某深基坑支护实例分析（共8篇）
某深基坑支护实例分析 篇1
深基坑开挖支护现状分析
1、存在的问题
近年来，城市中的建筑密度随着城市现代化的推进而增大，随着高层建筑的不断兴建，深基坑开挖支护问题日益突出。因而深基坑开挖支护及对邻近建筑、道路及设施的影响日益为工程师们所关注，研究开发出许多好的措施。但是基坑开挖深度越来越深，开挖环境日益复杂，设计及施工人员经常遇到新的问题及新的挑战，从而使基坑工程的成功率降低。尤其在上海、深圳等大城市，事故发生率更高。上海在一年之中就发生近四十例基坑事故，上海广东路某基坑事故，导致交通主干线广东路下陷1.8m，致使各种地下管线产生严重破坏，煤气泄露产生爆炸，当场熏倒二十多人，直接经济损失达五千多万元，造成了极坏的.影响；98年深圳某基坑工程，出现了严重的塌方事故，几名施工人员被埋，基坑周围几栋建筑物出现严重破坏，轰动全国。本文通过对深基坑开挖支护现状的分析，提出一些看法和建议，供设计和施工参考。
2、深基坑工程特点及现状
（1）基坑越挖越深。或为了使用方便，或因为地皮昂贵，或为了符合城管规定及人防需要，建筑投资者不得不向地下发展。过去建1～2层地下室，即使在大城市也不普遍，中等城市更为少见。现在在大城市、沿海地区尤其是特区，地下3～4层已很寻常，5～6层也有。因此基坑深度多在10～16m间，在20m左右的也为数不少。
（2）工程地质条件越来越差。这一点在某些沿海经济开发区较为突出。
（3）基坑周围环境复杂。重要高层和超高层建筑集中在人口稠密、建筑物密集的地方，并紧靠重要市政公路。而此处原有建筑结构陈旧，地上与地下管线密布。因此，基坑开挖不仅要保证基坑本身的稳定，也要保证周围的建筑物和构筑物不受破坏。
（4）基坑支护方法众多。诸如人工挖孔桩，预制桩，深层搅拌桩，钢板桩，地下连续墙，内支撑，各种桩、板、墙、管、撑同锚杆联合支护，此外还有锚钉墙等。
（5）基坑工程的成功率较低。一旦基坑支护失效，常造成邻近房屋、地下管线及道路的开裂，引发工程纠纷，甚至出现严重的破坏，造成重大的经济损失及人员的伤亡。
3、深基坑工程事故的分析
由于深基工程的上述特点，使深基坑支护成为一个最感头痛的工程难题。通过工程事故实例的调查分析，对其原因提出如下看法：
3.1设计方案失误
（1）方案选择错误。此类工程事故出现较多，如济南某大厦工程，位于繁华市区，地上23层，地下3层，基坑深12m，场地狭窄，东、南、北三面距建筑物较近。施工单位提出，采用大直径灌注桩，设一土层锚杆，桩顶设混凝土圈梁的桩锚支护体系，需费用约100万元。建设单位提出，部分采用800悬臂灌注桩，部分采用150钢管悬臂桩，部分放坡方案，费用40万元。结果按建设单位方案：西侧采用1∶0.3放坡。东、南、西北浇筑C30的800悬臂灌注桩57根，@1800，桩长18m，悬臂12m，入坑底6m.北部用150钢管悬臂桩7根，@1000，桩长15m，悬臂12m，入坑底3m.结果几次断桩，塌方来势凶猛，均在瞬间发生，共造成坑内土方堆积3000m3，断桩23根，桩倾斜2根，7根150钢管歪倒。可见，基坑支护必需认真对待，绝不能为节省费用，随便定个方案。经分析，原先施工单位提出的方案还是可行的，建设单位乱定方案，不科学办事，结果是浪费了投资，拖延了工期，欲速则不达。
（2）实施方案与设计方案不符。
（3）止水帷幕力度不当。如南京交通银行大楼，地上28层，地下室1层，基坑深6.7m。设计方案是：支护采用800悬臂灌注桩，@1000，桩长14m，在桩顶设800500mm圈梁，桩嵌入坑底8.8m；防水及降水在排桩背后设高压旋喷混凝土，形成止水帷幕。坑东侧42m长，距房屋15m左右，采用1∶1放坡开挖。在坑内设3个深20m管井作为降水井。实施方案是：基坑加深0.7m至7.4m，桩长改为13m，桩嵌入坑底5.6m。放坡面因场地限制改为1∶0.3～0.5。为抢进度，桩顶圈梁未施工即开始挖土，且一次挖到设计标高。基坑开挖后，东南角桩间出现大量涌泥和流沙，支护结构向基坑内侧移位达20cm以上，桩后形成5～10cm地面裂缝，放坡地段滑移失稳，降水井失效，以至东南面的和平电影院严重开裂破坏，被迫停止拆除，北侧湖南路路面开裂，被迫采用土层锚杆加固，直接经济损失100多万元。可见，不按原设计方案施工，灌注桩与喷射混凝土未形成止水帷幕是基坑事故的主要原因。
3.2设计计算错误
（1）锚杆计算错误。如石家庄某高层建筑，建筑面积10万多平方米，地上28层，地下4层，基坑深达20.5m，东西长120m，南北宽100m.基坑用600灌注桩，@1000，桩长20m，入土5m，混凝土强度为C25，配12根22的Ⅱ级钢筋，桩顶设帽梁，帽梁顶砌5.5m高370砖墙作护墙，墙内有构造柱及压顶圈梁。护壁桩设三道130锚杆：第一道锚杆长15.5m，@2021；第二道锚杆长20m，@1500；第三道锚杆长18m，@1000。用槽钢与护壁桩相结合。1993年9月12日，施工完西部坑底垫层，施工管理人员发现基坑西部护壁桩间成片掉土，并有渗水现象，顶部砖墙外倾，顶部地面出现裂缝。9月15日西侧北部有部分腰梁槽钢脱落，部分锚杆螺母松动。施工人员将槽钢补焊接上，拧紧螺母。在坑顶局部挖土卸载。9月16日下午5时左右，基坑西部南北约50m的护壁结构迅速倒塌，折断钢筋混凝土桩48根，倒塌边缘距坑边约13m，护壁桩折成三段，折点分别在第二、三层锚杆处，第一层锚杆从土中完全拔出，第二、三层锚杆锚头拉脱，腰梁扭断开。经分析计算，第一道锚杆的锚固长度需25.6～30m，第二道锚杆的锚固长度需22～25m。可见倒塌的主要原因是设计中完全拔出，第二、三层锚杆锚头拉脱，腰梁扭断开。经分析计算，第一道锚杆的锚固长度需25.6～30m，第二道锚杆的锚固长度需22～25m。可见倒塌的主要原因是设计计算错误所导致。
（2）支护桩嵌入深度不够。上海某工程基坑采用深层水泥搅拌桩做支护，基坑开挖深度5～7m，桩长12m，嵌入深度5m.开挖到5m时未发生事故，但开挖到7m时，发生管涌，涌砂涌水。由于大量砂土冒出，最终导致支护结构全部倒塌。仅加固费就增加投资30万元（原支护结构费80万元），工期延长2个月。经对管涌计算知，支护桩嵌入深度需7m.（3）安全系数偏小。许多基坑设计时，为单纯追求造价，而忽略许多因素，使工程的安全系数偏小。如遇雨水或少量偶然的坑边堆载，就导致基坑的失稳。
3.3未进行稳定验算
由很多工程事故可见，仅进行基坑支护设计或选择一个方案是不行的，还必须进行稳定验算，以确保基坑的整体及局部稳定，特别是软土地区。
3.4施工管理方面的问题
（1）严重超挖，不遵守分层分段开挖原则；
（2）坑边过量堆载；
（3）管理混乱。
4、建议及对策
4.1坚持分层分段开挖与支护的原则
一般情况下，边坡破坏有一个从局部开始，逐渐扩大的过程。首先产生局部破坏的部位为突破点。当某部位土体应力达到或超过其强度时，突破点开始破坏，并引起周围土体力学性质的变化和临近部位应力的升值，使破坏面扩大。城市高层建筑的发展，使基坑深度日益增大，边坡也越来越陡立（一般在80～90）。目前各种边坡稳定的理论计算模式都是在60左右建立的，与陡立边坡的初始受力状态有较大差异。边坡开挖后，破坏了原自然土体的三向受力状态，在开挖面附近产生一个高能区。其中一部分能量传给周围土体，一部就成为使土体变形的动力。对近于直立的边坡，若一次开挖深度太大，积聚的能量就很大，有可能成为破坏的突破点而产生塌方。所以施工中必须控制开挖面的长度与深度，并进行快速支护，使支护尽早发挥效能，达到控制和消灭破坏突破点的目的。分层分段开挖并支护有利于边坡能量的释放。前期开挖掘层段的能量有一部分通过锚体传到土层较深部位，有一部分受已施工面板影响留在坡面浅层部位。当下一层段开挖后，就被后期开挖段吸收并释放。因此，分层分段开挖并支护的施工方法也是一个能量释放的过程，最后总的开挖能量留在坡面的较少，这对整个破面的稳定是有利的。
