有限土條作用下基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的淺探

有限土條作用下基坑支護(hù)

設(shè)計(jì)的淺探***********************有限土條作用下

基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的淺探

***（*********************）摘要：通過有限土條作用下的基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工，總結(jié)一種在特定環(huán)境條件、特定支護(hù)類型下的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵詞：有限土條支護(hù)設(shè)計(jì)

1、引言

城市建設(shè)的發(fā)展，帶動(dòng)地下空間的發(fā)展，目前各類用途的地下空間已在世界各大中城市中得到開發(fā)利用，諸如地下停車庫(kù)、地下街道、地下商城、地下醫(yī)院、地下倉(cāng)庫(kù)、地下民防工事以及多種地下民用和工業(yè)設(shè)施等。同時(shí)，地下工程建設(shè)項(xiàng)目的數(shù)量和規(guī)模迅速增大，由此而產(chǎn)生了大量深基坑工程，其規(guī)模和深度不斷加大，且城市基坑工程往往處于高層建筑和交通密集地區(qū)。出現(xiàn)了越來越多的有限土條支護(hù)。目前國(guó)家正式出版的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范還沒有給出有限土條土壓力的理論計(jì)算依據(jù)。只能根據(jù)相似工程類比進(jìn)行設(shè)計(jì)。2、工程概況

擬建的**********************。建筑物高度88.8m，層數(shù)17層。采用筏板基礎(chǔ)，基礎(chǔ)尺寸76m×75m。本工程±0.00相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高40.9m，場(chǎng)地自然地坪標(biāo)高相當(dāng)于-0.2m，基底標(biāo)高-17.6m，基坑實(shí)際開挖深度為17.4m。*****西側(cè)結(jié)構(gòu)外皮距*****地下結(jié)構(gòu)外皮6m，********支護(hù)型式：*****基礎(chǔ)埋深-18.02m，采用上部5m土釘墻支護(hù)，1:0.2放坡。下部采用錨桿支護(hù)，樁徑800mm，樁距1400mm，嵌固深度6m。錨桿位置分別為-5m、-11m，一樁一錨。預(yù)留肥槽800mm。*****基坑支護(hù)：采用樁錨支護(hù)，樁徑800mm，樁距1400mm，嵌固深度6m，借用原******施工錨桿對(duì)拉支護(hù)方式。預(yù)留肥槽300mm。兩排護(hù)坡樁之間凈土條寬度3.3m，因采用剛性護(hù)坡樁錨桿對(duì)拉，中間土條與護(hù)坡樁成為重力式擋墻，所受土壓力僅為肥槽內(nèi)800mm厚回填土產(chǎn)生的土壓力。因無此條件下的類似工程經(jīng)驗(yàn)，加上施工中可能遇到無法預(yù)估的情況發(fā)生。設(shè)計(jì)時(shí)按傳統(tǒng)土壓力折減2/3進(jìn)行計(jì)算。2.1場(chǎng)地條件

2.1.1場(chǎng)地周圍環(huán)境擬建場(chǎng)區(qū)北側(cè)為*******，東側(cè)距永16為25m,距永5為6m，條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深-1.5m。南側(cè)距永5為12.5m，條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深-1.5m。西側(cè)距*****地下結(jié)構(gòu)6m。2.1.2障礙物及管線情況基坑?xùn)|側(cè)存在給水、電信、煤氣、污水、供電等多種管線，埋深0.37-2.29m，現(xiàn)正使用為一煤氣管線，其它管線己改道或廢棄不用?；游鱾?cè)原***大廈護(hù)坡樁頂部，存在煤氣、給水等管線，管線埋深-5m。2.1.3工程地質(zhì)條件

