基坑支护设计的选择在基坑施工中的重要性

基坑支护设计的选择在基坑施工中的重要性1前言基坑开挖是基础和地下工程施工中的一个工程难点，即涉及土力学中典型的强度与稳定问题，又包含了变形问题，对于基坑开挖的施工应该高度的认识，严格的制定施工方案，不仅要确保边坡的稳定，而且要满足变形控制的要求，以确保周围的建筑物、地下管线、道路等的安全。在深基坑工程施工上，天津市对深基施工高度的重视，有过明确的规定，基坑深度超过6m的由有基坑设计的单位进行基坑设计，并由天津市深基委审批，方可进行施工。在2009年5月中华人民共和国住房和城乡建设部发布了《危险性较大的分部分项工程安》，明确规定了，危险性较大的分部分项工程单独编制安全技术方案，其中有开挖深度超过3m的基全管理办法坑的土方开挖工程，如果基坑开挖深度超过5m的土方开挖、支护、降水工程需要专家论证，这一管理办法的执行是很有必要的，杜绝了有些建设单位为了节省造价，在基坑开挖的方法选择不当，将会影响施工进度，增大了施工难度。在这方面我们曾经有过施工教训，愿将案例进行分析以供施工专业人员参考。2案例起发原因在该工程施工前在此地块有6栋18层的高层住宅，开挖槽底标高为-4.85m，现场自然地坪-1.8m。开挖深度3.05m，基坑施工采用大口井降水，土方开挖采用的是1:1放坡施工，基坑开挖顺利的完成。在此地块相距有500m又接了公建项目，次项目基础结构类型：现浇钢筋混凝土结构，地上四层，地下局部一层水池为钢筋混凝土框架剪力墙结构。地下室外墙、基础梁、底板、顶板采用抗渗混凝土，抗渗等级P6；地下室基础底板上皮标高为-4.650m（底板垫层下皮标高-5.10m）。现场地坪较平坦，地下室的北面是拟建的菜市场，地下室①轴的基础边距菜市场的。轴距离是10.75m。地下室的⑨轴（东面）基础边距规划红线为7.34m。红线距东区道路距离10m，此路客流量不大。地下室的南面是公建的浅基，地下室的佝轴基础边距另以建筑外墙距离是25.65m。2.1岩土工程概况现场目前的地坪为大沽标高3.92〜3.57m，本工程相对标高土0.000相当于大沽水平标综合服务楼4.40m，所以，现场地坪在-0.48〜-0.83m。根据岩土工程勘察报告中提供：地基土按成因年代可分为以下6层，按力学性质可进一步划分8个亚层，现自上而下分述之：2.1.1人工填土层（Qml）全场地均有分布，厚度1.30〜3.5m，底板标高为2.38〜0.15m,主要由素填土（土层编号0）组成。该土层结构性差，欠均匀，填均年限小于十年。2.1.2全新统上组陆相冲积层（Q3al）4厚度0.7〜2.20m，顶板标高为2.38〜0.92m，主要由粘土（土层编号0），本土层水平方向上土质均匀，分布较稳定。2.1.3全新统中组海相沉积层（Qjm）厚度10.80〜11.50m，顶板标高为0.63〜0.09m，该层从上而下可分为2个亚层。第一亚层，淤泥质粘土（土层编号62）：厚度为6.4〜7.50m，局部夹粉质粘土、淤泥粉质粘土透镜体。第二亚层，粉质粘土（土层编号⑦）：厚度为3.60〜4.50m，局部夹粉土、分质粘土、粘土透镜体。4本层水平方向上土质较均匀，分布较稳定。2.1.4全新统下组沼泽相沉积层（Q4ih）厚度1.7〜2.30m，顶板标高为-10.68〜-11.14m，主要由粉质粘土（土层编号龄），属中压缩性土。局部夹粘土透镜体。2.1.5全新统下组陆相沉积层（Q4ial）厚度7.4〜8.00m，顶板标高为-12.75〜-13.17m，主要由粉质粘土（土层编号7），属中压缩性土。局部夹粘土透镜体。2.1.6上更新统第五组陆相冲积层（Q3cal）最低标高-26.35m，未穿透此层，揭露最大厚度6.00m，顶板标高为-20.18〜-20.95m，该层从上而下可分为2个亚层。第一亚层，粉土（地层编号91）:厚度为1.9〜3.60m，局部夹粉质粘土透镜体。本亚层顶、底板稍有起伏，水平方向上土质较均匀。第二亚层，粉质粘土（地层编号Q）：揭露最大厚度4.00m，局部夹粉土、粘土透镜体。本亚层水平方向上土质欠均匀，顶板稍有起伏。3方案的选择3.1一次土方开挖当时进行两个项目的对比，认为基坑深度相差不大，此公建项目按前期住宅的基坑方法进行了施工，根据地质报告通过计算应放坡坡度为1：2的坡度，但是，基坑边到绿地只有6m的距离，如果放1：2的坡会破坏了绿地，为了不破坏绿地，采取了10m工字钢桩的基坑支护，工字钢支护图见图136号工字钢平面布置图1第一次支护示意图图1支护剖面图打钢极桩处挖槽示意图图2支护剖面示意图土方开挖正挖至淤泥粘土层，为防止基地隆起，延槽底打支护桩，支护桩位中100木桩，间距为600mm一根，桩长4口，打入基坑3m，木桩后用竹脚手板做挡板。支护长度42m，在基坑开挖到2.5m深时，发现绿地处出现了小裂缝，发现后就停止了开挖，到第二天距坑边8m处的绿地下沉0.5m，并出现宽度30cm的裂缝，裂缝长度为36m，距基坑边10m处的绿

