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1、建筑工程中軟土地基深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的探討【摘要】本文介紹了多種基坑支護(hù)類型和施工要求，著重闡述了基坑地下水的影響及控制方法。結(jié)合工程實(shí)例中所采用的支護(hù)設(shè)計(jì)方案，對(duì)支護(hù)施工技術(shù)和深基坑開挖影響的控制進(jìn)行了討論。 【關(guān)鍵詞】深基坑；設(shè)計(jì)與施工；基坑地下水；支護(hù)止水【 abstract 】 this paper introduces various types of foundation excavation and construction requirements, and emphatically expounds the influence of groundwater and foundat2、ion pit control method. Combined with the engineering practice of the supporting design scheme, to support construction technology and deep foundation pit excavation of the control effect is discussed.【 key words 】 deep foundation pit; Design and construction; Foundation pit groundwater; Water stop 3、supporting中圖分類號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：一、 基坑支護(hù)類型 （一）排樁內(nèi)支撐支護(hù)排樁大多為沖、鉆孔灌注樁，SMW工法及地下連續(xù)墻或預(yù)應(yīng)力管樁。內(nèi)支撐系統(tǒng)根據(jù)平面形狀有角撐式、角撐對(duì)撐式、水平拱圈式等多種布置方式。支撐材料有鋼梁和鋼筋混凝土梁二種。這種支護(hù)形式大多用在軟土層較厚、且基坑深度較深的工程，基坑深度在6m-10m之間多采用一道支撐，大于10m的采用二道支撐。內(nèi)支撐的布置應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，以方便基坑機(jī)械挖土和地下工程施工。其優(yōu)點(diǎn)是支護(hù)系統(tǒng)較安全可靠，缺點(diǎn)是基坑挖土和地下室施工較為不便，一旦有某個(gè)節(jié)點(diǎn)破壞將導(dǎo)致整體失穩(wěn)。 （二）樁錨支護(hù)這種支護(hù)方式主要適用于場(chǎng)地土層性能4、較好或軟土層較薄的場(chǎng)地。對(duì)基坑深度較大的工程，巖土錨桿的參數(shù)如下：與水平夾角在15o-40 o之間；長(zhǎng)度在35m以內(nèi)；設(shè)計(jì)軸向抗拔力一般小于600kN；錨筋材料有鋼筋或 3-4條鋼鉸線；大多采用2次高壓注漿工藝，第2次注漿一般大于2MPa。 （三）噴錨支護(hù)這種支護(hù)方式是錨桿、鋼絲網(wǎng)、噴射混凝土相結(jié)合的聯(lián)合支護(hù)形式，適用于地下水位以上或經(jīng)人工降水后的人工填土、粘性土和弱膠結(jié)砂土。常用在單層地下室、且淤泥較薄、地下水較少的基坑。但不適用于含水豐富的粉細(xì)砂層沙礫卵石層，不能用于自穩(wěn)能力極差的厚淤泥層，基坑深度不宜大于12m。其優(yōu)點(diǎn)是：1.通過形成噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)與土體共同作用的主動(dòng)支護(hù)體系,5、最大限度地利用邊壁土體的自穩(wěn)能力；2.屬柔性支護(hù)可自行調(diào)節(jié),使結(jié)構(gòu)處于最佳受力狀態(tài),局部不會(huì)產(chǎn)生偶然過載；3.具有很大的靈活性，可根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)隨時(shí)調(diào)整支護(hù)參數(shù)；其缺點(diǎn)是：邊壁變形較大；錨桿往往會(huì)超出建筑用地紅線。工程實(shí)例：江橋某工程，基坑形狀不規(guī)則，面積約6000m2，基坑開挖深度4.75m設(shè)計(jì)考慮采用放坡噴錨支護(hù)體系?