深基坑工程设计案例概要内容丰富

深基坑工程设计案例同济大学2013年9月方案设计在深基坑设计中的重要性深基坑工程的设计分为方案设计和施工图设计两个阶段方案设计是控制性的。这是由于深基坑设计需要处理各方面的关系，基坑与地下结构的施工，基坑与主体结构的施工，基坑与地质条件的适应性，基坑与周围建筑物或地下管线的相互影响。基坑工程设计不单纯是支护结构设计，而需要从开挖方案作为出发点，与地下水的处理与控制相协调。不同的开挖方案，就会形成不同的支护方案，不同的支护体系，设计计算的内容不同，安全性和经济性就会不同。所以，就从开挖方案开始讲起。开挖方案选择放坡开挖无支撑开挖重力式挡墙悬臂式挡墙锚固式挡墙有支撑的开挖组合型的开挖方案放坡开挖放坡开挖的直接费用最少，而且为主体工程创造了比较宽敞的施工作业空间，因而工作面宽，工期也比较短，如果场地条件允许，放坡开挖应该是首选的方案。制约采用放坡开挖的因素主要是周围场地和开挖深度的限制。放坡需要占用比较大的场地，在城市或建成区往往没有这个条件。由于坡体不可避免地会产生一定的位移，如果在场地附近有建筑物或市政管线不能承受较大的变形，亦常常限制了放坡开挖方法的采用；开挖深度也是一个制约条件，但开挖深度是相对于土质而言的，如土质比较好，坡度可以比较陡，占用场地也比较小，深度限制就不那么明显；在软土地区，由于土质软弱，放坡开挖深度就不能太深。如整体稳定性允许，可以采用放坡开挖方案时。但有时受场地的限制，只能取用较陡的坡度；如坡面的稳定性不能得到保证时，则可采用喷锚支护或土钉墙的方案。喷锚支护和土钉墙从受力机理上讲不同于无支撑的自立式挡墙，而是属于坡面加固处理的一种方法，通过加强土体共同受力的方式来保持坡面的稳定性，属于自承支护体系。如果坑底土质比较差，整体稳定性不足，则喷锚支护和土钉墙的方案就不能采用。无支撑开挖当不能采用放坡开挖方案时，必须选用围护结构以支承坑外的土体。在可能的条件下应尽可能采用无支撑开挖的方案，因为这种方案能提供比较开阔的坑内施工条件，便于挖土、运土以及地下室的施工；同时，也比较经济。重力式挡墙重力式挡墙是依靠自身的重力维持其稳定的围护结构，由于可以采用价格比较低廉的水泥土等材料制作，是一种比较经济的方案。在开挖深度不大（如软土地区不大于6～7m），环境对位移的要求可允许有50mm左右的条件下是首选方案，但重力式挡墙的宽度比较大，在地下室外墙与红线之间的距离过小时就很难放得下宽度较大的重力式挡墙。悬臂式挡墙悬臂式挡墙是依靠自身的刚度和强度就能维持其稳定的围护结构，由于围护结构承受比较大的弯矩，需要采用钢筋混凝土材料。当重力式挡墙因场地宽度不够而不能采用时，悬臂式挡墙就能克服这个缺点，可以在1.5～2m的狭窄范围内安置悬臂式挡墙。但悬臂式挡墙的位移比较大，难以满足周边环境的严格要求，同时在开挖深度较大时墙身弯矩很大，因此适用的开挖深度也不深。锚固式挡墙锚固式挡墙是是依靠锚杆传递的拉拉力来维持其稳定的围护结构构，对于深基基坑可以采用用多道锚杆来平衡土压力力，因而可以以适用于开挖挖得很深的基坑。锚固式式挡墙分为拉拉锚式和土层层锚杆式两种，拉锚常用用于钢板桩顶顶部的锚固，，或作为辅助的锚固措施施；土层锚杆杆要求具有比比较好的地质条件，同时时还必须有足足够开阔的场场地条件或者容许锚杆可可以伸入红线线以外的土层层中。自承支护体系系的术语比较较土钉支护土锚支护喷锚网支护锚钉支护术语土钉墙强度稳定型控制变形型锚杆支护锚索支护基本概念加固锚固、加固锚固预应力无无有边坡滑动面验算依据设计前提自由段无无有有效锚固段无有有有效锚固段埋埋深根据需要4m更深筋体面层定位位不严格，允许有较较大偏差严格更严格筋体拉力大小很小一般大更大筋体内力分布枣核形分布在自由段内相同基坑开挖深度12m20m适用土类良质土良质土或劣质土布置密度短而密长而密定点定点面层荷载表面崩落荷载滑移体施加荷载的的一部分滑移体施加全部荷荷载面部结构多用喷锚混凝土面面层多用墙、桩最佳倾角5~15水平15~35雨季敏感程度敏感不敏感影响很少稳定性外部稳定内部稳定有支撑的开挖在不具备采用土层层锚杆条件的场地地，深基坑只能采取有支支撑开挖的方案，，但是深基坑的平面尺寸寸一般都比较大，，给支撑的设置带来了困困难；由于支撑和和挖土的工序互相交叉，，形成许多各具特特色的支护开挖方案。