某高层住宅深基坑支护设计分析

　　摘要：基坑支护的设计与施工是近年来在我国逐步发展起来的一项新技术。本文通过对某高层建筑深基坑支护体系方案的设计进行了研究分析，根据现场地质条件，选择了合适的支护方案，保证了基坑的稳定，为高层建筑基坑支护的设计实践提供参考。

　　关键词：基坑支护，设计，施工，监测

　　高层建筑基坑开挖时，由于受建设场地的限制，大都需要人工支护基坑。目前，城市建设的发展越来越重视地下空闻的开发和利用，高层建筑地下结构越来越深，坡度越来越陡，给支护技术提出了越来越高的要求[1~3]。

　　支护形式的选取直接影响到基坑开挖的施工安全、工程进度及造价。工程界常根据不同的工程地质条件来确定不同的支护方案。基坑支护设计和旋工应综合考虑工程地质和水文地质条件、基础类型、基坑开挖深度、降排水条件、周边环境及其对应基坑侧壁位移的要求、基坑周边荷载、施工季节等因素的影响，做到合理设计、精心施工和严格监控[4、5]。本文重点介绍了某高层建筑基坑支护设计、施工技术，以期为高层建筑深基坑支护的设计、施工提供参考。

　　1工程概况

　　某市高层建筑工程位于繁华路段交汇处，地貌单元属山前河冲积阶地。建筑物共3栋，地上28层～30层，设有1层地下室，基坑开挖深度为 6.3m~6.8m。主楼采用框架剪力墙结构，占地面积约12658m2。本次基坑支护长度为386m。场地地基土在钻探范围内揭露的地层主要为人工填土 ①、第四系冲洪积黏土②、第四系残积砾质黏土③，全风化花岗岩④，强风化花岗岩⑤及中风化花岗岩⑥。

　　根据勘察报告，本次基坑支护设计时有关地层的工程特性指标见表l。

　　表1各土层主要物理力学性质指标表

　　根据岩土工程勘察报告，场地地下水属潜水，根据其赋存方式分为：一是第四系土层孔隙潜水，主要赋存的地层为人工填土层、黏土层及砾质黏土层，均与大气降水和地表水联系密切;二是基岩裂隙潜水，其分布与岩石裂隙发育程度有关，具明显的各向异性，属非均质渗流场。该场地地下水的补给主要是大气降水及地下水侧向径流，根据勘察结果，地下水位埋深介于1.8m~4.7m之间。

　　2基坑支护系统设计及计算

　　基坑南侧紧临繁华马路，沿路侧有大量的市政管线通过，北侧有高为25层的住宅楼，东侧有13层大型酒店，西侧为道路，根据本基坑的实际情况和有关技术规程、规范的要求，西面采用1:0.75放坡，坡面采用水泥砂浆抹面：南面采用搅拌桩止水帷幕;东面及北面采用放坡及土钉墙、锚杆网格梁支护，坡面采用挂网喷射混凝土。

　　2.1西面放坡设计

　　根据基坑设计规范，对深度大于5M的土质边坡，宜设置分级过渡平台，各级过渡平台的宽度宜为1.0～1.5M。岩石边坡过渡平台的宽度不应小于0.5M。本基坑的放坡设计的相关参数见表2，表3所示。

　　表2放坡信息

　　采用瑞典条分法、总应力法，条分法中的土条宽度取1m。

　　表3天然放坡计算结果

　　2.2南面帷幕设计

　　采用水泥搅拌桩，桩径600mm，搭接200mm，深度控制标准按进入全风化花岗岩lm或进入强风化0.5m。

　　2.3基坑东、北面土钉墙支护，混凝土喷射

　　基本参数：基坑深度6.8m，基坑内地下水深度6.8m，基坑外地下水深度2.5m，土钉荷载分项系数1.25，土钉抗拉力分项系数l-3，整体滑动分项系数1.3。土钉道数见表4，内部稳定设计见表5，土钉选筋计算结果见表6。

　　表4土钉道数

　　表5内部稳定设计计算结果

　　表5土钉选筋计算结果

　　喷射混凝土面层计算参数：厚度100mm，混凝土强度等级C20，水平配筋φ8mm@200mm,竖向配筋φ8mm@200mm。配筋计算αs=15，荷载分项系数1.2。

　　外部稳定计算结果：重力：876kN，重心坐标：(5.0，3.915);超载：200kN;超载作用点X坐标：5.0m。土压力：-247kPa;土压力作用点y坐标：2.312m;基底平均压力设计值101.2kPa<300.0kPa;基底边缘最大压力设计值 107.2kPa<1.2×300.0kPa;抗滑安全系数：1.377>1.300;抗倾覆安全系数：1.607>1.600。

　　3支护设计方案

　　基坑支护，通过上述计算结果，根据不同地段分别采取不同支护方案：①对于基坑东侧，采用3排土钉，土钉长度分别为10.9m、7.27m、 2.93m，采用φ25mmII级钢筋。士钉水平间距1.4m，垂直间距1.4m，第一排距离基坑顶部为1.5m。按梅花形布置。根据现场挖掘情况、基坑土质情况钉问距与深度参数可适当调整。②对于基坑北侧为永久边坡，采用5排土钉，土钉长度分别为8.46m、8.23m、6.24m、5.67m、 4.32m，采用φ25mmII级钢筋。土钉水平间距1.4m，垂直间距1.4m，土钉与混凝土网格梁连接，③对坡面做土钉钢筋网喷浆防护，上铺φ8mm@200mm×200mm钢筋网，表面喷C20碎石混凝土，平均厚度10cm。

　　4施工方案

　　1)开挖工作面：基坑使用机械开挖，开挖面应辅以人工修理平整，然后由甲方设置控制点放土钉孔位线，并由技术员复测后才能施工成孔。2)钻孔及注浆技术：土钉采用XY-1型工程钻机成孔，成孔直径110mm，成孔时技术人员应控制成孔角度、孔径和孔深。成孔后，应将孔内的浮土清除。然后插入φ25mm 土钉钢筋。为确保钢筋置中，在主筋上每隔2m焊接一个托架，然后放入指定的孔中，待一批土钉的主筋都放入后，用注浆泵统一注浆。素水泥浆的水灰比为 0.45，水泥为普通硅酸盐水泥。为保证浆体与周围土体紧密结合，注浆采用软塑料管从孔底注浆，注满为止，每孔至少在注浆后再补浆1次~2次，尤其在素填土层中施工时补浆尤为重要。

《某高层住宅深基坑支护设计分析》

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