基坑支護(hù)案例分析

基坑支護(hù)案例分析

2021年11月

一．基坑支護(hù)的作用：1.基坑支護(hù)可以在基坑內(nèi)土體開挖時(shí)擋住相鄰?fù)馏w，防止周圍土體坍塌，防止周圍土體產(chǎn)生過大變形，假設(shè)周圍土體產(chǎn)生過大變形將對相鄰建筑物及地下管線管溝的平安造成威脅，甚至?xí)鹣噜徑ㄖ锏牡顾叵鹿芫€及管溝的斷裂。基坑支護(hù)還可以在基坑內(nèi)土體開挖時(shí)防止大量的地下水流入基坑內(nèi)，導(dǎo)致排水困難。2.基坑支護(hù)為建筑物地下室的施工提供了一個(gè)平安的操作空間，由于地下室施工工期較長，故需在一個(gè)較長的時(shí)期內(nèi)對基坑進(jìn)行監(jiān)測并預(yù)備搶險(xiǎn)措施，保證支護(hù)的平安性。3.由于施工技術(shù)及水平的進(jìn)步，在某些情況下基坑支護(hù)作為地下室外墻已成為可能，這樣直接省去了地下室外墻的建造本錢，也縮短了整個(gè)工期。二．基坑支護(hù)的重要性：1.基坑支護(hù)設(shè)計(jì)不太引起人們的重視，建筑投入使用后也看不到它的痕跡，基坑支護(hù)只起到臨時(shí)的作用，所有這些往往容易導(dǎo)致人們的麻疲大意，后果是基坑工程事故多發(fā)。小的基坑工程事故，只是由于基坑變形過大引起相鄰道路路面沉陷，開裂，相鄰地下管線管溝〔如水管，煤氣管等〕斷裂，從而影響道路的通行及供水供氣等，事故發(fā)生后往往需采取各種措施進(jìn)行補(bǔ)救，不但增加了工程費(fèi)用，也影響了工期。大的基坑工程事故，所產(chǎn)生的后果往往是災(zāi)難性的，如基坑的垮塌，造成人員的傷亡，相鄰建筑物的破壞等。2.以前由于根底埋置較淺，地下室層數(shù)較少且面積較小甚至往往不設(shè)地下室，所以基坑支護(hù)在整個(gè)工程工期中所占的比例較小甚至為零，然而，隨著車輛停放及其它功能的要求，地下室面積越來越大，層數(shù)越來越多，造成基坑支護(hù)深度越來越深，支護(hù)長度也越來越長，使其在工程工期中所占的比例也越來越大。3.以前由于地下工程量較少，基坑支護(hù)在工程總費(fèi)用中所占的比例較小，隨著支護(hù)工程量的增加，使其在工程總費(fèi)用中所占的比例也越來越大，幾百萬已是常見的情況，動軋需要上千萬，甚至幾千萬。綜合以上三方面的原因，基坑支護(hù)需引起我們足夠的重視，根據(jù)具體情況選擇合理的支護(hù)方案，對受力構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以節(jié)省不小的工程費(fèi)用，有效的縮短整個(gè)工程的工期。三．如何進(jìn)行基坑支護(hù)的選型：1.場地地質(zhì)情況及基坑開挖深度是首先需要考慮的因素，基坑支護(hù)方案種類繁多，大體可以分為以下幾種：

坡率法、土釘墻、預(yù)應(yīng)力錨桿結(jié)合土釘墻、排樁〔鉆、沖孔、人工挖孔灌注樁、攪拌樁、旋噴樁等〕、支錨式排樁、支錨式地下連續(xù)墻、組合式支護(hù)等。下面就各種支護(hù)方案所適用的地質(zhì)情況及基坑開挖深度做簡要的介紹：1.1坡率法：要求土質(zhì)較好，不適用于流塑土層，開挖深度超過4米時(shí)可分級放坡。1.2土釘墻：要求土質(zhì)較好，不適用于流塑土層或土層富含地下水的情況，基坑開挖深度一般小于12m。1.3土釘墻結(jié)合預(yù)應(yīng)力錨桿：要求土質(zhì)較好，不適用于流塑土層或土層富含地下水的情況，基坑開挖深度一般小于16m。1.4

