地下室基坑支護(hù)方式的方案設(shè)計(jì)

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【摘要】分析了基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中所遇到的問題和支護(hù)設(shè)計(jì)在較厚雜填土情況下進(jìn)行施工的步驟，選擇合理的基坑支護(hù)方式，從而優(yōu)化設(shè)計(jì)基坑支護(hù)方案，以供參考。

【關(guān)鍵詞】地下室；基坑支護(hù)；方案設(shè)計(jì)

1工程概況

該工程北側(cè)為鶴城東路，西側(cè)為消防路，東、南二側(cè)均為已建住宅（復(fù)合地基淺基礎(chǔ)、埋深約2.0m），地塊總用地面積2871.3m2。地上有4幢住宅，地上總建筑面積14816.0m2；地下均設(shè)1層地下室，地下室面積2422.85m2。該項(xiàng)目設(shè)計(jì)地坪（依0.000）標(biāo)高14.30m（黃海高程），地下室板面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)高9.15m。全部采用樁基礎(chǔ)，1柱1樁或1柱多樁，樁頂設(shè)承臺，承臺高為0.9~1.5m，承臺下墊層厚0.10m，地下室底板厚度（含墊層100mm）為0.50m，即開挖后坑底標(biāo)高為8.65m。因自然地面標(biāo)高（平均值）與依0.000標(biāo)高（14.30m）接近，故基坑開挖深度為5.65m。

2地下室基坑支護(hù)設(shè)計(jì)要求

地下室基坑支護(hù)應(yīng)當(dāng)滿足結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性要求，可以滿足正常使用和承載能力兩種極限狀態(tài)需求。承載能力極限狀態(tài)主要是支護(hù)結(jié)構(gòu)在遭受破壞而產(chǎn)生失穩(wěn)和傾倒情況；正常使用極限狀態(tài)是支護(hù)結(jié)構(gòu)變形對正常使用造成影響的狀態(tài)，但是沒有影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。所以，地下室基坑支護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)確保安全性，在承載極限狀態(tài)下不會導(dǎo)致支護(hù)出現(xiàn)失穩(wěn)情況，還不會對周邊建筑物的安全使用造成影響。

3地下室基坑支護(hù)方案設(shè)計(jì)

3.1支護(hù)方案選擇原則

基坑支護(hù)的作用在于止水和擋土，按照勘察資料與實(shí)際調(diào)查結(jié)果顯示，基坑外側(cè)的地下管線埋設(shè)不復(fù)雜，如場地北、西兩邊人行道下有電纜及通信管線等埋設(shè)，埋深1.0~1.5m。此工程基坑支護(hù)結(jié)合實(shí)際情況選擇采用鉆孔灌注樁、冠梁及支撐、錨桿（土釘）、掛網(wǎng)噴漿、排水溝等。1）坡率法。對場地條件允許采用自然放坡的地段應(yīng)優(yōu)先采用坡率法，但本基坑周邊沒有放坡余地。2）土釘墻。基坑開挖應(yīng)自上而下分段分層進(jìn)行，可邊開挖邊施工土釘及噴射混凝土面層。宜在周圍環(huán)境相對擁擠無法采取放坡或?qū)吰挛灰埔筝^高地段采用。施工工藝簡單，工期短、造價(jià)較低，但變形較大，特別是不能放坡地段對建筑物影響較大，因此，安全可靠低。3）圍護(hù)樁。適合場地條件相對擁擠、地層結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜、地下水比較豐富等地段。施工工藝比較成熟、可靠性較強(qiáng)、安全有保障，但施工工期較長，造價(jià)較高。綜合考慮基坑挖深、周圍環(huán)境條件和施工技術(shù)設(shè)備及經(jīng)驗(yàn)等因素，本基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)采取排樁加內(nèi)支撐圍護(hù)體系，考慮到場地填土多為石塊，東側(cè)與圍墻及民房過于靠近，機(jī)械無法施工，故本工程圍護(hù)樁采用人工挖孔灌注樁。

3.2基坑施工順序

地下障礙物較多處先開挖上部1m左右土方，清除障礙物，施工該部位降水井、圍護(hù)樁、工程樁，注意地下水位以下的挖孔樁必須采取降水后作業(yè)，不得帶水作業(yè)；圍護(hù)樁結(jié)束后，封閉用于挖孔樁的降水井，然后整平場地，砌筑排水溝，布置測斜管、水位觀測管及沉降觀測點(diǎn)等；圍護(hù)樁處待樁身強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80豫后，分批、分層、對稱、均衡開挖基坑至-1.7m，然后施工壓頂梁和內(nèi)支撐；待內(nèi)支撐和冠梁強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%以后，砌筑-1m以上磚墻護(hù)壁，分批、分層、對稱、均勻開挖至-5.35m；進(jìn)行坑中坑降水井施工，施工結(jié)束，采用人工開挖至-5.65m，同時施工地梁、承臺的土體開挖。對于較深的承臺及坑中坑，建議施工時先澆筑底板墊層，再局部開挖承臺和較深部分；人工土方開挖完畢，澆筑底板及施工地下室，待完成后，拆除或封堵坑內(nèi)管井抽水系統(tǒng)；素混凝土邊梁及地下室底板位置傳力帶換撐構(gòu)件施工；支撐拆除施工。