分层开挖分层支护护法这是最基本的方法法，按照结构受力力分析和便于施工的原则则布置每道支撑的的位置，在深度方向分层挖挖土与支撑设置交交替施工。挖第1层土浇筑第1道支撑挖第2层土浇筑第2道支撑挖第3层土浇筑底板。工况1工况2工况3工况4工况5工况6设计时要要按照上上述工况况进行分分别验算算，施工时要要严格按按照设计计规定的的程序实实施，才能保保证围护护结构的的稳定性性和控制制变形。在平平面上按按设定的的挖土与与设置支支撑流程由一一侧向另另一侧推推进，也也可以由由中部向两侧侧推进，，但每一一层作业业作为一一个工况考虑虑进行计计算，忽忽略平面面上流程程的时间差对对围护结结构受力力的影响响。中心岛法法对于平面面面积很很大的基基坑，采采用分层层开挖、分层层支护的的方法在在技术和和经济上上都不太合理理。由于于支撑的的长度很很长，为为了增大支撑撑刚度，，需要加加大支撑撑截面和和侧向支撑，，使支撑撑的造价价很高，，而且一一层平面的挖挖土量也也很大，，前后延延续的时时间比较长，，这就需需要在平平面上加加以划分分。中心岛法法是平面面划分的的一种考考虑，它它结合将厚底板板分设后后浇带的的划分，，将平面面分成两个部分分，中心心部分先先施工，，此时先先施工的面积比比较小，，而且具具有放坡坡的余地地，可以在坑内内按照放放坡办法法施工，，在中心心部分浇筑底板板以及地地下室的的部分结结构（如如核心筒、剪力力墙或柱柱）以后后，再分分层开挖挖四周的留土，，分层将将支撑连连接到已已建成的的底板或地下室室的构件件上去。。第一阶段段，放坡坡，浇筑筑中间部部分地下下室第二阶段段，对周周围部分分采用分分层开挖挖分层支支撑方法施工.底板地下室梁梁板支撑组合型的的开挖方方案在方案设设计时，，可以根根据工程程的具体体情况将上述述几种方方法加以以组合，，以发挥挥各自的优点点，形成成最经济济合理的的方案。。可以在立面面上组合合，也可可以在平平面上组组合。立面组合合主要是是指为了了减少围围护结构构支承的开挖深深度，将将围护结结构顶面面的标高高压低后形成上上部是放放坡，下下部是支支锚的组组合断面。围护护结构顶顶面标高高压低以以后，可可以减少围护结结构的工工程量，，减少支支锚的数数量；上部的处处理方法法视标高高降低的的数量和和土质条件而定定，以保保持上部部开挖面面的稳定定为原则。如降降低1m左右，可可以不放放坡，采采用砖砌挡墙保保护；如如标高压压低较多多，则可可采取放坡的办办法，也也可以采采用喷锚锚护坡的的办法。立面组组合的方方案可以以有效地地减少基基坑工程的难度度，明显显降低造造价。立面组合合平面组合合是指在在基坑的的几个侧侧面采用用不同的方法，，根据各各个侧面面场地宽宽余程度度的不同，采取取不同的的方法。。在场地地比较宽宽敞的部位尽可可能采用用放坡的的办法，，场地能能容纳重力式的的地方尽尽量采用用重力式式挡墙，，在实在放不下下重力式式挡墙的的部位才才采用排排桩式。这样做做的目的的是为了了节省造造价，但但在技术上带来来了一定定的困难难，主要要是在不不同型式的结构构连接处处需要做做好构造造处理，，这些部位往往往是最薄薄弱的环环节，也也是最容容易产生事故的的地方。。实例1组合型的的开挖方方案工程名称称：上海东方方明珠广广播电视视塔地点：上海浦东东基坑尺寸寸：基底面积积2700m2，开挖深深度12.5m，局部电梯梯井部位位深度19.5m围护结构构：采用二次开挖挖，三级级支护，，二级降降水的方案。先在地地面设置置第一级级轻型井井点，然然后将基基坑大开挖挖至－5.3m，放坡1:1.5，土坡采用用细石混混凝土护坡坡，在－－5.3m基坑内进进行沉桩桩和打设设钢板桩桩；沿坡脚脚布置第第二级轻轻型井点点，进行行第二阶阶段挖土土，按先撑撑后挖原原则设置置二道内内支撑，，完成－－12.5m的基坑开开挖，最最后对深深坑进行行第三级级支护。。支撑情况况：二道钢支支撑实测结果果：边坡水平平位移不不大于50mm，钢板桩桩上口水平位位移不大大于50mm，下部位位移较大大，局部部达400mm，立柱最最大上拔拔量120mm比较造价价：费用为常常规深基基坑施工工的三分之一一挖土速度度：工期为常常规深基基坑施工工的三分之一一方案评述述：对于场地地周围环环境要求求不高的的基坑工工程，在在立面上上采取放坡坡和钢板板桩支护护相结合合的方案案，将深深基坑转转化为开挖挖深度相相对较浅浅的基坑坑，技术术难度和和工程量量都有降低低，从而而缩短了了工期，，大幅度度降低造造价，这这个方案的的思路是是可取的的。