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基坑支护在工程中的设计和应用
【摘 要】本文介绍了放坡、复合土钉墙支护、桩锚支护等结构形式在项目中成功应用的工程实例,可以详细了解目前深基坑支护的主流形式及如何安全、经济地进行深基坑支护,以使复合土钉墙等支护技术更广泛地应用.
【关键词】复合土钉墙；桩锚；基坑支护
1.工程概况
济宁某小区拟建场地位于济宁市任城区荷花路与轩文路之间、南外环路与圣贤路之间.拟建物5#、6#、7#居民楼、2F共建商业楼及地下车库组成.总建筑面积约22万m2.本基坑南北向最大长度约165m,东西方向最大长度约217m,基坑深度10.15m.
2.工程概况
济宁某小区拟建场地位于济宁市任城区荷花路与轩文路之间、南外环路与圣贤路之间.拟建物5#、6#、7#居民楼、2F共建商业楼及地下车库组成.总建筑面积约22万m2.本基坑南北向最大长度约165m,东西方向最大长度约217m,基坑深度10.15m.
3.周边环境条件
拟建场区北侧邻近马路,距离用地红线约13m,西侧距离用地红线约21.2m.西侧、北侧最大放坡距离为5.075m.东侧距离一期建筑4号楼约56m,贴近4#楼临时施工道路,最大放坡距离为10.15m.南侧距离一期建筑13#楼北侧约21m,此处为13#楼的施工场地和施工道路,无放坡空间,13#楼西侧距离基坑10.40m.
4.岩土工程条件
拟建场区整体平坦,地面标高32.61～36.72m,地表相对高差4.11m,属河流冲洪积平原地貌单元.场区地下水主要为第四系孔隙潜水,以受大气降水入渗为主要补给来源,以人工开采、微量侧向径流和地表蒸发为主要排泄途径.地下水位随季节及气象周期呈周期性变化.一般自每年9月份至来年年初为枯水季节,每年初至9月份为丰水季节,水位年变幅在2-5m之间.动态类型主要为入渗—开采、径流型.根据长期地下水水文观测资料显示,该地区地下水水位多年来一直处于连续上升趋势,场区附近历年最高水位标高约33.80m.勘察期间测得地下水位标高平均值为28.16m.场区内揭露地层主要为填土、第四系黏性土、砂土.从上到下前6层分述如下：第一层：素填土（Q4ml）；第二层：粉质黏土（Q4al+pl）、-1细砂（Q4al+pl）.
5.支护方案设计
5.1 支护形式的选取和计算
采用放坡、复合土钉墙支护、桩锚支护等结构形式.
（1）根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120－2012）的有关规定,综合考虑基坑开挖深度、场地地层条件及周围环境状况,基坑开挖深度10.15m,桩锚单元基坑侧壁安全等级为一级,其余侧按二级计算,基坑支护为临时性工程,设计使用时间为12个月.
（2）场地四周基坑顶面附加荷载除已有建筑物部分外,基坑周边0～3.0范围内不能堆载,3.0以外考虑15kPa的均布荷载,临时施工道路荷载按40kPa考虑.
（3）根据场地的岩土工程勘察报告,结合工程经验采用各土层的物理力学参数详见下表：
（4）根据基坑周边环境及场地地层条件和荷载情况,将基坑支护分为4个支护单元,基坑底边线距建筑物基础外边线留1.5m的施工面.
采用北京理正深基坑支护设计软件FSPW7.0版进行计算,确定各支护单元方案如下：
第一支护单元（ABC段）：基坑开挖深度10.15m,采用1:0.5放坡,复合土钉墙支护,挂网喷砼,共设置4道土钉和一道锚杆,土钉水平间距1.80m,竖向间距1.80m,钻孔直径130mm.
第二支护单元（CD段）：基坑开挖深度10.15m,采用1:1放坡,挂网喷砼.
第三支护单元（DE段）：基坑开挖深度10.15m,采用复合土钉墙+桩锚支护,上部4.0m采用1:0.3放坡,中间设1.0m平台,下部支护桩采用钻孔灌注桩,桩端嵌固深度5.0m,桩径800mm,间距1.8m,设置两道预应力锚索,挂网喷砼.
第四支护单元（EF段）：基坑开挖深度10.15m,采用复合土钉墙+桩锚支护,上部4.0m采用1:0.5放坡,中间设2.0m平台,支护桩采用钻孔灌注桩,桩端嵌固深度5.0m,桩径800mm,间距1.8m,设置两道预应力锚索,挂网喷砼.
5.2 面层
坡面挂网喷射混凝土,钢筋网规格φ6.5@250x250,喷射砼厚80mm,强度C20.钢筋网应在喷射一层混凝土后铺设,钢筋保护层厚度不小于20mm（当采用一次喷射时,钢筋网距离土层距离不小于20mm）；钢筋网上下段搭接长度应大于300mm,且必须与短钢筋有效连接；坡顶上翻2.0m,在距基坑上缘1.5m处用长度1.0mφ16钢筋垂直打入地面,间距1.50m,用于固定面层.
5.3 地表水的控制
在基坑开挖及基础施工期间将受大气降水影响,在基坑底部结合基础施工采用砖模来做排水沟,在基坑四周角点及中部位置设置集水坑.
为避免地面积水对基坑产生不利影响,距基坑上口2.0m外的四周应设置高度为30cm的砖砌挡水墙.面层上在距坡顶3.00m、6.00、9.00m位置处设置泄水孔,水平间距3.0m,泄水孔孔径不小于50mm、长度不小于500mm.设置位置可根据地层情况适当移动,尽量安放在在岩土分界面或透水性较强的地层中.
6.基坑降排水设计
6.1 降水井
基坑周边按间距约15m左右布置降水井42眼,井深18m；疏干井17眼,井深16m.成井直径600mm,滤管直径400mm,采用5-10mm粒径砾砂作为滤料回填.
为保证降水效果,可根据开挖情况,当局部降深不满足施工要求时,在基坑内采用增加明沟排水方案辅助疏干井疏干坑内地下水.
6.2 回灌井
在基坑周边存在对沉降敏感建筑物区域设置回灌井,间距30m,共12眼.设计井深12m,井径600mm,具体做法与要求同降水井.
6.3 监测井
在基坑外侧已有建筑物和道路附近设置水位监测井共6眼（回灌井亦可兼做观测井用,具体布置见基坑降水平面布置图）.
6.4 坡顶挡水墙
坡顶应全部硬化,坡顶2.0m外设置挡水墙.基坑周围地面应向远离基坑方向形成排水坡势,在具备条件的情况下设置排水沟,基坑周围排水应畅通,严禁地表水渗入基坑周边土体和冲刷坡体.
6.5 降水要求
基坑开挖前应提前15天降水,同时测量观测井回灌井的水位,当周边测量水位降幅超过0.5m时应及时回灌.降水宜分不同降深缓慢进行,以减少对周边环境的影响.
结语
该项目综合考虑基坑开挖深度、场地地层条件、周围环境状况及荷载情况,将基坑支护分为多个支护单元,因地制宜,采取不同的方案进行土方开挖和边坡支护,既满足支护要求又节省了造价.在施工中组织了基坑变形和支护结构监测和基坑周边环境观测,未发现异常情况,边坡稳定,整个项目的设计和施工达到了较好的经济效果和社会效果,也证明了复合土钉墙等支护技术具有较强的推广价值.
基坑支护论文范文结:
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