超高層建筑深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)施工探討

1、超高層建筑深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)施工探討超高層建筑深基坑掘進(jìn)設(shè)計(jì)與施工深入探討 HYPERLINK /wgzl/wgfa/ 深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)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(guò)工程實(shí)例，從設(shè)計(jì)方案的選擇到施工、監(jiān)測(cè)，提供了有益的經(jīng)驗(yàn)。1工程概況福州奈良大廈系則一座31層商住樓，高度115 m，占地面積4614 O，總建筑面積37355 O.設(shè)地下室3層，基坑平面尺寸56.6 m36.5 m，自然地面標(biāo)高-1.65 m，坑底標(biāo)高-11.70 m，開鑿深度10.05 m，土方開鑿工作量約21000 m3.2地質(zhì)條件新建場(chǎng)地處在福州盆地中部，上部覆蓋層為海陸二者沖積構(gòu)成的砂性土，基底為燕山期中

2、粗粒花崗巖。在基坑支護(hù)樁掩埋淺范圍內(nèi)，自上而下橫向原產(chǎn)地層為：雜填土，灰黑色，單薄，夾碎石塊，厚度1.53.6 m；粘土，黃綠色，Bellary，厚度23 m，土壤濕度=18.30 kN/m3，內(nèi)聚力C=50.66 kPa，內(nèi)摩擦角=14.19；淤泥，深灰色，流塑（天然含水量55.8%74.2%），厚度5.710.1 m，=18.10 kN/m3，C=7.92 kPa，=4.95；粉質(zhì)粘土，褐黃色，Bellary，厚度1.45.7 m，=17.50kN/m3，C=19.90kPa，=9.51；含泥中細(xì)砂，灰白色，中密，粒徑0.100.25 mm，含泥量15%20%，厚度2.710.4 m.水文

3、地質(zhì)情況：地下水位在自然地面之下0.61.7 m，場(chǎng)地內(nèi)除淤泥、粘土層頂上貯有上層滯水外，除了埋于粘土層下中細(xì)砂至碎卵石的多層承壓水。對(duì)本工程而言，關(guān)鍵就是必須天棚源自于含泥中細(xì)砂的承壓水（第一含水層）。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)抽水機(jī)試驗(yàn)，此含水層滲透系數(shù)k=1.62m/d；單孔涌水量q=11.48m3/d；影響半徑R=96.5m.3掘進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基坑掘進(jìn)結(jié)構(gòu)通常由橫向壓土結(jié)構(gòu)和水平提振結(jié)構(gòu)共同組成，設(shè)計(jì)方案必須滿足用戶以下2方面建議：確保邊坡平衡及周圍建筑物、地下管線設(shè)施安全，嚴(yán)禁引發(fā)新建物負(fù)面五一路主干道脫落，影響市區(qū)交通；保證基坑開鑿順利進(jìn)行，并提供更多足夠多的地下室施工作業(yè)空間。根據(jù)上述建議，業(yè)主應(yīng)邀了有

4、關(guān)專家多次研討，經(jīng)可行性論證、方案比較，最后確認(rèn)方案如下。3.1以鉆孔灌注樁做為基坑的擋土結(jié)構(gòu)，高壓旋擦樁構(gòu)成木患帷幕（例如圖1右圖）圖1深基坑支護(hù)樁平面布置圖首先依據(jù)開鑿各土層的的、C值，當(dāng)把擋土樁視作彈性地基上的直角構(gòu)件，基坑開鑿面以下的土體視作直線變形體時(shí)，使用庫(kù)侖郎肯公式排序坑外側(cè)土壓力，然后考量基坑面積、開鑿深度、施工條件等綜合因素確認(rèn)。本工程鉆孔壓土樁直徑800 mm，樁長(zhǎng)23 m，樁端的落到含泥中細(xì)砂層上，沿封口環(huán)梁中軸線布置，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C25，分體式筋率0.8%，數(shù)量177根。木患帷幕旋擦樁沿2根鉆孔壓土樁外切圓布滿，排序樁徑500 mm，樁長(zhǎng)15 m（隔絕上層滯水及第一含

5、水層），水泥轉(zhuǎn)讓率為18%22%，數(shù)量179根。3.2 水平提振結(jié)構(gòu)由2層橢圓環(huán)形鋼筋混凝土梁和14根格構(gòu)式鋼架橫向支柱共同組成（例如圖2右圖）圖2掘進(jìn)結(jié)構(gòu)剖面圖第一道水平支撐梁面標(biāo)高-3.35 m，斷面尺寸1000 mm800 mm；第二道水平支撐梁面標(biāo)高-7.75 m，斷面尺寸1200 mm800 mm.設(shè)計(jì)使用雙層橢圓環(huán)梁及其臨時(shí)鋼架立柱與鉆孔壓土樁及其樁頂上封口梁共同促進(jìn)作用構(gòu)成一個(gè)空間結(jié)構(gòu)去忍受基坑開鑿后側(cè)向土壓力、水壓力和額外壓力。兩平行的雙橢圓梁水平提振見(jiàn)到圖3，在基坑四周共構(gòu)成了6個(gè)拱圈。眾所周知，拱圈結(jié)構(gòu)忍受水平升力后產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力較小，并使水平提振構(gòu)件全然處在承壓形變狀態(tài)，有

