軟土地區(qū)基坑支護設(shè)計與研究

周韜

摘 要：支護是指對其側(cè)面及四周采取支撐、加強穩(wěn)固等保障手段來保證開挖、基礎(chǔ)施工能夠順利進行和基坑周圍環(huán)境建筑的安全的一項復雜的系統(tǒng)工程。本文就軟土地區(qū)基坑支護設(shè)計進行研究分析。

關(guān)鍵詞：軟土地區(qū);基坑支護;設(shè)計

引言

基坑支護工程是一項綜合學科，涉及多門學科包括巖土工程、土力學、地質(zhì)學、結(jié)構(gòu)工程、水力學等，基坑工程與其上級學科巖土工程一樣，具有實用性，經(jīng)驗性極強的特點，也是一門隨著工程實踐不斷提高的學科。

一、深基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要內(nèi)容

（一）設(shè)計依據(jù)

深基坑支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計需要一定的參考依據(jù)，具體包括了：建筑相關(guān)資料、設(shè)計規(guī)范標準、周邊環(huán)境條件、水文地質(zhì)條件等。

建筑相關(guān)資料主要有建筑總平面圖、地下室建筑平面圖和基礎(chǔ)布置圖等。設(shè)計規(guī)范標準要適應(yīng)工程，如果已經(jīng)更新要及時更換。周邊環(huán)境條件包括基坑周邊的建筑物、管線、水系、交通狀況等。水文地質(zhì)條件具體包括地形地貌、巖土結(jié)構(gòu)性質(zhì)、含水層、含水量、地下水滲透系數(shù)等。

（二）設(shè)計圖紙

深基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙具體應(yīng)該包括支護結(jié)構(gòu)設(shè)計的方案說明、支護結(jié)構(gòu)設(shè)計總平面圖、施工組織平面布置圖、支護體系平面布置圖、監(jiān)測點平面布置圖、分段設(shè)計剖面圖、配筋圖、基坑開挖工況剖面圖、降水井平面布置圖等。其中最為關(guān)鍵的是分段設(shè)計剖面圖，在設(shè)計圖中應(yīng)該標出所剖的斷面的標高、管線、支撐構(gòu)件、支護結(jié)構(gòu)、放坡、排水溝等的布置情況。

（三）設(shè)計計算

在設(shè)計深基坑支護結(jié)構(gòu)時需要計算的內(nèi)容十分復雜，包括了：支護結(jié)構(gòu)的強度、穩(wěn)定和變形計算;受壓、受彎、受剪承載力計算;支護結(jié)構(gòu)嵌固深度計算;構(gòu)件位移計算;構(gòu)件截面尺寸、配筋計算;截面承載力計算等。支撐體系計算這些計算結(jié)果決定了支護結(jié)構(gòu)設(shè)計的具體方式。

二、工程概況

某項目總用地面積為38535m2，樓高5層，設(shè)2層地下室，為框架剪力墻結(jié)構(gòu)。場地地面高程為2.7～3.1m。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查及甲方提供資料，場地東側(cè)有1條光纜通過。場地及其附近未見活動性斷裂構(gòu)造通過，未見全新活動斷裂構(gòu)造活動跡象，工程建設(shè)對周邊環(huán)境影響和誘發(fā)其它不良地質(zhì)作用的可能性較小，為可進行工程建設(shè)的一般場地。本項目設(shè)2層地下室，基坑開挖深度為8.30～8.80m。本基坑按一般臨時支護結(jié)構(gòu)設(shè)計，支護工程完成后正常使用時間為12個月。靠近軍用光纜及東側(cè)道路一側(cè)，基坑安全等級為一級，側(cè)壁重要性系數(shù)為1.1;其余坡段基坑安全等級為二級，側(cè)壁重要性系數(shù)為1.0。嚴禁未做保護進行超挖。

三、基坑支護工程勘察

要想做好基坑支護工程，首先要做的就是對工程的施工區(qū)域的地質(zhì)、周圍環(huán)境以及地下結(jié)構(gòu)進行提前勘察。結(jié)合實際情況，再根據(jù)具體的要求與現(xiàn)有的施工條件制定出一套系統(tǒng)的、有效的施工模式。

（一）周圍環(huán)境勘察

首先需要對周圍較近的建筑物進行調(diào)查，包括基坑邊線到周圍建筑物的距離;周圍建筑物層數(shù)和高度、上部結(jié)構(gòu)形式和現(xiàn)狀、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)類型以及是否深埋，存在的裂隙、傾斜、使用不正常情況和有無樁基。結(jié)果顯示：基坑北側(cè)約12m外為板房，25m外為大道;南側(cè)約1.00m處為軍用光纜，光纜埋設(shè)于絕對標高2.4m處，12m外為公路;西側(cè)為正在施工的高層住宅樓亦設(shè)兩層地下室，基坑底部標高相同，東側(cè)為后期開發(fā)地塊，尚未施工，設(shè)一層地下室，兩地塊間有一寬約12m道路。

（二）水文地質(zhì)條件

場地上部淺層孔隙潛水賦存于地表下雜填土和粘性土層中，雜填土層土體松散、連續(xù)雨天期間含水量較多，透水性較好，粘性土層透水性較差、水量很貧乏;承壓水埋深很深，對基坑開挖無影響。該區(qū)域高水位一般出現(xiàn)在6～9月份，低水位出現(xiàn)在12月～次年2月份，擬建場地地下水常年水位變化幅度一般為1.00米左右。穩(wěn)定水位埋深為0.90～1.40米，水位高程1.70～2.00米。

