深基坑支护方法.doc

深基坑支护方法实例总结深基坑支护方法按地区作了如下归纳：上海地区上海是软土地基，土层主要是粉质粘土、淤泥质粉质粘土、淤泥质泥质粘土和粉土等。所介绍的几项工程基坑深度在10-15m左右，大多数建筑物都在市区，周围都有建筑物和地下管网，有的还是高层建筑，场地狭窄。在基坑挡水方面，采取的措施比较共同：绝大部分采用双排深层搅拌桩，个别的也有利用地下连续墙。支护的方法可分为以下几种：1、地下连续墙加RC对撑和斜撑，用于12-15m深度的基坑。例1，上海外滩京城，上海开埠以来最大的国际级商业中心。建筑面积21.3万m2，由2栋31层塔楼+裙房和地下二层车库组成,主楼为内筒外框RC结构。因施工场地小，工程分二期进行。第一期基坑面积1.3万m2，东西长197m，南北宽110m，呈L型，基坑深12.5m，局部14.25m。大厦基础为桩基加箱基，周边做地下连续墙，既是支护结构又是地下室外壁。一、二期工程分隔部用钻孔灌注桩做临时性围护，采用三道围柃，二道支撑（即第一道是水平支撑，第二道是在垂直平面上呈X形的交叉支撑，目的是提高上下支撑之间的净空，使运土车可开进土坑）。地下连续墙的变形速率是有效的。另外，将砼垫层改为25cm厚的RC砼，并紧跟在挖土之后施工，当天挖完，当天浇好垫层，可以减少坑内土体的扰动，保持原有性状，降低土体变形速率。挖土时坑内保持盆式，即中间低四周高， 使护壁结构受力处于有利。例2，上海金融广场大厦，地上28层，地下2层，基坑尺寸4565m，深13-15m，三面靠主要马路，一面挨着体育馆（不到1.5m）。沿基坑周围用800mm厚地下连续墙，中央在垂直面上设三道RC对撑，将基坑分隔成两个区格，每个区格的四角设RC角撑。土方量4.8万m3，分四层开挖。整个挖土过程中采取先撑后挖，边撑边挖。在挖到-5m时，临近体育馆所建部分多处开裂，立即对基坑土体进行劈裂注浆加固，并在加强对体育馆的沉降观测下继续施工。2、第二种支护方法，是RC护壁桩+全坑内双向钢支撑。用于基坑挖深9-10m时。例如，上海的由由大厦，基坑为六边形，长宽最大尺寸为6752m，坑深10m，用钻孔灌注桩作围护桩，在地面以下2米处，设置双向钢管对撑一道；在-7m处设钢角撑，并在加厚且加强筋的砼垫层与护壁桩之间设置钢斜撑。3、第三种支护方法是RC护壁桩+环形支撑有两个工程实例：例1，上海爱俪园大厦，建筑面积2.8万m2，地下二层，基坑开挖深度-10.65m。（围护桩） 850钻孔灌注桩，中距950mm，桩长23m，砼C30。（基坑底部土体处理）：（1）坑底内壁做一些水泥土搅拌桩以提高被动土压力作用区内土体物理力学性能。（2）坑底土内做一些压密注浆用于坑底封水。（支撑结构）两道RC环型封闭支撑结构，砼C30，施工完毕后可以爆破拆除。支撑结构的立柱用格构柱，柱插入850灌注桩内（灌注桩可为工程桩，也可为专用桩）。（坑内降水）上道支撑做完后，设深井泵，作坑内降水，降到坑底以下1m处。（实测变形）基坑挖土完成后，护壁桩变形最大值27mm。例2，上海华侨大厦，地上23层，高99.3m，地下2层，建筑面积2.4万m2，RC框架-筒体结构。