浅析软土地下基坑支护的设计与施工

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 浅析软土地下基坑支护的设计与施 工 摘要:软土为“天然含水量大、压 缩性高、承载能力低的一种软塑到流塑 状态的粘性土, 如淤泥、淤泥质土以及 其他高压缩性饱和粘性土、粉土等”。 本文针对拟建场软土地基基坑设计与监 测进行分析。供大家参考。 中国论文网 /2/view-12901692.htm 关键词:软土地基; 处理措施；基 础设计 Abstract: the soft soil for “natural water content, high compactness, carrying capacity of low a RuanSu to flow plastic state of the cohesive soil, such as silt, and muddy soil and other high compactness -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 saturated clay, powder soil, etc”. This paper proposed a soft soil foundation ditch design and monitoring analysis. For your reference. Key words: soft soil foundation; Processing measures; Foundation design 中图分类号：S611 文献标识码： A 文章编号： 引 言 近年来, 软土地基给工程上带来 的事故、缺陷很多, 我们要尽量地减少 软土地基发生的危害, 这就要求工程技 术人员必须熟悉软土的特性。所谓软土 是在静水或缓慢的流水境中沉积、经生 物化学作用形成的饱和软弱粘性土。故 我们在针对软土地的设计与施工中应该 多做仔细的分析与研究. 1 工程实例 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 拟建工程场地为上海市某新建工 程包括 4 个单体建筑,本工程 2 栋为地 下 1 层、地上 3 层, 地下室层高为 6.1 m、地上层高为 4.8 m; 另外两栋为地下 1 层、地上 4 层, 地下室层高为 4 m、 地上层高为 3.95 m。4 栋楼均采用现浇 钢筋混凝土框架结构, 柱网基本尺寸为 8.4 m8.4 m; 生产楼的外轮廓尺寸基本 为 60 m60 m。 该工程场地的土层分布如下: a) 填土层 ; b) 粉质粘土层; c) 砂质粉土层 ; d) 淤泥质粘土层; e) 砂质粉土层 ; f) 粉质粘土夹砂质粉土层; g) 粉质粘土层; h) 粉质粘土夹砂质粉土层; i) 粉质粘土层; j) 粉质粘土夹砂质粉土层。 针对本工程具体的工程特性,拟建 工程地下水埋藏较浅, 历史最高水位接 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 近自然地面。地下水对混凝土结构没有 腐蚀性。工程上部结构采用 SATWE 软 件计算。根据工程地质勘察报告发现, 上海地区的地面标高（吴淞高程）多在 3.54.5 m 之间 , 地形平坦, 河港密布, 地基土除少数剥蚀残丘有岩石露头外, 均为巨厚的第四纪松散沉积物, 软土厚 度 320 m, 地下水位受大气和潮汐影 响, 一般在 0.51.5 m 之间。该地区地 质分布土质的一些典型物理性质指标。 作为软土层的淤泥质、粉质粘土埋深不 深, 但对不同的场地, 该土土层厚度分 布不均, 这对建筑物和构筑物基础设计 提出了较高的要求。 2 做好软土基坑支护设计与基坑 监测 2.1 基坑支护设计 拟建的工程所处地区地质分布 有含水量大、压缩性高、承载能力低的 软土薄弱层, 对工程基础设计带来极为 不利的影响, 地质勘察稍微不详细或基 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 础设计形式不对, 都可能引起建筑物和 构筑物的过大沉降、倾斜甚至倒塌; 但 是如果设计过于保守, 又将会造成经济 上的极大浪费。如何在确保安全的前提 下, 找到最经济合理的设计方法是结构 设计师和业主都非常关心的问题。 在工程中,由于软土地区地下水位 较高, 还应考虑地下水浮力对结构的影 响。设计桩基时, 可以考虑由水浮力来 承担一部分上部荷载, 水浮力对结构有 利时, 其计算水位可以根据地质报告中 的水位情况取低水位,水浮力的分项系数 取 1.0; 计入水浮力的有利影响后, 桩的 数量可以减少。在基坑开挖过程中，做 好信息化施工，按现场反映实际情况， 相应采取加钢支撑和横向联系钢梁，对 钢板桩顶适当设置拉杆。 2.2 基坑监测情况 基坑开挖及基础施工过程中，对 基坑周边的位移、沉降进行监测是保证 基坑主要手段之一，监测的主要要求如 下： -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 （1）监测项目主要为基坑周边 的位移量，打好观测点位置。 （2）做好观测点后，必须保护， 不得碰撞，不得在土方开挖前开始测量 初始值。 （3）每次观测后及时整理观测 结果，将测得的数据填入相应的记录表 内。 （4）土方开挖中，如观测位移 接近或超过该值，应马上采取应急措施。 3 软土地区基础设计要点 3.1 采用桩筏基础 在软土地区建设的大多数多高 层建筑中, 采用桩筏基础是较为经济适 宜的。一般软土的承载力都很低, 同时 压缩性大, 致使建筑物沉降会较大。采 用桩筏基础后, 可以将上部的荷载传递 到深层的较好土层上, 避免建筑物出现 过大的沉降, 同时筏板基础本身具有较 好的刚度, 协调变形的能力较强, 可以 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 避免建筑出现过大的沉降差。