福州平安大厦深基坑支护设计与施工

1、福州平安大厦深基坑支护设计与施工阮广招黄金灿摘要深基坑支护设计与施工是当前城市高层、超高层建筑突显的技术难题。通过工程实例，从设计方案的选择到施工、监测，提供了有益的经验。关键词挡挡土桩环梁支支护结构构拱圈圈水平平支撑11工程程概况福州平平安大厦厦系一座座31层商住住楼，高高度1115 mm，占地地面积446144 m22，总建建筑面积积373355 m2。设地地下室3层，基基坑平面面尺寸556.66 m36.5 mm，自然然地面标标高-11.655 m,坑底标标高-111.770 mm，开挖挖深度110.005 mm，土方方开挖工工作量约约210000 m3。2地质条条件拟建场场地处于于福州

2、盆盆地中部部，上部部覆盖层层为海陆陆相冲积积形成的的砂性土土，基底底为燕山山期中粗粗粒花岗岗岩。在基基坑支护护桩埋深深范围内内，自上上而下垂垂直分布布地层为为：杂填填土，灰灰黑色，松松散，夹夹碎石块块，厚度度1.53.6 m；粘粘土，黄黄绿色，可可塑，厚厚度23 m，容重=188.300 kNN/m33，内聚聚力C=550.666 kkPa，内摩摩擦角=144.199；淤泥泥，深灰灰色，流流塑（天天然含水水量55.8%74.2%），厚厚度5.710.11 m，=188.100 kNN/m33，C=77.922 kPPa，=4.95；粉质质粘土，褐褐黄色，可可塑，厚厚度1.45.7 m，=177

3、.500kN/m3，C=119.990kPa，=9.51；含泥泥中细砂砂，灰白白色，中中密，粒粒径0.1100.255 mmm，含泥泥量15%20%，厚度2.710.44 m。水水文地质质情况：地下水水位在自自然地面面下0.61.7 m，场场地内除除淤泥、粘粘土层顶顶上贮有有上层滞滞水外，还还有埋藏藏于粘土土层下中中细砂至至碎卵石石的多层层承压水水。对本本工程而而言，关关键是要要隔断来来自于含含泥中细细砂的承承压水（第第一含水水层）。经经现场抽抽水试验验，此含含水层渗渗透系数数k=11.622m/d；单孔孔涌水量量q=111.448m3/d；影响响半径R=996.55m。3支护结结构设计计基坑

4、支支护结构构一般由由垂直挡挡土结构构和水平平支撑结结构组成成，设计计方案必必须满足足以下2方面要要求：保保证边坡坡稳定及及周围建建筑物、地地下管线线设施安安全，不不得引起起拟建物物正面五五一路主主干道开开裂，影影响市区区交通；确保基基坑开挖挖顺利进进行，并并提供足足够的地地下室施施工作业业空间。根据上述要求，业主邀请了有关专家多次研讨，经可行性论证、方案比较，最后确定方案如下。3.1以以钻孔灌灌注桩作作为基坑坑的挡土土结构，高压旋喷桩形成止水帷幕（如图1所示）图1深基基坑支护护桩平面面布置图图首先依依据开挖挖各土层层的的、C、值，当当把挡土土桩视为为弹性地地基上的的竖直构构件，基基坑开挖挖面以

5、下下的土体体视为直直线变形形体时，采采用库仑仑郎肯公公式计算算坑外侧侧土压力力，然后后考虑基基坑面积积、开挖挖深度、施施工条件件等综合合因素确确定。本本工程钻钻孔挡土土桩直径径8000 mmm，桩长长23 m，桩桩端落在在含泥中中细砂层层上，沿沿封口环环梁中轴轴线布置置，砼强强度等级级C25，配筋筋率0.88%，数量177根。止水帷帷幕旋喷喷桩沿2根钻孔孔挡土桩桩外切圆圆密布，计计算桩径径5000 mmm，桩长长15 m（阻阻隔上层层滞水及及第一含含水层），水水泥置换换率18%22%，数量179根。水平支撑结结构由2层椭圆圆环形钢钢筋混凝凝土梁和和14根格构构式钢架架竖向支支柱组成成(如图2所

6、示)图2支护护结构剖剖面图第第一道水水平支撑撑梁面标标高-33.355 m，断断面尺寸寸10000 mmm8000 mmm；第二二道水平平支撑梁梁面标高高-7.75 m，断断面尺寸寸12000 mmm8000 mmm。设计采采用双层层椭圆环环梁及其其临时钢钢架立柱柱与钻孔孔挡土桩桩及其桩桩顶封口口梁共同同作用形形成一个个空间结结构来承承受基坑坑开挖后后侧向土土压力、水水压力和和附加压压力。两两相交的的双椭圆圆梁水平平支撑见见图3，在基基坑四周周共形成成了6个拱圈圈。众所所周知，拱拱圈结构构承受水水平推力力后产生生的内应应力较小小，并使使水平支支撑构件件完全处处于受压压应力状状态，有有利于抵抵抗

