摘要:本文以福州某高層建筑工程為例,針對(duì)高層建筑基坑支護(hù)方案的選型與優(yōu)化設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了詳細(xì)闡述,為基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的安全提供保障。

關(guān)鍵詞:高層建筑;基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu);方案優(yōu)化

1項(xiàng)目概況

福州高新區(qū)某高層建筑工程用地面積約23000m2,總建筑面積約15萬(wàn)m2,地下兩層,包含兩棟單體建筑,采用框架核心筒形式,其中A#樓是高層研發(fā)辦公樓,地上23層,建筑高度為99.9m,B#樓為超高層研發(fā)辦公樓,地上30層,建筑高度130m;悠矫娼瞥示匦巍m(xiàng)目西側(cè)、南側(cè)為拆遷空地和農(nóng)田,無(wú)已建成構(gòu)筑物及地下管線,北側(cè)約35m處有一鋼結(jié)構(gòu)廠房,東側(cè)約15m處為市政道路,其下設(shè)置有雨水管道、排污管道和電信管道等。根據(jù)項(xiàng)目勘察報(bào)告,該工程場(chǎng)地地形較為簡(jiǎn)單,未見(jiàn)其他不良地質(zhì)作用,開(kāi)挖范圍內(nèi)巖土層主要為①層雜填土、②層含泥中砂、③層淤泥夾砂。東側(cè)與烏龍江相距約800m,地下水與江水連通,水力聯(lián)系較強(qiáng),且受季節(jié)性降雨影響較大,同時(shí)受一定的烏龍江江水潮汐影響。

2基坑支護(hù)方案選型與設(shè)計(jì)

基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)是為建筑物基礎(chǔ)與地下室施工提供足夠的安全空間,在地下工程施工完成后便不再需要,不構(gòu)成工程實(shí)體,因此基坑工程屬于臨時(shí)性工程,具備臨時(shí)性工程的特點(diǎn)。本工程綜合項(xiàng)目地理位置、地質(zhì)條件、水文情況、基坑及周?chē)h(huán)境特點(diǎn),支護(hù)體系采用多種支護(hù)形式相結(jié)合的設(shè)計(jì)方案。

(1)坑頂放坡?紤]到放坡支護(hù)的經(jīng)濟(jì)性,場(chǎng)地具備條件的情況下,盡可能多的采用放坡支護(hù)方式,降低圍護(hù)結(jié)構(gòu)(SMW樁或排樁)高度,這樣可有效減少支護(hù)樁錨固段的長(zhǎng)度,從而減小支護(hù)樁的深度,節(jié)約支護(hù)結(jié)構(gòu)造價(jià)。結(jié)合本項(xiàng)目場(chǎng)地條件,在-0.650m~-3.150m標(biāo)高采用放坡結(jié)合錨噴護(hù)坡的形式,按照1:1進(jìn)行放坡,坡面鋪設(shè)鋼筋網(wǎng),面層噴射60mm厚C20混凝土,坡面布置間距為2.5m×2.5m的泄水孔,且泄水孔應(yīng)避開(kāi)透水層。

