深基坑支护结构的选型问题

1、深基坑支护结构的选型问题摘要：基坑工程的选型要根据支护类型的特点、地质条件和基坑周边环境的 要求来确定,才能到达经济、合理的设计,本文根据几个典型的基坑工程方案的 分析,进一步说明了基坑支护选型的方法及须注意的问题.一、前言基坑支护设计中首要的任务就是选择适宜的支护型式,然后进行支护结构的计算分析,根据计算分析进行支护结构的设计,包括结构截面、支撑或锚杆尺寸、 入土深度等的设计.同一个基坑,假设采用不同的支护型式,造价相差可能是巨大 的,深圳罗湖车站的支护型式的优化,节省造价一千多万元,其中最大的优化是 在强风化岩层中把桩+锚杆的支护型式优化为土钉墙支护.而在有些地方,如软 土或砂层较厚而周边

2、民居又近的地方,当采用土钉支护时,又会造成危险.因此, 合理的选择基坑支护型式是很重要的.本文根据笔者所接触的一些典型的基坑工 程支护型式的分析,就基坑支护的型式的选择,说明选型的具体方法,供同行参 考.二、不同基坑支护型式及其特点及支护选型的原那么要合理选择基坑支护的型式,一方面要深刻了解各种支护型式的特点, 包括 其合理性、优点和缺点,另一方面要结合地质条件和周边的环境和工程造价进行 综合考虑,因此,大的原那么应主要考虑三个方面：1、不同基坑支护型式的特点；2、地质条件和周边的环境；3、工程造价.而对不同基坑支护型式的特点的熟悉是很重要的, 一般支护的型式的适用范 围和主要特点可简单概括为

3、：1、放坡,适用场地开阔,无变形限制要求,造价低.2、土钉支护,一般适用周边构筑物少,地质条件较好的情况,软土或砂层 地质要慎用或采取增强型方案.土钉支护位移限制缺乏合理的计算理论,因此, 对位移有严格要求的场地应慎用,造价较低.3、排桩支护,排桩支护刚度好,适应性广,结合桩间止水也可用于砂层, 止水效果没有连续墙好,造价低于连续墙,而大于土钉墙.4、地下连续墙,通常连续墙的厚度为 600mm800mm1000mm有厚达1200mm 的,但较少用.润扬大桥锚碇基坑深 48m采用了 1200mm3勺地下连续墙.地下 连续墙刚度大,止水效果好,是支护结构中最强的支护型式,适用于地质条件差 和复杂,

4、基坑深度大,周边环境要求高的基坑支护,但造价较高,施工要求专用设备.5、支撑形式,主要有碎支撑、钢支撑和锚杆,一般碎支撑刚度大,但撤除 不方便；钢支撑刚度相对小一些,但撤除方便,可预加轴力到达限制位移的目的； 锚杆刚度小,位移限制主要通过施加预应力来实现,锚杆一般要打入基坑以外的 地下场地,会对周边环境有一定影响,最好要求有较好的锚固土层.6、重力式搅拌桩挡土结构,一般适用于7m以内的软土地基基坑,且周边对 位移要求不很高的情况.三、假设干工程实例分析一地质条件差,周边环境要求高,宜用刚性支护1、某工程,平面如图1-1所示,设计二层地下室,基坑深度约9m周边 建 筑较多,尤以西侧和南侧,基坑边

5、距一些天然地基旧房子仅 34m典型地质如 图1-2所示.该工程在投标时,有以下几种方案：搅拌桩 +土钉支护；钢板 桩+支撑；钻孔桩+支撑,桩间止水.比拟而言,方案是不平安的,土钉支护 要在土层中打入大量土钉,在砂层中难以保证水砂不漏,同时土钉对周边土体扰 动大,周边旧房难以保证平安,故该方案是不平安的.方案支护结构太柔,易 变形,而周边旧房根底为天然地基,对支护变形要求严格,同时也难以保证其支 护滴水不漏,因此也是不够平安的.比拟而言,方案应是较适宜的方案,排桩 刚性大,支撑采用碎支撑刚度大,支护变形小,因此是较合理的方案.当然,对 本工程,假设采用地下连续墙结合地下室侧墙,那么可能更合理更平