根據(jù)******提供的《宇飛大廈巖土工程勘察報(bào)告》（2006年4月9日），擬建場(chǎng)區(qū)與本工程支護(hù)及降水有關(guān)的地層自上而下分述如下：第1層雜填土：雜色，濕，松散，主要以磚塊、灰渣等建筑垃圾填充，層厚0.40～3.00m,層底標(biāo)高37.8～40.35m。第2層素填土：褐黃～灰色，飽和，密實(shí)，主要以粉土及粉質(zhì)粘土填充，含少量灰渣、磚屑，土質(zhì)不均，結(jié)構(gòu)較差。層厚1.00～4.20m，層底標(biāo)高35.08～37.70m。第3層粘質(zhì)粉土：黃褐色，密實(shí)，飽和，含氧化鐵及姜石，局部夾粉質(zhì)粘土，搖震反應(yīng)中等，稍有光澤，干強(qiáng)度低，韌性低。層厚0.80～4.30m，層底標(biāo)高32.65～36.0m。此層局部地段缺失。

第4層粉質(zhì)粘土：褐黃色，可塑，含姜石及鐵錳質(zhì)結(jié)核，局部夾粘土層。無搖震反應(yīng)，稍有光澤，干強(qiáng)度中等，韌性中等。層厚2.30～9.90m，層底標(biāo)高26.83～30.70m。第5層中砂：黃褐色，密實(shí)，飽和，含云母、長(zhǎng)石、石英。層厚1.20～6.90m，層底標(biāo)高21.10～26.20m。第6層粉質(zhì)粘土及粘土：褐黃色，可塑，含姜石及鐵質(zhì)結(jié)核，無搖震反應(yīng)，有光澤，干強(qiáng)度高，韌性高。層厚0.80～5.30m，層底標(biāo)高19.68～21.50m。第7層中砂：黃褐色，密實(shí)，飽和，含云母、長(zhǎng)石、石英。層厚0.80～2.20m，層底標(biāo)高18.25～19.90m。第8層卵石：黃褐色，中密，飽和，一般粒徑3～4cm，最大粒徑約7cm，占總質(zhì)量的60%，主要以粗砂充填，磨圓度較好。層厚5.70～7.00m，層底標(biāo)高11.48～14.00m。2.1.4水文地質(zhì)條件2.1.4.1地下水情況本場(chǎng)區(qū)勘察共揭露3層地下水，第1層為上層滯水，主要補(bǔ)給來源為管道漏水。第2層為潛水，主要含水層為第5層中砂，第3層潛水，主要含水層為第7層中砂、每8層卵石，主要補(bǔ)給來源為地下區(qū)域徑流。地下水類型、水位埋深及相應(yīng)標(biāo)高詳見下表地下水層地下水類型穩(wěn)定水位水位埋深(m)水位標(biāo)高(m)1上層滯水9.1-9.531.2-32.02潛水15.0-15.525.0-25.53潛水21.5-22.018.6-19.40

2.1.4.2設(shè)防水位擬建場(chǎng)區(qū)1959年最高地下水位標(biāo)高為39～40m，近3～5年第2層地下水位標(biāo)高可達(dá)27.83m，約為現(xiàn)自然地面以下13.0m左右，設(shè)防水位可按歷史最高水位(1959年水位標(biāo)高)考慮。2.1.4.3地下水水質(zhì)根據(jù)勘察報(bào)告提供的水質(zhì)分析試驗(yàn)結(jié)果，本場(chǎng)區(qū)第1層地下水對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)無腐蝕性，在干濕交替作用下，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具弱腐蝕性；第2層地下水對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)無腐蝕性，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋無腐蝕性。2.2工程特點(diǎn)及施工難點(diǎn)

⑴本工程地處北京市商業(yè)繁華地帶，居民集中、人員密集，交通擁堵、環(huán)保要求標(biāo)準(zhǔn)高，并會(huì)受到各種政治活動(dòng)及貴賓來往等交通管制影響，材料進(jìn)出場(chǎng)通行困難，安全生產(chǎn)、文明施工、職工隊(duì)伍素質(zhì)和現(xiàn)場(chǎng)形象要求高；⑵本工程開挖深度大，為超深一級(jí)基坑，遇多層地下水，地層條件復(fù)雜多變，地上建（構(gòu)）筑物密集，而且施工場(chǎng)地狹小，多種工序和各專業(yè)交叉配合施工，技術(shù)和管理難度大；⑶本工程工作量大，歷經(jīng)雨季施工，周圍居民集中，擾民等因素必將給本已緊張的工期要求更增添了困難；⑷場(chǎng)區(qū)為原有建筑拆遷區(qū)，而且臨近眾多建筑設(shè)施，西側(cè)臨天恒大廈僅6m,基坑?xùn)|側(cè)、西側(cè)管線多等的影響，在技術(shù)保證和處理方面需要高度重視。⑸由于本工程場(chǎng)地狹小,支護(hù)結(jié)構(gòu)將作為模板墻使用，預(yù)留肥槽僅300mm。3、基坑西側(cè)邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)方案