选择围护护结构的的类型确定了了开挖挖方案案以后后，根根据开开挖方方案的的要求选选择围围护结结构，，从总总体来来说，，围护护结构按按材料料和施施工方方法大大体分分为三三种类类型，即即水泥土土搅拌拌桩、、排桩桩式围围护结结构和地下下连续续墙。选择围围护结结构时时应考考虑开开挖深深度、、地质质条件、、地下下水条条件、、施工工条件件和工工程要要求等因因素综综合确确定。。各种围围护结结构的的适宜宜性评评价围护结结构工程条条件水泥土土搅拌拌桩排桩式式（灌灌注桩桩）地下连连续墙墙开挖深深度小小于6~7m可以采采用不经济济不考虑虑开挖深深度7~12m不能采采用适宜于于采用用不经济济开挖深深度大大于10m不能采采用不合理理适宜于于采用用地下水水位高高适宜于于采用用加止水水帷幕幕适宜于于采用用孔隙比比及液液性指指数均小于于1的粘性性土不适宜宜于采采用适宜于于采用用分离离式排桩适宜于于采用用软土适宜于于采用用适宜于于采用用连续续式排桩适宜于于采用用围护结结构兼兼作永永久性结构构的一一部分分不适宜宜于采采用不适宜宜于采采用适宜于于采用用场地特特别狭狭窄且且环境要求求非常常高不适宜宜于采采用不一定定适宜宜于采采用适宜于于采用用围护结结构的的造价价比较较开挖深深度m4.55101418围护结结构搅拌桩桩排桩排桩连续墙墙连续墙墙单价（元/延米））730011100232005040080000围护结结构的的经济济比较较如按单单方造造价，，连续续墙每每一立立方米米的费费用明明显地高于于排桩桩，这这是因因为连连续墙墙施工工设备备的费费用比较高高的缘缘故。。根据上上海市市1990年代的的建筑筑工程程预算算定额额，地下连连续墙墙施工工时成成槽机机设备备的费费用相相当于于灌注桩桩施工工钻机机费用用的2倍。可可见在在适宜宜于用排桩桩的场场合采采用地地下连连续墙墙是不不经济济的，，只有在在开挖挖深度度很大大，环环境要要求特特别高高，采采用排桩桩式围围护结结构非非常不不合理理时才才采用用地下下连续墙墙作围围护结结构；；为了了充分分发挥挥地下下连续续墙的作作用，，提高高经济济效益益，将将地下下连续续墙围围护结构构兼作作永久久性结结构的的一部部分是是比较较合理理的方案案。12m左右深深基坑坑围护护方案案比较较围护类类型SMW工法钻孔灌灌注桩桩加止止水帷帷幕地下连连续墙墙方案24m桩长，型钢700300，1200800围檩，，3道609钢管支撑24m桩长，，钻孔孔灌注注桩800@1000，1200800围檩，，3道609钢管支支撑24m桩长，，宽度度800地下连续墙，1200800围檩，，3道609钢管支支撑围护费费用17000/延米19000/延米32000/延米工期10延米/天3延米/天16延米/天SMW工法具具有费费用低低、功功效高高的优优势7～8m左右深深基坑坑围护护（桩桩长15m）方案案比较较综合造造价造价比比钢板桩桩拉森IV型，小小咬口口，31351.00SMW工法850三轴搅搅拌机机，H70030063752.03钻孔桩桩600@70092402.95地下连连续墙墙600mm厚度，，长度度14m126004.02灌注桩桩加强强的搅搅拌桩桩墙体体在水泥泥搅拌拌桩墙墙体的的两侧侧或一一侧加加钻孔孔灌注注桩，，形成组组合断断面以以实现现对深深度大大于7m的深基基坑采采用无内内支撑撑的重重力式式挡墙墙（改改良的的重力力式挡挡墙））或简易易支撑撑的挡挡墙方方案。。开始始时，，在水水泥土土中加加筋作为为一种种技术术措施施采用用，用用廉价价的毛毛竹插插入水水泥土中中。发发展至至采用用钻孔孔灌注注桩加加筋已已经不不是一一种技术术措施施，而而是一一种组组合结结构，，这种种方案案的最最大优点点是造造价便便宜。。但这这种复复合型型的结结构内内力计计算方法法尚需需进一一步研研究，，钻孔孔灌注注桩的的布置置原则则也需进进一步步明确确。实例2水泥搅搅拌桩桩墙体体加钻钻孔灌灌注桩桩工程名名称：：上海新新亚汤汤臣大大酒店店地点：：上海海浦东东基坑尺尺寸：：基底底面积积6000m2，开挖挖深度度8.6m，局部部开挖挖深度度11.2m；围护结结构：：宽度度4.2~5.2m的重力力式挡挡墙，，墙身每每隔3m设置一一根直直径600mm的钻孔孔灌注桩加加强；；支撑情情况：：在地地面下下2.5m处设置置钢筋筋混凝凝土环形形支撑撑。