边坡层段开挖的大小应作为设计的重要内容，在分析土体力学性能、地下水和边坡附加荷载分布的基础上预测突破点可能产生的部位，这是划分层段的重要依据。据此绘出每一坡面的层段开挖图，作为施工依据，并在施工中根据具体情况进行调整。
4.2信息反馈是基坑施工的重要组成部分
所谓施工过程中的信息反馈基本上指两方面：一是指坡面开挖过程中对暴露出来的地质构造、地下水分布的变化及未知地下建筑物的信息反馈；二是指施工过程中对边坡位移及应力监测的信息反馈。其中，施工中发生侧移有以下原因：（1）土力学的模糊性：土的层面结构多变，影响因素多，物理力学性能分散性大。其结构计算原理及各种参数取值有较大的模糊性，不可能一次计算到位。
（2）外力作用下的变形。
（3）施工阶段的不稳定性。
4.3支护结构的革新
（1）从结构受力改变结构形式。闭合拱圈挡土、连拱式基坑支护，都是将平面结构改变为空间支护结构，利用拱的作用，一方面减小土对桩的侧向压力，另一方面将结构受弯变为拱圈受压，充分发挥混凝土的受压特性，降低了工程费用。
（2）从施工方法上改变。桩墙合一地下室逆作法，是将基坑支护桩和地下室墙合在一起，将地下室的梁板作为支护，从地下室顶往下施工，地下室外墙也施工。它的优点是节约投资，在地下水丰富、不易降低水位地区，尚须作防水帷幕。
（3）发展新的支护方法。近年来，喷锚网支护法、锚钉墙法在工程中得到应用，并显示了显著的经济效益。它不要一根桩、一块板、一根管、一根撑，完全抛弃了传统法及其被动支护概念，以尽可能保持、显著提高、最大限度地利用基坑边壁土体固有力学强度，变土体荷载为支护结构体系的一部分。它主动支护土体，并与土体共同工作，具有施工简便、快速、及时、机动、灵活、适用性强、随挖随支、挖完支完、安全经济等特点。其工期一般比传统法短30～60天以上，工程造价低10%～30%。支护最大垂直坑深18m，建筑淤泥基坑深达10m。
4.4进一步研究基坑支护理论
可以看到，随着国民经济的飞速发展和城市现代化的进程，基坑工程的可靠性成为高层建筑亟待解决的问题。因此进一步探讨基坑支护的方法和计算理论，尤其是新型支护方法的计算理论，乃为工程实际所急需。如喷锚网支护法、锚钉墙法。
4.5探讨基坑护壁抢险技术
如前所述，基坑工程的破坏率较高。因此，配合施工过程的监测与信息反馈技术，进行基坑护壁抢险技术的探讨非常必要。目前，发现基坑护壁失效，采用的方法是停止开挖或回填土方等，收效甚微。因此在支护设计或确定施工方案时，就必须考虑基坑护壁的抢险措施。如基坑护壁帷幕漏水化学灌浆抢险技术，具有简单、经济。快速和有效的特点，是目前基坑漏水涌砂最好的抢险补救方法。
某深基坑支护实例分析 篇2
海南岛位于中国最南端,是我国的第二大岛。2010年1月4日,国务院发布《国务院关于推进海南国际旅游岛建设发展的若干意见》。至此,海南国际旅游岛建设正式步入正轨。到2020年,旅游服务设施、经营管理和服务水平与国际通行的旅游服务标准全面接轨,初步建成世界一流的海岛休闲度假旅游胜地。
海南岛处在雷琼断陷,自6500万年新生代以来,火山喷发活动频繁,4 000多平方千米内全是火山岩分布,火山口三五成群,熔岩隧道纵横交错,形成了奇特的火山地貌景观。海南岛有1 500多千米的海岸线,滨海地区众多沙白水平的海湾、沙滩、珊瑚礁石和海蚀地貌,由于其独特的海洋资源和美丽的旅游景观而成为了各项重大型工程建设的首选场地。
但滨海滩涂地区地质条件和气象条件复杂,且临近大海,受海洋潮汐影响严重,其基坑支护工程复杂。虽然土钉支护目前在设计和施工方面已经发展的较为完善,并有了大量的实践经验,但海南岛在关于滨海地区深基坑支护和基坑监测分析上的资料很少,本文就海南岛滨海滩涂地区某深基坑土钉支护和其监测数据进行了分析,对今后在类似滨海地区的基坑工程具有一定的借鉴意义。
1 土钉支护在海南滨海滩涂地区的应用分析
1.1 土钉支护的基本概念和特点[1]
土钉技术是一项原位岩土加筋技术,一般是通过钻孔、插筋、注浆来设置,通过与岩土界面抗剪强度向岩土体提供抗拉强度,而土钉之间的岩土变形通过钢筋网喷射混凝土面板进行约束。可分为钻孔注浆型土钉、打入型土钉、射入型土钉三类。其中钻孔注浆型土钉最为常见。
土钉技术结合了锚杆和加筋土的优点,用于挖方工程时有施工及时、结构轻巧、有柔性、可靠度高、施工机具轻便灵活、工人劳动强度低、材料用量少和成本费用低等特点。
1.2 土钉支护在海南滨海地区某深基坑的应用
1.2.1 场地概况及场地地质条件
该工程地块位于海口市滨海大道东侧,地块呈梯形,长约400 m,宽约320 m,用地面积335 935 m2,无地下室,拟采用钢架及钢筋混凝土屋面结构,桩基础,其基坑深4.90 m～7.20 m。
场地地层条件见表1。
地下水主要有3层,第1层赋存于②层细砂、③层中砂、④层淤泥质粉细砂层中,第2层赋存于⑦层玄武岩中,第3层赋存于⑨层粉砂中。本次勘察期间测得地下水稳定水位0.10 m～5.80 m(标高为3.56 m～5.30 m),由于拟建场地临近大海,浅层地下水与海水涨退潮联系十分密切。
1.2.2 支护方案
我们只取基坑最深段为例,坑底标高:本工程±0.000绝对标高相当于绝对标高7.200 m(海南岛秀英高程),本段坑外地面平均标高为-0.700 m,绝对标高6.500 m(秀英高程),地板底部标高为-7.900 m,绝对标高-0.700 m(秀英高程)。基坑周围地势平坦开阔。
本工程采用土钉支护,支护结构详图见图1。
1.2.3 基坑监测数据分析
由基坑监测数据我们可知:该基坑最大日水平位移为1.6 mm,最大日竖向位移为2.1 mm,最大累计水平位移为8.5 mm,最大累积沉降位移为8.8 mm;均小于设计要求的报警值(该基坑监测等级为二级:日水平位移报警值为5.0 mm,日竖向位移报警值为5.0 mm,最终累计水平位移不得超过55 mm,最终累积竖向位移不得超过50 mm),基坑变形符合设计要求。
1.2.4 基坑开挖中出现的一些问题
1)在基坑开挖过程中ABCD区域抗拔锚杆施工时底部有积水,给人员和机械的运作带来了不小的麻烦。
问题出现原因分析及解决办法:a.降水点布置稀疏,建议加密,或在基坑底布置排水井;b.轻型井点降水在该基坑较深部位效果不是很理想,可改其他降水方式。
2)现有监测方法不是很好,监测数据不连续,受仪器本身精度、监测人员的技术和天气影响太大,当监测等级较高时,一般仪器不能精确显示出监测点的变形。
问题出现原因分析及解决办法:a.现有监测仪器精度都达不到要求,可通过多次测量来提高精度;b.可将现有监测仪器改进,如将现有游标卡尺改装,将其用钢绞线或其他伸长率较小的铁丝、绳索等连接在基准点和监测点之间,钢绞线或绳索等用PVC管套住埋在地面下一定深度处,在游标卡尺处设观测井,和沉降观测联合测量监测点的水平位移。
3)在基坑监测时,发现1月12日时所有的监测点都有回弹现象,而且在基坑周围地势较低处的回弹量比地势较高处的回弹量要大。
问题出现原因分析及解决办法:在当天监测前有降雨,可能是降雨导致的基坑周围土体孔隙水压力增大而引起的土体回弹,建议做好基坑周围土体的排水工作,不要让降雨引起的基坑周围土体的回弹给基坑支护造成不良影响。
2 结语
该方案使得该基坑提前完成了土方的开挖,节省了工期,施工成本也较少,事实证明该方案在滨海地区的应运是成功的,说明土钉支护在该地层条件下是一种经济合理的基坑支护方案。但土钉支护在该地区的应用有自己的特点,如施工场地比较开阔,周围其他构筑物对基坑开挖的影响很小,开挖期间正值海口市干旱少雨季节等等,在其他条件不同的滨海滩涂场地应用时要认真考虑这些因素,严格控制基坑的变形,确保支护结构的安全。
参考文献
[1]李海光.新型支挡结构设计与工程实例[M].北京:人民交通出版社,2004.