；娱_挖后，根據(jù)監(jiān)測(cè)實(shí)際情況，周邊最大位移3cm。（四）水泥土重力式圍護(hù)墻水泥土重力式圍護(hù)墻常被稱作重力式擋土結(jié)構(gòu)，但實(shí)際由不同于一般的重力式擋土墻。建造在軟土地基上的這類圍護(hù)墻不但需要足夠墻厚形成重力墻，而且必須要有一定的插入深度。因?yàn)檫@類擋土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性不是完全依賴于墻體自6、重，而在很大程度上依賴于隨插入深度急劇增大的墻前被動(dòng)土壓力。水泥土墻施工時(shí)無振動(dòng)，無噪聲，無泥漿廢水污染；施工操作簡(jiǎn)便、成樁工期較短，造價(jià)較低；隔水防滲性能較好；基坑開挖不需要支撐拉錨，基坑內(nèi)干凈整潔，空間寬敞，有利于開挖及后期結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)施工。（五）組合型支護(hù)當(dāng)基坑內(nèi)有幾種深度，或者土層分布變化較大，或者基坑各側(cè)的環(huán)境條件有較大差別時(shí)，可因地制宜地采用不同的組合方式，以充分發(fā)揮各種材料及支護(hù)機(jī)構(gòu)形式的優(yōu)越性，降低工程造價(jià)。組合型支護(hù)方式主要有：1.上部放坡（或土釘墻）下部鋼筋混凝土排樁(或樁錨)的組合。2.拱形水泥土墻與鋼筋混凝土灌注樁或H型鋼的組合。3.鋼筋混凝土排樁與樁間高壓旋噴樁的組合。47、.支護(hù)樁與用壓力注漿或水泥土攪拌樁加固被動(dòng)區(qū)的組合。5.土釘墻與水泥攪拌樁的組合；土釘墻與微型注漿樁的組合；土釘墻與預(yù)應(yīng)力錨索的組合。6.各種支護(hù)結(jié)構(gòu)與由水泥攪拌樁或高壓旋噴樁形成的封閉止水帷幕的組合。二、基坑地下水的影響及控制方法基坑工程施工對(duì)場(chǎng)地周邊環(huán)境影響較為普遍，其主要表現(xiàn)有：建筑物傾斜，或產(chǎn)生裂縫，甚至造成危房；地面工程破損；地下管線破裂。究其原因，除基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)變形過大、失穩(wěn)問題外，主要是大面積深層降水引起大量沉降和嚴(yán)重不均勻沉降所造成。（一）基坑降水的影響基坑施工開挖前，常對(duì)基坑進(jìn)行降水和排水處理，由于地下水的抽取，將導(dǎo)致降水井周圍水位下降，孔隙水移除孔隙水壓力消散，土中孔隙逐漸8、密實(shí)，有效應(yīng)力增大，而孔隙的壓密的直接結(jié)果即導(dǎo)致土體發(fā)生變形，并最終引發(fā)地表沉降。與此同時(shí)，由于降水而導(dǎo)致的土體有效應(yīng)力增大也將在一定程度上提高了坑內(nèi)被動(dòng)區(qū)土體的強(qiáng)度及變形模量，對(duì)基坑的變形有一定的影響。除了施工過程中的降水外，基坑開挖前的降水也可造成墻體的水平位移和地面沉降。（二）地下水滲流的影響由于基坑的降水，基坑及周邊土體中的地下水將存在一定的水頭差，由此將引發(fā)滲流現(xiàn)象。地下水在土中流動(dòng)時(shí)，受到土顆粒的阻力而消耗能量，并導(dǎo)致水頭損失，同時(shí)地下水對(duì)土顆粒施加反作用力，推動(dòng)土顆粒發(fā)生位移，這種地下水作用在土體顆粒上產(chǎn)生的拖拽力即稱為滲流力。由于滲流力的存在，土體內(nèi)部的有效應(yīng)力發(fā)生一定的變化，9、并由此對(duì)變形產(chǎn)生一定的變形影響。當(dāng)滲流作用較強(qiáng)時(shí)，將帶動(dòng)土中顆粒發(fā)生移動(dòng)，并引發(fā)流土、管涌等現(xiàn)象，當(dāng)滲流較為嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致基坑發(fā)生局部或整體失穩(wěn)，導(dǎo)致基坑發(fā)生破壞。（三）土體固結(jié)的影響基坑開挖過程,由于坑內(nèi)土體的挖除，坑內(nèi)及周邊土體的應(yīng)力將發(fā)生變化，孔隙水壓力也將由此發(fā)生變化，隨著基坑施工的進(jìn)行，土體逐漸固結(jié)，土中的超孔隙水壓力逐漸消散，有效應(yīng)力隨孔隙水壓變化而變化逐漸趨于穩(wěn)定，達(dá)到最終的固結(jié)狀態(tài)，在這個(gè)過程中，土體單元將發(fā)生一定的應(yīng)變，而在宏觀上即體現(xiàn)為加快的變形。