6、安.Q3nl图1-1基坑平基图天然地基民房杂填上淤质上中粗砂|强风化岩图IB地质剖面图2、某工程基坑支护方案平面图如图1-3所示,周边也是很多天然地基旧房,楼高 46层,最近离 基坑边约3m二层地下室,基坑深度约 9m,典型地质剖面如图1-4所示,采用 直径为小800的钻孔桩,桩间加小600的旋喷桩止水,二桩一锚的预应力锚索,位置在桩顶以下3m淤泥桩4 80瓶占孔L=14000T0004 600旋喷桩L=130001(7d2强风化泥岩排水沟0口中风化泥岩图1-4地质剖面图及基坑支护方案该方案采用预应力锚索存在一定的危险性, 一是锚索施工易扰动淤泥层,影 响周边天然地基旧房的平安,二是悬臂开挖至

7、锚头位置以下时,可能已产生较大 的水平位移,已影响周边旧房的平安,因此,该方案应把锚索改为碎支撑等刚度 大、对基坑外土体扰动小的支撑系统较为可靠,且造价还可能会廉价.3、逆作法施工该工程地下室5层,基坑开挖深度约18m周边民居多且邻近珠江,地下水 丰富,如图1-5所示,地质条件差,如图1-6所示,该基坑采用厚800mm勺地下 连续墙逆作法施工,利用地下室楼板兼作支撑,支护结构整体刚度大,墙体水平 位移一般为10mmfc右,保证了周边环境的平安,是合理的方案.-4.0杂填土-6.0二淤泥-12.01.胸 *a细砂-16.0粉质粘土, 可塑-18.0用 强风化干 中风化0.0.0.0-3.6-7.

8、1-10.6-14.1基坑底 -17.65图1-6 ,、谢中国大厦地质剖面图及地下室分层二土岩结合,岩体用土钉,经济合理1、067工程图2-1所示为067号工程的地质剖面,在土层范围内利用密排人工挖孔桩加 锚杆支护,岩层局部采用垂直开挖.中风化岩hl=1图2-1 067号支护剖面图微风化岩11= 500ml OOftnn这个工程在岩层埋藏较浅的地层具有代表性, 是因地制宜的典型代表,能在 保证平安的前提下达以尽可能的节省,在广东省具有一定的代表性.三充分利用圈梁的作用图3-1所示为大楼的基坑支护方案,该基坑为一层地下室,开挖深度为5.7m, 由于紧靠河边,地层复杂,含有软土、砂层,采用地下连续

9、墙支护,在地下连续 墙顶位置处有一主体结构梁,充分利用其作用,采用局部锚杆解决圈梁弯矩过大 的问题,在四周约200多米周长的边长上,仅布置了 14根锚杆,即解决了支撑 问题,剖面图如图3-1所示.该工程实施后取得了较好的效益和效果.图3屋梁及锚杆平面布置图(四)同一基坑用不同的支护方案对同一基坑工程,由于周边地质条件不同,可采用不同的支护方案,到达经 济、合理的目的.(1)某大酒店该工程地下室四层,开挖深度19.2m,实际约20m是当时广州市最深的基 坑工程,平面图如图4-1所示,采用密排人工挖孔桩和一桩一锚的锚杆支护体系, 其周边地质条件不同,各部位的锚杆排数根据基地质条件的不同而不同,分别

10、为一排至五排,以南北两侧为例,北侧强风化岩面较高,采用了一排锚杆,如图 4-1所示,南侧土层较厚,采用了三排锚杆,如图 4-1所示.这种同一基坑根据 具体位置的地质条件的不同而采用不同的锚杆方案是较合理的警?i友-帖 一厚巨北Mr 一隈泊门损一层二桩一幡,曲1；旗广东亚舞|国际大蔺店二|帚型.«良在倒Rzt*)口 空 GoilOT SS “«与 “事理i MXHR s SKB-W?3 一巴 I .50±w早.,I<:.三O0J31(置z杳摩*X -snso =叨 (4w最.开展)?口 照第常一承虞闺应畏厂t* « (4. Ov 9. 5一 15.0双薪,水平Uffi力QN图小 皤杆布图2城市广场该基坑工程4层地下室,开挖深度约19m周边地质条件有岩层和土层,在 土层较厚的一侧,采用密排人工挖孔桩,支撑在角边处采用碎角支撑,基坑边的 中部采用锚杆,在强风化岩层较浅的一侧,那么采用了土钉支护,如图 4-3所示, 真正做到了因地质制宜,到达了平安、节省的目的,是一个较优化的支护方 案.图4«2 新光城市广场基坑支护平面布置图四、结论基坑支护型式的合理选择,是基坑支护设计的首要工作,应根据地质条件, 周边环境的要求及不同支护型式的特点,造价等综合确定.一般当地质条件较好, 周边环境要求较宽松时,可采用柔性支护,如土钉墙等；当周边环