[2]深圳市勘察测绘院海南分院.海口市某基坑勘察报告[R].2009.
[3]深圳市勘察测绘院海南分院.海口市某基坑支护设计方案[R].2009.
[4]GB 50497-2009,建筑基坑工程监测技术规范[S].
[5]刘建航.基坑工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.
芜湖市某深基坑支护工程实例分析 篇3
摘要：以芜湖外经广场地下车库深基坑支护工程为例，结合工程所在区域的地质条件、场地情况和周边环境，重点分析说明了保护穿越场地的箱涵、临近基坑的保留建筑及高压入地检查井所采用的特殊设计方案：对锚支护结构、双排桩支护结构等桩锚支护体系中的特殊结构。监测数据显示基坑开挖对所保护建构筑物的影响微小，表明该工程设计方案合理，技术措施有效，可为芜湖地区同类工程提供参考。
关键词：深基坑；支护设计；桩锚体系；钻孔灌注桩；止水帷幕
中图分类号：TU433文献标志码：A
文章编号：1672-1098（2015）01-0039-06
近年来，随着城市发展脚步的加快，人们对土地的利用率不断提高。高层乃至超高层建筑鳞次栉比，各种市政道路管线纵横交错，同时城市地下空间的开发也随之逐步向更深处发展。然而，深基坑开挖过程中难免会遇到周边场地狭窄，场区环境复杂等工程难题。由此可见，在越来越复杂的城市环境中，深基坑支护技术正面临新的挑战。
桩锚支护是将护坡桩与土层锚杆相结合的一种支护方法，它是在岩石锚杆理论研究比较成熟的基础上发展起来的一种挡土结构，安全经济的特点使它广泛应用于边坡和深基坑支护工程中[1]。芜湖市地处长江南岸，位于长江与青弋江的交汇处，境内整体地势呈东南高、西北低之势，虽属长江冲击平原地形，但由于受地貌单元的控制，其地质条件比较复杂[2]。在芜湖地区，桩锚支护体系已发展得较为成熟。本文以芜湖市外经广场地下车库的深基坑支护工程为例，探讨了较复杂场地条件下，针对不同支护面，桩锚体系的具体应用情况。
1工程概述
11工程概况
安徽外经建设有限公司拟在芜湖市利民路与弋江中路交口西北侧兴建亿万多商业街工程。主楼地上20层，裙房4层，地下室2层，建筑总高度约80 m，框架结构。±000相当于绝对标高945 m， 场地平均相对标高在00～-10 m左右，基坑开挖深度以地面至外墙下筏板底高差为准， 即计算基坑开挖深度为895～905 m。主楼及裙房局部为钻孔桩筏板基础， 裙房大部为抗浮锚杆筏板基础。 基坑以场近西侧一市政箱涵为界分为商业A和商业B二车库， 外围方形状不规则， 商业A基坑围护周长约为290 m， 商业B基坑围护周长约为6366 m。
场地及环境概况：中部穿越场地的排水箱涵，此箱涵亦为商业A和商业B两个地下室的分界线；西侧红线外为居民小区场地；北侧为二幢现有保留商业建筑（桩基础）；东侧整体上距用地红线的距离较小，红线外20 m左右为弋江中路高架，红线内外有数个高压入地检查井，场地环境整体较为复杂（见图1）。
12工程地质及水文地质条件
由于该基坑深度较大，场地环境较复杂， 因此在施工前进行了详细的地质勘察。 通过对本工程
岩土工程勘察报告分析，得到该场地土层物理力学性质指标（见表1）。
图1基坑总平面图
表1土层物理力学性质指标
层厚/m重度/（kN·m-3）粘聚力C/kPa内摩擦角Ф/（°）岩土状态
①杂填土080～610188/150软塑
②1粉质粘土050～27019525090软塑～可塑
②2粘土（粉质粘土）030～180195400100可塑
③粘土160～820199693112硬塑
④粘土与粉质粘土互层740～1740197599107硬可塑～硬塑
⑤粉质粘土混卵砾石320～820///硬塑
⑥强风化泥质砂岩090～310///密实主要为长石
⑦中风化泥质砂岩未揭穿///致密坚硬
拟建场地上部填土分布不匀，②1层、②2层局部分布，工程性质一般；③层粘土分布稍有起伏，工程性质良好，④层粘土与粉质粘土互层均匀性一般。故整体判定地基土均匀性一般。
根据本次钻探揭露， 拟建场地①层杂填土中、 ②1层粉质粘土和②2层粘土（粉质粘土）表部埋藏有上层滞水， 一般无稳定的自由水面， 主要受大气降水和地表水渗入补给，地下水位埋深07～19 m；⑤层中埋藏有少量层间水，与青弋江联系密切；⑥层及以下埋藏有少量裂隙水，水量一般。根据环境水文地质条件分析，地下水及土对混凝土及混凝土结构中钢筋具有微腐蚀性，对钢结构具有弱腐蚀性。
2基坑支护设计
21工程分析
1） 场地地质条件除上部回填土部位较差外，下部土质为硬质粘土，土质条件较好。
2） 拟建场地①层杂填土埋藏有上层滞水型地下水，由大气降水和地表水渗入补给，地下水位埋深07～19 m，因而在开挖前无需降水，对于局部上层滞水可采取明沟排水及坡面引流的方法将其疏干。
3） 围护体系选用钻孔灌注桩。原因在于钻孔灌注桩施工工艺比较成熟，作为围护桩其围护刚度略低于地下连续墙、强于SMW工法，但其造价要比地下连续墙低得多。另外由于施工场地大、有利于钻孔灌注桩在施工过程中的泥浆处理，可大大减少污染[3]。场地第二层各亚层土，粉性较严重。广泛分布在基坑开挖深度范围内，故需要采取可靠的止水帷幕措施。如果处理不当，基坑开挖时极易产生塌方、流砂等现象，故设计考虑在钻孔灌注桩外侧采用双轴水泥土搅拌桩作为止水帷幕，同时可增加围护体的整体挡土效果。
4） 本基坑外部环境较复杂，周边场地较狭窄。基于这种情况，要首选能够有效控制支护结构和坑外土体变形的支护方式。桩锚支护体系的优点是支护结构和支撑体系共同组成一空间结构体系，来承担坑外侧土压力与地面超载作用，排桩将各自独立的支护桩通过桩顶冠梁连结成一个整体，二者再与支撑构成一个空间受力体系，使各构件的受力更合理[4]。因此，整体采用桩锚支护体系，再针对保护排水箱涵、北侧自建保留建筑和东侧市政道路做出具体的设计方案endprint
22关键部位的设计方案
221中部穿越场地的排水箱涵
此处箱涵亦为商业A和商业B两个地下室分界线。根据建设单位规划，本剖面商业B先行施工，故设计安排如下：
1）先施工N1并锁定；2）商业B地下室施工至地面
后，首先在商业B支护桩及墙间填充灰土（夯实）至箱涵顶，填土面铺100 mm厚C10防水混凝土，然后再进行商业A的开挖及N2预应力锚杆的施工。
