高层建筑基坑围护结构设计之探索.pdf

高层建筑基坑围护结构设计之探索 杨林’ 周志健 杜亮 张春晓。 1 ． 天津科技大学 天津 3 0 0 4 5 7 ；2 ． 中国建设第八工程局天津分公司 天津 3 0 0 4 5 1 ； 3 ． 天津市勘察院 天津3 0 0 1 9 1 摘要以天津科技大学教师公寓基坑支护工程为例，介绍一种组合式基坑支护设计方案，并探讨了基坑开挖过程中支 护结构的变形趋势。实际监测表明，应用组合式基坑支护后的基坑位移及沉降均满足基坑支护规范及设计要求，保证 了基坑开挖的稳定性，解决了软土地层含水量大，基坑支护过程中流砂、流泥现象较难控制的难题。其成功应用为软 土地层基坑支护提供了一定的借鉴作用。 关键词软土地层 基坑支护 变形监测 方案优化 中图分类号T U 7 5 3 ． 3 文献标志码B D OI 1 0 ． 1 4 1 4 4 ／ j ． c n k i ． j z s g ． 2 0 1 5 ．0 7 ．0 0 3 Di s c u s s i o n o n Ex c a v a t i o n S u p po r t S t r u c t u r e De s i g n f o r Fo u n da t i o n Pi t o f Hi g h - Ri s e Bu ild i ng Y A N G L i n ’ Z H OU Z h ij i a n D U L i a n g 。 Z H AN G C h u n x i a o 。 1 ． T i a n j i n U n iv e r s it y o f S c i e n c e a n d T e c h n o lo g y T i a n j i n 3 0 0 4 5 7 ； 2 ． T i a n j in B r a n c h o f C CE E B C o ． ， L t d r i a n j i n 3 0 045 1 ； 3 ． 1 i a n j i n S u r v e y I n s t it u t e T ia n j i n 3 0 0 1 9 1 1 工程概况 天津科技大学教师公寓工程项 目占地面积5 4 9 8 9 i n 。 ， 包括5 栋2 4 层住宅楼 、4 栋2 2 层住宅楼 、 4 栋 l 7 层住宅楼 ， 采 用框架- 剪力墙结构，该工程均采用钻孔灌注桩基础，地下 车库桩径6 0 0 m m，桩长2 7 ． 0 m 。1 ～ 9 楼桩径7 0 0 m m，桩长 4 5 ． 0 m。1 0 ～1 3 桩径6 0 0 m m，桩长2 7 ． 0 I n 。住宅楼及地 下车库建筑 0 ． 0 0 1 1 1 相对于大沽标高4 ． 9 5 m。住宅楼坑底建 筑标高为一 7 ． 2 5 m，基坑深度6 ． 2 5 m，地下车库坑底建筑标 高为一 6 ． 9 0 n l ，基坑深度5 ． 9 0 m 。 2 工程地质与水文条件 该场地埋深3 0 ． 0 0 m 深度范围内 ，地基土按土层结构 自 上而下划分为素填土 、黏土 、淤泥质黏土 、粉土 、粉质黏 土等。结合勘察地质资料综合分析，对本工程有影响的地 下水为第四系孔 隙型潜水 。本次勘察期间测得场地地下潜 水水位如下 静止水位埋深0 ． 8 0 ～1 ． 6 0 m，相当于绝对高程 2 ． 9 9 ～2 ． 3 2 m。潜水主要由大气降水补给 ，以蒸发形式排 泄，水位随季节有所变化。一般年变幅为0 ． 5 0 ～1 ． 0 0 i n 。 3 基坑支护方案 3 ． 1 基坑 挡土方案 作者简介杨林 1 9 7 4 _ ～，男，硕士，工程师。 通信地址天津经 济技术开发区 十三 大街2 9 号科技大学泰迭校区 基 建疤 3 o 0 4 5 7 。 j j 誊 警 j i 篓 收璃 囊{2 0 1 5 o 2 加6 i i 篓 曩 _ ⋯ 瓣 囊 由于该场地属于盐碱地 ，地下水位埋深较浅，淤泥丰 富 ，给基坑支护设计增加 了难度 ，且软土地层厚度较大 ， 设计方案能否满 足要求 成为设 计人员重点考虑 的问题 。 根据基坑开挖范围内土质 、地下水及周边建筑物分布等特 点 ，本基坑设计在北侧及南侧局部较开阔场地采用两级放 坡 抗滑桩的支护形式；东西两侧及南侧局部采用双排钻孔 灌注桩的支护形式 ；南侧主楼边角处采用单排钻孔灌注桩 内支撑的支护形式；西侧幼儿园处采用退蹬卸荷 单排钻孔 灌注桩的支护形式。基坑支护平面见图1 l l -2 】 。 桩井水平位 移观测 ◆ 桩 碍 沐 平 投 位移观测 图1 基坑支护平面及水平位移观测点布设示意 3 ． 1 ． 1 1 - 1 剖 面 东 西 两侧 及南 侧局 部采 用 双排 钻孔 灌 注桩 的支 护 形 式。基坑开挖深度为5 ． 9 m、6 ． 2 5 m，计算时按6 ． 2 5 m 考 虑 ，灌 注桩桩径 为6 0 0 m m，桩长 为1 1 ． 