3.1支護(hù)方案設(shè)計(jì)的原則⑴根據(jù)基坑深度要求，結(jié)合場(chǎng)區(qū)地層和周邊環(huán)境條件，選擇確定安全可靠的設(shè)計(jì)方案，充分保證基礎(chǔ)施工和周邊建（構(gòu)）物的安全；⑵根據(jù)場(chǎng)區(qū)地質(zhì)條件、市容環(huán)保等方面的要求，并充分考慮當(dāng)?shù)爻墒斓慕?jīng)驗(yàn)，充分保證設(shè)計(jì)方案的合理可行；⑶充分發(fā)揮設(shè)計(jì)施工一體化優(yōu)勢(shì)，采用便于降低造價(jià)、利于縮短工期、易于交叉銜接的工藝方法和組織措施。

3.2西側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)情況

------------------------------------------------------------------[土層參數(shù)]------------------------------------------------------------------層號(hào)土類名稱層厚重度浮重度粘聚力內(nèi)摩擦角

(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)1雜填土1.3018.5---5.0010.002素填土3.0019.9---14.1019.603粘質(zhì)粉土2.3020.0---21.8014.604粉質(zhì)粘土4.5019.7---20.0014.705中砂6.0019.5---0.0028.006粉質(zhì)粘土、粘土3.3019.59.512.8026.007中砂1.4020.010.0------8卵石6.5020.010.0------考慮到護(hù)坡樁施工及開挖過程中錨桿存在破壞情況。按錨桿保留一半，兩樁一錨設(shè)計(jì)。錨桿豎向間距按西側(cè)天恒大廈錨頭位置加上錨桿傾角豎向增加距離而設(shè)定。支錨支錨水平間距豎向間距入射角預(yù)加力錨固體道號(hào)類型(m)(m)(°)(kN)直徑(mm)1錨桿2.8006.500-15.00200.001502錨桿2.8005.200-15.00200.00150----------------------------------------------------------------------[土壓力模型及系數(shù)調(diào)整]---------------------------------------------------------------------- 彈性法土壓力模型:

層號(hào)土類名稱水土水壓力主動(dòng)土壓力被動(dòng)土壓力

調(diào)整系數(shù)調(diào)整系數(shù)調(diào)整系數(shù)1雜填土合算1.0000.3331.0002素填土合算1.0000.3331.0003粘質(zhì)粉土合算1.0000.3331.0004粉質(zhì)粘土合算1.0000.3331.0005中砂分算1.0000.3331.0006粉質(zhì)粘土、粘土合算1.0000.3331.0007中砂分算1.0000.3331.0008卵石分算1.0000.3331.000內(nèi)力位移包絡(luò)圖：[內(nèi)力取值]段內(nèi)力類型彈性法經(jīng)典法內(nèi)力內(nèi)力號(hào)

計(jì)算值計(jì)算值設(shè)計(jì)值實(shí)用值1基坑內(nèi)側(cè)最大彎矩(kN.m)203.15227.67279.34279.34基坑外側(cè)最大彎矩(kN.m)246.98212.18339.60339.60最大剪力(kN)154.03156.40211.79211.79段選筋類型級(jí)別鋼筋實(shí)配[計(jì)算]面積號(hào)

實(shí)配值(mm2或mm2/m)1縱筋HRB3357D253436[3432]箍筋HRB335D6.5@1501508[-715]

加強(qiáng)箍筋HRB335D16@2000154計(jì)算方法：瑞典條分法應(yīng)力狀態(tài)：總應(yīng)力法條分法中的土條寬度:0.40m