实测结结果：：实测最最大水水平位位移32mm方案评评述：：在水泥泥搅拌拌桩重重力式式挡墙墙中采采用钻钻孔灌灌注桩加加强，，并可可以设设置支支撑以以避免免重力力式挡墙墙位移移过大大的缺缺点；；在8.6m开挖深深度的基坑中中，一般的的排桩支护护需要设置置二道支撑，，而在复合合式的围护护结构中只只需一道支撑撑，可以节节省造价，，且水平位位移也不大。。组合型的重重力式围护护结构由地下连续续墙构成的的T字形断面或或字形断面，成为为自立式围护护结构。如上海耀耀华皮尔金顿顿浮法玻璃璃熔窑无支支撑格形地地下连续墙工工程。大型型玻璃熔窑窑是浮法生生产线的关键键部位，平平面尺寸为为90m×50m，开挖深度度为13m。围护结构构采用由T字形槽段组成成的格形结结构，由内内墙、外墙墙、剪力墙、、墙顶圈梁梁和格内的的土体共同同承受水平荷荷载，成为为重力式结结构。实例3无支撑格形形地下连续续墙工程名称：：上海耀华皮皮尔金顿浮浮法玻璃熔熔窑地点：上海海浦东基坑尺寸：：长90m，宽50m，周长280m，开挖深度12.8m围护结构：：内墙采用厚厚度为0.8m的T形槽段和肋肋墙组成，翼翼墙长6.0m，深22m；肋墙长2.5m，厚0.6m，深15.1m。外墙由T形槽段和板板墙组成，，墙厚0.6m。剪力墙厚厚度为0.6m。支撑情况：：无支撑实测结果：：外墙墙顶水水平位移110mm，内墙墙顶顶水平位移80mm外墙最大沉沉降19mm，内墙最大大沉降6mm；比较造价：：与钢筋混混凝土角对对撑比较节节省一半造造价；与型钢支撑撑相比可节节省造价30%；挖土速度：：13.5万土方，用用32天完成，平平均每天4500m3，最高7000m3方案评述：：无支撑格形形地下连续续墙围护结结构是一种种依靠格内土土体自重增加加稳定性的的重力式挡挡墙。其结构由由内墙、外外墙和剪力墙墙组成，可可以认为，，内墙是直直接承受水水土压力的主要挡挡土结构，，通过剪力力墙与外墙墙连接，剪剪力墙的作用相当当于拉杆，，而外墙相相当于锚碇碇墙；但实实际上是具有一定定刚度的整整体结构与与格内土体体共同作用用。基坑开挖时墙墙顶位移大大于有内支支撑的基坑坑，但不影影响安全和使用，，且能缩短短工期，节节省造价。。平面分区方方案平面分区开开挖的目的的是为了总总体上满足足工期要求或或者为了分分期投资的的目的。平面分区包包括地下室室同一个平平面和不同同底标高两种种不同的情情况。但分区开挖挖必须设置置区域之间间的分隔围围护结构，这这部分费用用是额外增增加的，比比整体开挖肯肯定费用贵贵。需要进进行技术经经济比较才能能确定。案例4.金茂大厦基基坑分区复复合顺作法法基坑开挖面面积20000m2，地下三层层，基坑开挖至-15.1m，四道支撑撑。为了不使裙裙房的基坑坑施工影响响主楼的工工期，采用主楼和和裙房分区区开挖施工工方案。裙房外围采采用地下连连续墙，两两墙合一。。主楼与裙房之之间用钻孔孔灌注桩分分隔，准备备后期拆除，打打通地下室室。主楼裙房都都采用顺作作法施工。。案例5.环球金融中中心基坑分分区顺逆作作基坑开挖面面积22500m2，地下三层层，基坑开挖至-18.45m，四道支撑撑。也采用主楼楼和裙房分分区开挖施施工方案。。裙房外围采用用地下连续墙墙，两墙合一一。主楼与裙房之之间用钻孔灌灌注桩分隔，，准备后期拆除，，打通地下室室。采用主楼顺作作，裙房逆作作的方法施工工，可以节省支撑撑。实例6.大直径圆形钢钢筋混凝土内内支撑之一工程名称：万都大厦地点：上海虹桥开发发区主体结构：54层主楼，4层裙房，2层地下室基坑尺寸：长137.9m，宽112.3m，周长476m，基坑面积1255m2，开挖深度12.8m支撑尺寸：两道圆形钢筋筋混凝土内支支撑，直径92.3m，平面布置见见图实测结果：上道圆形支撑撑平均轴力17500kN；下道圆形支撑平均均轴力19500kN；平行位移＋＋3.9~－6.7mm；立柱平均上上浮23.8mm；围护结构（（排桩）最大沉降22.7mm，水平位移6.7mm；管线最大沉沉降47.1mm。比较造价：与钢筋混凝土土角对撑比较较节省一半造价；；与型钢支撑撑相比可节省造价30%；挖土速度：13.5万土方，用32天完成，平均每天4500m3，最高7000m3方案评述：圆形钢筋混凝凝土内支撑是是一种受力性性能好、布置合理理的支撑体系系；所形成的的敞开空间，为挖土土和混凝土浇浇筑施工提供供了非常方便的条件件，同时又减减少了混凝土土支撑的工程量节省省造价、缩短短了工期，是是一举数得的事。