5 m，桩间距为 1 5 0 0 m m，前后排距为2 8 0 0 m m；桩顶设冠梁 ，前后排 桩设 连梁 ，冠 粱截面为8 0 0 mi ll x 6 0 0 m m，连梁截 面为 6 0 0 mm 6 0 0 mm 2 0 1 5 ． 7 ． B u i ld i n g C o n s t r u c t i o n 囫 、 查 堡 } 塞 高 层 建 筑 基 坑 围 护 结 构 设 计 之 探 索 通过 计算 ，-N IE 桩的前后排桩在各 工况下 的最大桩 墙 位移均为4 7 ． 9 0 m m。 3 ． 1 ． 2 2 2 剖 面 南侧 主楼边角处采用单排钻孔灌注桩 内支撑的支护 形 式 图2。基坑开挖深度 为6 ． 2 5 m，采用 西6 0 0 m m 9 0 0 m m灌注桩 围护结构 ，桩长为1 0 ． 5 m，桩顶建筑标高 为一 3 ． 1 0 m 。计算时考虑地面超载1 0 k P a 。 土 L J l 淤 泥 质 黏 土 腻粉i 3 ． 2 基坑 止水 方案 整个场地全封闭止水 ，采用 西7 0 0 m m 9 0 0 m m的双轴 水泥搅拌桩进行止水 ，组内咬合2 0 0 m m，组与组之间咬合 3 0 0 m m，有效桩长1 1 m。该工程⑥b 、⑥d 层均为粉土层 ， 层底埋深为1 3 ． 6 m，为保证止水效果 ，止水帷幕需截断该 2 层粉土，故搅拌桩桩顶位于埋深2 ． 1 m 处 ，桩端位于埋深 1 3 ． 1 m 处 ，有效桩长为1 1 ． 0 m。 根据 建筑基坑工程技术规范 Y B 9 2 5 8 -- 1 9 9 7 规定 ，验算渗流稳定性 图3 1 ． 4 1 1 ． 1 ，满足规范要 求 一 。 安全系数K 2 ．0 1 。圆 6 , 0 1 ．3 3 ，0 ．2 7 图3 稳定性计算示意 粉土 4 基坑水平位移变形情况分析 4 ． 1 基坑北侧 基坑各观测点变形状况如 图4 所示。其 中，基坑北侧 共布设 l 6 个点 点号为1 ～1 6 ，总体来看基坑 向内侧位 移 。向基坑方 向最大位移量为 1 7 m m 1 0 点 ，最小位移 量 为4 m m 4 点 ；平均位移量 为1 0 ． 2 m m 向基坑 内方 向 。 为了描述基坑 的变形过程 ，以位移量最大的点 1 0 点 为例绘制时间一 水平位移曲线 图5 。从图中看出 ， 基坑处于开挖过程时 ，l O 点累计水平位移量净增5 m m，开 挖结束后在基坑内施工过程中累计水平位移量净增5 m m 。 4 ． 2 基坑南 侧 困建 筑 绝 工 第 3 7 卷 第 7 明 基坑南侧共布设2 2 个点 点号为从2 8 ～ 4 9 ，总体 来看基坑 向内侧位移 图5 。向基坑方 向最大位移量 为 1 7 m m 3 4 点 ，最小位移量为1 m m 4 5 点 ；平均位移 量为8 ． 7 mm 向基坑方向 。 4 。 3 水平位移观 测结论 通过对天津科技大学教师公寓基坑项 目工程基坑支护 体系基坑水平位移的监测 ，一共观测了4 8 次 ，到2 0 1 3 年4 月 2 4 日观测结束为止 ，基坑水平位移趋于平稳。从各次观测 成果总体来看 ，基坑在开挖期 间的水平位移较小 ，小于水 平位移警戒值 ，表明基坑是安全的。 臻 譬 鑫 毯 I 4 7 1 0 I 3 l 6 I 9 2 2 2 5 2 8 3 l 3 4 3 7 4 0 4 3 4 6 4 9 5 2 5 5 点 号 图4 基坑各点水平位移累计曲线示意 时闸 图5 基坑北面1 0 点的水平位移曲线示意 5 结语 通过天津科技大学教师公寓基坑支护工程实例，我们 认识到基坑支护方案设计是一项复杂 的技术工作。在本基 坑设计中采用了不同组合式基坑支护设计方案 ，充分发挥 各种支护方式安全与高效 的优点 。根据本工程在基坑开挖 过程中的监测数据分析 ，本次基坑支护方案取得了 比较理 想的效果 ，该方案的成功实践 ，为将来的盐碱地 区软土地 层基坑支护提供了有利的依据 】 。 ◇◇ 参考文献 ◇◇ [ 1 】 陈芦． 高层建筑深基坑围护方案分析[ J ] ． 住宅科技， 2 0 0 5 8 3 6 - 39 ． 【 2 】于泽锋． 高层建筑软土地基基坑围护结构的设计与旌工监测[J ] ． 经济 技术协作信息，2 0 0 4 1 7 5 0 ． 【 3 】钱建固． 黄茂松， 吴世明． S S S ．在软土地基基坑围护工程中的应 用[ J 】 ．施工技术， 2 0 0 2 1 1 0 1 1 ． [ 4 】于晓音， 王挥． 软土地基周边复杂环境条件下的围护结构设计与监 测【 J 】 ． 建筑技术． 1 9 9 9 1 1 7 7 2 7 7 4 ． 【 5 】刘 勋． 探讨软土深基坑 围护 工程 的施工监测【 J 】 ． 科技与企 业． 2 0 1 4 f 1 5 2 4 0 - 2 4 1 ． 【 6 】臧光文．软土地基深基坑工程不同围护结构的实测变形研究【 J ] ． 土工 基础．2 O 1 4 3 5 9 6 1 ．