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超高層深基坑支護(hù)工程設(shè)計(jì)方案論文
摘要:以西安某基坑工程為例，根據(jù)該工程的地質(zhì)條件，闡述了具體的基坑支護(hù)方案，并總結(jié)了支護(hù)選型的創(chuàng)新點(diǎn)，指出該工程支護(hù)施工既節(jié)約了工程造價，又取得了良好的施工效果，為黃土地區(qū)基坑支護(hù)設(shè)計(jì)積累了經(jīng)驗(yàn)。
關(guān)鍵詞:基坑，支護(hù)方案，圍護(hù)結(jié)構(gòu)，錨索
1工程概況
隨著國家基礎(chǔ)建設(shè)的加快，城市用地空間的緊張，目前深基坑工程越來越多，特別是超高層的建設(shè)帶來的超深基坑也越來越多，僅西安目前規(guī)劃或在建的超高層就超過30棟，本工程作為西北地區(qū)少數(shù)已建設(shè)完成的超高層(高度約270m)，目前基坑已回填，其深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)為后續(xù)眾多深基坑工程提供借鑒。項(xiàng)目分為超高層、裙房及地下車庫，超高層地上58層，裙房地上3層，地下室均為－3層。超高層、裙房、地下車庫(地下室)采用整體開挖方式。±0．00相應(yīng)絕對標(biāo)高為412．40m，超高層基坑底標(biāo)高－19．30m、裙房及地下車庫基坑底標(biāo)高為－7．5m，－17．3m。基坑南北長167．65m，東西寬96．0m。
2場地巖土工程條件
2．1場地位置、地形與地貌本工程場地地形較平坦，地面標(biāo)高介于412．08m～412．83m之間。地貌單元屬黃土塬前的一級洪積臺地。2．2地層結(jié)構(gòu)及巖性描述根據(jù)鉆孔揭露，現(xiàn)將基坑開挖及降水影響深度范圍內(nèi)地層描述如下:①層人工填土:該層由雜填土①1和素填土①2組成。該層一般厚度0．60m～3．80m，層底標(biāo)高408．50m～411．90m。②層黃土狀土(粉質(zhì)粘土):黃褐色，可塑，中密，稍濕。層厚3．20m～8．20m，層底標(biāo)高403．05m～406．44m。③層黃土狀土(粉質(zhì)粘土):褐黃～灰褐色，可塑，中密，稍濕～濕。不具濕陷性。層厚3．50m～7．80m，層底標(biāo)高398．13m～400．57m。④層黃土狀土(粉質(zhì)粘土):褐～紅褐色，可塑，中密，稍濕～飽和。層厚2．70m～5．40m，層底標(biāo)高393．71m～396．63m。⑤層黃土狀土(粉質(zhì)粘土):褐黃～黃褐色，可塑，中密，飽和。層厚7．70m～12．60m，層底標(biāo)高383．03m～386．27m。2．3地下水本場地地下水分為上層滯水與潛水，上層滯水穩(wěn)定水位埋深為9．20m～10．40m，潛水穩(wěn)定水位埋深為16．05m～17．40m，地下水位年平均變幅約為1．5m。
3設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)
計(jì)算選用的各土層物理力學(xué)指標(biāo)見表1。
4基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)選型
根據(jù)建設(shè)單位提供資料及現(xiàn)場踏勘情況知:場地南側(cè)、西側(cè)緊鄰市政道路，基坑底口距道路圍墻5．0m～6．0m;場地北側(cè)為后期用地，現(xiàn)有2層臨建，距基坑底口線約8m;場地東側(cè)緊靠正在施工的建筑物，基坑底口距建筑物地下室外墻約4．5m，東側(cè)建筑物基礎(chǔ)埋深12．0m，由于東側(cè)建筑物擬在2012年投入運(yùn)營，屆時超高層與東側(cè)建筑物間消防環(huán)道必須保證暢通、安全使用。鑒于此，初步選用以下支護(hù)方案，具體如下。4．1基坑南、西側(cè)支護(hù)方案場地南側(cè)、西側(cè)緊鄰市政道路，基坑底口距道路圍墻5．0m～6．0m。基坑南側(cè)、西側(cè)采用下部錨拉樁，上部土釘墻的支護(hù)方案。由于上層滯水埋深9．20m～10．40m，且根據(jù)東側(cè)建筑物基坑施工情況知，上層滯水排泄不暢，在坡面產(chǎn)生滯水外泄，對土釘墻穩(wěn)定性會產(chǎn)生不利影響，為避免上層滯水的影響，上部土釘墻底標(biāo)高放在上層滯水水位線以上約2．0m，且道路荷載影響范圍在基坑－7m以下，綜合考慮即土釘墻支護(hù)高度7．0m，下部10．3m，采用對滯水敏感性及變形控制較小的錨拉樁體系支護(hù)�；幽蟼�(cè)、西側(cè)支護(hù)方案如下上部7．0m土釘墻放坡坡比1∶0．3，布置四層土釘，間排距1．5m，第一、三、四排土釘長度均為6．