箱涵左侧24 m处为AB段钻孔桩，右侧34 m处为CD段钻孔桩。钻孔桩参数：Φ800间距1 600；桩身混凝土C30；桩身长L=1150 m；主筋为16根Φ18的HRB335，均匀通长布筋；桩顶预留筋长度660 mm；加强筋为Φ16的HRB335间距2 000；箍筋为Φ8的HPB235间距200；保护层厚度50 mm；桩底端位于土质较好的④土层。第一道锚杆，对锚锚杆N1，位于桩顶标高向下156 m处，由两根Φ18的HRB335构成，L=106 m，开孔孔径150 mm，对锁，双向施加预应力80 kN；第二道锚杆，预应力锚杆N2，位于N1标高向下2 m处，由两根Φ18的HRB335构成，L=15 m，其中自由段长6 m，施加预应力90 kN。为了加强对CD段及商业B地下室外墙的支撑作用， 在标高-706 m处设1：06的土坡， 并用钢管N3（L=4500 mm； Φ=48 mm； 间距1 600 mm）作为锚管护坡。冠梁与撑梁设计及桩锚设计分别如图2～图3所示。
图2冠梁、撑梁断面设计图（mm）
图31-1剖面支护设计图（mm）
经验算，基坑的整体稳定安全系数Ks=2066>11；抗倾覆安全系数Ks=4276>12。抗隆起安全系数：由太沙基公式得Ks=2856≥115；由普朗德尔公式得Ks=2521≥11。各项均满足规范[5]要求。
22.2与基坑北侧边线相邻的二幢现有保留商业建筑
该侧基坑边缘距原有建筑基础桩较近，且此处设有行车通道。为了确保基坑开挖以及车辆行驶不会引起原有建筑基础的过大位移，除桩顶以上采用大坡率放坡措施外，对回填土进行压密注浆加固，以增强土体力学性能，降低主动土压力。深基坑双排桩支护是近几年发展起来的一种新型的支护结构，与其它支护结构体系相比较，双排桩支护形式具有良好的侧向刚度，可有效限制支护结构的侧向变形[6]。因此车道北侧采用双排桩进行强化支护。
桩顶以上1∶1坡比放坡，并用Φ48间距1 500的锚管进行土坡加固。桩锚体系中，预应力锚杆N1位于桩顶标高下1 m处，三道锚杆纵向间距为2 m，水平间距为16 m，钻孔孔径均为300，均由两根Φ22的HRB335构成，长度均为145 m。其中N1自由段长为6 m，N2、N3自由段长为5 m，从上到下分别施加预应力80 kN、100 kN、100 kN。双排钻孔桩，桩间距2 m，桩长112 m。桩锚设计如图4所示。
图42-2剖面支护设计图（mm）
经验算，基坑的整体稳定安全系数Ks=2201>11； 抗倾覆安全系数Ks=3693≥12；隆起量：δ=74 mm；抗隆起安全系数：由太沙基公式得Ks=3037≥115；由普朗德尔公式得Ks=2688≥11。各项均满足规范要求。
223东侧红线内外的数个高压入地检查井
该侧支护难点为以下两点：①该侧支护线长达220 m；②距离用地红线距离较小，红线外20 m左右为弋江中路高架，红线内外侧分布有1万伏高压电缆检查井及管沟。二者对支护变形能力要求高。为增强本剖面支护抗变形能力，采取以下措施综合应对：①抬高支护桩桩顶标高；②沿支护桩外侧一定距离增加双排桩，以加大支护体的刚度。
预应力锚杆同入地高压电缆垂直安全作业距离不小于1 m。在右侧桩桩顶标高向下12 m处设第一道锚杆。三道锚杆纵向间距均为18 m，水平间距均为16 m，分别施加预应力120 kN、110 kN、100 kN。N1由两根Φ22的HRB335构成，N2、N3均由两根Φ18的HRB335构成。左侧桩长134 m，右侧桩长124 m。桩锚设计如图5所示。
图53-3剖面支护设计图（mm）
经验算基坑的整体稳定安全系数Ks=2326>11；抗倾覆安全系数Ks=4930≥12；各项均满足规范要求。
3监测结果分析
本工程基坑支护分为A、B两个区域。拟采用如下的施工顺序：在平面上先开挖B区、B区回填后再开挖A区。A区开挖的土方不外运，将此部分土方回填至B处地下室（A、B两个区域的钻孔灌注桩和冠梁可同时施工）；在立面上先施工超前支护的深层搅拌桩止水帷幕和压密注浆、次施工冠梁以上部分的土钉墙、再施工钻孔灌注桩及冠梁、最后施工预应力锚杆；基坑开挖完毕后，应迅速进行土方回填，并且做好支护桩与地下室结构之间的土方夯实工作，同时应重视该阶段的土体深层位移监测，避免土体产生过量位移。
通过对各剖面围护桩在不同工况下侧向位移的长期监测，并对监测数据进行分析筛选，绘制出了各剖面围护桩的典型侧向位移图。位移情况如图6所示。
（a）1-1剖面侧向（b）2-2剖面侧向（c）3-3剖面侧向
1-工况1：设第一道支撑 2-工况2：设第二道支撑 3-工况3：设第三道支撑 4-工况4：浇筑底板
图6侧向位移图
从图6a可以看出，由于对锚锚杆N1双向施加预应力，对桩顶起到了加固作用，所以桩顶位移出现较小的正值，基底有微小位移，工况1至工况2位移稳步微量增加，工况3在基底附近出现了较大位移， 可能原因有两个： ①预应力锚杆距坑底距离较大， 对基坑壁的支撑作用到坑底时已较弱； ②遇到软弱土层。针对这一情况，施工时在坑底位置处设坡比1∶06高约35 m的土台，进行了加固。endprint
从图6b与图6c可以看出，各工况的位移趋势基本一致，时空效应明显。从工况1至工况3，围护桩侧向变形随基坑开挖深度的增大而逐步增大。从工况4开始，由于底板的浇筑基本完成，各道锚杆与围护桩已形成整体，开始发挥作用，工况3至工况4的侧向位移已趋于稳定。
根据监测数据汇总分析，坡顶水平位移最大值为103 mm，桩顶水平位移最大值为25 mm，各剖面的水平位移情况均在可控制范围内。地面及基底竖向位移均在10 mm以内，基坑整体变形较小。施工期间，周边建构筑物的不均匀沉降较小，经现场观察，也未出现明显裂缝，基坑开挖并未影响到周边建构筑物的正常使用。
4结语
深基坑开挖过程中，基坑侧壁土体位移、支护结构受力变形、地下水位变化等与基坑支护结构形式、基坑开挖施工过程密切相关。
1） 钻孔灌注桩结合双轴水泥土搅拌桩形成的围护体系，侧向刚度大，对基坑壁的侧向位移起到了一定的控制作用，较好的保护了周边环境，且安全经济便于施工。
2） 大坡率放坡与锚管护坡形成的土钉墙体系与对锚桩锚体系、双排桩桩锚体系等支护体系有效结合，结构受力合理，支护效果显著。对锚的设计，同时控制了商业A和商业B两处地下室外墙的侧向位移，较好地保护了穿越场地的箱涵；双排桩强化支护与压密注浆加固回填土相结合的设计对坑边保留建筑的保护取得了很好的效果；抬高桩顶标高同时增加双排桩的设计，有效解决了支护线长、抗变形能力弱的问题，对沿高架的高压入地检查井起到了较好的保护作用。该工程为芜湖地区同类工程积累了经验，具有一定的参考价值。
参考文献：
[1]杨生彬，王晓义，朱艳艳.北京市某深基坑支护工程实录[J].岩石力学与工程学报，2007，26（S2）：4 471-4 476.