地处有5cm的裂缝，长度为1.5m,发现后立即采取了措施，将坑边3m宽的土向下挖2m,减少了土的荷载。对基坑已进行了保护，特别是对绿地裂缝处进行了覆盖，因为当时正是雨季，防止土方塌方。3.2重新修订方案项目经理部汇同技术部门进行现场查看，并进行了就计算，采取措施如下：将原工字钢支护处向绿地方向卸土10m宽，挖土深度为2m。已减少土的侧压力。为了保护道路在距原支护钢板桩8m处再打支护钢板桩，长度50m，工字钢型号400，长度为12m。其他三面基坑大放坡的放坡比例为1：2.o基坑支护图见图3。基坑支护剖面图见图4。SLF，FSLF，F"!•rii.r图3基坑支护示意图

图4基坑剖面示意图图4基坑剖面示意图3.3计算天然放坡支护单仙nI3.*上=r=17.2cI3.*上=r=17.2c=10.011如*二8.0弟,3图5天然放坡支护图表1基本信息规范与规程《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99基坑等级三级基坑侧壁重要性系数Y00.90基坑深度H(m)4.600放坡级数1超载个数1表2标准信息坡号台宽(m)坡高(m)坡度系数10.0004.6001.500

表3超载信息超载序号类型超载值(kPa,kN/m)作用深度(m)作用宽度(m)距坑边距(m)形式长度(m)15.000——————————表4土层信息土层数3坑内加固土否内侧降水最终深度(m)5.400外侧水位深度(m)1.500表5土层参数层号土类名称层厚(m)重度(kN/m3)浮重度(kN/m3)粘聚力(kPa)内摩擦角(度)粘聚力水下(kPa)内摩擦角水下(度)1素填土2.9018.08.010.0015.0010.0015.002粘性土0.7018.48.425.0016.0025.0016.003淤泥质土4.4017.27.210.008.0010.008.00［设计结果］［整体稳定验算］图6稳定验算天然放坡计算条件：计算方法：瑞典条分法应力状态：总应力法基坑底面以下的截止计算深度：0.00m基坑底面以下滑裂面搜索步长：5.00m条分法中的土条宽度：1.00m天然放坡计算结果：道号整体稳定安全系数半径R(m)圆心坐标Xc(m)圆心坐标Yc(m)12.6542.9265.9485.72321.9167.7532.5049.45231.5305.3144.2695.53614 11.207 16.804 〔3.328 〔5.934 |3.4实施与监测采用了1;2放坡加支护的方法施工后，基本满足了施工预期效果，基坑开挖后对基坑的边坡和支护进行了监控，由专人定时定点日夜监测，特别对原绿地处的裂缝进行了重点的监测，未发现裂缝继续发展。4总结与看法通过此案例体现了基坑支护在基础施工占据了主导作用，基坑支护工程是基础施工所必须的临时结构，基坑支护的设计方案，关系到施工造价、施工进度、工程质量。由于地基的不定性，周围环境条件不同等，往往是影响基坑支护设计合理性的因素，不同的设计方案，可能会使同一个支护工