箱基底板埋深10.65m，电梯井底12.55m，箱基平面近似正方形（5050m），距国际贵都大饭店13.2m，离基坑8-10m处埋有多种地下管线。土体为粉质粘土、淤泥质粉质粘土、泥质粘土。（支护结构）沿坑周紧贴水泥土搅拌桩做一圈钻孔灌注桩作为支护结构（直径850，长23m，中距0.95m）,顶设1.20.8米RC锁口梁。（支撑体系）支撑系统设二道：第一道在地面以下1.5m处设一道RC环梁，（砼用C30，断面1.21.0m，内圆半径R=24+m）三面与灌注桩的RC围柃相切，另一面相割。圆环与灌注桩之间（即切点以外的平面）用桁架式腹杆与围柃连成整体。环梁下设立柱，立柱为格构式钢柱，座落在钻孔灌注桩基础上。第二道支撑是在地面以下6m处设置钢管支撑，形成在平面内纵横交叉的方格网，每个方格尺寸为77m左右。为保证支护结构的整体效果，环梁和围柃、锁口梁和基坑四周的RC道路采用一次连续浇注，不留施工缝。上海浦东金茂大厦，目前国内最高的大厦，由上海建工集团总包，德国、日本分包。大厦高420.5m，共88层，建筑总面积近29万m2，基坑支护采用围护桩加几道RC桁架组成的支撑体系，桁架用钢格构柱支承。在海南和天津，各有一项工程采用护壁+环梁的做法。例1，海南的港澳发大厦地质情况是淤泥质粉质粘土，中粗砂、可塑粘土， 地下水-0.8m，基坑尺寸为3982m，矩形，深15.3m，环境是三边邻高层8-10m，采用沿坑RC地下连续墙挡水、挡土，中间设两个内接圆，环梁二道，直径均为38.2m，在环梁与连续墙之间，还有环梁与环梁之间设钢管支撑。环梁与连续墙相接处将梁嵌入墙内，浇筑成一整体。环梁下设支承垂直荷载的钢柱。例2，天津的今晚报大厦地基土层为流塑粘土，地下水位1.3m。基坑多边形，面积1.2万m2，深9-10m，一面距地下铁5-10m，采用深层搅拌桩挡水，灌注桩护土壁，中间设一直径64m，断面尺寸21米的RC环梁，环梁支承在18根RC桩柱上。灌注桩内侧的RC围柃（1.50.8m断面），支承在RC桩柱上。在环梁和围柃之间设钢管顶撑。为解决环梁和顶撑内力不均匀的问题，部分顶撑设千斤顶以便调整内力。这个项目，监测工作搞的很好。珠海珠海海滨广场工程，地上30层，地下2层，基坑形状不规则，最大长和宽为8152m，挖深11.6m，土层为含砾粗砂、淤泥质粘土、粉质粘土，距海边很近，地下水位高，水量丰富。采用双排深层搅拌桩挡水。支护结构采用中国建筑科学研究院的专利技术“闭合拱圈挡土结构”，沿基坑周边用三段二次曲线组成的弧形拱圈。三段中有二段是非标准曲线，一段是标准二次抛物线。拱壁高6.6m（挖深为11.6m），厚500mm，沿壁高设三道肋梁（相当于加强肋），尺寸1.20.6m。拱圈内设环向主筋，沿高度分三段施工，竖向未设主筋。这种支护方案的费用相当于护壁桩方案的46.5%，值得一提的是在施工坑底挖孔桩时，曾发生局部地基下沉1.5m，淤泥掺入桩孔内，下沉区离拱壁很近，但拱圈安然无恙，坑边附近三层厂房也无任何影响，可见，采用此方案的安全度相当高。另外，金碧大厦，近海水大，开挖面积及深度均较小，也用此方案支护，6.3m深坑，仅支护中间4m高，壁厚400mm，肋梁10.6m，分二道施工，应更无问题。