6、助于抵抗基坑外側(cè)壓力。平行雙橢圓水平提振結(jié)構(gòu)除了受力狀態(tài)最佳外，除了一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，就是基坑左右兩半構(gòu)成并無(wú)任何障礙物的寬廣空間，極有助于機(jī)械挖土及構(gòu)筑地下室時(shí)裝模、布筋、澆筑混凝土作業(yè)。圖3第一道平面提振結(jié)構(gòu)圖 HYPERLINK /wgzl/gfcx/ 經(jīng)計(jì)算水平支撐橢圓環(huán)梁混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25，其配筋計(jì)算可采用PK程序、TBSA程序計(jì)算疊加，配筋率0.7%，箍筋按構(gòu)造要求設(shè)置。4掘進(jìn)結(jié)構(gòu)施工與土方開鑿4.1鉆孔壓土樁施工 HYPERLINK /wgzl/zlcy/ 鉆孔灌注樁作為擋土樁使用，施工時(shí)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

7、樁身混凝土受到破壞。（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(zhǎng)）。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旋擦木患帷幕樁施工按設(shè)計(jì)建議，本工程旋擦木患帷幕樁采用單層管法施工，噴漿壓力1218 MPa，噴嘴提高速度1520 cm/min，漿液水灰比1，水泥轉(zhuǎn)讓率為15%.4.3封口梁、上下橢圓水平提振環(huán)梁施工 HYPERLINK /wgzl/wylc/ （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：定位放線模板工程鋼筋工程混凝土工

8、程。對(duì)拱圈與封口梁、角撐、立柱等交匯節(jié)點(diǎn)處，均應(yīng)采取加強(qiáng)措施，確保安全。（2）根據(jù)先提振后開鑿原則，當(dāng)土方開鑿至-7.75 m標(biāo)高時(shí)，暫停挖土作業(yè)，按第一道水平提振環(huán)梁施工方法施工第二道（下層）橢圓水平提振環(huán)梁。4.4基坑土方開鑿依施工非政府設(shè)計(jì)，本基坑工程土方開鑿分后3個(gè)階段展開。第一階段，從自然地面標(biāo)高-1.65 mToothed-3.35 m，挖出淺1.70 m（該標(biāo)高以上土體用M10水泥砂漿砌筑240 mm薄磚墻壓土），然后挖回去壓土樁頂上結(jié)石混凝土，施工樁頂上封口梁及第一道橢圓水平提振環(huán)梁。第二階段，等待第一道水平提振環(huán)梁混凝土強(qiáng)度達(dá)至設(shè)計(jì)值后，穩(wěn)步開鑿至-7.75 m，挖出淺4.4

9、0 m，施工第二道水平提振環(huán)梁。第三階段，等待第二道水平提振環(huán)梁混凝土強(qiáng)度達(dá)至設(shè)計(jì)值后，穩(wěn)步挖土至-11.70 m，挖出淺3.95m.最后一次開鑿局部深度抵達(dá)基底標(biāo)高后，必須隨其挖出隨即澆搗300 mm薄更多文章4.5土方開鑿的注意事項(xiàng)（1）使用機(jī)械開鑿，特別注意避免挖掘機(jī)裝載機(jī)相撞損毀工程樁及臨時(shí)支柱。（2）在土方開鑿過(guò)程中，自始至終必須搞好排洪、親水性、截水、降水工作。（3）每日掘出的棄土，應(yīng)班運(yùn)出，不得基坑四周堆土過(guò)量（堆土高度1 m），否則可以減少壓土樁的額外荷載。（4）-10.70 m以下部分土體必須使用人工發(fā)掘及修整。鋼箱梁施工應(yīng)當(dāng)逐個(gè)展開，土方挖好后即刻澆搗鋼筋混凝土，防止大面積

10、開鑿或基坑長(zhǎng)時(shí)間曝露。5施工監(jiān)測(cè)由于影響基坑工程安全的不能確認(rèn)因素甚多，故須要實(shí)行信息化施工，對(duì)基坑施工全過(guò)程展開監(jiān)測(cè)。（1）根據(jù)鋪設(shè)于壓土樁頂上封口梁上10個(gè)加速度觀測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)，壓土樁向基坑內(nèi)側(cè)方向最小水平加速度S=34 mm40 mm，滿足用戶一級(jí)安全等級(jí)的掘進(jìn)建議。（2）經(jīng)橢圓環(huán)梁預(yù)埋鋼筋形變計(jì)測(cè)量，拱圈水平提振構(gòu)件均處在承壓狀態(tài)，甩形變并不大。（3）開鑿基坑底部未發(fā)生土體變形與突起。（4）基坑開鑿作業(yè)自1997年12月8日已經(jīng)開始至1998年3月29日完結(jié)，總計(jì)112天（不含春節(jié)放暑假15天），負(fù)面五一路市區(qū)交通干道及地下管線未發(fā)現(xiàn)異常情況，周圍建筑物正常采用。6技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果（1）該基坑掘進(jìn)結(jié)構(gòu)工程總耗資320萬(wàn)元，按掘進(jìn)縮短米排序17390元/m，按掘進(jìn)面積