滑裂面數(shù)據(jù)整體穩(wěn)定安全系數(shù)Ks=1.644圓弧半徑(m)R=18.659圓心坐標(biāo)X(m)X=-4.064圓心坐標(biāo)Y(m)Y=12.013----------------------------------------------------------------------[抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算]----------------------------------------------------------------------抗傾覆安全系數(shù):

Mp——被動(dòng)土壓力及支點(diǎn)力對(duì)樁底的彎矩,對(duì)于內(nèi)支撐支點(diǎn)力由內(nèi)支撐抗壓力 決定;對(duì)于錨桿或錨索，支點(diǎn)力為錨桿或錨索的錨固力和抗拉力的較小值。 Ma——主動(dòng)土壓力對(duì)樁底的彎矩; 注意：錨固力計(jì)算依據(jù)錨桿實(shí)際錨固長(zhǎng)度計(jì)算。 序號(hào) 支錨類型 材料抗力(kN/m) 錨固力(kN/m) 1 錨桿 229.785212.058 2 錨桿290.822242.351

Ks=1.762>=1.200,滿足規(guī)范要求。連梁質(zhì)頂標(biāo)構(gòu)高位宇于地沖面，介基坑肥開挖士預(yù)留洽30適0m槍m肥符槽。護(hù)坡凡樁設(shè)核計(jì)，鬼樁徑高φ8懶00另mm鍵，樁碧距1糊.4漁0m脊或1遺.5衡0m巴，樁徑長(zhǎng)2境3.鋒4m瞇，嵌綠固6假.0柏m。戰(zhàn)護(hù)坡少樁配廁筋：偶主筋進(jìn)：1贊0Φ啟25莖（無剪類似插經(jīng)驗(yàn)扮配筋解增加搞1.啦4倍區(qū)安全血儲(chǔ)備騾）。槽設(shè)二龜層錨賄桿，蜜第一丙道錨轟桿在尼-5搞.7朱m位舌置施盾工，遇傾角渡為-叛15娃°，暗錨桿無孔徑穿15險(xiǎn)0m優(yōu)m，暮間距斯2.記80翅m或壺3.花00器m；肅第二殿道錨考桿在虜-1虜1.惜7m想位置寄施工重，傾臺(tái)角為彎-1郊5°控，錨楊桿孔禁徑1憶50番mm雄，間染距2謹(jǐn).8足0m案，與飛天恒濕大廈血對(duì)拉昨，張小拉力匹20冰0K華N。也此部圖位護(hù)謠坡樁供工藝著采用蕉第二互道錨喝桿以肉上人氏工挖醒孔，搜以下辦采用婚旋挖勝鉆機(jī)同成孔概。3.混3麥邊坡稼變形扎的預(yù)釣防措屢施和御應(yīng)急允措施3.松3.慘1預(yù)役防措飼施基坑桑工程速施工端，必雹須以貌縮短糧基坑毒暴露湖時(shí)間史為原提則，誼減少扮基坑除的后像期變開形。巨基坑品開挖匹前應(yīng)用做好盈準(zhǔn)備被工作軟：預(yù)防炒降水幅可能苦引起嶄的地圓面沉粥降措豆施①在像成井豆過程侮中，裕保證草礫料故質(zhì)量揉，所扶有濾雖水管舒包1肆00柄目的向尼龍登砂網(wǎng)愁，抽兔水含然砂量危小于扭五萬撞分之桃一，逢采取侄均勻奇布井懲方法寬，均饑勻降易低地笑下水慰的水訂位。②當(dāng)舒抽水朋達(dá)到僅要求裕的穩(wěn)儲(chǔ)定降沙深后舞，調(diào)距整水榜泵數(shù)旱量，步以控焦制總薯抽水翼量，喚盡量北避免韻過多旬地抽米取地透下水橡；③經(jīng)詞常分花析地敞面沉蘋降觀富測(cè)點(diǎn)飽的監(jiān)赤測(cè)資休料，烤發(fā)現(xiàn)挪問題串及時(shí)港處理最。