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《浙江建筑雜志》2014年第八期

1基坑支護設計

支護樁、冠梁、內支撐、錨桿等的設置如下。

1．1支護樁設計支護結構的側壓力主要包括土壓力、水壓力和地面附加荷載產生的側壓力。支護結構的土側壓力應分層按土的重度、內摩擦角、粘聚力由朗肯或庫侖土壓力公式予以計算［1］。支護樁采用鉆孔灌注樁，設計直徑為1000、1100、1200mm，樁身混凝土強度為C30;支護樁樁頂標高為－3．85m(相對標高，余同)，樁底標高以進入中風化基巖不小于2m控制樁底標高。支護樁配筋為9種形式，主筋最大配筋為3625，主筋最小配筋為2425，箍筋為8@100，加強箍為18@1500。支護樁主筋錨入冠梁長度應不小于800mm，支護樁超灌高度為800mm。見圖1。圖1基坑支護典型剖面圖

1．2冠梁設計為增強支護樁的整體剛度，樁頂設置冠梁，梁截面為1400mm×900mm，混凝土強度等級為C40，冠梁兩側各配825，梁面、梁底各配820;冠梁沿基坑周邊形成封閉結構。

1．3冠梁梁面標高以上放坡、噴錨設計梁面標高為－3．00m，其上部土體按1∶0．5放坡，坡面進行80厚C20噴射混凝土內配6．5@200雙向鋼筋網片，并設置48×3鋼管土釘@1200，L=4．5m。

1．4局部錨桿設計在局部坑底設置28鋼筋錨桿@1600，L=12m，90，錨桿傾斜角為傾角20°，以增加支護樁樁端穩定性。

1．5內支撐桿設計內支撐桿分三層，內支撐桿混凝土強度為C40。第一層內支撐桿標高為－3．000m，截面尺寸及配筋分別為900mm×1000mm(配筋為桿上下各配825，桿兩側各配320，箍筋為8@200(四肢箍)+8@400雙肢箍);第二層內支撐桿標高為－8．500m，截面尺寸分別為1000mm×1200mm［配筋為桿上下各配925，桿兩側各配325，箍筋為10@200(四肢箍)+10@400雙肢箍］;第三層內支撐桿標高為－14．000m，截面尺寸分別為1100mm×1200mm［配筋為桿上下各配1025，桿兩側各配325，箍筋為10@200(四肢箍)+10@400雙肢箍］。

1．6坑內支撐的立柱設計格構式井字形鋼構架作為立柱便于施工，且抗壓能力及穩定性方面都較好，因此立柱設計采用格構式井字形鋼構架。立柱采用Q235鋼，焊條E50型，用4根角鋼∠180×16與綴板440mm×200mm×10mm三邊圍焊焊接而成，均為滿焊，焊接尺寸不得小于6mm，綴板中心間距為500mm，焊接完成的鋼格構柱外包尺寸為500mm×500mm，井型鋼構架的四根角鋼的接頭可采用剖口熔透焊，接頭應錯開600mm。鋼構架的放置方位應有利于基礎鋼筋的穿越，當基礎鋼筋數量較多且難以穿越時，可在鋼構架上開孔，但角鋼開孔面積不得大于角鋼全面積的20%。豎向立柱樁樁底除部分錨入工程樁，其余均錨入新打設的直徑900mm的灌注樁內。鋼格構柱應與鋼筋籠一起置入，格構柱制作時應復核其長度，鋼構柱頂部錨入支撐梁內不小于400mm、下部插入鉆孔樁內3000mm。鋼構架的止水片應在挖土結束后，地下室底扳混凝土澆注前施工，止水片應設在承臺或底板厚度的中部附近，止水片與角鋼、止水片與止水片之間焊接，焊縫高度不得小于5mm。

1．7基坑降排水設計對于施工用水及雨水等地表水，應在基坑坡頂修筑400mm×400mm磚砌排水溝截流、匯集然后抽排。基坑壁外圍設置簡易管井降水，鉆孔D800，波紋管Φ300，外包二層80目尼龍網布，再外包一層7目鐵絲網。基坑支護樁外側設置三軸水泥攪拌樁止水帷幕，攪拌樁直徑3Φ850@600，標準套打，相鄰兩樁施工間隔不得超過12h;采用42．5級普通硅酸鹽水泥，水灰比1∶1．5，水泥摻入量22%;水泥攪拌樁28d無側限抗壓強度不低于1．2MPa。局部設置高壓旋噴樁止水帷幕，高壓旋噴樁采用三重管法高壓旋噴工藝，設計采用直徑Φ800@500。基坑西南角碎石層分布處采用Φ800自流管井降水。局部基坑內壁上掛網、噴射混凝土并設置泄水孔。坑底設置明溝、集水井抽水。

1．8換撐設計施工底板時，底板混凝土澆至支護樁邊形成傳力帶;施工樓板時，應同步實施傳力構件，支護樁上的泥皮應清理干凈。換撐構件(寬×高:1500mm×200mm)，板面標高同樓板頂標高，配筋為14@150雙層，分布筋為10@200，混凝土強度等級同地下室樓板(C30)，與樓板同時澆注，最初設計換撐構件達到C30強度后方可拆除相應支撐，換撐構件間距為3000mm，但由于工期要求，難以等到換撐構件達到100%再拆除內支撐［2］，因此將換撐構件中心間距調整為1500mm，換撐構件達到C20強度后拆除相應支撐。支撐拆除宜采用人工鑿除，應先撐后拆，先拆除次撐，后拆除主撐。

