趙　剛

摘要：復(fù)雜地形條件下，高層建筑地下室工程設(shè)計與施工創(chuàng)新十分必要。在場地條件限制下采用鉆孔樁和鋼板樁等系列技術(shù)，不僅提高施工安全性，同時能夠節(jié)時省力。

關(guān)鍵詞：基坑支護(hù) 結(jié)構(gòu)設(shè)計 支撐 監(jiān)測

1.工程地形與施工形勢分析

建筑由于功能和結(jié)構(gòu)需要，大多設(shè)置地下室。由于地下室工程的施工環(huán)境特殊、涉及復(fù)雜，容易出現(xiàn)質(zhì)量問

題，對設(shè)計和施工有一定的特殊要求。某建筑工程占地成矩形，長55.52m，寬18.5m。高15層，地下一層，高分別為4.4m和3.4m，外露0.9m在地上。場地自然標(biāo)高約-0.90m，地下室挖土深度分別為5.5m及6.45m。地質(zhì)情況：0～3.7m為雜填土，松散；3.7～16.7m為淤泥質(zhì)粘土，飽和流塑；16.7～24.1m為中細(xì)砂角礫層，飽和，中細(xì)砂松散，角礫稍密；24.1～26.6m為粉質(zhì)粘土，飽和硬塑；26.6～29.3m為粉質(zhì)土層，濕堅硬；29.3～55.5m為強(qiáng)風(fēng)化花崗片麻巖。

2.基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計方案選擇與驗算

地下室基坑南面采用拉森Ⅲ型鋼板樁圍護(hù)，其余三面采用鉆孔樁φ800、φ1100圍護(hù)，鉆孔樁外側(cè)采用φ500、φ400粉噴樁聯(lián)成止水帷幕。鉆孔樁除基坑底為-7.35m部分采用兩層水平支撐外，其余鉆孔樁均采用一層水平支撐設(shè)計，鋼板樁采用兩層水平支撐設(shè)計。一層支撐體系采用鋼筋混凝土梁，中間設(shè)φ800鉆孔支承樁。二層支撐體系采用HK300C工字鋼。先加設(shè)支撐，然后支撐與承臺混凝土一起澆筑?；用嬉韵轮ёo(hù)結(jié)構(gòu)的反彎點(diǎn)取在土壓力零的d點(diǎn)，視為一個等值梁的一個鉸支點(diǎn)，計算樁上土壓力強(qiáng)度等于零的點(diǎn)離基坑底面下的距離為：y=Pb/r(K?Kp-Ka)=2.94m。計算鉆孔樁最小入土深度to=X+Y，X=10m，求得：to=12.94m；t=1.13×to=14.62m；L＝h+t=5.5+14.62=20.12m。綜合考慮樁長取L＝20m。按剪力為零處彎矩最大，求得最大彎距：Mmax=246.8kN/m。采用φ800徑鉆孔樁，每隔1100mm布置，最大彎矩設(shè)計值：Mmax＝246.8×1.1×1.2＝325.8 kN/m樁混凝土等級為C25，通過常規(guī)方法計算，鉆孔樁選配16φ20（對稱配筋，承受最大彎矩每側(cè)配密箍φ8@250）。水平支撐GL1的截面設(shè)計：水平支撐GL1的截面尺寸定為500×900mm，作用于GL1的豎向荷載包括GL1的結(jié)構(gòu)自重g=1.25kN/m和支撐頂面的施工荷載q=9.7kN/m2，作用在支撐結(jié)構(gòu)上的水平力包括由土壓力和坑外地面荷載引起的圍護(hù)墻對腰梁QL1的側(cè)向力?？砂磭o(hù)墻沿腰梁長度方向分布的水平乘以支撐中心距確定，即支撐的軸向力為NO＝7.5Ra=7.5×134.6=1009.5kN。水平支撐GL1按偏心受壓構(gòu)件計算。取內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值綜合系數(shù)為1.2，則GL1上的彎矩M＝1.2×（g+q）lo2/8=219.1kN/m；軸力為N＝1.2No=1211.4Kn，腰梁QL1的截面設(shè)計：QL1梁的截面尺寸定為500×800mm，圍護(hù)墻沿QL1梁長度方向分布的水平反力為q=Ra=134.6 kN/m，考慮八字撐的影響，QL1梁的計算跨度按規(guī)范取lo=(l+l1)/2=5.0m，QL1梁按連續(xù)梁考慮。查表知Mmax=0.107qlo2×1.2=504.75kN/m，最大剪力Qmax=0.607，qlo=408.5kN。鋼板樁的計算：基坑深6.5m，經(jīng)驗算是一層內(nèi)支撐不滿足要求，為此要用第二層內(nèi)支支撐。采用現(xiàn)在拉森Ⅲ型鋼板樁，其截面特性：Wx=1600×103；f=200N/mm2；最大彎矩設(shè)計值：Mmax=1.2×189.2=227.04kNm/m；f=Mmax / Wx=142﹤200N/mm2；考慮到現(xiàn)有鋼板樁規(guī)格等因素，經(jīng)驗算樁長設(shè)計為20m，保證深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)安全。二層水平支撐QL2截面設(shè)計：GL2梁采用HK300C鋼梁，其自重q=1.77kN/m；自重產(chǎn)生彎矩M=22.2 kN/m；軸向力No=7.5RB=2188.8Kn；ε=M?A/N；W=0.089＜30；λ=lo/iy=117；ψb=0.374；f=2 =260N/mm2﹤315 N/mm2。理論值經(jīng)驗算符合設(shè)計規(guī)范。