懸臂排樁：坑底以上土質(zhì)較差，坑底以下土質(zhì)較好，不具備攪拌樁重力式擋墻條件時(shí)，基坑開挖深度一般小于6m。1.5

攪拌樁重力式擋墻：適用于坑底以上軟弱土層〔填土、淤泥、淤泥質(zhì)土等〕較厚，坑底以下土質(zhì)較好，基坑開挖深度一般小于6m。1.6支錨式排樁：適用于各種土質(zhì)，基坑開挖深度大。1.7支錨式地下連續(xù)墻：適用于各種土質(zhì)，基坑開挖深度大。1.8組合式支護(hù)：適用于土質(zhì)較差，基坑開挖深度大的情況。2.基坑周圍的各種情況也是合理選擇基坑支護(hù)方案的重要依據(jù)，它涉及的內(nèi)容很多，如基坑周圍建筑物的距離遠(yuǎn)近及其根底形式；基坑周圍地下管線管溝〔如水管、煤氣管等〕的距離遠(yuǎn)近、埋置深度；基坑周圍道路的距離遠(yuǎn)近、車流量；基坑周圍是否有河流湖泊、地鐵及其距離等等。下面就各種支護(hù)方案所適用的基坑周圍情況做簡要的介紹：2.1基坑周圍場地開闊，臨近基坑邊無重要建筑物或地下管線管溝，城市主要干道等，允許基坑邊土體有較大水平位移時(shí)可選用坡率法、攪拌樁重力式擋墻等。2.2臨近基坑邊無重要建筑物或地下管線管溝，城市主要干道等，對基坑邊土體的水平位移控制要求不甚嚴(yán)格時(shí)可選用土釘墻、

土釘墻結(jié)合預(yù)應(yīng)力錨桿、懸臂排樁等。2.3臨近基坑邊有重要建筑物或地下管線管溝，城市主要干道等，對基坑邊土體的水平位移控制要求嚴(yán)格時(shí)可選用支錨式排樁

、支錨式地下連續(xù)墻、組合式支護(hù)等。3.基坑支護(hù)方案選型時(shí)還要考慮工程工期及施工條件等因素。3.1工期要求較短時(shí)可選用坡率法、土釘墻、

土釘墻結(jié)合預(yù)應(yīng)力錨桿等。3.2攪拌樁重力式擋墻等施工工期相對來說較短。3.3懸臂排樁等施工工期相對來說稍長，而支錨式排樁

、支錨式地下連續(xù)墻、組合式支護(hù)等施工工期較長。3.4基坑周圍施工寬度狹小時(shí)可選用支錨式排樁

、支錨式地下連續(xù)墻、組合式支護(hù)等。4.不同的支護(hù)方案其造價(jià)差異非常大，就拿樁間止水方案來說，采用Ф550mm@450mm攪拌樁，其每米造價(jià)約60元左右，而采用Ф600mm@500mm旋噴樁，其每米造價(jià)約220元左右，相差近4倍?；又ёo(hù)方案中坡率法、土釘墻、

土釘墻結(jié)合預(yù)應(yīng)力錨桿、攪拌樁重力式擋墻等造價(jià)較低，而支錨式排樁

、支錨式地下連續(xù)墻、組合式支護(hù)等造價(jià)較高，懸臂排樁造價(jià)介于兩者之間?；又ёo(hù)方案選型需綜合考慮各方面的因素，按照平安、可行、合理、經(jīng)濟(jì)、施工簡便的原那么及考慮對周圍環(huán)境影響等因素進(jìn)行各種方案的比較，選定最優(yōu)方案，再進(jìn)一步細(xì)化，最后形成平安合理、技術(shù)可行、工期合理的設(shè)計(jì)方案。下面就信華花園二期工程實(shí)例提出幾點(diǎn)看法，以供大家探討。四．信華花園二期基坑支護(hù)方案選型：1.地質(zhì)情況及基坑深度:1.1地質(zhì)情況：場地頂部5米左右為已沉積約8年的回填土〔局部鉆孔揭示含有磚塊，混凝土塊等建筑垃圾〕，稍密狀；其下部10米左右為粘土〔局部鉆孔揭示含有0.60～3.30米厚砂層，該層標(biāo)貫錘擊數(shù)大局部在15擊以下，局部到達(dá)18甚至20擊〕，粘土土質(zhì)較好，從可塑到硬塑；再下部為強(qiáng)風(fēng)化巖至微風(fēng)化巖。勘察時(shí)枯水期地下水位在1.40～3.80米，主要以上層滯水、砂層孔隙潛水為主，粘土層透水性較差。1.2基坑深度:信華花園B2地塊建筑設(shè)兩層地下室，結(jié)構(gòu)底板面標(biāo)高-8.300米，底板墊層底標(biāo)高-8.950米，自然地面標(biāo)高-1.000，從自然地面算起基坑開挖深度7.900米，局部邊承臺處開挖深度10.450米，基坑周長426米；信華花園C2地塊建筑設(shè)一層地下室，結(jié)構(gòu)底板面標(biāo)高-5.000米，底板墊層底標(biāo)高-5.600米，自然地面標(biāo)高-0.500，從自然地面算起基坑開挖深度5.300米，東北邊大局部開挖深度8.500米，基坑周長285米。2.基坑周圍建筑物、道路及地下管線管溝情況：信華花園B2地塊基坑的北邊及西邊為正在使用城市道路，距基坑邊6米左右，路邊埋有大量的市政管線，因此對基坑變形要求較為嚴(yán)格，且局部邊承臺開挖深度10.450米位于基坑的北邊，而基坑的東邊及南邊為小區(qū)內(nèi)場地，相鄰30米范圍內(nèi)無建筑物，所以對基坑的變形要求相對較為寬松。信華花園C2地塊基坑的東北邊為正在使用城市道路，距基坑邊4.5米左右，路邊埋有大量的市政管線，因此對基坑變形要求較為嚴(yán)格，且大局部開挖深度8.500米，基坑的南邊相鄰3米左右為正在使用城市道路，相鄰18米為一高層建筑，而基坑的西邊及西南邊為小區(qū)內(nèi)場地，相鄰30米范圍內(nèi)無建筑物，所以對基坑的變形要求相對較為寬松，具體平面相對位置詳見附圖一。幼兒園用地C2地塊B2地塊會所入口施工道路3.綜合考慮各方面的因素進(jìn)行基坑方案選型：信華花園B2地塊的北邊及西邊假設(shè)基坑產(chǎn)生較大變形，將危及緊鄰的城市道路及路邊埋設(shè)的市政管線，且局部開挖深度到達(dá)10.450米，故可選擇支錨式排樁