武汉地区武昌、汉口、汉阳三市横跨长江、汉江，各市的工程地质条件差异很大，尤以汉口为突出。高层建筑集中老城区。汉口基本上属于长江一级阶地，以长江冲洪积地层为主，上部粘性土，下部砂性土，含水丰富，下层透水层的承压水大多与长江、汉江相通，水压受长江水位影响，挖至8m左右，管涌、流砂时有发生。武汉地区常用的几种支护：1、悬壁桩支护，一般用于挖深7m以内，桩长经计算确定，一般大于基坑深度的2.5倍，沿坑顶设锁口梁，在桩后一般都设粉喷桩形成防水帷幕并改良土壤。2、桩锚支护，武汉市常用 有贰栋高层，挖深13-14m，采用双排或三排预压力锚杆和护壁桩，效果较好。3、内支撑支护，如金源大厦坑深9.5m，长宽为40（17-40），用钻孔浇注桩护壁，挖到5m后安装纵横钢管水平支撑。中南商业广场挖深17.4m，平面尺寸6186m，用人工挖孔桩，在-4m和-10m各设一道水平支撑，形成二层方格网，效果显著（对邻房无影响）。佳丽广场开挖面积1.7万m2,深13m，采用中心岛式坑内斜支撑的方案，即坑边设护壁桩，以工程桩的承台作为支承点设一排钢管斜支撑，撑在护壁桩内侧的钢围柃上。武汉地区在93、94年深坑施工中险情不断，专家、学者到处抢险，到95年时他们总结了经验教训，加强了监测工作。例如，佳丽广场施工中，沿坑设三道监测线，埋设了测斜管等先进监测仪器，投入大量人力物力，预防了几次重大险情的发生，特别是在施工过程中经受住了武汉地区百年一遇的暴风雨袭击的考验，应该说是监测工作的功劳，所以他们称这种加强监测和信息反馈的施工为“信息施工法”。北京北京宣威大厦采用的刚架桩很有特色（降水采用无砂砼管井）。该工程地基为粉土、粉质粘土、中细砂、砾砂、地下水位-9m，附近8-15m处有高层建筑（兆龙饭店），基坑尺寸134217m，矩形，深12.6m。由于兆龙饭店一侧边坡位移控制较严，不允许有任何变形，如采用悬壁桩无法满足，也不经济，决定采用北京中建建筑科学研究院研究的刚架护坡桩作支护，主要设在邻近兆龙饭店等建筑物一边。刚架呈不等高的字形，前长后短。前后桩距为2.4-4.0m，决定于附近建筑物的情况。计算时按不等高的下端为弹性支承的刚架，荷载分别作用于前桩及后桩。刚架立柱为RC桩，桩打完后，即在前后两根桩顶部浇筑横梁，即刚架梁，形成刚架。用刚架护坡可不设锚杆，开挖12.6m，是罕见的支护方案。另外，前桩插入坑底仅3.0m，达不到实际开挖深度的1/4，比同一工程中锚拉桩的插入深度还小。此方案比悬壁柱节约费用30%以上，比锚拉桩也可节约3-5%，施工方便，抗侧力性能好。大连大连介绍了三项高层建筑的深基支护，大连上部土层大都为粉质粘土，下部为风化程度不等的板岩，地下水在-6m左右，所以坑深达10-16m的就用护壁桩或护壁桩加预应力锚杆。郑州百货大楼扩建部分紧接老楼，相距仅0.9m，土层为粉土、粉质粘土、粗细砂，水位-6.4m，采用RC护壁桩（1m），锁口梁（0.83m宽），采用组合型钢角撑。西安属黄土地区摩擦角值多在20左右，粘聚力C值在12-33KPa间，变化较大，土的密度为17-19KN/m3，在水位以上（12-13M以上）变化不大。一般情况下，计算坑壁的允许自主高度为4.77-9.53M，与工程实际特征基本一致。