[2]濮仕坤，杨庆恒，潘骏.芜湖市水文地质划分及勘察实践[J].江苏建筑，2012（3）：19-23.
[3]姜晨光，基坑工程理论与实践[M].北京：化学工业出版社，2009：175-178.
[4]李宝平，张玉，李军.桩锚式支护结构的变形特性研究[J].地下空间与工程学报，2007（3）：1 291-1 294.
[5]中华人民共和国行业标准编写组.JGJ 120-2012 建筑基坑支护技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.
[6]卫建军，孙利亚.双排桩支护结构的应用研究[J].中国安全生产科学技术，2011（7）：155-158.
某深基坑支护实例分析 篇4
土钉墙支护是一种新型的基坑支护形式，起到对土体原位加固的作用，它是由被加固的原位土体，设置在土体中的土钉群和喷射钢筋砼面层所组成的一种复合的、自稳性能好的、类似重力式挡墙结构的支护体系，以抵抗墙后土压力和其它作用力，从而使边坡维持稳定。
土钉墙支护是一种被动受力支护形式，只有土体发生变形时土钉才受力，因此土钉支护的基坑一般不超过2层地下室。在北京西客站采用土钉墙支护深度达17米。当在有限放坡情况下，土钉墙支护与预应力锚杆联合应用时，基坑支护深度可增加些，造价也有所节省。
土钉可分为成孔注浆土钉和打入式土钉两种。为了使土钉与面层有效地连接，故应设置承压板和加强筋等构造措施。
土钉孔注浆宜用水泥净浆或水泥砂浆，其强度不宜低于20MPA，土钉长度宜为基坑开挖深度的0.5~1.2倍，长度不宜小于6米，当长度由6米增加到15米时安全系数剧增;当长度大于15米时安全系数趋于常数，
土钉间距宜为1~2米，土钉与水平面的夹角为5~15°时安全系数增大，当大于15°时安全系数减少。
土钉墙适于地下水位以上或者经过降水后的人工填土、粘性土、弱胶结砂土。由于成孔的原因土钉墙不适于含水丰富的砂土层和卵石层。土钉墙也不适用于自稳能力差的淤泥、淤泥质土夹粉砂薄层、饱和软弱土层，更不适于对变形有严格要求的深基坑工程。但是当基坑变形有严格要求时，也可在土钉支护中配合使用预应力锚杆，通过土钉、锚杆、面层共同对基坑土体构成管箍作用，遏制基坑的变形。
许多工程的经验说明土钉墙支护的破坏几乎均与地下水的作用有直接的关系，它使土体软化，引起局部或整体破坏，因此，土钉墙支护必须做好降水，且不能作为挡水结构使用。
基坑支护教案 篇5
基坑支护型式的合理选择，是基坑支护设计的首要工作，应根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-201的标准要求，和地质条件、周边环境的要求及不同支护型式的特点、造价等综合确定。包括支护结构与支撑体系的选择。一般当地质条件较好，周边环境要求较宽松时，可以采用柔性支护，如土钉墙等； 当周边环境要求高时，应采用较刚性的支护型式，以控制水平位移，如排桩或地下连续墙等。同样，对于支撑的型式，当周边环境要求较高地质条件较差时，采用锚杆容易造成周边土体的扰动并影响周边环境的安全，应采用内支撑型式较好；当地质条件特别差，基坑深度较深，周边环境要求较高时，可采用地下连续墙加逆作法这种最强的支护型式。基坑支护最重要的是要保证周边环境的安全。
一、各类支护结构简介
（一）深层搅拌水泥土墙
1.概念:
深层搅拌水泥土墙是采用深层搅拌机就地将土和输入的水泥浆强行搅拌形成水泥土桩,两两相互搭接形成连续壁状的加固体挡墙,属于重力式柔性支护结构。
2.特点:
（1)优点:由于一般坑内无支撑,便于机械化快速挖土;具有挡土、止水的双重功能,可兼作止水帷幕;一般情况下较经济;施工中无振动、无噪音、污染少、挤土轻微,因此在闹市区内施工更显出优越性。
（2)缺点:首先是位移相对较大,尤其在基坑长度大时,为此可采取中间加墩、起拱等措施以限制过大的位移;其次是厚度较大,只有在红线位置和周围环境允许时才能采用,而且在水泥土搅拌桩施工时要注意防止影响周围环境。
（3）适用范围: 适用于素填土，淤泥质土，流朔及软朔状的粘土、粉土、及粉砂性土且挖深小于7m软土地基。不适用于厚度较大的可朔及硬朔以上的软土、中密以上的砂土。
（二）高压旋喷桩
1.概念:
高压旋喷桩是利用高压经过旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合形成水泥土加固体,相互搭接形成排桩。
2.特点:
（1)优点:设备简单，施工管理方便，加固效果好，施工机具振动小,无噪音, 所需空间较小，可进行倾斜或水平喷射。具有挡土、止水的双重功能,可兼作止水帷幕。
（2)缺点:高压旋喷桩的施工费用要高于深层搅拌水泥土桩,施工中有大量泥浆排出,容易引起污染。
（3）适用范围:
适用于淤泥、粘性土、粉土、砂类土、黄土、人工填土等土层的地基处理或旧房地基加固。对于地下水流速过大的地层,无填充物的岩溶地段、永冻土和对水泥有严重腐蚀的土质均不宜采用该法。
（三）钢
板
桩
1.概念:
将正反扣搭接或并排组成的槽钢、U型，Z型，H型的热扎锁口钢板桩打入地下后在近地面处设一道拉锚或支撑形成的围护结构。
2.特点:
（1)优点:材料质量可靠，软土地区打设方便，施工速度快，有一定的挡水能力，可多次重复用，具有良好的耐久性。
（2)缺点:一次性投资较大；透水性较好的土中不能完全挡水和土中的细小颗粒,在地下水位高的地区需采取隔水或降水措施;支护刚度小, 抗弯能力较弱, 顶部宜设置一道支撑或拉锚；开挖后变形较大。
（3）适用范围: 槽钢钢板桩适用于深度不超过4m的小型基坑；热扎锁口钢板桩适于周围环境要求不很高的深度为5～8m的基坑。
（四）钻孔灌注桩
（1）概念: 在施工现场就地钻孔浇灌混凝土形成钻孔灌注桩，各桩按间隔排列或双排排列且用围檩连成整体，必要时另设挡水帷幕形成的地下围护结构。
（2）.特点:
1优点:施工时无振动、无噪音,无挤土现象,对周围环境影响小;墙身强度高,刚度大,支护稳定性好,变形小;当工程桩为灌注桩时,可以同步施工, 有利于施工组织、工期短;
2缺点:桩间缝隙易造成水土流失,在高水位软粘土质地区,需根据工程条件采取注浆、水泥搅拌桩、旋喷桩等施工措施以解决挡水问题;桩与桩之间主要通过桩顶冠梁和围檩连成整体,因而相对整体性较差。
（3）适用范围: 目前应用较为广泛的一种桩排式围护结构。多用于坑深7～15m 的基坑工程，适用于软粘土质和砂土地区,在砂砾层和卵石中施工困难，应该慎用。
（五）人工挖孔桩
（1）概念:人工挖孔灌注桩是指桩孔采用人工挖掘方法进行成孔，然后安放钢筋笼，浇注混凝土而成的桩。
（2）特点:
1优点:设备简单，无噪声、无振动、不污染环境，对施工现插周围原有建筑物的影响小。土层情况明确，可直接观察到地质变化，桩底沉渣能清除干净，施工质量可靠。尤其当高层建筑选用大直径的灌注桩，而其施工现场又在狭窄的市区时，采用人工挖孔比机械挖孔具有更大的适应性。
2缺点:人工耗量大，开挖效率低，安全操作条件差等。3.适用范围:
应用较为广泛的一种桩排式围护结构。多用于交通不便,设备不足,以及土质较为复杂时,但在软土地区应慎用。
（六）地下连续墙
1.概念:用特制的挖槽机械在泥浆护壁的情况下，每次开挖一个单元槽段后，吊放钢筋笼与浇筑混凝土，各槽段用特制的接头连接形成的连续的地下墙体。
2.特点:
