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　　目前，大多數(shù)建筑物由于建筑使用功能的需要而設置了地下室，其基礎埋置較深，基坑開挖量大，設計和施工當中必須做好基坑支護結構，使其在安全、經濟的前提下方便施工，縮短工期，從而達到節(jié)省投資的目的。本文介紹廣州市某大樓基坑支護結構的設計方法。

 

 

　　本工程場地位于廣州市白云區(qū)黃石東路附近，建筑物基坑開挖面積平方米，開挖深度8.2米，地面較平坦，場地北面離基坑邊線約18米處砌筑有一圍墻及小涌，16米處有一水管順圍墻東西向埋設，東側離基坑邊線約50米為廣花公路及小涌?；又苓叺臉嫛⒔ㄖ锞嗷虞^遠，對基坑穩(wěn)定的影響甚微。

 

 

　　該建筑物場地屬流溪河二級階地（廣花沖積平原），基巖上覆厚度不等的第四系沖洪積粘土、粉質粘土、粉土、砂及殘積成因的粉質粘土、粘土，巖土層自上而下劃分為：

 

　　1、素填土，層厚0.9—2.9米。

 

　　2、粉質粘土（粘土），層厚0.6—3.0米。

 

　　3、中、粗砂，局部為細砂，分布于場區(qū)南面，層厚0.5—3.4米。

 

　　4、粉質粘土，含少量細砂，為原巖風化殘積土，層厚0.5—3.4米。

 

　　5、強風化細砂巖，巖心破碎，層厚0.5—3.3米，

 

　　6、中風化細砂巖，巖心較完整，局部破碎，泥質、泥鐵質膠結，裂隙較發(fā)育，層厚0.6—6.6m。

 

　　7、微風化細砂巖，巖心完整，呈柱狀，泥鐵質膠結，局部夾中風化巖層厚0.3—1.7m。

 

　　8、礫巖。

 

　　9、地下水主要受大氣降水和地表水的垂直滲透補給，按含水介質特性劃分，第四系砂土層賦存孔隙水，基巖裂隙賦存裂隙水，粉質粘土、粘土滲透性能差，屬弱含水層或相對近似隔水層；中粗砂、粉土透水性較好，是主要的富水層位，主要分布于場地南部，多呈層狀分布，地下水量較多。

 

 

　　基坑支護結構的選擇應本著安全、可靠、經濟和縮短工期的原則進行。該基坑開挖深度為8.2m，場區(qū)分布有2～3米厚的粉土、中粗砂層，是主要的含水層，地下水量較大，工程地質情況較差，支護結構采用復合土釘墻型式，以求在確?；蛹爸苓叚h(huán)境安全的前提盡可能節(jié)省投資。

 

　　考慮地面超載20kpa，地下水位為地面以下0.6米。深層攪拌樁樁徑φ600，樁中心間距450，樁端進入不透水層（殘積層）1米，土釘間距1.2×1.2m，梅花狀布置，直徑φ130mm。基坑范圍內為沖洪積粉質粘土、中、粗砂、殘積粉質粘土，沖洪積粉質粘土標貫數(shù)4-15擊，中、粗砂標貫數(shù)5-21擊，殘積粉質粘土標貫數(shù)5-27擊。取重度γ=19KN/m，φ=18，由于土的透水性較好，以水土分算考慮水壓力。

 

　　1、土釘墻計算

 

