福州平安大廈深基坑支護(hù)設(shè)計與施工

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1、福州平安大廈深基坑支護(hù)設(shè)計與施工阮廣招　黃金燦摘要　深基坑支護(hù)設(shè)計與施工是當(dāng)前城市高層、超高層建筑突顯的技術(shù)難題。通過工程實(shí)例，從設(shè)計方案的選擇到施工、監(jiān)測，提供了有益的經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵詞　擋土樁　環(huán)梁支護(hù)結(jié)構(gòu)　拱圈　水平支撐1　工程概況　　福州平安大廈系一座31層商住樓，高度115m，占地面積4614m2，總建筑面積37355m2。設(shè)地下室3層，基坑平面尺寸56.6m×36.5m，自然地面標(biāo)高-1.65m,坑底標(biāo)高-11.70m，開挖深度10.05m，土方開挖工作量約21000m3。2　地質(zhì)條件　　擬建場地處于福州盆地中部，上部覆蓋層為海

2、陸相沖積形成的砂性土，基底為燕山期中粗?；◢弾r?！　≡诨又ёo(hù)樁埋深范圍內(nèi)，自上而下垂直分布地層為：雜填土，灰黑色，松散，夾碎石塊，厚度1.5～3.6m；粘土，黃綠色，可塑，厚度2～3m，容重γ=18.30kN/m3，內(nèi)聚力C=50.66kPa，內(nèi)摩擦角φ=14.19°；淤泥，深灰色，流塑（天然含水量55.8%～74.2%），厚度5.7～10.1m，γ=18.10kN/m3，C=7.92kPa，φ=4.95°；粉質(zhì)粘土，褐黃色，可塑，厚度1.4～5.7m，γ=17.50　kN/m3，C=19.90　kPa，φ=9.51°；含泥中細(xì)砂，

3、灰白色，中密，粒徑0.10～0.25mm，含泥量15%～20%，厚度2.7～10.4m?！　∷牡刭|(zhì)情況：地下水位在自然地面下0.6～1.7m，場地內(nèi)除淤泥、粘土層頂上貯有上層滯水外，還有埋藏于粘土層下中細(xì)砂至碎卵石的多層承壓水。對本工程而言，關(guān)鍵是要隔斷來自于含泥中細(xì)砂的承壓水（第一含水層）。經(jīng)現(xiàn)場抽水試驗(yàn)，此含水層滲透系數(shù)k=1.62　m/d；單孔涌水量q=11.48　m3/d；影響半徑R=96.5　m。3　支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計　　基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)一般由垂直擋土結(jié)構(gòu)和水平支撐結(jié)構(gòu)組成，設(shè)計方案必須滿足以下2方面要求：保證邊坡穩(wěn)定及周圍建筑物、

4、地下管線設(shè)施安全，不得引起擬建物正面五一路主干道開裂，影響市區(qū)交通；確?；娱_挖順利進(jìn)行，并提供足夠的地下室施工作業(yè)空間?！　「鶕?jù)上述要求，業(yè)主邀請了有關(guān)專家多次研討，經(jīng)可行性論證、方案比較，最后確定方案如下。3.1　以鉆孔灌注樁作為基坑的擋土結(jié)構(gòu)，高壓旋噴樁形成止水帷幕（如圖1所示）圖1　深基坑支護(hù)樁平面布置圖　　首先依據(jù)開挖各土層的的γ、C、φ值，當(dāng)把擋土樁視為彈性地基上的豎直構(gòu)件，基坑開挖面以下的土體視為直線變形體時，采用庫侖郎肯公式計算坑外側(cè)土壓力，然后考慮基坑面積、開挖深度、施工條件等綜合因素確定。本工程鉆孔擋土樁直徑800

5、mm，樁長23m，樁端落在含泥中細(xì)砂層上，沿封口環(huán)梁中軸線布置，砼強(qiáng)度等級C25，配筋率0.8%，數(shù)量177根?！　≈顾∧恍龂姌堆?根鉆孔擋土樁外切圓密布，計算樁徑500mm，樁長15m（阻隔上層滯水及第一含水層），水泥置換率18%～22%，數(shù)量179根。3.2水平支撐結(jié)構(gòu)由2層橢圓環(huán)形鋼筋混凝土梁和14根格構(gòu)式鋼架豎向支柱組成(如圖2所示)圖2　支護(hù)結(jié)構(gòu)剖面圖第一道水平支撐梁面標(biāo)高-3.35m，斷面尺寸1000mm×800mm；第二道水平支撐梁面標(biāo)高-7.75m，斷面尺寸1200mm×800mm?！　≡O(shè)計采用雙層橢圓環(huán)梁及其臨時鋼

6、架立柱與鉆孔擋土樁及其樁頂封口梁共同作用形成一個空間結(jié)構(gòu)來承受基坑開挖后側(cè)向土壓力、水壓力和附加壓力。兩相交的雙橢圓梁水平支撐見圖3，在基坑四周共形成了6個拱圈。眾所周知，拱圈結(jié)構(gòu)承受水平推力后產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力較小，并使水平支撐構(gòu)件完全處于受壓應(yīng)力狀態(tài)，有利于抵抗基坑外側(cè)壓力。相交雙橢圓水平支撐結(jié)構(gòu)除了受力狀態(tài)最佳外，還有一個優(yōu)點(diǎn)，就是基坑左右兩半形成無任何障礙物的寬闊空間，極有利于機(jī)械挖土及構(gòu)筑地下室時裝模、布筋、澆注混凝土作業(yè)。圖3　第一道平面支撐結(jié)構(gòu)圖　　經(jīng)計算水平支撐橢圓環(huán)梁砼強(qiáng)度等級為C25，其配筋計算可采用PK程序、TBSA程

7、序計算疊加，配筋率0.7%，箍筋按構(gòu)造要求設(shè)置。4　支護(hù)結(jié)構(gòu)施工與土方開挖4.1　鉆孔擋土樁施工　　鉆孔灌注樁作為擋土樁使用，施工時需注意：(1)樁孔施工順序應(yīng)按同一軸線5孔為一小組，3小組為一大組，跳隔循環(huán)施工，以避免已灌注的樁身砼受到破壞。(2)樁孔垂直度要求要比工程樁更嚴(yán)，一般≤0.5%L(L為樁長)。否則，同一編組最后一根樁難以施工到位，影響質(zhì)量。(3)鋼筋籠投放埋設(shè)要準(zhǔn)確，受拉、受壓區(qū)密布弧段欲放置于基坑內(nèi)外側(cè)方向，這樣才能發(fā)揮鋼筋在混凝土構(gòu)件中作用。4.2　旋噴止水帷幕樁施工　　按設(shè)計要求，本工程旋噴止水帷幕樁選用單層管法

8、施工，噴漿壓力12～18MPa，噴管提升速度15～20cm/min，漿液水灰比1，水泥置換率≮15%。4.3　封口梁、上下橢圓水平支撐環(huán)梁施工　　(1)擋土樁頂封口梁及第一層（上層）橢圓水平支撐環(huán)梁先行施工。工藝流程是：