此外，軟粘土的流變特性在基坑的施工過程中將對(duì)基坑的變形產(chǎn)生一定的影響。（四）地下水的控制方法地下水控制方法依據(jù)建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)10、程可分為集水明排、降水、截水和回灌等形式單獨(dú)或組合使用，見表1。表1地下水的控制方法 工程實(shí)例某工程場(chǎng)地呈矩形，南北210m，東西351m，場(chǎng)地四周比較空曠。場(chǎng)地標(biāo)高相當(dāng)于 0.00(776.00m)為2.51m(773.490m)，地下水位4.0m。基坑內(nèi)樁頂標(biāo)高分別為3.50m，4.30m，5.50m，9.00mm， 開挖深度1.00m6.50m，設(shè)備基礎(chǔ)標(biāo)高最深為10.25m。 三、支護(hù)止水方案（一）基坑支護(hù)方案根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告，并根據(jù)基坑開挖深度，選擇支護(hù)方案：1.對(duì)于樁頂標(biāo)高分別為3.50m，4.30m的可不采取支護(hù)、止水設(shè)計(jì)，直接進(jìn)行開挖施工，局部進(jìn)行溝槽排水， 即可滿足施工。11、2.對(duì)于樁頂標(biāo)高為5.50m和9.00m的基坑，采用水泥攪拌樁做止水帷幕。水泥樁樁徑500mm，樁長(zhǎng)和排數(shù)根據(jù)不同的開挖深度經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)算后采用不同的長(zhǎng)度和排數(shù)。樁距350mm，排距400mm，樁頂標(biāo)高為3.50m支護(hù)采用坑內(nèi)放坡。（二）對(duì)于基坑底標(biāo)高為9.00m的基坑該部分有機(jī)加工區(qū)樁頂標(biāo)高為9.00m，煅軋區(qū)的樁頂標(biāo)高為9.00m，集水坑基坑底標(biāo)高約為10.25m，但是該集水坑在離基坑邊較遠(yuǎn)時(shí)，可以采用基底放坡開挖。1.采用兩排水泥攪拌樁做止水帷幕，同時(shí)在基坑內(nèi)經(jīng)計(jì)算保留6000mm的土體放坡支護(hù)，放坡比例1：1.1樁頂標(biāo)高為3.50m，基坑底標(biāo)高為9.00m，有效樁長(zhǎng)11.00m，設(shè)計(jì)兩排，12、寬900mm，卸土厚1.00m，寬3.00m 集水坑基坑底標(biāo)高約為10.25m，但是該集水坑在離基坑邊較遠(yuǎn)時(shí)，可以采用基底放坡開挖，放坡比例1:1。2.基坑內(nèi)設(shè)計(jì)無砂管井管降水井，淺井多布，井深12 m(從自然地坪)，井成孔直徑600mm，井距約13m集水坑基坑底標(biāo)高約為11.25m，此處設(shè)計(jì)4口降水井，井深14m。四、基坑變形監(jiān)測(cè)（一）監(jiān)測(cè)內(nèi)容：支護(hù)樁頂部水平位移16個(gè)點(diǎn)、周圍地面沉降11個(gè)點(diǎn)、深層水平位移7個(gè)點(diǎn)、周邊建筑沉降19個(gè)點(diǎn)、支撐軸力6個(gè)斷面、支撐立柱沉降/隆起5個(gè)點(diǎn)、坑外水位6個(gè)孔。（二）監(jiān)測(cè)頻率：基坑開挖初期，每隔1d2d監(jiān)測(cè)一次；基坑開挖接近坑底及后一周內(nèi)，每天監(jiān)測(cè)1次；基礎(chǔ)底板施工期間，每隔1天監(jiān)測(cè)1次；基礎(chǔ)底板澆筑完畢后，每隔2d3d監(jiān)測(cè)一次。（三）變形觀測(cè)：擬建基坑自從聯(lián)網(wǎng)抽排地下水開始，即對(duì)擬建基坑邊坡的變形進(jìn)行了變形觀測(cè)，實(shí)測(cè)表明最大變形發(fā)生在基坑北側(cè)中部，也即荷載最大和受力最不利區(qū)域，最大側(cè)向變形約14mm，與變形計(jì)算基本一致，樁頂由于采用水泥攪拌樁做止水帷幕，相對(duì)變形較大，在北側(cè)由于管線滲漏影響，該區(qū)域坡頂側(cè)向變形及豎向沉降均達(dá)到了20mm，是變形最大區(qū)域，但其下部樁頂變形并不明顯。注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)以PDF形式查看。