四、軟土基坑支護設(shè)計加固

（一）基坑支護的基本要求

①基坑支護工程施工前應(yīng)由施工單位編制施工組織設(shè)計;②基坑支護的各項措施和工序，必須與基坑土方開挖相互配合。基坑開挖應(yīng)分段分層進行，每段長度宜為15～30m;③基坑開挖前，應(yīng)完成地面排水系統(tǒng)，坡頂?shù)孛鎽?yīng)進行硬化處理。基坑開挖中，要保持地面排水系統(tǒng)的完善，不得讓地面水流入基坑;④基坑開挖到設(shè)計深度后要作好護腳和基坑底面的排水溝、集水井。集水井內(nèi)的積水要及時排除;⑤坑頂5m范圍內(nèi)堆載不超過10kN/m2，也不得行駛重型機動車，確保基坑的穩(wěn)定性;⑥施工中要注意層、段銜接，保證結(jié)構(gòu)連續(xù)整體性;⑦基坑截水及支護工程全部完成后，要進行全面性檢查。如發(fā)現(xiàn)缺陷或薄弱環(huán)節(jié)，應(yīng)采取補救措施。由于突發(fā)原因致使坑壁變形過大并無法穩(wěn)定時，應(yīng)在坑底迅速回填土方高度在2m以上，再進行加固處理，保證坑壁的穩(wěn)定;⑧本說明未盡事宜應(yīng)按有關(guān)規(guī)范或規(guī)程執(zhí)行。

（二）基坑支護設(shè)計的設(shè)計原則

①基坑側(cè)壁安全等級分為一級和二級;②符合場地條件、基坑設(shè)計有足夠的安全性，施工工藝簡便，基坑開挖對周邊環(huán)境的影響達到規(guī)范規(guī)定要求并降到最低的要求;③坡底距地下室邊線不小于1.5m;④支護結(jié)構(gòu)應(yīng)避開周邊的管線;⑤本基坑設(shè)計方案中的±0.00相當于絕對標高3.3m，基坑底部絕對標高為-5.8m。

（三）施工的技術(shù)要求

（1）鉆孔灌注樁：樁徑為800～900mm，樁身主筋采用18Φ20及16Φ22，加強筋采用Φ16@2000，螺旋箍筋采用Φ8@200，樁身混凝土強度等級為C25。（2）水泥土攪拌樁：樁徑為700mm，樁間距為500mm，水泥采用42.5R普通硅酸鹽水泥。（3）一道鋼筋砼支撐：C30砼，截面700×700。（4）掛鋼筋網(wǎng)噴面：掛Φ8@200×200、Φ6@250×250噴射C20細石混凝土80厚。其次，嚴格按照施工程序進行施工：

（1）設(shè)置坡頂排水系統(tǒng);（2）按設(shè)計要求開挖工作面，進行樁施工及修整邊坡，埋設(shè)噴射混凝土厚度控制標志;（3）澆筑支撐體系、掛網(wǎng)等;（4）綁扎鋼筋網(wǎng)（鋼絲網(wǎng)），噴射混凝土;（5）設(shè)置坡面和坡腳的排水系統(tǒng)。

（四）完善基坑監(jiān)測工作

首先，需要做好基坑及周邊監(jiān)測準備工作，由于本基坑靠近光纜一側(cè)安全等級為一級，其余支護區(qū)段安全等級為二級。根據(jù)基坑開挖范圍和開挖深度，應(yīng)對基坑本身及周圍環(huán)境的位移、沉降等多項內(nèi)容進行監(jiān)測。

基坑及周邊建筑物的監(jiān)測必須選擇有資質(zhì)的第三方單位進行，施工單位應(yīng)與監(jiān)測單位密切配合，做好監(jiān)測元件的安放及保護工作。為此，在進場施工前做好以下三個方面的準備工作：①對周圍原有的建筑物進行仔細調(diào)查、檢測和技術(shù)鑒定，并做好記錄、拍照、錄象等工作，為施工過程中監(jiān)測搶險及可能產(chǎn)生的糾紛提供必要的依據(jù);②詳細了解周圍地下管線的情況，并做好記錄;③在周邊建筑物、路面設(shè)置沉降及變形觀測點;④地下水位的監(jiān)測宜通過孔內(nèi)設(shè)置水位管，采用水位計進行量測。監(jiān)測工作包含監(jiān)測項目、監(jiān)測方法、精度要求及測點布置。監(jiān)測的主要項目有基坑頂面的沉降量和水平位移、基坑支護樁樁頂位移、周邊道路沉降、地下水位監(jiān)測以及地下管線監(jiān)測點。

五、結(jié)束語

軟土地區(qū)基坑支護是風險性較大的分部分項工程，勘察階段要嚴格按規(guī)范布置取樣鉆孔，試驗數(shù)據(jù)要真實準確。設(shè)計階段要選擇安全可靠、經(jīng)濟合理的支護方案。施工階段一定要嚴格按圖施工，按質(zhì)量驗收標準驗收，不合格的不得進行下道工序，必須及時返工、修理和補強，確保基坑支護的質(zhì)量。

參考文獻：

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