复杂场地条件下的深基坑支护设计.pdf

复杂场地条件下的深基坑支护设计 D e s i g no fD e e pF o u n d a t i o nP i tS u p p o r tU n d e rC o m p l e xS i t eC o n d i t i o n s 刘红卫，裴友安 L I UH o n g - w e i ，P E IY o u - a l l ( 中铁工程设计院有限公司，北京1 0 0 0 3 8 ) ( C h i n a R a i l w a y E n g i n e e r i n g D e s i g n I n s t i t u t e C o L t d ，B e i j i n g1 0 0 0 3 8 ，C t u n a ) 【摘要】结合工程实例，介绍了桩锚等多种支护结构在复杂环境条件下的深基坑支护中的应用。设计中根据基坑周边建( 构) 筑物对变形控制要求的不同对支护设计参数进行了优化，在确保支护结构及基坑周边环境安全的前提下，使支护设计方案更加 经济合理。 【A b s t r a c t C o m b i n e d w i t h e n g i n e e r i n g e x a m p l e s ，t h e a p p l i c a t i o n o f m u R i p l e s u p p o r t i n g s t r u c t u r e s i n d e e p f o u n d a t i o n p i t s u p p o r t i n g u n d e r c o m p l e xe n v i r o n m e n ti si n t r o d u c e d A c c o r d i n g t ot h ed i f f e r e n td e f o r m a t i o nc o n t r o lr e q u i r e m e n t so f s u r r o u n d i n gb u i l d i n g s ，t h es u p p o r t i n g d e s i g np a r a m e t e r sa l eo p t i m i z e dt oe n s u r et h es a f e t yo f t h es u p p o r t i n gs t r u c t u r ea n d t h es u r r o u n d i n ge n v i r o n m e n ta n di n a k et h es u p p o r t i n g d e s i g n s c h e m e m o r e e c o n o m i c a l a n d r e a s o n a b l e 【关键词】深基坑：桩锚支护；微型桩；变形益测 【K e y w o r d s d e e p f o u n d a t i o n p i t ；p i l e a n c h o r s u p p o r t ；m i n i - p i l e ；d e f o r m a t i o n m o n i t o r i n g 【中图分类号】T u 7 5 3 1 ；T U 9 4 。2 【文献标志码】B【文章编号】1 0 0 7 - 9 4 6 7 ( 2 0 1 6 ) 0 6 0 1 4 3 - 0 4 I D 0 1 1 0 1 3 6 1 6 j c n k i g c j s y s j 2 0 1 6 0 6 0 4 0 1 引言 确保基坑工程的安全使用。 城市建设的快速发展，中心城区的建设用地随之日益紧 张，为了充分利用有限的土地资源，许多新建工程除了向地上 寻求发展空间外，也不断向纵深发展，希望通过开发地下空间 来解决地面上日益紧张的停车问题。