如坑边容许适当放坡，坑边稳定高度还可增加，如省广播电视中心主楼，挖深近12m，周围无建筑物，采取放坡开挖，坑壁保持稳定。该市常用的支护方法是：1、砖砌护坡；2、连续灰土井桩或水泥土井桩，井桩间隔开挖，用三七灰土或加2-4%水泥，水泥土的水泥掺量为干土重的10-20%夯填，再相接成墙，井深超过基底1-3m，适用于坑边附近已有建筑物的情况；3、旋喷桩或水泥搅拌桩；4、悬壁RC护壁桩，黄土地区的灌注桩广泛利用锅锥成孔，孔壁易稳定；5、单层锚杆加RC护壁桩，坑深超过10m。西安黄土坑壁自然稳定性较好，支护易被忽视。另方面，也有盲目搬用外地施工经验造成浪费。成都市 地基土主要是由岷江水系冲积层的粉土、砂、卵石构成，市区以外上部还有粉质粘土。地下水埋深-1至-3m，各土层透水性均较好，故深坑须先降水再开挖。支护方法用的较多也比较成功的是悬壁式护壁桩，当基坑深度超过13m时，采用护壁桩加预应力锚杆，由于锚杆常打在卵石层上，一般第一层锚杆用地质钻杆作锚杆，第二层锚杆用钢绞线束。以上多项工程都是介绍成功的支护经验，下面是河北省石家庄某高层支护失败的教训，也是难能可贵的：该工程地上28层，地下4层，建筑面积10+万m2，自上而下的土层为粉质粘土夹粉土（饱和、软塑至可塑）、细砂层、粉质粘土夹粉土层（可塑至软塑）、中粗砂、卵石。基坑西边12m处有解放前建的毛石砌筑下水道，直径800mm，沟体在地面下2.5m处，常年渗水。基坑南10m处，在地下7m有地下人防通道，常年积水外渗。这两面距基坑边5m处堆放钢筋600吨，外为工地围墙。支护方法：西区：RC护壁桩加三道锚杆。桩顶设压梁，梁上砌高5.5m的红砖，在打完坑底砼垫层后，发现护壁桩之间成片掉土，并有渗水，砖墙向外倾斜，坑顶地面出现裂隙。4天后桩间土脱落加快，部分护壁结构倒塌。倒塌过程：首先，护壁砖墙至钢筋堆之间土体滑动，然后钢筋堆到工地围墙间土体滑动，最后围墙至围墙外排水沟土体下滑，下水道塌陷，水大量涌入基坑，坑顶300+吨钢材及施工机具滑到坑底，护壁桩折成三段，断点在第二、三层锚杆处，第一层锚杆从土中完全拔出。倒塌后，立即切断下水道水源，排除地下人防通道积水，日夜监测没有倒塌的护壁结构动向。在其第一、二层锚杆之间加一道锚杆。修理倒塌边坡，用砂袋护坡，恢复正常施工，延误工期3个月，幸未伤人。教训：倒塌前有种种征兆，说明土已饱和，从稳定的软塑状态向失稳的流塑状态发展，土体结构已被破坏，原来靠内聚力维持的土体稳定区域缩小，主动土压力随之增大，超过护坡结构原设计承载能力而引起破坏。此外，设计中对土体湿度系数取值不当，对坑口地面荷载取值偏低。归纳起来，这次会上既介绍了沿海软土地区的深坑支护方法，又介绍了内地黄土、冲积土等地区的经验，除大家熟知的，如悬壁式护壁桩、桩锚、桩撑等支护外，比较新型的有环形结构支护、曲线形结构支护和刚架护坡桩等，对于我们还是有启发和借鉴的。此外，还有一些共性的经验：一、要重视支护设计前的环境调查、水文地质调查，做好降水挡水方案设计。支护方法一定要因地制宜，特别要结合工程场地的水文地质情况，周围建筑物和地下管网等环境条件来精以设计支护方案；二、深基坑的支护安全度，与水有密切关系，必须在施