0m，第二排土釘長度為9．0m，土釘墻面層網(wǎng)筋為?6．，網(wǎng)筋鋪設(shè)完成后噴射C20細(xì)石混凝土厚80mm。下部采用樁徑800mm護(hù)坡樁+3層預(yù)應(yīng)力錨索，護(hù)坡樁及錨索水平間距1．5m;護(hù)坡樁長21．5m(23．5m)，樁頂設(shè)置500mm×800mm冠梁，護(hù)坡樁主筋16Φ25，螺旋筋?，加勁筋，冠梁主筋12Φ18，箍筋層錨索均長25m，采用3束15．2鋼絞線，如圖1，圖2所示。4．2基坑北側(cè)支護(hù)方案基坑北端頭有寬7．2m條帶挖深7．5m，緊鄰?fù)谏?．5m條帶部位基坑挖深17．3m，為了保證基礎(chǔ)施工作業(yè)面及盡量避免施工相互干擾，且保證基坑出土正常，將外坡道設(shè)置于此，此部分選用上部0m～7．5m深基坑采用土釘墻支護(hù)，并將挖深7．5m條帶延伸至基坑西邊線，下部9．8m～17．3m采用錨拉樁支護(hù)，錨拉樁與土釘墻坡腳間留出7．2m寬平臺。基坑北側(cè)支護(hù)方案如下:上部0m～7．5m深基坑采用土釘墻支護(hù)，土釘墻放坡坡比1∶0．3，最深處布置四層土釘，水平間距1．5m，豎向間距1．6m，由上至下，第一、四層土釘長度均為6．0m，第二、三層土釘長度為9．0m，土釘墻面層網(wǎng)筋為?6，網(wǎng)筋鋪設(shè)完成后噴射C20細(xì)石混凝土厚80mm。下部采用樁徑800mm護(hù)坡樁+2層～4層預(yù)應(yīng)力錨索，護(hù)坡樁及錨索水平間距1．5m;護(hù)坡樁長19．5m～29．5m，樁頂設(shè)置500mm×800mm冠梁，護(hù)坡樁主筋根據(jù)錨拉樁高度不同分為14Φ25，16Φ25，20Φ25，螺旋筋?，加勁筋，冠梁主筋12Φ18，箍筋?;錨索采用3束15．2鋼絞線，長度依據(jù)錨拉樁高度不同而不同。如圖3，圖4所示給出護(hù)坡樁樁頂伸到地面斷面圖。4．3基坑?xùn)|側(cè)支護(hù)方案場地東側(cè)緊靠正在施工的東側(cè)建筑物，基坑底口距東側(cè)建筑物地下室外墻約4．5m，東側(cè)建筑物基礎(chǔ)埋深12．0m，由于東側(cè)建筑物擬在2012年投入運(yùn)營，屆時超高層與東側(cè)建筑物間消防環(huán)道必須保證暢通、安全使用。超高層與東側(cè)建筑物間消防環(huán)道恢復(fù)時，初步考慮采用框架柱體系或箱式回填處理，若采用箱式回填，由于回填土體荷載較大，對支護(hù)結(jié)構(gòu)壓力較大，不利于投資控制。本次支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時假定消防環(huán)道恢復(fù)時采用框架柱體系，框架柱體系荷載暫按采用樁徑800mm護(hù)坡樁+1層預(yù)應(yīng)力錨索，護(hù)坡樁及錨索水平間距1．5m;護(hù)坡樁長11．5m，樁頂設(shè)置500mm×800mm冠梁，護(hù)坡樁主筋14Φ25，螺旋筋?，加勁筋，冠梁主筋12Φ18，箍筋?;錨索長25m，采用3束15．2鋼絞線，如圖5，圖6所示。
5本項(xiàng)目支護(hù)選型分析及創(chuàng)新點(diǎn)
根據(jù)地勘報告，場地的土質(zhì)在西安地區(qū)偏好，有較好的自立性，基坑上部采用土釘墻支護(hù)形式，對節(jié)約成本加快進(jìn)度是有利的。上層滯水埋深－9．20m～－10．40m，且根據(jù)東側(cè)建筑物基坑施工情況得知，上層滯水排泄不暢，在坡面產(chǎn)生滯水外泄，對土釘墻穩(wěn)定性會產(chǎn)生不利影響，因此，上部土釘墻底標(biāo)高放在上層滯水水位線以上約2．0m，即土釘墻支護(hù)高度7．0m左右是合適的。在與東側(cè)建筑物相鄰一側(cè)對這個部位提出了一種全新的解決思路，可以減載，還可爭取利用空間。如果不利用該空間，可以考慮采用板樁錨拉體系，錨桿直接生根在東側(cè)建筑物的樓板和墻交接部位，利用此方向剛度大的特點(diǎn)，為支護(hù)結(jié)構(gòu)提供可靠的錨拉力。
6項(xiàng)目意義
1)本項(xiàng)目為西北當(dāng)時在建高度最高超高層項(xiàng)目，且目前已建成，項(xiàng)目為西安市重點(diǎn)工程，參觀、考察人員到場比較頻繁，本工程采取優(yōu)化設(shè)計(jì)給建設(shè)方減少支護(hù)施工造價超過50%，對西北黃土地區(qū)超深基坑支護(hù)起到借鑒作用。2)本項(xiàng)目開啟了我院深基坑支護(hù)業(yè)務(wù)承攬的新局面，項(xiàng)目配合及工程成果深受合作方好評，為順利承接其余類似項(xiàng)目做出了不小的貢獻(xiàn)。
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