另外采用 筏板基础后, 地下室的空间还可以作为 地下车库或者机电设备用房来使用。筏 板一般可以采用平板式筏基、梁板式筏 基或板式筏基+独立承台。 3.2 采用板式筏基 + 独立柱基相 结合 在筏板厚度相同的情况下, 随着 长宽(以矩形为例 ) 的增加, 筏板的刚 度随之降低, 因此设计中可选取板式筏 基+ 独立柱基相结合的基础形式。对框 剪结构或筒体结构等, 可在中部剪力墙 密集的地方用筏基, 四周柱基础采用独 立桩承台, 其他部位设置一定厚度的防 水混凝土底板, 承台之间设置地梁, 地 梁高度可取 1/61/10 柱跨; 对框架结 构采用独立桩承台+防水底板, 桩基承 台之间设置地梁。这样可以使筏板的长 宽尺寸减小、刚度增大,不仅能降低沉 降变形的挠曲程度, 提高筏板的抗冲切 能力, 同时, 减低了板中钢筋应力, 减少 筏基的配筋量。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 为协调各部分的变形, 使其趋于 一致, 还可通过变形验算调整各个独立 柱基下的布桩数量, 既满足结构使用要 求, 又能获得相当可观的经济效益。在 基础选型设计中, 应结合工程的具体情 况, 考虑多方面的因素影响, 充分利用 地基的承载能力。通过比较整片筏基和 板式筏基+ 独立承台的工程造价, 后者 较前者约节省 30%40% 的费用, 经济 效益显著。因此在条件许可的前提下, 基础形式宜优先采用板式筏基+ 独立承 台的作法。 3.3 管桩作为抗浮桩则存在以下 问题 (1)管桩由于是预应力构件, 桩身 内的钢筋应力很高, 不宜再承受更多的 拉力。 (2) 标准图中管桩的接头作为抗 拔使用时有问题, 接头应另外单独设计 并需作相应的试验。对于防水底板+独 立承台的作法, 上部结构的荷载可认为 均由柱子直接传递给了桩基。基础底板 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 所受荷载中, 向下的荷载主要是地下室 地面的荷载;向上的荷载主要是水浮力. 4 对软土地施工中办法 拟建场地勘察评价很重要, 了解 工程区的地形地貌特征、微地貌类型, 地层成因类型、岩土性质、产状与分布 概况, 不良地质现象概况, 地下水类型 和分布概况, 区域稳定性和历史地震背 景和震情。对建筑场地没有进行认真勘 察评价, 提出的地质勘察报告不能真实 反映场地条件, 勘察资料不准确、结论 不正确、建议不合理, 就会给结构设计 人员造成误导。如淤泥质土、暗塘等没 有被发现, 会使新建的建筑物和构筑物 发生严重下陷、倾斜或开裂。 只有认 真研究地质资料, 以数据说话, 才能设 计出切实可行的基础方案。 4.1 地基加固处理法 当淤土层较厚, 难以大面积进行 换填处理时, 可采用地基打桩的办法进 行加固处理。淤土层厚度小于 5 m 时, 宜打石灰桩或深层搅拌桩等, 通过吸水 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 和排水, 或在地基土中掺入水泥等材料 来加固土体, 使其孔隙比小于 1, 以达到 一般地基要求。地基加固处理法适用于 规模较小、层数不高、荷载分布比较均 匀的建筑物。 4.2 换填法 浅层软弱地基及不均匀地基可 采用换填法处理。当淤泥土的最大埋深 度小于 3 m 时, 可采用挖除淤土层, 换 填砂土、灰土、粗砂、砾石、片石、卵 石等办法进行地基处理, 提高软土地基 强度, 一般换填的厚度为 30100 cm。 换填土相对来说造价不高, 施工也比较 方便, 施工质量检查比较直观, 工期也 相对较短。 4.3 桩基础法 当淤土层厚度大于 5 m, 或者建 筑物的规模较大、层数较多时, 则宜考 虑采用桩基穿透软弱土层,将桩端放至硬 土层。对于软土地区的桩基形式, 经常 采用的主要有预应力混凝土管桩、混凝 土预制方桩、混凝土钻孔灌注桩和钢板 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 桩等几种。 预应力管桩和预制方桩是在工 厂预制, 桩身质量可以得到较好的保证, 预制桩侧摩阻力和桩端阻力在相同的地 质条件下均比较高, 预应力管桩采用的 高强混凝土和高强钢筋是空心构件, 比 方桩节约材料, 同等情况下每米管桩的 价格比方桩要低;管桩桩身混凝土是蒸压 养护, 制桩速度较预制方桩快, 交货周 期短。因此今后管桩的应用将越来越广 钻孔灌注桩多用于一些高层和超高层建 筑, 因为这些建筑的高度高、荷载大, 一般的预制桩单桩承载力无法满足要求。 4.4 优化基础法 a) 针对工程中的具体情况，我们 要适当的扩大条基底面积, 增设钢筋混 凝土基础梁。把基础设置在地基表层的 密实土层上, 从而避开淤土层 ; 适当设 置钢筋混凝土基础梁, 增大基础的刚度, 提高基础的稳定性和抗变形的能力。 b) 采用筏板基础或对小型建筑 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 12 物采用扩大基础底板的方法, 如设计较 薄的钢筋混凝土底板。对大中型工程可 采用空箱底板, 即在不增加建筑物造价 的情况下, 用加大底板高度、减轻底板 自重的办法来适应软土地基要求。由于 城市的土地越来越紧张, 对每一块土地 都要充分利用, 所以目前对于大多数工 程基础宜优先采用筏基, 这样地下室的 空间可以用来作车库或建筑物的机电设 备用房, 如果采用箱形基础则地下室的 空间将很难得到充分利用。 结束语 综上所述, 在软土地区, 应从经 济、环保、技术先进、工期等多方面综 合考虑, 如果采用桩基时宜优先选用预 应力管桩作为承压桩。而对于高层和超 高层建筑, 如果采用