（1)优点:施工时振动小、噪音少,对地下管线和周围环境影响较小；刚度大，整体性 好，变形小；抗渗效果好，具有挡土、止水、承重三重功能；采用逆作法时能实现“两 墙合一”，降低成本。
（2)缺点:施工要求专用设备，施工工艺复杂，施工组织困难；废泥浆处理不当易造 成环境污染；造价相对较昂贵。
3.适用范围: 适用于地质条件差和复杂，基坑深度大，周边环境要求较高的基坑和地下室结构。
（七）土
钉
墙
1.概念: 土钉墙是随着土方从上到下的开挖过程而将土钉体设置到土体中，采用原位土加筋加固技术的一种边坡稳定式的支护，使得基坑开挖后坡面保持稳定。
2.特点: 稳定可靠、与挖土同步施工，施工简便且工期短、效果较好、经济性好。
3.适用范围: 适用于有一定胶结能力和密实程度的砂土、粉土、砾石土、素填土、较硬的粘性土中，在松散的砂土、粘性土、和淤泥土中不宜采用。在土质较好地区应积极推广。
（八）SMW工法
1.概念: SMW（Soil Mixing Wall）工法亦称劲性水泥土搅拌桩法。即在水泥土桩未结硬前插入H 型钢或钢板作为应力补强材料,将承受荷载与防渗挡水结合起来,形成一 道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下围护墙体。
2.特点: 施工时基本无噪音,对周围环境影响小;整体刚度大、强度高，抗渗性好，具有挡土、防渗两重功能；施工工艺简单,施工效率高；施工结束后可拔出H型钢回收再利用，节约造价。
3.适用范围:
凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合都可使用,特别适合于以粘土和粉细砂为主的松软地层;尤其是在6m～12m深基坑中支护更适用，具有较大发展前景。
二、支撑体系的选择
（一）混凝土支撑特点
1．优点
（1）.截面形式和尺寸可根据设计要求与受力情况任意确定（2）.支撑系统在平面上可任意布置
（3）.截面尺寸大,刚度大,变形小
（4）.安全可靠,强度高,整体稳定性好
（5）.耐碰撞性能好,有利于机械化挖土施工
2．缺点
（1）.不能重复使用,爆破拆除困难,对周围环境有影响
（2）.自重大,需用支撑立柱多
（3）.支撑浇筑与养护时间长,不利于加快进度
（4）.不能预加轴压力以减少支护变形
（二）钢支撑特点
1．优点
（1）.材料强度高,均匀性好
（2）.安装与拆除方便,施工速度快
（3）.可重复使用,工具化程度高
（4）.能预加支撑轴压力以减少支护变形
（5）.有利于机械化挖土施工
2．缺点
（1）.耐碰撞性能差
（2）.截面尺寸小,支护刚度小,变形小
（3）.自重大,需用支撑立柱多
（4）.不能预加轴压力以减少支护变形
（三）土层锚杆
1.概念: 土层锚杆（亦称土锚或拉锚）是一种新型的受拉杆件，1958年原联邦德国在深基坑开挖中首次运用。土层锚杆即由锚头、锚头垫座、钻孔、防护套管、拉杆（钢索）、锚固体、锚底板等组成,与支护结构共同形成的拉锚体系。可分为普通锚杆,扩大头锚杆,齿形锚杆。
2.特点: 土层锚杆系统位于坑外,基坑挖土方便；可施加预应力，对挡墙位移有一定控制作用；无坑内立柱与支撑，地下结构施工方便，还可省却拆撑、换撑等工序；但基坑周边地层需有足够空间，否则无法进行锚杆施工。
3.适用范围: 适用于深基坑邻近已有建筑物和构筑物、交通干线或地下管线时，深基坑难以放坡开挖，或基坑宽度较大、较深，对支护结构采用内支撑的方法不经济或不可能的情况。
三、基坑支护应满足的功能要求：
1.保证基坑周边建（构）筑物、地下管线、道路安全和正常使用；
2.保证主体地下结构的施工空间。
3.当基坑开挖面上方的锚杆、土钉、支撑未达到设计要求时，严禁向下超挖土方。
4.采用锚杆或支撑的支护结构，在未达到设计规定要求的拆除条件时，严禁拆除锚杆或支撑。
5.基坑周边施工材料、设施或车辆荷载严禁超过设计要求的地面荷载限值。
基坑支护合同 篇6
组长姓名： (以下简称乙方)
根据基础工程建设施工需要，甲方将**9#楼基坑支护 的人工费承包给乙方，为了确保工程安全、质量，加快施工进度，明确双方责、权、利，经甲乙双方协商特制定如下条款：
一、承包方式及其它
1、承包内容：基坑支护
2、承包方式：人工费
3、质安要求：质量达到设计要求，无安全事故发生。
二、甲方责任
1、组织乙方成员进行技术交底和职业道德方面的学习。
2、负责向乙方提供住宿和施工材料及施工场地。
3、按设计要求及国家验收规范质量标准对乙方施工任务进行验收。
4、按本协议的单价根据现场实际工程量对乙方办理结算。
5、监督乙方对人工工资发放到每个工人人头。
6、对乙方各种违章行为进行制止、查处，并按规章制度进行奖惩。
三、乙方责任
1、组织本组人员进行技术交底，安全教育。
2、保证按甲方要求的质量和工期完成所承担的施工项目的内容并管理、合理使用所提供的原材。
3、必须无条件服从甲方现场管理人员的管理。
4、参加甲方组织的工序检查，分项质量检查评定;对检查部位质量有异议，必须向项目负责人提出解决，决不允许发生冲突。
5、乙方必须安全生产，安全事故(经济损失￥10000.00元以内)由乙方自行负责。
四、违约责任
1、若因甲方原因造成乙方停工，甲方给予乙方一定数量的生活费补助。
2、若因乙方原因造成停工，延误工期等，乙方必须承担甲方的一切经济损失(总承包的工期罚款及机具的租赁费等)。
3、本协议一式二份，甲、乙双方各执一份，双方签字后生效，结算办理并付清费用后自行作废。
序号 工作内容 单价
1、基坑支护人工费全包，含扎丝、电焊条、切割片等临星材料。20.00元/㎡
2、机械进出场费用由乙方承担。
3、
附：单项工程计价表：
甲方负责人： 乙方负责人：
经 办 人： 经 办 人：
某深基坑支护换撑监测 篇7
关键词：深基坑,内支撑,换撑,监测,长导线,支撑加固
1工程概况
武汉华通置业发展有限公司兴建的江滩花园A区,由①、②、③号商住楼组成,其中①、②号楼拟建26层,设计总高82.30 m,③号楼拟建28层,设计总高88.30 m。基础工程基坑支护周长约404.3 m,基坑面积10 691 m2,基坑深约9.6 m;地下室基坑采用钻孔后注浆连续墙+砼内支撑支护体系的方案。砼内支撑中环形支撑(环梁)直径达96 m,截面为1 500 mm×900 mm,其余联系支撑梁为截面600 mm×700 mm钢筋砼梁。钻孔后注浆连续墙墙顶设置钢筋砼锁口梁;砼标号均为C40。
现在基础工程(包括地下室)已施工完毕,需将原砼内支撑破除换成钢管支撑。设计采用400根,间距约1 m的Q235钢管(ϕ219,t=6 mm)进行换撑,钢管一端支承于地下室一层楼板处,另一端支承于钻孔后注浆连续墙内插H型钢上。(限于篇幅,未附基坑支撑平面布置图,见现场施工图片1、2)
根据江滩花园A区工程项目部的要求,在破除砼内支撑的施工期间(5月1日～5月13日)需对钢支撑的内力进行监测,根据现场作业及周边的环境,沿基坑周围的钢支撑选定24根具有代表性的支护钢管作为换撑工程期间监测对象。
2基坑支护换撑监测的目的与意义
采用钻孔后注浆连续墙+内支撑支护体系的方案是一种新型基坑支护方式,作为止水帷幕和加固体,墙内插HZ450型钢芯材进行挡土支护,挡土、止水二合为一。较常规的支护方案工期短、安全性高,具有一定推广性。因此,对该种施工工艺的全过程进行受力监测将有较强的工程参考性和指导意义。
2.1目的
1)及时发现不稳定因素
本工程由于岩土体成分和结构的不均匀性、各向异性及不连续性决定了岩土体力学性质的复杂性;基坑各方位开挖深度不一,土压力大小不同。