3.基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)施工處理措施要點(diǎn)

為避免施工打工程樁時震動及土壤擠壓對酒店基礎(chǔ)影響，鋼板在工程樁施工前先打，打完鋼板樁后在板樁背后做排水溝。鉆孔樁完成后，降土約1.3m深(即支撐梁面標(biāo)高-2.2m)，制作第一層支撐，該層支撐完成后大面積回填300mm厚土，支撐面為不少于300mm厚的準(zhǔn)石粉石渣，這樣一方面保護(hù)支撐不被機(jī)械壓壞，另一方面有利于運(yùn)泥車在場上行走。第二層支撐應(yīng)在挖土后兩天內(nèi)加設(shè)完成，不能拖延時間，保證整個支護(hù)結(jié)構(gòu)安全。全部樁承臺施工完畢后，用石粉、石渣將基坑回填至于-5.9m處，這樣，使整個基坑底回復(fù)于一層支撐的深度，然后拆除第二層支撐，繼續(xù)填土至能施工地下室底板為止。為防止基坑開挖時的雨水、少量滲水及土層含水量的影響，基坑底四周共設(shè)8個集水井，井壁用磚砌筑，集水井用排水溝縱橫聯(lián)接。排水溝、集水井和抽水設(shè)備組成一個簡易的降排水系統(tǒng)將地下水位降低至6.0m以下。

4.結(jié)論

本工程設(shè)上、下兩層支撐均采用對撐及角撐，不僅滿足設(shè)計內(nèi)力要求，而且有利于機(jī)械挖土，且第二層支撐采用工字鋼，用電焊聯(lián)接，施工靈活方便，縮短工期；工字鋼可回收重復(fù)使用，降低基坑支護(hù)費(fèi)用。內(nèi)支撐的設(shè)置不僅滿足整個支護(hù)結(jié)構(gòu)計算內(nèi)力的合理性，為方便施工創(chuàng)造條件。信息化施工，確保施工安全，也為優(yōu)化設(shè)計合理組織施工提供可靠依據(jù)?；又ёo(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計方案十分成功，鋼支撐和鋼筋砼支撐所組成的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，剛度及整體性良好?；由喜客鈬捎眉团潘疁下?lián)合排水，鋼板樁及粉噴樁止水帷幕抗?jié)B性能較好。采用因地制宜的圍護(hù)措施，不僅能達(dá)到圍護(hù)目的，而且經(jīng)濟(jì)省時?！?/p>

參考文獻(xiàn)：

[1]建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范.GB50007-2002.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.