7、基坑坑外侧压压力。相相交双椭椭圆水平平支撑结结构除了了受力状状态最佳佳外，还还有一个个优点，就就是基坑坑左右两两半形成成无任何何障碍物物的宽阔阔空间，极极有利于于机械挖挖土及构构筑地下下室时装装模、布布筋、浇浇注混凝凝土作业业。图3第一一道平面面支撑结结构图经计算算水平支支撑椭圆圆环梁砼砼强度等等级为C25，其配配筋计算算可采用用PK程序、TBSSA程序计计算叠加加，配筋筋率0.77%，箍筋筋按构造造要求设设置。4支护结结构施工工与土方方开挖4.1钻钻孔挡土土桩施工工钻钻孔灌注注桩作为为挡土桩桩使用，施施工时需需注意：(1)桩孔施施工顺序序应按同同一轴线线5孔为一一小组，3小组为为一大组组，跳

8、隔隔循环施施工，以以避免已已灌注的的桩身砼砼受到破破坏。(2)桩孔垂垂直度要要求要比比工程桩桩更严，一一般0.55%L(L为桩长)。否则则，同一一编组最最后一根根桩难以以施工到到位，影影响质量量。(3)钢筋笼笼投放埋埋设要准准确，受受拉、受受压区密密布弧段段欲放置置于基坑坑内外侧侧方向，这这样才能能发挥钢钢筋在混混凝土构构件中作作用。4.2旋旋喷止水水帷幕桩桩施工按设设计要求求，本工工程旋喷喷止水帷帷幕桩选选用单层层管法施施工，喷喷浆压力力1218 MPaa，喷管管提升速速度1520 cm/minn，浆液液水灰比比1，水泥泥置换率率15%。4.3封封口梁、上上下椭圆圆水平支支撑环梁梁施工(1)

9、挡土桩桩顶封口口梁及第第一层（上上层）椭椭圆水平平支撑环环梁先行行施工。工工艺流程程是：定定位放线线模板工工程钢筋工工程砼工程程。对拱拱圈与封封口梁、角角撑、立立柱等交交汇节点点处，均均应采取取加强措措施，确确保安全全。(2)根据先先支撑后后开挖原原则，当当土方开开挖至-7.775 mm标高时时，停止止挖土作作业，按按第一道道水平支支撑环梁梁施工方方法施工工第二道道（下层层）椭圆圆水平支支撑环梁梁。4.4基基坑土方方开挖依施施工组织织设计，本本基坑工工程土方方开挖分分3个阶段段进行。第第一阶段段，从自自然地面面标高-1.665 mm挖至-33.355 m，挖挖深1.70 m(该标高高以上土土体

10、用M10水泥砂砂浆砌筑筑2400 mmm厚砖墙墙挡土)，然后后凿去挡挡土桩顶顶疏松砼砼，施工工桩顶封封口梁及及第一道道椭圆水水平支撑撑环梁。第第二阶段段，待第第一道水水平支撑撑环梁砼砼强度达达到设计计值后，继继续开挖挖至-77.755 m,挖深4.40 m，施施工第二二道水平平支撑环环梁。第第三阶段段，待第第二道水水平支撑撑环梁砼砼强度达达到设计计值后，继继续挖土土至-111.770 mm，挖深深3.995m。最最后一次次开挖局局部深度度到达基基底标高高后，要要随挖随随即浇捣捣3000 mmm厚C15毛石砼砼垫层，并并使封底底砼紧抵抵挡土桩桩。4.5土土方开挖挖的注意意事项(1)采用机机械开挖

11、挖，注意意防止挖挖掘机铲铲斗碰撞撞损坏工工程桩及及临时支支柱。(2)在土方方开挖过过程中，自自始至终终要做好好排水、疏疏水、截截水、降降水工作作。(3)每日挖挖出的弃弃土，应应当班运运走，严严禁基坑坑四周堆堆土过量量（堆土土高度1 mm），否否则会增增加挡土土桩的附附加荷载载。(4)-110.770 mm以下部部分土体体要采用用人工挖挖掘及修修整。承承台施工工应逐个个进行，土土方挖好好后即刻刻浇捣钢钢筋砼，避避免大面面积开挖挖或基坑坑长时间间暴露。5施工监监测由于影影响基坑坑工程安安全的不不确定因因素甚多多，故需需采取信信息化施施工，对对基坑施施工全过过程进行行监测。(1)根据埋设于挡土桩顶封

12、口梁上10个位移观测点监测，挡土桩向基坑内侧方向最大水平位移S=34 mm40 mm，满足一级安全等级的支护要求。(2)经椭圆环梁预埋钢筋应力计测定，拱圈水平支撑构件均处于受压状态，压应力不大。(3)开挖基坑底部未出现土体变形与隆起。(4)基坑开挖作业自1997年12月8日开始至1998年3月29日结束，累计112天（含春节放假15天），正面五一路市区交通干道及地下管线未发现异常情况，周围建筑物正常使用。6技术经经济效果果(1)该基坑坑支护结结构工程程总造价价320万元，按按支护延延长米计计算173390元/m，按支支护面积积计15449元/m2，按支支护空间间体积计计153元/m3，比预预算造价价节约18.5%，效益益可观。(2)本工程采用钻孔挡土桩、高压旋喷止水帷幕、双层椭圆环梁水平支撑的支护结构体系，技术先进，安全适用，经济合理。(3)水平支撑拱圈结构受力佳，空间大，极利于多层地下室施工，为类似深基坑施工提供了有益的经验。选自探矿矿工程星欣设计图图库资料料专卖店店拥有最最新最全全的设计计参考图图库资料料，内容容涉及景景观园林林、建筑筑、规划划、室内内装修、建建筑结构构、暖通通空调、给给排水、电电气设计计、施工工组织设设计等各各个领