1．9地下室后澆帶處內支撐設計本工程內支撐主要為對撐與角撐相結合，由于后澆帶分割樓面，導致樓面作為換撐構件時對撐方面抗壓剛度減弱，同時由于本地下室結構工程中沿對撐方向布置抗側移的混凝土墻很少，建筑結構本身不足以承擔基坑側壁的土壓力，易導致基坑側壁發生較大變形，為增強樓面軸向抗壓剛度，減小軸向變形，在后澆帶處增設Q235A［14槽鋼，間距為1500mm，每段錨入混凝土350mm。見圖2。

2土方開挖

根據本工程特點，土方開挖遵循分層、分段、分步、對稱、限時的原則，盡量減少未支護暴露時間［3］，在支護結構及支撐體系未達到要求之前，不得進行下層土方的開挖。機械挖土方式開挖時，嚴禁挖土機械碰撞支撐、立柱和支護樁。挖土機械不得直接壓在支撐上，應在支撐兩側先填土，填土須高出支撐頂面，然后鋪設路基箱，方可在上面通行機械車輛。每層土開挖深度不得超過1．5m。因本基坑挖深達20．8m，基坑自身狹長且周邊場地狹小，通過與傳統土坡道挖土方式分析對比，選擇混凝土棧橋具有提高機械施工效率、節省工期、節約投資等優點。棧橋用鋼格柱樁(同內支撐下的鋼格柱樁)支撐;行車頂板中梁截面尺寸為900mm×1400mm(配筋為桿上下各配1025，桿兩側各配418，箍筋為10@150(四肢箍)，梁側拉筋為8@300)，行車頂板厚300mm(配筋18@150雙層雙向)，混凝土強度為C30。棧橋的縱向跨度為8m，主支撐間設置聯系梁與斜撐使其連成整體，坡度1∶8，棧橋設計荷載為50kPa，并設防滑及安全防欄，棧橋平面布置見圖3。

3施工順序

三軸水泥攪拌樁施工→支護樁(鉆孔灌注樁)施工→高壓旋噴樁施工→冠梁標高上放坡及第一層土方開挖施工→冠梁施工及第一道內支撐施工→第二層土方開挖施工→第二道內支撐施工→第三層土方開挖施工→第三道內支撐施工→第四層土方開挖施工→地下室底板結構及底板傳力帶施工→地下室第五層頂板結構、換撐構件施工及第三道內支撐拆除→地下室第四層頂板結構、換撐構件施工及第二道內支撐拆除→地下室第三層頂板結構、換撐構件施工及第一道內支撐拆除→地下室外墻防水施工及回填土。

4基坑監測、檢測

根據本工程基坑特點，為準確掌握基坑支護及土體變形情況，需要監測內容為土體沉降、深層土體水平位移、支撐軸力監測、地下水位觀測、立柱沉降監測等。觀測構件、建筑物為支撐、支護樁、周圍建筑物、道路裂縫的產生和開展情況。監測頻率為開挖前至少測3次初值，開挖期間1次/d，底板澆好圖3棧橋平面布置示意圖7d后2d1次，拆除支撐及拆后3d內2次/d。經過詳細計劃，落實措施，在土方開挖期間最大地面沉降為65．6mm(西面3層樓房處，出現在土方開挖完成后，地面沉降65．6mm一方面是由基坑開挖引起的，另一方面是該新建樓的自然沉降引起的)。深層土體水平位移最大一個點為60．71mm(該點位于瑏瑡軸/軸處，最大水平位移深度為11m，在土方開挖至坑底時出現，是由于土方開挖后在坑側土壓力作用下產生的)，監測數據都符合要求。

5結語

(1)對于在城市的深基坑工程中，應根據基坑周邊環境特點、基坑深度合理選擇基坑支護方案，實踐證明，本基坑工程選擇的基坑支護技術是經濟可行的，基坑周邊土體變形相對較小，位移=60．71/20800=0．29%，符合建筑基坑監測技術規范的要求，基坑安全，說明支護設計很可靠。(2)對于本工程中存在透水性較差的粉質黏土，在三軸水泥攪拌樁做止水帷幕后，坑外降水減少水壓力，坑內有碎石處設疏水井的降排水方案是經濟、可行的，本工程成功解決了基坑降、排水難題。(3)對于深基坑支護應仔細研究、分析各種工況以及其帶來的影響，并做好相應的措施。如利用土層被動土壓力嵌固樁底端，應充分考慮開挖至底層后雨水進入坑底土層削弱被動土壓力，特別對于砂土。(4)基于對本工程中深層土體水平位移、支撐軸力監測、地下水位等觀測所得到的監測數據分析，得到了基坑施工中的關于基坑支護及土體變形的重要信息，做到了信息化施工。監測數據的分析應用能及時采取相應的技術措施指導施工，確保了基坑安全。

作者：包仁華秦學劉達杜耀進單位：浙江省建工集團有限責任公司杭州潤灝置業有限公司