环梁承受偏压,整个砼内支撑体系受力状态复杂,工程中对此在认识上尚有一定的局限性。通过实时监测,为工程项目部提供及时的构件受力数据,能够对换撑施工过程中出现的不稳定状况作出快速反应,确保基坑的换撑施工顺利进行。
2)验证设计、指导施工
虽然经设计的整个钢支撑的强度能代替原砼内支撑的强度,但原砼内支撑属超静定结构,加之诸多不稳定的因素,在破除过程中换撑钢管内力变化处在不确定的状态。通过监测可以了解换撑钢管实际受力情况,用于验证设计与实际的符合程度,并根据内力变化情况为施工提供指导性意见。
3)为类似工程的设计、施工积累经验,指导以后类似工程的设计、施工。
2.2意义
该基坑濒临汉江,南侧为沿江大道,北侧为汉正街,东侧有2～3层居民住宅楼,西侧为江滩花园B区已竣工高层商住楼。由于所处地段十分重要,一旦边坡失稳,将危及公共安全,造成严重的社会影响。所以,为确保基坑在支撑更换过程中,及时掌握支撑的应力变化状况,确保换撑施工的顺利进行,实施支撑监测具有重要的现实意义。
3监测方法和误差控制
3.1监测项目—应变测试
在钢管上粘贴应变片并用导线与应变仪器连接。在现场配备4台应变测试仪器监测钢管的应变来推算钢管所受内力。
由于测试点位较多,现场施工环境复杂;需用长导线连接。本次监测中长导线最长达到100 m,最短25 m。多测点、远距离电阻应变长期观测实验,长期以来,一直被认为是电阻应变片测量应变的禁区,少有问津。其主要原因在于这种实验受环境温度、湿度、应变片的蠕变、粘结剂的强度时效、应变片粘帖质量、长导线电阻及温度变化、电容等多种因素的影响,使测试结果误差大,可靠性低。
3.2贴片方式与温度补偿
粘贴在试件测点上的应变片所反映的应变值,除了试件受力的变形外,通常还包含试件与应变片受温度影响而产生的变形和由于试件材料与应变片的温度线膨胀系数不同而产生的变形等。这种由于“温度效应”所产生的应变称为“视应变”,不是荷载效应,可以采用温度补偿方法加以消除。
静态电阻应变仪的测量原理是通过惠斯登电桥,将微小电阻变化转换为电压或电流的变化。因为考虑到换撑钢管布置较密,钢管长度较短;受力呈单向应力状态(单向拉伸或单向压缩)。采用“T”型电阻应变片粘帖方式,温度补偿为工作片相互补偿,属温度自补偿半桥应变测量。可以提高测量精度(1+μ)0.5倍[1]。见图3(a)、图3(b)所示。
R2应变片与R1应变片粘帖在同一试件上,但其方向与R1成90°,故R2反映试件受力后横向变形。R1和R2都感受钢管变形和温度、湿度等环境条件改变的影响。R1、R2的电阻增量分别为
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式中,ΔR1p、ΔR2p为钢管受力变形引起应变片电阻变化;ΔR1t、ΔR2t为温度、湿度等环境条件改变引起应变片电阻变化。
由于R1、R2属同规格同批样应变片,应变片的灵敏系数K1=K2=K,R1=R2=R,R1、R2严格处于同一环境条件下,故ΔR1t=ΔR2t。
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式中,μ为材料的泊松比;这种测量贴片方式使测量灵敏度提高到(1+μ)[2]倍。
应变值按式(4)计算
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3.3材料泊松比的影响
不同钢材的泊松比存在细微差异,这种差异直接影响测量结果。可行的解决办法就是对被测试钢管(材)作材性实验,通过实验确定被测钢管的泊松比为0.284。
3.4长导线电阻对测试结果的影响及消除方法
由于现场施工环境复杂,大部分测点与仪器间的距离比较远(最远处达100 m),需长导线连接。这样导线电阻会使桥臂电阻增加造成测试误差,必须通过对应变片的灵敏系数K值进行修正计算来消除长导线电阻带来的误差,修正计算不仅与导线电阻有关,还与组桥方式和连接方法的不同有关。
采用图3的半桥连接方法,考虑到长导线电阻r的影响[4],如图4所示。
图4中BB′间的电阻r是与放大器输入阻抗串联的,放大器输入阻抗比r大得多,故r的影响可以忽略不计。因此相当于每个应变片串联上一个电阻r,此时工作桥臂AB上的电阻相对变化不是ΔR/R1,而是ΔR/(R1+r),这相当于灵敏系数K降低了,设降低后的灵敏系数为
则
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正常情况下,因为K=(ΔR/R1)/ε,所以ε=(ΔR/R1)/K代入式(5)
则
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可见采用上述半桥接法长导线电阻产生的相对误差为
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事先测出导线电阻r,应变片电阻R1和灵敏系数K均已知,可按式(6)算出。在静态测量时只要将仪器上的灵敏系数调到就可以修正了。仪器上读出的应变值即为实际应变值。
3.5长导线温度变化对测试结果的影响及消除方法
在测量过程中,若导线的温度变化,其电阻也会变化;本项目中所采用的单根100 m长导线实测电阻r=6.6 Ω,铜线的电阻温度系数α=4×10-3/℃,当导线温度变化Δt=10 ℃,应变片阻值为120 Ω,灵敏系数K=2.0时,则产生的虚假应变为
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可见由温度变化产生的误差不能忽略。
本监测项目采用“T”型电阻应变片粘帖方式,属温度自补偿半桥应变测量。温度补偿为工作片相互补偿,且同一测点处两应变片与应变仪连接的导线是同一根六芯(股)的屏蔽导线。能够严格模拟两工作片使用的导线长度、规格,因所处温度环境完全相同,从而可以消除此影响。
4现场监测结果分析
1)在近半个月的换撑施工监测过程中,监测数据变化稳定,没有出现因采用长导线及昼夜温差大而引起的零点漂移现象。监测结果与理论计算值相符,同时也验证了理论设计。
2)监测数据显示,在换撑施工初期,基坑4个角部位的钢支撑强度不够,监测点位的钢管受力较大,见图5(图中纵坐标正为拉力,负为压力);单根Q235钢管(ϕ219,t=6 mm)轴向压(拉)力设计值为843 kN。同时测点处的混凝土锁口梁有开裂现象,基坑东北角裂缝发展较明显,见图6。施工方根据监测结果对该部位的钢支撑及时加固处理。后续施工过程中监测点位的钢管受力一直稳定在设计范围内。
5结论
a.本监测项目应变测试较常规的测试方法,距离较远需采用长导线,故本文着重分析长导线对应变测试结果的影响和消除方法。利用图3(a)、图3(b)所示贴片方式和桥路连接方式进行多测点、远距离电阻应变长期观测实验,且同一测点处的两应变片与应变仪的连接导线为同一根六芯(股)屏蔽导线,能严格模拟两片的工作环境,可有效消除温度、湿度、蠕变、长导线电阻和桥臂电阻变化对测试结果带来不利影响。
b.在破除砼内支撑的过程中通过现场监测换撑钢管的内力及变化趋势,可以弥补现有计算理论的不足。以便及时为施工提供指导性意见,采取补救措施,确保基坑在换撑施工过程中稳定、安全,减少和避免损失。
参考文献
[1]李丽娟,张贵文.建筑结构实验[M].重庆:重庆大学出版社,2003.
