红粘土地区在不同荷载状态下基坑支护方式的设计及变形分析

精品文档-下载后可编辑红粘土地区在不同荷载状态下基坑支护方式的设计及变形分析【摘要】针对基坑周边场地狭窄，施工便捷环境复杂的条件，对不同的支护面采用不同的支护技术措施，根据现场实测位移，分析对比不同支护方式对基坑的变形控制。

【关键词】基坑支护；抗滑桩；格构锚索

1、前言

由于现阶段的城市建设，大量的深基坑集中在市区，施工场地狭小，基坑周边建筑林立，道路和地下设施密集，大大增加了基坑支护的难度，对基坑变形量的控制提出了更高的要求。

2、工程概况及地址情况

贵阳市XX安置房项目位于贵阳市XX医院南侧，东侧为复兴巷道路和医院附属楼，西侧距南明河24～27m且紧邻新建广场景观带，距南明河24～27m。

拟建物占地面积5060.0m2，平场后开挖基坑将形成高10.0m～11.5m的基坑边坡，基坑周边条件复杂，基坑支护要求及难度较大。基坑为临时性基坑，使用期限为1.0年。经基坑边坡钻探揭露，场地地层结构自上而下主要由杂填土、红粘土和三叠系安顺组基岩构成。

土层分布及性质见表1.

3、基坑支护方案

（1）基坑的东侧和北侧及西北侧边坡直立开挖后，周边建筑紧邻边坡顶边线，已建房屋对边坡变形很敏感，因此边坡变形控制要求严格，边坡土层较厚，为控制边坡的变形和稳定，采用桩长15m（平均嵌固端为4m），桩径1.5m，桩距4m的围护桩进行支护；

（2）基坑的西侧紧邻南明河景观带，南侧相对空旷，基坑上部荷载相对较小，采用钢筋混凝土格构梁+预应力锚索对基坑壁进行支护，以控制基坑变形和稳定性。格构锚索采用横向间距3m，竖向间距3m的直径为130mm的预应力锚索，预加应力为700KN，锚固段嵌入完整中风化岩5m，自由端长6m。竖向肋柱和横向连系梁都为钢筋混凝土构件，截面都为400×400mm。

4、测点布置及变形限值

根据基坑现场观测条件，在支护结构（抗滑桩或格构肋柱）、基坑外周围地表及建筑物四角、沿外墙每10～15m处、沉降缝和伸缩缝两侧上布设水平位移和垂直位移观测点。根据规范GB50007-2022《建筑地基基础设计规范》规定，在基坑变形设计控制指标中，当周边建筑与基坑距离（即6m）小于基坑深度（即11m左右）时，支护结构最大侧移应0.18%H，即19.8mm，基坑外地表最大沉降量0.15%H，即16.5mm。

5、基坑变形分析

在西侧和南侧基坑开挖支护的过程中，采用格构锚索的支护方式，在第一层开挖并支护第一道预应力为700KN时，观测格构肋柱的最大水平位移在最高点，即基坑的顶端。而随着基坑的继续开挖和支护，在加上第二道和第三道锚索后，维护结构的最大变形量在两到支护锚索之间，肋柱中部鼓起，整体变形呈“弓”字型。这是由于在第一层开挖时，肋柱的刚度相对土的侧压力较大，肋柱的变形相当于绕着柱底发生的转动变形。而随着基坑的开挖，土的侧压力急剧增大，肋柱的相对刚度较小，在土压力和第二、第三道锚索的拉力共同作用下，柔性格构柱发生中部鼓起变形。

在北侧和东侧基坑开挖支护过程中，采用抗滑桩支护。基坑支护后，采用数值模拟的方法，基本描述了基坑的整体变形趋势，如图4。基坑周边地表发生沉降变形，最大沉降点并不是发生在基坑的顶端，而是由近到远变形量先是增大的趋势，后逐渐变小。而维护桩的变形呈上下较小，中间较大的“弓”字型。最大变形量在距柱顶的2/3位置，基坑极易从此处发生整体滑移，建议采用水平横支撑进行加固。由于基坑开挖过程的不断卸荷，在基坑开挖完成后坑底有回弹隆起，其隆起趋势为中间大两侧小，呈抛物线型。在收集到的变形实测数据对比中，由图5地面沉降对比图可知，西南侧格构锚索支护处的最大沉降量为13.8mm，比抗滑桩处毗邻房屋建筑处最大沉降量11.3mm大，这与西南侧格构锚索支护处离河水较近，地下水较高、基坑顶端堆放有施工中建筑材料以及格构锚索系统的刚度偏小等因素有关，地表沉降曲线呈“凹槽形”。

6、结论

本工程根据实测变形量，定性分析对比了两种支护结构的变形模式。（1）基坑土体绝大部分处于弹性工作状态，格构锚索体系比围护桩的刚度相比较小，控制基坑变形的能力相对较弱，基坑地表周边有建筑物，宜选用围护桩结构支护。（2）地下水的水位对基坑土体有较大影响，因某种原因浸泡过的基坑，土质强度降底，对基坑稳定性不利，施工应做好排水降水措