原创《钢管斜支撑在蓝郡国际项目基坑围护工程中的应用》
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【摘 要】本文通过工程实例,介绍了钢管斜支撑支护体系在舟山地区软土基坑支护中的运用,指出由于本基坑面积巨大,局部采用钢管斜支撑结构具有施工方便、经济、安全等特点,可作为软土地区较新颖的一种基坑支护形式.
【关键词】斜支撑；排桩支护；基坑支护
竖向斜撑体系的作用是将围护墙所受的水平力通过斜撑传到基坑中部先浇筑好的基础底板上.其施工流程是：围护墙完成后,先对基坑中部的土方采用放坡开挖,其后完成中部的斜撑底板基础,并安装斜撑,在斜撑的支挡作用下,再挖除基坑周边留下的土坡,并完成基坑周边的主体结构.对于平面尺寸较大,形状不很规则的基坑,采用斜支撑体系施工比较方便,也可大幅节省支撑材料.
1.工程概况
宋都蓝郡国际项目位于舟山市定海区和平路区块,用地位于沿港东路北侧,和平路西侧,北面为待拆迁的民房.总用地面积63684m2,总建筑面积为307397m2,地下建筑面积57048m2,由9幢高层住宅,2幢商务办公楼,2幢3~4层的商业街构成,地下室1层,基础形式为钻孔灌注桩基础.基坑呈马蹄形,东西长约325m,南北宽约137~ 245m.基坑总面积约53000m2,围护总长度约1080m,基坑开挖深度4.2~ 5.1m．属超大型深基坑工程.
地质条件：基坑开挖深度范围内除浅部2.5米左右为填土、粉质粘土外,下部为淤泥质粉质粘土,坑底座落于淤泥质粉质粘土层.淤泥质粉质粘土：灰色,流塑,高压缩性,摇振反应缓慢,土面光滑,干强度中等,韧性中等,粘粒间含砂粒、贝壳碎屑、云母碎片,土质不均匀,层厚20.0～30.50m.
2.基坑支护方案的选定
本工程地下室底板垫层底黄海高程主要为-2.110m,东南侧和南侧地下室底板垫层底为-1.460m,基坑周边自然地坪绝对标高：北面2.OOOm、南面3.600m、东面2.000～3.100m.根据四周场地标高不同,该工程基坑深度为4.2—5.1m.
本工程周边建筑物、道路管线较多.具体情况如下：(1)东侧地下室外墙距离红线约7—12m,红线外为宽约6—11m的芙蓉洲南路,道路对面是多层住宅.(2)南侧地下室外墙距离红线约3.6m,红线外为沿港东路的人行道.(3)西侧地下室外墙距离红线约20m,红线外为山脚.(4)北侧地下室外墙距离红线约6—11m,红线外为待拆迁的房屋.
综合考虑本基坑支护工程开挖深度、周围环境、工程地质条件、投资和工期、本地区类似工程经验等因素,经过多次综合比选,决定采用如下方案：基坑东侧有一定的围护施工空间,采用双排桩的支护方案,并在坡顶进行适当放坡；基坑南侧施工空间有限,采用钻孔灌注桩+钢管斜支撑的支护方案；基坑西侧地质条件较好,基岩埋深较浅,采用分级放坡的支护方案；基坑北侧基坑挖深较浅,基坑开挖时未拆迁的房屋能按时拆迁掉,采用格栅式水泥搅拌桩挡墙的支护方案,并在坡顶进行适当放坡.
现在我重点介绍下南侧钻孔灌注桩+钢管斜支撑的设计,南侧沿港东路路面标高3.600m,基坑底板垫层底标高-1.460m,开挖深度5.06m,沿港东路为城市主要道路,车流量大,变形控制较严格.基坑南侧地下室外墙距离红线约3.6m,距离围墙约3m,考虑到地下室外墙施工空间,受施工作业面的限制,该侧支护形式只能选择排桩+内支撑或者排桩+拉锚或者排桩+钢管斜支撑.由于本基坑面积巨大,采用内支撑不现实且不经济,采用拉锚必须超越红线,而且拉锚会对沿港东路下的综合管线产生影响,所以基坑南侧采用钻孔灌注桩+钢管斜支撑的基坑支护设计形式.
3.斜支撑支护结构的设计和施工
基坑东侧双排桩和北侧水泥搅拌桩的计算过程不是本文讨论的重点,研究此方面的文章也较多,在此不再赘述.现就斜支撑+单排桩的计算步骤详述如下：
3.1斜支撑的设计
在单排桩冠梁处设置1道斜支撑,斜支撑采用+426x12钢管,斜支撑间距为5m,均位于地下室内柱的柱距之间,斜支撑长度为12m.斜支撑上支点支在冠梁上,下支点支在先施工的基础底板的支墩上.为了保持三角留土的稳定和控制基坑变形,在基坑内侧采用水泥搅拌桩被动区加固.
3.2计算模型的建立
本工程采用理正深基坑设计软件进行计算,钢管斜支撑的钻孔围护桩计算模式和混凝土内支撑的钻孔围护桩计算模式是一样的,在此不再赘述.现就斜支撑的计算详细介绍如下：
3.2.3 施工过程
地下结构施工过程如下：首先进行止水帷幕和被动区水泥搅拌桩施工,再进行钻孔围护桩施工.在施工支护桩冠梁的同时将斜支撑的上支点预埋钢板同时完成.此后就开始第一次挖土,即开完基坑中间部分土体,周边有支护结构部分则留平衡土体.第一次挖土结束后,进行中间部分基层的垫层和底板的施工,底板施工的同时施工斜支撑下支点的支墩,然后进行钢管斜支撑的施工.待钢管斜支撑安装完毕后进行基坑三面平衡土体的开挖,即进行第二次挖土.地下室底板浇筑到围护桩边后,待换撑混凝土强度达到设计强度的80% 后即进行钢管斜支撑的拆除.
4.结论及建议
4.1 按上述施工方案,在整个施工过程中对基坑南侧的市政道路位移等进行了跟踪监测,各观测点均处于正常状态.同时对基坑开挖后的坡顶位移、地面裂缝、坑底隆起等情况的监测,也均位于稳定状态,说明该支护方案的设计是成功的.
4.2 对于大面积基坑工程,在邻近即有市政道路地段,锚索施工空间受到限制,钢管斜支撑结构布置灵活,可局部应用于基坑支护体系.相对于整体内支撑结构而言,此支撑体系简单、土方开挖方便、工期缩短,造价降低,具有明显的技术经济效益.
项目论文参考资料：
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