[2]姚振纲,刘祖华.建筑结构实验[M].上海:同济大学出版社,2000.
[3]李辉,钟树生,黄文,等.对用电阻应变片进行应变长期量测的研究[J].重庆建筑大学学报,1998,20(4):21-26.
针对边坡基坑支护设计实例探讨 篇8
关键词：边坡基坑支护 结构计算 工程实例
1工程概况
本工程现场地势起伏较大，总体西低东高。场地全部处在已征地红线范围内，现场场地开阔，周边无建（构）筑物。拟建房屋基础形式为人工挖孔桩，直径1m，嵌入基岩长度大于2m。
本次主要针对拟建场地范围内8栋和9栋楼的两层地下室基坑，以及场地北、东、南三面的山体护坡进行设计。其中基坑北面相连为山体护坡工程，基坑边线距离削坡坡脚为4.5m。基坑平面尺寸约为160×120m，大体呈凸矩形。现状地面标高56.4～59m（考虑场地整平和边坡开挖），地下室底板顶面标高为49.9m，底板厚度0.4m，垫层100mm，基坑设计深度7～9.6m；现状山体高程57.1～105.8m，边坡高度3.8～24m。现场总平面图。
2工程地质条件
场地属山前丘陵及冲积平原区，原为农田、荒地、采石场，场地北部、东部为丘陵，西侧及中部为冲积平原，总的地势为南、北、东高，中间低；场区在区域构造上属佛岗与肇庆两纬向构造带之间，广从大断裂的东侧，场区距该断裂大于25km。场区内及附近未见断裂构造通过，属构造运动相对平静区；场地岩土层自上而下划分为:人工填土(Qml)、耕植土层(Qpd)、第四系冲积层(Qal)、坡积土层(Qdl)、風化残积土层(Qel)及燕山期花岗岩(γ)等六大类。
场区地下水主要为第四系冲积层的淤泥质粗砂、粗砂、砾砂孔隙水及基岩裂隙水，地下水主要受大气降水及山前侧向迳流补给，钻探期间测得各孔地下水位埋深0.10～14.90m，水位变幅在1.00～2.00m。本工程范围没有砂层，故水量不丰富。
场区地下水对砼具弱腐蚀性，对砼中的钢筋无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。
3边坡、基坑设计方案
3.1方案思路
基坑周边无既有建筑，据资料显示周边无管线。另根据地质勘察资料，本场地范围主要为素填土、粘性土，无淤泥和砂层，周边场地空旷，具备放坡条件。故在南侧和东侧部分地段考虑采用土钉墙支护，在北侧由于距离山体开挖边坡距离较近（约为4.5m），从整体支护分析，采用钻孔灌注桩加锚索的支护方式，桩顶采用冠梁连接，并在填土层设置φ550@400搅拌桩止水帷幕。边坡为永久结构，安全等级为一级，综合考虑地形地貌、地质条件后决定采用混凝土框格植草+锚杆支护形式，坡底采用2m高的浆砌毛石挡墙以体现整体的美观。
3.2对地下水的处理
场区地表存在较厚填土层，有一定的渗水性，主要由大气降水和地表散水补给。土钉墙范围采用泻水方案，桩锚地段设计采用φ550单排搅拌桩，相邻桩之间搭接150mm，形成封闭抗渗帷幕，并在山体边坡的平台上设置截水沟以拦截上体上方的来水。搅拌桩浆液为水泥浆，采用32.5级普通硅酸盐水泥，水灰比为0.5～0.6。桩长依地层、基坑深度变化且以进入不透水层不小于0.50m为宜，应在围护桩施工前做好。
基坑底部采用集水井处理，施工到底后及时浇筑砼垫层。为避免坑顶地表水沿因基坑桩顶位移而产生的裂缝渗入地下，增加基坑侧壁的土压力，基坑四周地面应进行硬化处理，处理方法采用5cm厚C15混凝土覆盖上部土体。
3.3结构计算
设计在结构计算时采用保守的计算参数，侧压力对填土层采用水土分算，粘性土采用水土合算，土压力计算采用朗肯土压力理论，并根据不同的开挖深度和地层条件分段计算，采用增量法模拟施工各个工况，其中重点是北侧基坑结合山体边坡的整体计算。
整体计算中首先需要对地质资料进行详细分析研究，搞清楚边坡范围内的岩土层分布情况以及结构面的走向分布规律，然后才能准确的建立计算模型。具体到实际中基坑范围采用φ800@900的钻孔灌注桩+三道预应力锚索进行支护，锚索采用两桩一锚，水平间距1.8m，入射角度25度。基坑与边坡之间的平台考虑20KPa的超载，高边坡的削坡部分作为基坑的上部放坡段考虑，边坡的锚杆等支护措施作为安全储备计算时不予考虑，除此之外，上部自然山体考虑为顶部的超载折算后进行输入。计算模型。
各岩土层支护设计参数主要依据勘察报告中的土工实验统计表，并参照行业标准《建筑基坑支护技术规范》以及《基坑支护技术规定》确定，详见表1。基坑及边坡总高度为24.4m，其中下部基坑深度9.6m，围护桩嵌固深度3m。计算结果为：围护桩最大弯矩为361KN.m（标准值），桩身最大水平位移为19mm，最大沉降量为20mm，三道锚索内力设计值分别为233KN、261KN、221KN，均采用2s15.2预应力钢绞线，长度分别为17m、15m、12m。支护结构整体稳定安全系数Ks1.393，抗倾覆稳定性安全系数Ks=2.541,均满足规范要求。
表1各岩土层设计参数
通过计算分析表明，本设计考虑基坑与边坡的整体作用而采用桩锚支护体系是可行的，可以满足上部边坡传递的侧土压力，通过深层滑裂面搜索分析，整个支护体系也是稳定的，各项安全系数均满足规范要求。
4结论及建议
通过本工程的设计实例，可以总结出一些经验以及其他还需要注意的地方，以供参考：
对于基坑和边坡相连的工程，采用本文所述的整体计算、模型建立方法是安全可靠的，相对来讲也是比较保守的。
地下水在岩土工程中的影响要充分重视，整个工程的排水系统需认真做好，对于边坡和基坑的截、排水沟尺寸、流向则需经过山体汇水面积的计算以及整体小区的规划最终确定，以保证水能顺畅的排走，保证工程安全。
如果岩土层软弱结构面平行于边坡面，则边坡设计时尚需采用折段线等方法复核边坡的受力以及变形，确保安全。
本工程正在施工进行中，通过监测资料显示，整体支护体系处于稳定状态，内力、位移等参数趋于收敛，这说明设计思路和计算方法是正确、稳妥的，可以为今后的类似工程起到良好的借鉴作用。
【参考文献】
[1]《建筑边坡工程技术规范》（第一版），中国建筑工业出版社，2002年6月；
[2]《建筑基坑工程技术规范》，冶金工业出版社，1998年8月；
[3]《工程地质手册》（第三版），中国建筑工业出版社，1992年2月；
[4]《建筑基坑支护工程技术规程》，广东省工程建设标准化协会，1998年1月。