、支錨式地下連續(xù)墻、組合式支護(hù)等，而其中支錨式排樁

施工工藝成熟，相對造價(jià)較低，所以采用樁錨支護(hù)，為了充分利用現(xiàn)有場地，降低支護(hù)造價(jià)，基坑頂部3.0米范圍采取1：1的自然放坡，典型支護(hù)剖面參見附圖二。信華花園B2地塊東邊及南邊由于對變形控制較松，故可選擇造價(jià)較低的攪拌樁加錨桿的支護(hù)形式，為了充分利用現(xiàn)有場地，進(jìn)一步降低支護(hù)造價(jià)，基坑頂部4.0米范圍采取1：1的自然放坡，典型支護(hù)剖面參見附圖三。信華花園C2地塊的東北邊對變形控制要求較嚴(yán)，且大局部開挖深度8.500米，故采用樁錨支護(hù)，在基坑頂部2.50米范圍采取1：1的自然放坡，典型支護(hù)剖面參見附圖四。信華花園C2地塊基坑的南邊緊鄰道路及高層建筑，且沒有可供放坡的場地，由于開挖深度僅5.30米，所以采用攪拌樁加錨桿的支護(hù)形式，典型支護(hù)剖面參見附圖五。信華花園C2地塊基坑的西邊及西南邊場地開闊，有放坡條件，且開挖深度僅5.30米，土質(zhì)也還可以，所以采用坡率法，典型支護(hù)剖面參見附圖六。整個(gè)場地含水層主要在上部填土層及局部砂層中，基坑止水方案采用造價(jià)低廉的攪拌樁。五．信華花園二期基坑支護(hù)施工與設(shè)計(jì)的配合：1.局部砂層錘擊數(shù)過高導(dǎo)致攪拌樁無法施工：據(jù)勘查報(bào)告反映，局部鉆孔含有0.60～3.30米厚砂層，該層標(biāo)貫錘擊數(shù)大局部在15擊以下，約三分之一到達(dá)18甚至20擊，以市場上正常出售的攪拌機(jī)械，標(biāo)貫錘擊數(shù)在15擊以下時(shí)，實(shí)施攪拌并穿透該層是沒有問題的，但標(biāo)貫錘擊數(shù)到達(dá)18甚至20擊時(shí)，實(shí)施攪拌是非常困難的，在支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到僅局部鉆孔存在砂層且又大局部在15擊以下，砂層又不厚，故還是選用了造價(jià)低廉的攪拌樁，在施工中遇到困難時(shí)再進(jìn)行處理。C2地塊攪拌樁施工后施工單位提出遇到砂層無法攪拌并穿透，為此專門召開了專題討論會，設(shè)計(jì)提出其在其它工程砂層到達(dá)18擊左右時(shí)可以攪拌并予穿透，希望施工方想想方法，后經(jīng)了解，經(jīng)過改裝的機(jī)械可以做到，但施工方說難以租到，最后決定進(jìn)行局部修改，將標(biāo)貫錘擊數(shù)超過15擊的少數(shù)地方改為造價(jià)較高的旋噴樁。2.工程及施工單位提出障礙物較多導(dǎo)致攪拌樁無法施工：據(jù)勘查報(bào)告局部鉆孔反映，上層約5米左右的填土中含有磚及混凝土塊等建筑垃圾，攪拌樁施工時(shí)碰到這些堅(jiān)硬的塊狀物，導(dǎo)致施工困難，工程及施工單位提出將C2地塊東北邊的樁間止水方案由攪拌樁改為旋噴樁，其余部位改為擺噴墻，初步估算，假設(shè)C2地塊做此修改將增加支護(hù)費(fèi)用60萬元以上，經(jīng)過現(xiàn)場踏勘，對正在施工的C2，B2地塊的施工情況進(jìn)行了詳細(xì)了解，B2地塊攪拌樁施工比較順利，而C2地塊卻頻頻出現(xiàn)問題，據(jù)勘查報(bào)告反映幾乎相同的地質(zhì)情況，結(jié)果卻完全不同，從現(xiàn)場挖出的土來看，確實(shí)存在建筑垃圾的情況，經(jīng)分析，勘查時(shí)較小的鉆孔及較大的鉆孔間距難以反映出場地的實(shí)際情況，C2地塊回填土中夾雜的建筑垃圾可能比B2地塊要多要復(fù)雜，鑒于此，為了不增加過多的費(fèi)用，提出先清障再做攪拌樁的施工方法，既先將上部5米左右含有較多建筑垃圾的回填土按攪拌樁寬度挖出，再填入素土，隨挖隨填，工程及施工單位提出假設(shè)按此方法施工，將影響工期，因售樓時(shí)間已確定，是趕工期還是節(jié)省費(fèi)用？