④做卻好止析水堵比漏的表準(zhǔn)備展工作彈；支護(hù)亡變形孕的預(yù)脾防措德施支護(hù)碎變形態(tài)的預(yù)閉防措怕施①基拒坑達(dá)坊到設(shè)麥計(jì)深齒度后船，必亂須及躍時(shí)鋪踢筑墊廟層。②嚴(yán)腹格控絕制基選坑周裙邊的牛超載員，基短坑邊賢坡四匠周堆使放材企料應(yīng)吐遠(yuǎn)離們邊坡顯不小相于5補(bǔ)m，手每平裳米不牌得超怠過1爹.0息t。閃在載盼重汽在車頻稈繁通頑過的沸地段催應(yīng)鋪外設(shè)走島道或醋進(jìn)行囑地基畢加固箏?；昕又苌鬟吶缒岽嬖诤浪豕響?yīng)施筋工塔泡吊樁建以減末小塔壤吊對(duì)秩基坑嗎邊坡狂的影蝴響。③控皂制坡輕頂堆肚放棄正物或弦其它語荷載盡。保挪持坡脹體干趟燥并唉做好支坡面濕和坡竄腳保經(jīng)護(hù)措尿施。④基牌坑周紹邊防豎止地刺面水典滲入在。當(dāng)漫地面瓣有裂塑縫出逃現(xiàn)時(shí)趁，必存須及脆時(shí)用譯粘土塔或水尖泥砂爆漿封噸堵。⑤應(yīng)付采用把分層熊有序廁挖土早，不肢得超辰挖。⑥在忽基坑匙開挖溝過程幻玉中及椅開挖潑后，樂如果夕邊坡即位移澆產(chǎn)生唉突變初或變撤形值烘超過周控制萬值的洞異常兔情況樹，則能立即杠停止急施工松及時(shí)欺進(jìn)行鏡處理畝。3.誦3.綢2先應(yīng)急辰措施當(dāng)基阿坑變青形過仆大，獄或環(huán)脫境條泄件發(fā)副生變鋪化等撐危險(xiǎn)普情況魂出現(xiàn)娘時(shí)，猶可采壟取下勵(lì)列措撕施：①挖細(xì)掘機(jī)馬司機(jī)廁24名小時(shí)詳現(xiàn)場(chǎng)蝦值班喉，以顛保證翼在邊蹄坡出幫現(xiàn)險(xiǎn)舒情時(shí)趴及時(shí)問回填噴土方魯。②分余塊回繪填被下動(dòng)土捐，底頭板分擦塊施今工；③增康設(shè)斜注支撐勤。④組舒織人杠工坡蠢頂卸腳土，跡以減褲少邊棟坡土酬壓力坦?；锟又苄┻叚h(huán)封境不徐允許硬時(shí)，雜可采優(yōu)用坑卻內(nèi)底隨腳被欠動(dòng)區(qū)含壓重向。⑤回珍填土旅體并救加支兄撐后壺，采楊用增鉆加預(yù)艙應(yīng)力別錨桿工或重亡新張?jiān)A(yù)段應(yīng)力萍錨桿碑的措果施。同時(shí)紐奉分析旋造成扇異常希情況揭的原從因，蜓待控玻制住亮異常睜情況涼且有薪關(guān)觀污測(cè)數(shù)紙據(jù)呈被收斂位趨勢(shì)略后，厚再進(jìn)睡行下貓部施瘋工。4、邊票坡位信移監(jiān)煉測(cè)邊坡感位移球監(jiān)測(cè)活自錨額桿施幫工期夏間開昂始，腦基坑巷竣工宏后位幫移值室1.擠8-翅2.戶6c范m。赤最大迅位移諒量為愁26勞mm園。設(shè)行計(jì)最躺大位本移量惑為2唱0.恐6m允m。比具體黃位移對(duì)量見緒下圖5、結(jié)符束語通過席對(duì)*龜**宣大廈悟西側(cè)惑有限賠土條圓的開費(fèi)挖效耍果及邁實(shí)際羞位移蘿監(jiān)測(cè)禁數(shù)據(jù)藍(lán)得出怕如下枕結(jié)論鉗：1、筍由于計(jì)土力形學(xué)發(fā)紙