(2)圍護(hù)結(jié)構(gòu)選擇。在-3.150m~-10.950m高度考慮采用外錨式排樁支護(hù)結(jié)構(gòu),即采用SMW工法樁加(二或三道)可拆卸式擴(kuò)孔預(yù)應(yīng)力錨索。其中,SMW工法樁采用HN700*300型鋼,三軸水泥攪拌樁采用,錨桿采用400可拆卸式擴(kuò)孔預(yù)應(yīng)力錨索,詳圖1。該方案無(wú)立柱支承樁(灌注樁)、鋼筋砼內(nèi)支撐,土方開(kāi)挖、地下室結(jié)構(gòu)施工不受立柱支承樁(灌注樁)、鋼筋砼內(nèi)支撐影響,最大限度減少在項(xiàng)目非工程實(shí)體中的投入,有利于整個(gè)場(chǎng)地施工總平面布置,同時(shí)縮短地下室施工周期。但經(jīng)設(shè)計(jì)復(fù)核驗(yàn)算,外錨方式受力不滿足設(shè)計(jì)要求?紤]采用排樁(灌注樁)結(jié)合一道混凝土內(nèi)支撐進(jìn)行支護(hù),Φ1000沖鉆孔灌注樁,間距1200,短樁樁長(zhǎng)24m,長(zhǎng)樁樁長(zhǎng)32m,二短一長(zhǎng)布置,止水帷幕在排樁外側(cè)采用Φ850水泥攪拌樁,咬合200,樁長(zhǎng)20m,進(jìn)入淤泥質(zhì)土不少于1m。該方案安全可行,增加了排樁(灌注樁)、立柱支承樁(灌注樁)、鋼筋砼內(nèi)支撐,也相應(yīng)增加了這部分工程量,灌注樁泥漿排放,不利于整個(gè)場(chǎng)地施工總平面布置,影響現(xiàn)場(chǎng)文明施工形象。土方開(kāi)挖、地下室結(jié)構(gòu)施工受立柱支承樁(灌注樁)、鋼筋砼內(nèi)支撐影響,施工周期長(zhǎng),支護(hù)結(jié)構(gòu)造價(jià)高,不經(jīng)濟(jì)。綜合上述方案,取長(zhǎng)補(bǔ)短,采用SMW工法樁結(jié)合一道鋼筋砼內(nèi)支撐,同時(shí)優(yōu)化鋼筋砼內(nèi)支撐結(jié)構(gòu),最大限度放大環(huán)梁直徑。SMW工法樁(三軸攪拌樁)內(nèi)插HN700*300型鋼插2跳1(局部密插),樁長(zhǎng)24m。該方案,取消了排樁(灌注樁)、減少了立柱支承樁(灌注樁)、優(yōu)化鋼筋砼內(nèi)支撐結(jié)構(gòu),增加了H型鋼(可回收重復(fù)使用,一般為租賃),盡可能減少在項(xiàng)目非工程實(shí)體中的投入。放大環(huán)梁直徑,使塔樓范圍位于環(huán)梁范圍內(nèi),減少土方開(kāi)挖過(guò)程受鋼筋砼內(nèi)支撐影響。同時(shí),通過(guò)進(jìn)一步優(yōu)化后澆帶位置(設(shè)置于塔樓外第二跨或第二跨外),在完成負(fù)一層梁板結(jié)構(gòu)后塔樓結(jié)構(gòu)先行(不等鋼筋砼內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)拆除繼續(xù)施工),在負(fù)一層換撐帶強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求后及塔樓出正負(fù)零結(jié)構(gòu)后再拆除鋼筋砼內(nèi)支撐結(jié)構(gòu),現(xiàn)場(chǎng)形成塔樓不受限制按正常進(jìn)度向上施工,鋼筋砼內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)拆除完成再施工負(fù)一層墻柱、及地下室頂板結(jié)構(gòu)(塔樓除外)。要求各工序合理搭接,確保塔樓工期關(guān)鍵線路不受影響,加快項(xiàng)目建設(shè)。文明施工方面,取消了排樁、減少立柱支承樁(灌注樁),減少泥漿排放,因地下室頂板晚于塔樓速度,室外整體出正負(fù)零的時(shí)間晚于塔樓,需根據(jù)實(shí)際進(jìn)度優(yōu)化場(chǎng)地不同時(shí)期的施工總平面布置。

(3)降排水。根據(jù)基坑支護(hù)施工圖、基礎(chǔ)施工圖、地質(zhì)勘察報(bào)告、現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地條件合理設(shè)置降水井進(jìn)行基坑降水,確;娱_(kāi)挖后無(wú)“滯水”,降水工程直至整個(gè)基礎(chǔ)工程施工完成為止。本工程基坑采用管井降水法,井點(diǎn)布置可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件做適當(dāng)調(diào)整;觾(nèi)布置60口降水井,降水采用動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì),信息化施工,必要時(shí)增加降水井。由于井點(diǎn)降水影響范圍較大,在降水過(guò)程中加強(qiáng)監(jiān)測(cè)和預(yù)警,同時(shí)沿基坑周邊布置16口回灌井,將基坑內(nèi)的水位降到開(kāi)挖面1m深以下。降水井施工完畢后,封底并放入潛水泵將地下水抽排出基坑外,至少在基坑大開(kāi)挖之前15天進(jìn)行抽水。

(4)基坑監(jiān)測(cè)。地下室基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的安危關(guān)系到本工程的安全,還關(guān)系到附近建筑物,城市管線及道路設(shè)施的保護(hù)等,因此,基坑施工前,必須委托有資質(zhì)的第三方監(jiān)測(cè)單位對(duì)基坑進(jìn)行監(jiān)測(cè),采取信息施工的方法對(duì)基坑施工的全過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)未到位不得開(kāi)挖施工。監(jiān)測(cè)的內(nèi)容包括但不限于圍護(hù)墻頂水平、豎向位移,深層水平位移,立柱豎向位移,支撐內(nèi)力地下水位,周邊建筑物位移、周邊管線變形等。

3結(jié)束語(yǔ)

綜上所述,通過(guò)結(jié)合該高層建筑工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況對(duì)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的方案進(jìn)行優(yōu)化研究,可以有效提升該工程的安全性、合理性和經(jīng)濟(jì)性,為施工質(zhì)量及施工安全性提供保障。

參考文獻(xiàn)

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