3.3降水措施

1）基坑外排水：由于本基坑四周開挖后坡頂與紅線間距很小，難以設(shè)置基坑外(坡頂)排水系統(tǒng)，建議坡頂?shù)乇碜饔不幚恚ㄓ肅15素混凝土澆注地面），并設(shè)置擋水條，以防止坡頂外大氣降水流入基坑。2）基坑內(nèi)降排水：（1）大面積基坑排水經(jīng)初步測算大面積地下室底板開挖深度內(nèi)，基本上可不考慮降水，但樁頂承臺開挖時可視情況采用少量集水井明排，集水井平面尺寸600mm伊600mm，深逸600mm，數(shù)量可根據(jù)排水效果臨時增減。（2）電梯井部位（坑中坑）降水：電梯井底板面標(biāo)高為-7.75m，比大面積基坑底深2.1m，應(yīng)采用深井降水。降水井布置在電梯井長軸兩端，一般可在基坑開挖到位后實(shí)施。降水井可采用沖擊成孔，孔徑準(zhǔn)900mm，孔內(nèi)下入準(zhǔn)300mmPVC管，管壁打眼孔徑準(zhǔn)10mm，孔距50mm，梅花型，外包7目鐵絲網(wǎng)1層，鐵絲網(wǎng)外再包2層60mm目尼龍網(wǎng)，用14#鐵絲捆扎固定，管壁與孔壁之間回填中粗砂作濾水層。（3）人工挖孔圍護(hù)樁降水：根據(jù)設(shè)計(jì)，東側(cè)、南側(cè)挖孔樁樁長為10m左右，挖孔樁下部存在地下水，因此，挖孔樁施工前應(yīng)采取降水措施，方可開挖地下水位以下的挖孔任務(wù)。

3.4水平支撐體系選型

1）由于此基坑工程面積不大但深度較深周邊環(huán)境復(fù)雜，對變形控制要求高，因此，在選擇基坑工程支撐材料時需要優(yōu)先選擇鋼筋混凝土支撐，確保圍護(hù)體穩(wěn)定。再加上混凝土支撐施工具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，能夠應(yīng)用到基坑面積大和復(fù)雜形狀的基坑工程。使用鋼筋混凝土支撐體系，第1道支撐桿件在加強(qiáng)之后能夠應(yīng)用到施工中開挖與運(yùn)土的施工棧橋和材料堆放，這樣，能夠有效處理施工場地狹小問題，便于施工，能夠有效降低施工技術(shù)費(fèi)用。并且由于施工棧橋與第1道支撐結(jié)合設(shè)計(jì)，能夠降低工程造價(jià)。2）鋼筋混凝土支撐體系主要采用圓環(huán)支撐布置形式和對撐角撐布置形式。以上兩種支撐體系各有優(yōu)勢特點(diǎn)，從技術(shù)上都能夠滿足工程要求。在通過對比分析發(fā)現(xiàn)，使用圓環(huán)支撐布置形式，能夠擴(kuò)大基坑中心的開敞空間，便于土方開挖。在實(shí)際應(yīng)用期間還能夠避開大部分塔樓核心筒和框架柱，便于地下結(jié)構(gòu)施工。

3.5深基坑監(jiān)測

為確保基坑開挖的安全和本工程地下結(jié)構(gòu)施工的順利進(jìn)行，應(yīng)該及時獲取基坑開挖過程中支護(hù)結(jié)構(gòu)和周圍土體的受力與變形信息，以求掌握基坑開挖對環(huán)境的影響，作出安全預(yù)報(bào)、實(shí)行動態(tài)設(shè)計(jì)和信息化施工，及時調(diào)整設(shè)計(jì)方案和施工進(jìn)度，有效控制圍護(hù)結(jié)構(gòu)及坑后土體變形，應(yīng)作基坑原位監(jiān)測?；颖O(jiān)測應(yīng)委托有相應(yīng)資質(zhì)的專業(yè)監(jiān)測單位（即第3方）承擔(dān)。1）開挖前，應(yīng)對周圍環(huán)境作1次全面調(diào)查，可通過記錄、拍照、見證等手段，詳細(xì)記錄觀測數(shù)據(jù)初始值?；娱_挖期間一般情況下毎天觀測1次，如遇位移、沉降及其變化速率較大時，則應(yīng)增加監(jiān)測頻次。地下室底板澆筑完成后，可酌情逐漸減少觀測次數(shù)。2）水平位移：對連續(xù)3d日位移速率達(dá)3mm/d，或單日位移達(dá)5mm，累計(jì)位移達(dá)30mm為報(bào)警值，其中，東側(cè)累計(jì)位移報(bào)警值為20mm。當(dāng)過報(bào)警值時應(yīng)及時通知設(shè)計(jì)、監(jiān)理及建設(shè)等單位，以便采取應(yīng)急措施。3）垂向位移：對土釘墻連續(xù)3d日位移速率達(dá)5mm/d，或單日位移達(dá)5mm，累計(jì)位移達(dá)25mm為報(bào)警值。當(dāng)過報(bào)警值時應(yīng)及時通知設(shè)計(jì)、監(jiān)理及建設(shè)等單位，以便采取應(yīng)急措施。4）支撐軸力報(bào)警值為3000kN；地下水位變幅大于70cm/d為報(bào)警值。

4結(jié)語

在地下室基坑支護(hù)實(shí)際施工期間應(yīng)當(dāng)動態(tài)化監(jiān)測地下室基坑支護(hù)施工過程，以便于獲得真實(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，進(jìn)一步優(yōu)化和調(diào)整施工過程，對工程質(zhì)量和挖土速度進(jìn)行合理控制，全面降低對周邊環(huán)境的不利影響，獲得業(yè)主的肯定與好評。

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【2】徐勇.探討地下室基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工問題[J].低碳世界,2018,14(3):182-183.

【3】耿樹峰.某市人民醫(yī)院地下室基坑支護(hù)方案設(shè)計(jì)[J].黑龍江科技信息,2016,25(23):206.

作者：蔣國忠 徐國軍 蔣堅(jiān)軍 單位：浙江恒輝勘測設(shè)計(jì)有限公司