实例7.大直径圆形钢钢筋混凝土内内支撑之二工程名称：天津今晚报大大厦地点：天津南开区主体结构：38层主塔楼，2层地下室基坑尺寸：平面不规则，，最大尺寸为为长134m，宽115m，周长500m，开挖深度9m围护结构：钻孔灌注桩，，桩径800mm，桩长19.7m支撑尺寸：一道圆形钢筋筋混凝土内支支撑，直径66m，断面2000mm×1000mm，36根放射形钢管支撑。实测结果：钢钢管支撑轴力力1500kN~2000kN圆形支撑变形形为＋50~－30mm坑底回弹量24mm围护结构（排排桩）最大位位移112mm，一般在40~70mm管线最大沉降降47.1mm方案评述：天津与上海同同时发展了圆圆环形内支撑撑体系，这两个实录有有异曲同工之之妙。实例8.三围檩二支撑撑的钢筋混凝凝土内支撑体体系工程名称：外滩京城地点：上海北京东路路主体结构：建筑面积213,376m2；基坑尺寸：基坑面积13万m2，开挖深度12.5m，局部14.25m；支撑尺寸：两道钢筋混凝凝土内支撑，，第2道支撑与两道围檩檩连接见图；比较造价：与3道支撑方案相相比，节省造造价803万元；挖土速度：16万土方，用88天完成，平均每天2500m3，最高每天4500m3，与3道支撑方案相比比缩短挖土工工期5个月。方案评述：支撑竖向布置置方案既要满满足围护结构变变形和强度的的要求，间距距不能太大；但必须须便于机械化化施工，为了了满足汽车在支撑上上通行的净空空要求，需要要加大支撑竖向间距距。将一道支支撑支承在两两道围檩上，既加大大支撑的竖向向间距，又不不改变围护结构的计计算支点间距距，本例是一一个创造，改变了支支撑布置的固固有格局。支撑与围檩连连接的节点降水方案降水是在地下下水位比较高高的地区进行行基坑工程设计时面面临的一个重重要问题。采采取何种方案主要取决于于水文地质条件及及周边环境的要求。从施工工来说则要求提供供一个比较干燥的坑内施工工环境，为此应使使地下水位低于基坑底面0.5～1.0m左右。如地下水位高于这个位置，，需要采取降水的的措施，降水的方法很多，，都可以达到这个个目的。选择降水方案时应应考虑以下几个问问题：1.基坑降水深度的要要求；2.场地地质条件，土土层的渗透特性，，地下水的类型、流向和和补给条件；3.环境条件，场地周周围的建筑物和市市政管线的位置、类型、、对沉降的要求；；4.气象条件，雨季、、特别是暴雨季节节和暴雨量；5.施工单位所拥有的的降水设备和数量量；6.电源条件，需保证证有稳定的电源或或备用电源，以免断电电时基坑积水而坍坍塌。降水方案比较方案配合措施优点缺点适用条件坑内降水止水帷幕坑外水位不下降形成向坑内水头差差环境要求高无止水帷幕有利边坡稳定坑外水位下降环境要求不高坑外降水有止水帷幕减少围护的侧压力力坑外水位下降环境要求不高实例9上海外环越江隧道道工程概况：基坑由由连接井和风井组组成，连续墙入土深度42m～46m，开挖最大深度30.35m。降水要求：要求疏疏干三层含水层的的地下水。连接井布设六口降降水井与二口观测测井，风井布设十二口降降水井与一口观测测井。降水孔的布设降水井、观测井的的结构图井深：连接井50m，风井47m，降水井开孔直径700mm，井管直径273mm，滤管总长度20m。采用18台水泵,每台出水能力10m3/h。持续七个半月降水水，连接井中水位位降至－26m，风井降至－22m，基坑内实现了干施工。地面沉降小于50mm，对周边的影响很很小。实例10降水与回灌项目：上海友谊商店主楼楼地点：上海北京东路工程概况：主楼为升板结构，，长82m，宽34m，高33m，基础采用筏板基基础，基坑开挖深度为地面面下3.4m~4.2m；东侧10m处为6层框架结构、筏板板基础的上海人民广播电台大楼，，降水时需重点加加以保护。地质条件：硬壳层下为灰色砂砂质粉土和灰色淤泥质粘土。。渗透系数比较大，，影响的范围广，，上海人民广播电台大楼楼就在影响范围之之内，必须采取保护措施施。场地地处黄浦江和和苏州河交汇处，，北距苏州河60m，东距黄浦江120m，地下水补充的水源充沛，，是降水的不利因因素。降水方案主楼基础位于第③③1层灰色砂质粉土内内，渗透系数比较大，，降水的影响范围围也比较大，势必影响上上海人民广播电台台大楼，为确保其安全，需需在降水的同时进进行回灌，使上海人民广广播电台大楼下的的水位不明显下降。