响较大。因基坑挖深较深，场地土质较差，周边是重点保护的驳岸和建筑物，对变形控制要求比较严格。本基坑采用钻孔灌注桩加一层钢筋混凝土内支撑支护方案，安全等级按Ⅱ级考虑。针对本基坑平面形状，将支撑布置成“桁架”对撑和角撑，支护结构与主体结构相对独立，以利于基坑土方开挖和地下窀结构施工，减小基坑变形。

2．2支护结构计算

根据地质报告中土工试验结果汇总表，计算参数如内摩擦角、粘聚力及土的重度值是按每层土质的实际值取值。

(1)土压力计算：主动土压力采用矩形分布模式，被动土压力采用三角形模式，并分层计算。粉土、粘性土采用水合算。

(2)支护结构计算：单支点按抗倾覆要求确定支护桩长度，根据桩身最大弯矩进行桩配筋设计；止水桩长按抗渗、抗管涌要求确定。

(3)基坑降水计算：按基坑四周有止水帏幕情形计算。

2.3基坑支护布置

(1)根据基坑平面形状将支撑形式布置为“桁架”对撑和角撑，支撑梁500mmx650mm，主筋2~4+25，腰筋2x2+20，箍筋+8@200，联系梁450mm~550mm，主筋2~4+20，腰筋2x2+18，箍筋+8@200，压顶梁1200ramx600mm，主筋2x4+20，腰筋2×2+18，箍筋+8@200。混凝土强度等级均为C30(图1)。

(2)因东北角设计消防水池，此段竖向支护采用+800@1000钻孔灌注桩，桩长16．5m，西侧邻近建筑物，此段竖向支护采用+800@1000钻孔灌注桩，桩长13．5m，主筋16+20均匀配筋，箍筋+8@200，加强筋16+2000，其它部位采用+700@1000钻孔灌注桩，桩长13．5m，主筋14+18均匀配筋，箍筋+8@200，加强筋16+2000，桩身混凝土强度等级C30(图2)。

(3)基坑止水帷幕根据地区水文地质资料，场地地卜水和秦淮河水联系密切，水位变化随河水升降影响十分明显，采用双排双轴深搅桩进入③层粉质粘土不透水层形成全封闭止水帷幕进行止水，桩径700ram，问距lO00mm，桩体纵向搭接200ram，桩深13～15m。

(4)基坑排水坑内降水对坑外水位下降影响很小，对周围环境影响较小，基坑内采用管井结合明沟加集水坑方式进行疏干，管井抽排地下水，明沟排基坑地表水。同时在地表采用明沟排水，以阻断和排除流向基坑的地表水，基坑四周用砖砌200mmx2OOmm的排水明沟，表面粉1：2．5水泥砂浆．在四角设集水坑。少基坑暴露时间，达到有效控制支护结构变形。因施工场地较小，挖出的土严禁堆放在基坑四周，应及时运走，严禁挖土设备碰撞或停放在支撑杆件或支护桩上，注意保护已施工的工程桩。不得局部一次开挖过深，以免引起支护桩产生过大位移。因地下室结构整体浇筑，内支撑先于主体结构施工前拆除。拆前，在基坑支护桩与地下室底板问浇筑500mm厚C20混凝土替代支撑，同时加强监测，如有异常情况，分析原因，在其薄弱点加临时支撑。

3基坑支护工程施工监测

由于基坑位于秦淮河边，地下水特别丰富，四周有建筑物，在施工期间应加强基坑变形监测，主要内容是支护桩水平位移、土体的深层水平位移、支撑轴力、水位变化、沉降观测。据主体结构施工结束的所有监测数据整理分析，支护结构的圈梁水平位移最大是15．46ram，土体深层侧位移最大变形是21．66ram，支撑轴力最大是398．8kN，周围环境沉降量最大1．51mm，地下水位基本没有变化，所有监测数据均在设计控制范围内，均满足设计及有关规范规定，证明支护结构安全可靠，结构变形小，整体功能较好，支护方案取得较好的效果。

4结语

本工程采用了钻孔灌注桩加一层钢筋混凝土内支撑支护模式，经过了实际考验，工作状态良好，说明设计方案是合理的、可行的。深基坑工程是多种复杂因素相互影响的临时性系统工程，难以进行定量的理论研究与计算，仍然靠半经验半理论的方法解决问题。容易形成两种倾向：一方面由于不重视而造成基坑事故；另一方面偏于保守造成很大的浪费。从监测数据来看，本工程设计偏于保守。因此需要适用于工程特性的新理论、新方法，使设计指标与工程动态变化情况相接近。监测是基坑施工中的眼睛，掌握基坑和周围环境的变化情况，检验设计的正确性，为施工提供准确的资料。因此监测是施工过程中必不可少的手段，及时测出动态数据，出现异常值时，要加密监测频率，调整施工进程，分析原因，采取相应措施。