土方开挖与基坑支护施工方案.doc

深基坑支护设计一、概况：该工程位于桂柳路和文昌路交叉口东南侧，场地南面有新建的七层框架建筑，东西两边沿基坑边有电缆通过，东面有某公司仓库，见图一（略）。基抗开挖要确保道路、地下电缆线与周边建筑物的安全使用。图一（略）工地全景本工程共有19层，基础采用1000冲钻孔灌注桩，基坑开挖深度分别为4.4、5.4、6.5米。二、地质条件概述根据我省工程地质勘察院的工程地质勘察报告，与基坑开挖有关土层分布情况见表一。土层名称层厚(M)r(kN/N3)C(kN/m2)()1层杂填土1.02.4-2层粉质粘土1.52.017.94275.23层淤泥3.26.816.4210.386.464层含泥细沙夹淤泥4.253.816.918.676.5三、支护方案选择1、人工挖孔桩2、冲孔灌注桩3、预制桩4、喷锚5、沉管灌注桩通过以上五种方案对比，综合考虑施工场地限制及技术经济指标，决定采用沉管灌注桩方案。四、支护桩设计4.1基坑设计深度的确定设计深度按四周地梁及承台垫层底的深度确定，分别为4.4、5.4、6.5米。4.2地面荷载取值挖土机械行走路线控制在4.4米深基坑范围内，同时考虑临时堆土，取4.4米深基坑处地面超载为20kN/m2；5.4米深基坑禁止机械行走，地面超载10kN/m2，6.5米深基坑坑后地面土挖掉1米，范围见图二，坑边不得堆土，禁止机械行走，不考虑地面超载。图二围护桩及支撑平面图图三支护结构剖面图四支护结构剖面图五5.4m深基坑土压力分布图(kN/m2)图六6.5m深基坑土压力分布图(kN/m2)图七4.4m深基坑土压力分布图(kN/m2)图八支承桩图九4.4m深围护桩图十5.4m深围护桩图十一6.5m深围护桩图十二桩顶环梁图十三内支撑梁图十四支承桩圈梁转角节点斜撑与圈梁交接节点图十五直撑与圈梁交接节点4.3土层抗剪强度指标取值根据地质报告提供的结果，1层杂填土无试验资料，在工程桩施工时，表面沉积了一层淤泥；2层为粉质粘土层，其力学指标较3层好，但土层较薄。土压力计算时，将1至3层合并成同一层土，并参照3层土取值。因沉管灌注桩为挤土桩，支护施工为先打桩后开挖，基坑土因挤密而使C、值提高，借鉴福州地区深基坑支护的设计经验，取1.3倍的实验数据均值。4.4围护设计计算本工程围护设计计算按国家有关规范并参照上海地区深基础施工指南进行。土压力计算按朗肯理论进行。围护桩计算采用等值梁法；即将支护桩作为简支梁，其上支点为支撑，下支点在梁上土压力等于零点，计算支撑点的反力，然后找出支护桩上剪力等于零点，计算该点弯矩，即为支护桩的最大弯矩。最后，再以简支梁的下支点反力与该点以下土压力对支护桩底力矩平衡为条件，计算支护应有的长度，钢筋混凝土支撑采用连续梁计算，荷载系数取1.4。计算结果：1、4.4米深基坑，支护桩桩径500，桩长12.5米，砼强度等级C20，桩距700，最大弯矩115kN-m，配筋见图九。2、5.4米深基坑，支护桩桩径500，桩长15.5米，砼强度等级C20，桩距700，最大弯矩185kN-m，配筋见图十。3、6.5米深基坑，支护桩桩径500，桩长15.5米，砼强度等级C20，桩距700，最大弯距165.5kN-m。配筋见图十一。4、桩顶环梁最大弯矩500kN-m，梁配筋见图十二。