为减少对相邻建筑筑物的影响，采用用了比较短的6m长的轻型井点管，，涌水量按公式计算，得Q=76m3/d；井点系统周长258m，布置三套轻型井井点，真空泵型号号选用W4-1。在基坑东侧与上海海人民广播电台大大楼之间设置一排回灌井井，按要求回灌后后保持原地下水位，动水水位为6.5m，则求得回灌量为19.49m3/d。回灌井点长度取取8m，间距3m，共布置13根回灌井点管，回回灌井点距降水井点7m，距大楼3m。为对上海人民广播电台台大楼不致产生任任何影响，在降水前一天天就开始了回灌。。效果检测在降水开始后1个月左右涌水量趋趋于稳定，前45天的平均涌水量为为70m3/d，以后稳定在60m3/d左右，坡脚处的地地下水位一直保持在4.5m~5.5m范围内，满足了基基坑施工的要求。回灌区的地下水位位一直保持在原地地下水位左右，回灌水量在最最初几天里比较小小，以后逐步增大，至降水稳稳定时，回灌量也也趋稳定。回灌正常时，回灌灌量在18~22m3/d之间。典型方案比较比较重力式和排桩桩式两个方案两个工程的地点都都在上海浦东新区区，相距约1500m，地质条件相仿。。工程A为新世纪商厦，基基坑开挖深度8.11~11.5m，采用水泥搅拌桩桩重力式围护结构构，围护墙体宽度度8.7m，长度19.0m，在水泥搅拌桩墙墙体内都插入长度为10m的毛竹加强，用长长约700mm的直径12mm钢筋插入桩顶并与与250mm厚的盖梁内的双皮皮双向的钢筋连接。围护墙墙体座落的上海的的标准层5-2层灰色粉质粘土层上。工程B为招商大厦，基坑坑开挖深度10.3m，采用直径为800~1000mm的钻孔灌注桩排桩式围护结构，，水泥搅拌桩止水水帷幕，入土深度22~26m，进入5-2层灰色粉质粘土层，采用上、下下两道桁架式对撑撑和角撑结合的支撑体系。。对撑采用两股直直径580mm的钢管，连杆采用用H型钢；角撑采用单股直径609的钢管；采用钢筋筋混凝土围檩，第一道截面面1000mm×800mm，第二道截面1200mm×800mm。B工程是通常的做法法，围护结构以及及相邻地面的变形比较小小，因而是比较成成功的项目。从表25-27中的数据比较可以以看出，采用水泥搅拌桩桩方按的基坑工程程，其变形比较大，墙顶顶的水平位移几乎乎为排桩围护的10倍，附近地面的水水平位移相当于排桩围护的6～7倍左右，水平位移移速率最大已达到41.7mm/d。方案评述这两个工程的基本本条件相仿，开挖挖深度已超过10m，按照上海地区的的土质条件，一般以采用钻孔孔灌注桩排桩围护护结构为宜；但A工程却采用了水泥泥搅拌桩重力式围护结构，超过过了一般常规的做做法，工程进行过程中虽虽然出现过险情，，但终于成功了；排桩式和地下连续续墙方案的比较C工程和D工程均位于上海海浦东新区，相相距不到2000m，地质条件相仿仿，基坑平面形形状及支撑体系非常常相似。C工程为上海国际际航运大厦，基基坑开挖深度沿周边为11.5m，中部有局部深深坑，基坑面积为156m×68m；围护结构采用用桩径为1000mm和1100mm的钻孔灌注桩加加水泥搅拌桩止水帷幕，，围护结构入土深深度26.5m，桩端进入第6层暗绿色粉质粘粘土层，钻孔灌灌注桩与搅拌桩之间采用压压密注浆加固；；竖向设置两道支撑体系，，支撑平面布置置为中部两道桁架式对撑及及边撑，在对撑撑和边撑所形成的空间中加加设双向撑杆，，在基坑四角采用角撑，基基坑两端部都留留有较大的施工空间；在基基坑北侧和西侧侧采用水泥搅拌桩坑底加固固措施。D工程为上海证券券大厦，基坑开开挖深度12m，基坑周边总长352m，基坑面积7400m2；围护结构厚度为800mm的地下连续墙，，长度为21.0~22.5m，墙未进入第6层暗绿色粉质粘粘土层；竖向设两两道钢筋混凝土土支撑，第一道道支撑标高－2.2m，截面为800mm×1200mm，水平间距为16m；第二道支撑标标高－8.0m，截面为800mm×800mm，水平间距为8m；围檩截面为800mm×1200mm，平面布置为中部设对撑，四四角设角撑，在在基坑两端都留留有较大的施工空空间；排桩与连续墙方方案的比较工程C工程D墙顶水平位移5mm墙身最大水平位位移75mm70~108mm最大水平位移速速率0.6mm/d邻近建筑物沉降降60mm108mm邻近建筑物水平平位移27mm113mm邻近管线沉降35mm（煤）44mm（水）53mm邻近管线水平位位移25mm（煤）16mm（水）45mm方案评述这两个方案都取取得了成功，对对于12m左右的基坑，采用用排桩或地下连连续墙都是可行的方案，由由于没有经济性性指标，无法进行技术经济济的全面分析。。