最后集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)決定以工期為重，C2地塊止水方案做了修改。3.基坑放坡影響施工運(yùn)輸通道：B2地塊施工放線后，發(fā)現(xiàn)基坑?xùn)|邊頂部放坡局部與施工組織設(shè)計(jì)的運(yùn)輸通道發(fā)生沖突，占用了局部運(yùn)輸通道，須取消放坡，為了滿足施工運(yùn)輸通道的順暢，決定修改設(shè)計(jì)，將基坑頂部4.0米高4.0米寬范圍的自然放坡取消，改為直立，經(jīng)計(jì)算，原攪拌樁加錨桿的支護(hù)形式已較難滿足要求，且基坑邊經(jīng)常有重型運(yùn)輸車輛通行，經(jīng)反復(fù)比較后該部位改為樁錨支護(hù)形式。六．特殊的基坑支護(hù)簡介：1.逆做法：逆作法的根本施工方法與傳統(tǒng)的施工方法不同，傳統(tǒng)施工是由地基下面逐層做到屋面上的，而逆做法那么是先進(jìn)行地面層結(jié)構(gòu)施工，在完成樁墻工程后，再上下同步進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)與地下結(jié)構(gòu)的施工，逆作法基坑施工與常規(guī)基坑施工相比有三個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)：一是縮短了結(jié)構(gòu)施工總工期，傳統(tǒng)基坑施工方法施工工序是水平交接，且工序多〔包括臨時(shí)支撐的安裝與撤除〕，而逆作法基坑施工時(shí)上下部結(jié)構(gòu)平行搭接，工序少，沒有臨時(shí)支撐、換撐、拆撐。基坑越深，縮短總工期的效果越顯著；二是降低了工程造價(jià)，大大節(jié)約了資源，逆作法與常規(guī)基坑施工相比，采用了“以樁代柱、以板代撐、以圍護(hù)代墻〞模式，省去了大量臨時(shí)結(jié)構(gòu)，從而節(jié)約物質(zhì)與人力資源；三是保護(hù)了環(huán)境，與順作工序相比，逆作工序樓板支撐剛度大，對周邊環(huán)境變形的可控性強(qiáng)，滿足了封閉施工的要求，減少施工噪音與揚(yáng)塵污染，使現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境更趨合理。2.采用內(nèi)支撐：排樁加錨索及連續(xù)墻加錨索是深基坑經(jīng)常采用的支護(hù)方式，錨索的施工費(fèi)時(shí)且造價(jià)高昂，施加預(yù)應(yīng)力時(shí)往往還會產(chǎn)生變形過大等不利因素，用內(nèi)支撐代替錨索，不僅可以降低支護(hù)費(fèi)用，還可以更加嚴(yán)格的控制基坑變形，其施工質(zhì)量較錨索而言更容易控制，且直觀易辯。缺點(diǎn)是把施工空間分割成假設(shè)干個(gè)小區(qū)間，增加了地下室的施工工序。3.基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)作為地下室外墻：排樁及連續(xù)墻作為臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)，在地下室施工完成后，便失去了作用而被廢棄，排樁及連續(xù)墻需要消耗大量的鋼筋、混凝土