优化基坑围护方案控制围护体变形的研究

1、PAGE PAGE 9优化基坑围护方案，控制围护体变形的研究作者：董泽荣 张志华摘要某基坑工程，位于闹市区，通过不断优化设计方案，确定“先两边后当中”的开挖方案，并在基坑局部加设第三道砼支撑，确保临近老建筑（以下简称A楼）及周围道路地下管线的安全。关键词深基坑 围护体体系 建筑筑物保护护 挖土支支撑优化化 1工程概况况该工程总建建筑面积积520023 m2，地下下二层，地地上主楼楼分别为为25、27、28、29层。基基础形式式为桩基基，结合合钢筋混混凝土箱箱型基础础，结构构体系为为框架剪剪力墙。基坑面积558000m2，基坑坑呈不规规则三角角形，场场地标高高为0.660m，主楼及及地下车车库坑

2、底底标高分分别为12.11m和11.01mm，基坑坑深度分分别为11.51mm和10.41mm，局部部挖深达达到144.511m。基坑南面紧紧邻A楼，北北面靠近近交通干干道，道路地下下管线由由近及远远分别为为信息30孔0.550，电力1/00.600，雨水300，燃气3000/1.10，燃气5000/1.10，电力15孔/1.20，给水1500/0.90，给水5000/0.80。2工程特点点2.1施工工总承包包从挖土土开始，由由于种种种原因基基坑没有有布置挖挖土用的的施工栈栈桥。2.2本工工程基坑坑平面形状状见图一一，东西西向长1120米，南北北向长770m。整整个基坑坑只有一一个出土土口。基

3、基坑四周周沿红线线退进35mm，基坑坑四周无无道路贯贯通，施施工场地地狭小，仅靠马路的一侧有1条宽6米的施工便道。 2.3基坑坑南面距距离A楼9米，该建筑筑为砖混混结构，历历史久远远，基础础刚度差差，埋深深浅。在在基坑开开挖前围围护桩施施工阶段段沉降114mmm，并有有多处纵纵向贯通通裂缝。图一：支撑撑平面布布置图3优化支撑撑设计方方案3.1围护护方案3.1.11基坑围围护墙采采用9500mm间间距11150mmm钻孔孔桩挡土土，设计计深度226m（局局部288m），采采用7000mm间间距5000mmm双排水水泥土搅搅拌桩止止水，设设计深度度17mm。电梯梯井、集集水井等等深坑处采用水水泥土

4、搅搅拌桩坑坑内加固固，压密密注浆封封底。3.1.22基坑共共设置两两道支撑撑，中心心标高分分别为2.880m和8.000m，第一一道支撑撑为钢筋筋砼支撑撑，截面面为800010000 mm。第第二道支支撑为钢钢支撑，双双榀6009 mmm钢管管。3.2支撑撑方案优优化由于双排水水泥土搅搅拌桩止止水帷幕幕施工中中已造成成A楼局部部损坏，经经科技委委的第二二次评审审认为基基坑围护护刚度偏偏小，在在挖土过过程中对对临近建建筑还要要造成较较大影响响，由于于围护桩桩已经施施工完毕毕且无施施工空间间，增大大围护体体的刚度度已无可可能，只只有在支支撑布置置、挖土土方案上上不断优优化，尽尽最大可可能减少少基坑

5、对对周边环环境的影影响。3.2.11第一次次优化将原原来第二二道钢支支撑改为为钢筋砼支支撑钢支撑的优优势是安安装速度度快，能能最大限限度地减减少围护护结构无无支撑的的暴露时时间，但但是由于于本工程程受场地地限制，无无栈桥，钢钢支撑吊吊装不具具备条件件，如果果采用土土法安装装，施工工周期长长，无法法减少围围护结构构无支撑撑的暴露露时间，同同时钢支支撑刚度度相对较较小，控控制变形形相对较较弱，因因此决定定第二道道支撑改改为钢筋筋砼支撑撑，直撑撑断面为为10000110000mm。3.2.22第二次次优化基坑坑中部区区域增加加第三道道钢支撑撑 考虑虑到第二二道支撑撑中心距离离坑底44.1米米，为控制