从实测数据来看，采用800mm厚度的地下连续续墙，其各项变形指指标均比排桩式式围护结构大。深基坑工程的监监测与控制钢筋混凝土内支支撑监测结果工程名称开挖深度围护结构支撑断面尺寸m设置标高m混凝土等级平均水平距离m最大计算轴力kN最大实测轴力kN最大实测墙体挠曲mm置地广场13.7m800mm地下墙0.65×0.70.8×0.70.8×0.7－1.15－6.15－10.25C30C40C4088823344547468315002000320042久事大厦13.35m800mm地下墙0.8×1.01.0×0.81.2×0.8－0.72－4.65－9.25C30C40C5010101032506015741140009200900044兰生大厦12.9m800mm地下墙0.9×0.91.0×0.81.2×0.8－0.40－4.70－8.90C30C40C5010101020005570787035007000910040所给出的最大支支撑轴力实测数数据表明，深基坑内支撑轴力力的最大值呈现现一定的规律性。第一道支撑的轴轴力是最小的，，在三道支撑的基坑中，一般般第三道支撑最最大；在开挖深度接近近的基坑中，支支撑距离大的基坑轴力大；支撑距离接近时时，开挖深度深深的基坑轴力大。影响轴力变化的的因素非常复杂杂，将实测值与计算的结果果相比却并不非非常符合，实测轴力大于计计算值或小于计计算值的情况都有出现。支撑轴力变化的的全过程支撑轴力的变化化大致分成3个阶段：增长阶段，随着着混凝土强度的的形成和开挖作作用，支撑轴力由由小到大急剧增增大，并趋于峰峰值；稳定阶段，由于于下一道支撑参参与工作，轴力力会有所变化，但但总的趋势是比比较稳定；再次增大阶段，，由于其它支撑撑构件的拆除，，或换撑过程中的的结构内力调整整使得业已稳定定的轴力又出现上上升段。挖土时钢支撑轴轴力（kN）的变化7工况支撑位置挖至第二道支撑底部挖至第三道支撑撑底部挖至坑底实测值增量实测值增量第一道支撑17121799＋871578－221第二道支撑28823216＋334第三道支撑3720注：1.开挖深度12.55m；墙深23.6m；2.地下连续墙厚800mm；3.钢管支撑，纵横横间距均为9m。混凝土支撑轴力力（kN）的变化6工况支撑位置挖至第二道支撑底部挖至第三道支撑撑底部挖至坑底实测值增量实测值增量第一道支撑6735.51110＋5625.5327－783第二道支撑55707432＋1862第三道支撑2964注1.开挖深度15.7m；墙深30.5m；2.地下连续墙厚度度800mm；3.钢筋混凝土桁架架梁对撑。浇筑底板以后，，支撑轴力明显显下降；拆除第第二道支撑后，第一道道支撑的角撑和和对撑的轴力都都有明显的增大，而在在拆除后经过几几天时间，支撑撑轴力稍有回落；浇筑底板及支撑撑拆除时支撑体体系轴力（kN）的变化7日期与工况第二道支撑第一道支撑角撑XN1对撑XN2角撑SN1对撑SN2挖至基坑底面标标高时51803412195540881月28日底板浇筑后5012179472024662月14日第二道角撑XN1拆除后3459198934592月16日第二道对撑XN2拆除后211836072月21日第二道支撑全全部拆除后19113437拆除第三道支撑撑时，第二道支支撑轴力增大而而第一到支撑轴力略有有下降，拆除第第二道支撑时，，第一道支撑轴力才有有提高。挖土及拆除支撑撑对支撑体系轴轴力（kN）的影响6工况位置挖土至第二道支撑底部挖土至第三道支撑底部挖土至基坑底面标高拆除第三道支撑拆除第二道支撑第一道支撑26322605205116581722第二道支撑490560626796第三道支撑5523注：1.开挖深深度11.75m；钻孔孔灌注注桩长长度28.5m；2.钻孔灌灌注桩桩桩径径1000mm；3.钢筋混混土对对撑与与角撑撑。除了基坑开挖挖、支撑设置置或拆除等施施工因素对轴力的的影响外，混混凝土收缩和和气候条件的变化化也有十分明明显的影响，，下表给出了气候候条件对支撑撑轴力影响的的实测数据，实测测的时间是从从上午8时至傍晚，在多云或晴晴天，由于气气温的日变化化幅度较大，傍晚晚的轴力比早早上增大15%左右，而在下雨雨天气，气温温的日变化幅幅度比较小，则轴轴力减小或基基本不变。