　　Ka=tg（45-18/2）=0.53地面超載引起的側壓力Pa=20X0.53=10.6KN/m，地下水位為地面以下0.6米。土自重引起的側壓力峰值Pb=0.55KaγH=0.55X0.53X（19-10）X8.2=21.5KN/m水壓力引起的側壓力Pc=γH=10X（8.2-0.6）=76KN/m土壓力模式如右圖所示。土釘采用HRB335（Ⅱ級鋼），抗拉強度標準值fyk=335MPa，使用階段取安全系數(shù)K=1.3，施工過程取安全系數(shù)K=1.1。土釘③最大拉力N=1.2X1.2X（10.6+21.5+24）/cos12°=82.6KN所需鋼筋面積As=1.3N/fyk=1.3X82.6/33.5=3.2cm施工過程中土釘最大拉力N=1.2X1.35X（10.6+21.5+24）/cos12°=92.9KN所需鋼筋面積As=1.1X92.9/33.5=3.1cm采用1Φ25，As=4.9cm，滿足設計要求。取土釘與土體間的容許摩阻力qk=35KN/m，土釘直徑130mm，可得土釘錨固段長度Lm=82.6/（πX0.13X35）=5.8m土釘⑥最大拉力N=1.2X1.2X（10.6+21.5+60）/cos12°=135.6KN所需鋼筋面積As=1.3N/fyk=1.3X135.6/33.5=5.2cm施工過程中土釘最大拉力N=1.2X1.35X（10.6+21.5+60）/cos12°=152.5KN所需鋼筋面積As=1.1X152.5/33.5=5.0cm采用1Φ28，As=6.2cm，滿足設計要求。取土釘與土體間的容許摩阻力qk=40KN/m，土釘直徑130mm，可得土釘錨固段長度Lm=135.6/（πX0.13X40）=8.3m依次類推，可算得其它土釘?shù)匿摻钪睆郊板^固長度。由于坑底已進入殘積層且部分已進入強風化層，根據經驗，不存在地基承載力及整體穩(wěn)定問題。

 

　　2、攪拌樁計算

 

　　Ka=tg（45-18/2）=0.53地面超載引起的側壓力Pa=20X0.53=10.6KN/m，土自重引起的側壓力峰值Pb=0.55KaγH=0.55X0.53X（19-10）X8.2=21.5KN/m水壓力引起的側壓力Pc=γH=10X7.6=76KN/m土壓力模式如右圖所示。攪拌樁按跨度為（1.2+0.3+0.2）=1.7米的兩端彈性支座梁進行計算。根據地質報告所揭露的中粗砂層的位置，土釘⑥已開挖而未打土釘時，為攪拌樁受力最不利情況?？紤]到此時為土方開挖階段，作用于攪拌樁水壓力可適當降低，計算考慮水頭取為4.0米。攪拌樁跨中彎矩M=bX（q+q+q）xLxL/10=1.0X（10.6+21.5+40）x1.7x1.7/10=20.8KN.m樁側應力σ=γh±M/W=19X6.3±20.8/（1.0x1.05/6）=120±113KN/m=KN/m不產生拉應力。取水泥土抗壓強度1.0MPa，抗拉強度0.1MPa，攪拌樁強度滿足要求。

 

 

　　1、深層攪拌樁施工時應嚴格控制樁位和樁身垂直度，以確保足夠的搭接長度和整體性，水泥摻入比15%，水泥漿的水灰比0.45左右。

 

　　2、基坑土方開挖應按要求分段、分層進行，嚴禁超挖，機械開挖后由人工依設計邊坡坡度進行修整。

 

　　3、邊坡修平后應隨即掛網、鋪設加強筋，鋼筋網與邊坡土面距離60mm，鋼筋塔接長度35d，噴射砼強度等級C20，噴射壓力0.5Mpa左右，可采用二次噴射的方法達到設計厚度。

 

　　4、施工前應按圖于坡面上定出孔位，按設計要求的孔位、入射角及深度成孔，鋼筋應每隔2m左右設對中支架。第一排土釘遇較厚雜填土層成孔有困難時，可改用φ48鋼花管置入，花管末端8m范圍內留出注漿孔，孔距500mm。

 

　　5、采用M20水泥砂漿注漿，拆除注漿管后，再封堵孔口加壓注漿，注漿壓力0.5—0.8Mpa左右。

 

　　6、在注漿體終凝、有一定強度后（一般在24小時后，可依施工單位的經驗，適當縮短，但不少于15小時），方可焊接鎖定筋。

 

　　7、基坑周邊及坑底應設置截水、排水溝及集水井，避免地面水排入基坑，避免邊坡浸水。

 

　　8、施工過程應加強邊坡位移（水平及豎向）的監(jiān)測。

 

 

　　基坑支護結構是臨時性的結構，想達到既安全又經濟的最佳效果，除了好的設計外，更重要的是要有一支有經驗、高素質的施工隊伍，建議建設方在組織招投標時，嚴格把關，“價低者得”往往是造成工程事故的誘因，這方面已有許多教訓值得記取。