6、制围护的的变形，设设计考虑虑在基础承台台中部加加一道H型钢支支撑，见见图二、图图三。图二：第三三道钢支支撑平面面布置图图图三：第三三道钢支支撑剖面面图经过分析与与计算，认认为增加加第三道道钢支撑撑的方案案虽能减减少钻孔孔桩变形形和A楼沉降降，但存存在以下下几个问问题：一一是必须须在北块块基础承承台砼浇浇筑完毕毕且达到到一定强强度以后后才能安安装支撑撑，施工工工期较较长，考考虑时空空效应的的因素对对控制变变形不利利。二是是同样存存在安装装机械无无法吊装装钢支撑撑的问题题。三是是由于安安装钢支支撑的标标高受到到承台钢钢筋的限限制，不不是在控控制围护护变形的的最佳位位置。四四是安装装钢支撑撑之后承承

7、台钢筋筋施工困困难，特特别是电电梯井等等深坑部部分的弯弯起钢筋筋很难安安装。3.2.33第三次次优化采用空空间琵琶琶撑代替替第三道道钢支撑撑（见图图四）经与设计协协商再次次优化，将将第二道道支撑局局部改为为空间琵琵琶撑，待待上一根根琵琶撑撑形成后后开挖下下面土方方至下一一根琵琶琶撑底，再形成一组组空间琵琵琶撑，这这样在开开挖基础础底板这这层土方方之前，已已形成第第三道钢筋筋砼支撑与与围檩，经过此优优化，围护桩桩变形计计算值较较两道砼砼支撑和和增加第第三道钢钢支撑的的方案分分别减少少位移111mm和8mm，而而且施工工方便，速速度快，效效果较好好。图四：琵琶琶撑剖面面图4土方与支支撑施工工4.1

8、施工工工艺流流程开挖第一皮皮土方至至支撑面面（2.3300）并开开槽浇筑第第一道钢钢筋砼圈圈梁和支支撑开挖第第二皮土土方至支支撑底（8.5500）浇筑第二二道钢筋筋砼圈梁梁和支撑撑开挖第第三皮土土方到坑坑底垫层、基基础底板板施工4.2施工工技术措措施4.2.11土方开开挖时，遵遵循先撑撑后挖的的原则，每每一次挖挖土不得得超挖，待待支撑砼砼强度达达到设计计强度的的70%以上方方可进行行下层土土体开挖挖。4.2.22严格按按照“分层、分分区、限限时、对对称”原则，相相邻土层层之间的的高差不不大于22米，以免免局部应应力释放放过快，土土层边坡坡不得大大于12。4.2.33按照“先两边边后当中中”的开

9、挖挖顺序，增增加近AA楼处被被动土。4.2.44先开挖挖基坑东东西两端端，待两两端支撑撑形成后后再开挖挖基坑中中部，同同时留土土区也可可作为土土方车行行走道路路，便于于加快出出土速度度。（见见图五）4.2.55整个支支撑体系系分段形形成。4.3施工工工况4.3.11工况一一：开挖挖基坑东东西两端端区域的的土体至2.330再抽槽槽，形成成两端区区域的第第一道支支撑。4.3.22工况二二：开挖挖基坑中中部区域域的土体体至2.330m再抽槽槽，形成成中部第第一道支支撑，再再在基坑坑中部回回填建筑筑垃圾筑筑路。4.3.33工况三三：开挖挖基坑东东西两端端区域的的土体至8.550m，形成成两端第第二道支

10、支撑。此此工况中中一台00.8mm3挖机停停在支撑撑上，一一台0.4m33挖机挖挖机停在在支撑下下土体开开挖面上上。4.3.44工况四四：开挖挖基坑中中部土体体至8.550m，形成成当中第第二道支支撑。其其中近A楼处开开挖至7.660m，形形成上琵琵琶撑及及围檩。4.3.55工况五五：开挖挖基坑近近A楼处土土体至9.990m，形成成下琵琶琶撑及围围檩。4.3.66工况六六：开挖挖至坑底底，进入入基础底底板施工工。图五：挖土土分区示示意图5结束语5.1A楼楼虽仍有有沉降，墙墙体裂缝缝也有增增加，但但其沉降降速率均均在控制制范围内内，房屋屋结构也也是安全全的。 5.2基坑坑先挖两两端后挖挖当中的的开挖顺顺序，将将长边一一分为三三，减少少长边效效应造成成中部位位移大的的不利状状况，同时又又为土方方施工提供供作业面面，解决决了场内无栈栈桥无贯贯通道路路出