温度对支撑轴轴力（kN）的影响7杆件位置日期天气实测轴力轴力变化变化百分比第一道角撑7月15日8:0018:00晴转阵雨阵雨过后2435.542042.45－393.09－16%7月17日8:0016:00多云2252.202596.17＋342.97＋15%第一道对撑800×1000mm间距16m7月15日8:0018:00晴转阵雨阵雨过后3452.013550.26－1.750%7月17日8:001600多云3843.744412.14＋568.40＋14%9月19日8:0016:30多云转晴5831.296910.24＋1078.95＋18%第二道对撑800×800mm间距8m9月19日8:0016:30多云转晴10977.7412317.23＋1339.49＋12%注：1.开挖深度10.2m；墙深22m；2.地下连续墙厚厚度800mm；3.钢筋混凝土对对撑和角撑。。在支撑条件相相同的条件下下，围护结构构的最大水平平位移越大，结结构内力也越越大，控制了了水平位移，，也就间接控制制了围护结构构的内力；墙体最大水平平位移与钢筋筋应力的实测测值9实测项目位置墙体最大水平平位移钢筋应力(MPa)位移值（mm）位移值/开挖深度南墙59.120.42%50.0北墙35.090.22%27.0注：1.开挖深度14m；2.地下连续墙，，墙厚800mm；3.4道钢管支撑。。钢支撑的最大大水平位移上海世界广场场围护结构的的最大水平位位移7测点编号12345678最大位移值mm47.571.5112.787.758.483.758.654.8测点深度m14.015.012.512.513.013.014.514.5测点深度与开开挖深度之比%0.880.940.780.780.810.810.910.91位移与开挖深深度之比%0.300.450.700.550.360.520.370.34位移与墙深之比%0.160.240.380.290.190.280.200.18注：1.开挖深度16m；墙深30m；2.地下连续墙厚厚1000mm；3.钢梁支撑，纵纵横间距均为为6m。混凝土支撑的的最大水平位位移上海南洋广场场围护结构的的最大水平位位移6测点编号12345678最大位移值mm38.039.533.842.936.845.523.636.0测点深度m15.017.014.014.015.017.012.016.0测点深度与开开挖深度之比%0.961.080.890.890.961.080.761.02位移与开挖深深度之比0.240.250.220.270.230.290.150.23位移与墙深深之比0.130.130.110.140.120.150.080.12注：1.开挖深度15.7m；墙深30.5m；2.地下连续墙墙厚度800mm；3.钢筋混凝土土桁架梁对对撑。数据表明，，钢筋混凝凝土支撑的的最大水平平位移发生在在基坑的底底面附近；；而钢支撑撑的最大水平平位移一般般发生在基基坑底面以以上。比较最最大水平位位移值与开开挖深度之之比值以及最最大水平位位移与墙深深之比值发发现，采用钢钢支撑时的的数值均大大于钢筋混混凝土支撑，，说明在相相同的条件件下，钢筋筋混凝土支撑撑能更有效效地减少围围护结构的的水平位移，，减少对环环境的影响响。施工工况对对围护结构构水平位移移及位移速率率的影响最大的位移移速率发生生在最下面面的一道支支撑，在底板板浇筑完毕毕后速率就就显著减小小。因此在开开挖最后一一层土时必必须加快施施工，迅速将将底板浇筑筑完毕，就就能抑制围围护结构过大大变形的发发展。比较较分析也可可发现，采用用钢筋混凝凝土支撑时时，围护结结构的水平位位移的速率率比钢支撑撑时小得多多。钢支撑施工工况对对围护结构构水平位移移（mm）及位移速速率（mm/d）的影响7测点1234567完成第一道道支撑位移0011000速率000.10000完成第二道道支撑位移1829462920－94速率2.53.01.52.53.00.750.05完成第三道道支撑位移5288545335615速率3.07.02.04.010.03.51.5底板刚浇筑筑完位移89887778561925速率1.52.01.51.52.0