狭小场地内已有建筑物 和场地周边各种管线、道路的影响以及到新、旧建筑使用功能 上的互通设计等问题使得深基坑的支护设计面临诸多难题。 本文结合北京某工程综合楼深基支护设计，介绍了在复杂环 境条件下，采用桩锚支护与微型桩支护相结合，并根据基坑周 边建筑对变形控制要求的不同对支护设计参数进行优化，以 【作者简介】刘红卫( 1 9 6 6 ) ，男，陕西眉县人，高级工程师，注册土 木( 岩土) 工程师，从事岩土工程勘察设计与研究，( 电子信箱) 12 9 2 5 0 7 9 0 7 q q c o m 。 2 工程概况 本工程位于北京市海淀区西三环中路，拟建建筑物由主 楼及裙房组成，整体呈“L ”型分布，总建筑面积4 4 5 x l O t m 2 ，主 楼地上1 7 1 8 层，高6 3 9 m ，框架剪力墙结构，筏板基础；裙 房地上3 4 层，高1 5 3 2 2 5 m ，框架结构，独立基础。均设4 层地下室，基础埋深18 5 6 19 4 6 m 。 3 场地工程地质及水文地质条件 拟建场地势平坦，地貌属永定河冲洪积扇的中上部，地 面标高为5 2 3 9 5 3 O l m 。根据勘察报告，场地地层主要由人 工填土和一般第四纪沉积的黏性土、碎石类土组成，与基坑工 程有关的各地层分布特征及物理力学性质指标见表1 。 根据勘察报告，场地地表下2 5 m 范围内未见地下水。 1 4 3 万方数据 l 工程建设与设计 c o r m r u c t i o n & D e s ”F o r P r o j e c t 表1 地层分布及夏手尸设计爹数 层号地层名称层厚m 怎k N 度m 3 ) 黏聚k P ? 内繁角嚣易麓 素填土 1 1 01 8 01 01 24 0 燃 ，舶限z ，s s o 5 5 薹磊施t 瑚s 。垃s z 。，6 0 2砂1 4 018 502 8 05 5 燃茎z o 坦z 性。z s ， 6 5 1粉质黏土 1 1 01 9 03 8 78 96 0 粉细砂 1 1 01 9 503 08 0 卵石 6 4 02 0 003 81 8 0 1圆砾 O 7 02 0 003 51 5 0 豁装z 限，州 - s，。 鱼I ! 虿! ! ：i；! ：!Q苎Q! 垫 4 场地周边环境条件 场地北侧紧邻已有教工住宅楼，南侧、西侧紧邻市政道 路，东侧依次靠近学员餐厅、图书馆、办公楼，办公楼与基坑之 间分布1 2 4 化粪池。教工住宅楼地上1 8 层，筏板基础，基底标 高- 4 8 1 m ；学员餐厅地上2 层，独立柱基，基底标高一2 7 0 m ； 图书馆地上3 层，独立柱基，基底标高一2 7 0 m ；办公楼地上6 层，基底标高一4 1 0 m ；化粪池基底标高一6 4 0 m ( 0 0 0 = 5 3 1 0 m ) ，详见图1 所示。 = 封，? 。蜷 ： 一一一 入口 。 ； ，；：4 9 j ，。 。 一。一。 。 图1 建筑物平面位置图 5 基坑支护设计 5 1 本基坑工程特点 1 ) 本工程主体基坑开挖深度1 9 1 6 m ，属深大基坑，基坑 侧壁安全等级为一级。基坑东侧1 一坡道开挖深度1 0 O O m ，1 * 人防通道开挖深度1 0 O O m 、局部深6 3 0 m ，基坑侧壁安全等级 2 ) 基坑南、西两侧紧临市政道路，北、东两侧紧临已有建 筑，东侧1 * 坡道与1 4 人防通道间有热力管线通过。其中，北侧 2 一人防通道地下室外墙距教工住宅7 7 3 m ，新、旧两楼在 一4 8 1 m 设联络通道；东侧基坑主体部分距图书馆9 7 6 m ，l 。人 防通道外墙距图书馆2 9 m ，东南角环形汽车坡道地下结构距 办公楼9 7 9 m ，已有建( 构) 筑物对基坑变形要求严格。 3 ) 本工程受用地红线控制，土方需以内坡道方式外运， 基坑支护设计要结合土方工程施工组织方案，在坑内挖土设 备吊出地段采取加固设计措施。 