内支撑600600按偏心受压构件计算，考虑支撑跨度中自重产生的弯矩，并分别验算竖向和水平向的稳定性，计算结果见图十三。因环梁转角部位及环梁与内支撑交点处内力比较复杂，应力较为集中，所以这些部位在结构上进行局部加强见图十五。五、围护施工与基坑开挖5.1围护施工5.1.1支护桩施工由于桩距较小，支护桩采用间隔2根桩距离的跳打方案，沿基坑顺时针方向连续施工，打3圈完成，以保证桩身质量。由于沉管桩的挤密效应，在打第3圈时有6根桩无法达到设计的桩长，作为补救措施，在离支护桩原位1.5米处(远离基坑方向3倍桩径位置)，相应地进行补桩。5.1.2内支撑梁的支撑立柱施工支撑立柱在工程桩施工时与工程桩的纵筋焊接，随工程桩纵筋吊装就位见图八，不在工程桩位置的，增打600的冲孔桩作为支柱支承桩，桩长6米，桩身配筋见图十四，桩身混凝土强度等级C20。5.1.3环梁、内支撑梁的施工在支护桩强度等级达到80%后，开始挖基槽、支模、绑扎钢筋，最后浇筑混凝土。 5.1.4基坑开挖设计时仅4.4深基坑支护桩考虑机械走及坑边临时堆土，所以如图十六所示，挖土方案不能从中间向四周扩展，挖土顺序按图示方向进行。第一次开挖环梁及内支撑梁的基槽，随即进行支模、浇捣。待环梁及支撑梁的混凝土强度等级达到设计强度的80%时，用大型挖土机械 按设计要求挖至基坑设计标高之上15厘米处，其余基坑土及承台、基础梁基槽用人工配合挖土机挖土。图十六基坑挖土方向5.2内支撑拆除土方开挖完毕，随即进行地下室底板，承台施工，待底板，承台混凝土施工完毕后用毛石混凝土在围护结构与底板、桩承台之间浇捣密实，达到支撑作用，这部分混凝土强度达到设计要求的75%时，开始拆除内支撑。六、围护结构施工监测6.1围护桩顶水平位移在环梁上共布置16个水平位移标志，即北侧与南侧分别4点、5点、东侧3点、两侧4点。监测结果水平位移最大值的南侧为17mm。6.2围护桩顶沉降在环梁与水平位移标志同位共布置16个沉降点。监测结果桩顶沉降随水平位移增大而增大，东西南北各线与顶部同位水平位移量之比为13.712.812.912.9。6.3邻近建筑物的沉降、倾斜及裂缝在基坑四周的建筑物上布置25个沉降点和10个倾斜方向。监测结果基坑周边的建筑物下沉量较小，均不超过1mm。6.4监测成果分析监测结果表明，支护桩的水平位移量及沉降量均小于监控指标；基坑对南侧新建大楼及东侧闽候物资局仓库所引起的下沉量较小，均不超过1mm，以及倾斜率始终未变，小于危房监控指标(7)。说明支护体系的设计是成功的，施工是顺利的。目前上部结构已施工至五层。7、工程造价围护系统决算结果为125万元人民币，按围护周长235.54m，每延米造价5307万元，与福州地区相同地质及深度的其它类型支护结构相比较，经济指标合理。8、结语8.1沉管灌注桩造价低廉，在软土地区6m深范围内的基坑采用沉管灌注桩方案，可得到良好的技术经济指标。8.2本工程深基坑设计中采用的指标取钻探报告中实验数据均值的1.3倍是可行的。8.3本工程设计中，基于淤泥质土的渗透系数低及采用明沟截留地表水排出场外，基坑开挖至设计标高后，在坑内侧隔适当距离设置集水井，用盲沟连通，然后用泵将集水井中的水抽到坑外排走，而不做隔水幕墙，从而降低造价。个别处有发现软土从桩间流出，采用在桩间空隙处砌砖的方法阻上漏土，效果良好。8.4深基坑施工应综合考虑各方面因素。本工程施