4 ) 本场地位于永定河冲洪积扇的中上部，地层以第四纪 沉积的黏性土、碎石类土为主，工程地质条件较好。场地内潜 水水位埋藏较深，基坑支护设计可不考虑地下水的影响。 5 2 支护方案选择 基坑南、西两侧紧临市政道路，北、东两侧紧临已有建筑， 四周不具备放坡条件。根据基坑开挖深度以及场地工程地质 与水文地质条件、场地周边环境条件，基坑主体部分采用桩锚 支护。1 一人防通道距图书馆较近，大型设备不具备作业条件， 采用微型桩+ 锚杆支护；2 4 人防通道西侧错台开挖，台上采用 悬臂桩支护、台下采用桩锚支护。根据支护参数不同，全场共 分为1 2 个支护吝悟i 。详见图2 所示。 矿蛞劲匐 a ： 宿舍楼1 8 层 | _ | I l 基础深度- 48 1 m 1 自然地坪0O O m t ： ” j 路 图2 基坑支护平面图 由于场地狭小，为提供必要的施工作业面，护坡桩从地面 为二三级。支护工程正常使用期限为1 2 个月。 施作，桩顶标高同自然地面标高，坑底留1 0 0 l n 肥槽。 1 4 4 万方数据 5 3 支护结构设计 5 3 1 基坑北侧( 自然地面标高同0 0 0 ) 基坑深度1 9 1 6 m ，北侧西段地下结构外墙距职工住宅楼 7 7 3 m 、东段相距1 4 5 0 m ，住宅楼地上1 8 层，地下2 层，基底 标高- 4 81 m 。 为确保住宅楼使用安全，设计采用护坡桩+ 4 道预应力锚 杆支护，北侧西段( 1 - 1 剖面) 桩长2 5 1 6 m 、桩径8 0 0 r a m 、桩间 距1 5 0 m 、嵌固段6 m ，桩身通长配筋为1 6 根 2 5 m m ；北侧东 段( 4 _ 4 剖面) 桩长2 4 1 6 m 、桩径8 0 0 m m 、桩间距1 6 0 m 、嵌固 段5 m ，桩身通长配筋为1 4 根 2 5 m m 。在- 4 5 0 m 、一8 5 0 m 、 一1 2 5 0 m 、- 1 6 O O m 设4 道预应力锚杆，第一道锚杆3 桩2 锚， 第二、三、四道锚杆1 桩1 锚，锚固体直径1 5 0 m m 、入射角 1 5 0 ，锚杆长度及轴力锁定值根据计算确定。受新、旧两楼联络 通道基础埋深影响，第一道锚杆从- 4 5 0 m 下移至一5 O O m ，详 见图3 所示。 啦广y i 自然地坪lo ( 】b ) 已有I H 教工住宅 壮庭标高 8 1 0 i 邈添 量 一一I 量 一1 9 1 6 0 I i J 图3 基坑支护卜1 剖面图 2 4 人防通道西侧( 2 - 2 剖面) 基坑深6 9 0 m ，采用悬臂桩支 护，桩长1 2 9 m 、桩径8 0 0 m m 、桩间距1 5 0 m 、嵌固段6 m ，桩身 通长配筋l o 根 2 0 m m 。3 - 3 剖面坑底标高一1 9 1 6 m 、坑顶标 高- 6 9 0 m ，采用护坡桩+ 3 道预应力锚杆支护，桩顶标高 - 7 4 0 m ，桩长1 8 2 6 m 、桩径8 0 0 m m 、桩间距1 5 0 m 、嵌固段 6 5 0 m ，桩身通长配筋1 6 根q b 2 5 m m 。在一7 7 0 m 、一1 1 7 0 m 、 - 1 5 7 0 m 设三道预应力锚杆，采用1 桩1 锚，详见图4 所示。 5 3 2 基坑东侧( 自然地面标高一O 6 0 m ) 主体基坑深1 8 5 6 m 。东侧基坑中段距图书馆9 7 6 m ，图 工程施工技术l C a n a t r u e t l o nT e c h n d o g y 书馆地上3 层，独立柱基，基底标高一2 7 0 m 。设计采用护坡桩 + 4 道预应力锚杆支护，桩长2 3 5 6 m 、桩径8 0 0 m m 、桩间距 1 6 0 m 、嵌固段5 m ，桩身通长配筋为1 3 根 2 5 m m 。在一 4 6 0 m 、一8 6 0 m 、一1 2 6 0 m 、一1 6 6 0 m 设4 道预应力锚杆，第一 道锚杆3 桩2 锚，第二、三、四道锚杆1