深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)案例分析

1、<p>　　深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)案例分析</p><p>　　摘要：筆者利用理正基坑軟件對(duì)某基坑支護(hù)工程進(jìn)行了計(jì)算分析，各項(xiàng)數(shù)據(jù)均滿足規(guī)范要求。實(shí)踐表明，支護(hù)結(jié)構(gòu)完全滿足工程安全需要，確定了社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：深基坑、支護(hù)結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、理正軟件 </p><p>　　中圖分類號(hào)：TB482.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： <

2、/p><p><b>　　1 工程概況 </b></p><p>　　廣州某高層建筑，總建筑面積為76877m2，其中地面42層，地下4層地面43層。工程位于市中心，施工場(chǎng)地狹小，四周與市政道路和已有建筑相鄰，工程基坑開挖深度為14.5m，南北側(cè)有市政道路，東西側(cè)有已有建筑，其中東側(cè)距離道路8m；西側(cè)與一棟7層樓建筑相鄰，相距9m；南側(cè)到道路的距離只有7m，北側(cè)與一棟16

3、層建筑相距18m。 </p><p>　　各土層主要物理性質(zhì)參數(shù)詳見見表1。 </p><p>　　表1各土(巖)層主要物理力學(xué)參數(shù)指標(biāo)值 </p><p>　　1.2.2水文地質(zhì) </p><p>　　地質(zhì)勘察報(bào)告顯示，工程場(chǎng)地內(nèi)的地下水位埋深1.00～1.70m之間。 </p><p>　　2 基坑支護(hù)方案選型 &

4、lt;/p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) </b></p><p>　　該基坑工程位于市中心，施工范圍狹小，其中兩面與市政道路相鄰，另外兩邊周圍都有建筑物，根據(jù)規(guī)范要求，該基坑的安全等級(jí)為一級(jí)，重要性系數(shù)取1.1。規(guī)范要求，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的最大水平位移不能超過30mm，也不能超出基坑深度的0.0025倍。 </p><p>　　2.2基坑支護(hù)結(jié)

5、構(gòu)的選型 </p><p>　　該建筑地下室共有四層，整個(gè)地下室平面內(nèi)較為規(guī)則，底板厚度為850mm，標(biāo)高為14.40m。工程所在地下水位較高。此外，基坑四周有道路和已有建筑，基坑施工面積較大，如果采用排樁支護(hù)的話，可以有效減少施工場(chǎng)地面積，減少基坑對(duì)周圍建筑、道路的影響。通過專家研究，最后決定采用排樁外+錨桿（局部區(qū)域設(shè)置內(nèi)撐兩道）的施工方案，詳見圖1所示。 </p><p>　　（1）

6、排樁。為了減少施工對(duì)周圍建筑物的干擾影響，排樁采用的是鉆孔灌注樁，樁基深度達(dá)到16.5m，樁徑為0.85m，樁間距離為1.1m。樁基中的鋼筋籠主筋為Φ16@180，加強(qiáng)筋為Φ16@1500,箍筋為Φ10@180，樁身采用C30混凝土。 </p><p>　　（2）錨桿?；庸苍O(shè)有兩道錨桿，錨桿直徑均為150mm，其中，第一道錨桿位于樁頂-1.0m處，錨桿長(zhǎng)度為9.8m，傾斜角為40°；第二道錨桿位于樁頂

7、-6.7m處，傾斜角為25°，錨桿長(zhǎng)度為10.2m。錨桿的軸向力設(shè)計(jì)值為420kN（第一道）、400kN（第二道）。 </p><p>　?。?）冠梁。冠梁能有效提高基坑支護(hù)體系的整體剛度，本工程冠梁橫截面為850mm×600mm，冠梁的配筋如下：梁上部、下部各設(shè)主筋2Φ20，中部設(shè)置構(gòu)造鋼筋4Φ18,箍筋則為Φ10@180（2），采用C30的混凝土。 </p><p>

8、;　　3 基坑支護(hù)的計(jì)算 </p><p>　　3.1計(jì)算軟件的選用 </p><p>　　采用理正基坑設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，該軟件可以計(jì)算出基坑的內(nèi)力分布、強(qiáng)度、沉降位移、水平位移，同時(shí)可以對(duì)基坑進(jìn)行整體穩(wěn)定性、抗隆驗(yàn)算分析。該軟件在工程實(shí)踐中大量應(yīng)用，是我國(guó)基坑設(shè)計(jì)計(jì)算的常用軟件。 </p><p><b>　　3.2設(shè)計(jì)荷載 </b><

9、/p><p>　　基坑設(shè)計(jì)主要考慮土壓力、水壓力的永久荷載，以及地面可變荷載。其中土壓力采用沙土分離計(jì)算（地下水位以上）和水土合算（地下水位以下）的方法，基坑外側(cè)水壓力為鉆孔初見水位，內(nèi)側(cè)則為坑底-0.5m處。地面活荷載按照基坑周圍一米處18KPa超載進(jìn)行計(jì)算，基坑出土區(qū)域按照45KPa超載進(jìn)行計(jì)算。 </p><p>　　3.3 施工工況分析 </p><p>　?。?/p>

10、1）分段完成鉆孔灌注樁和攪拌樁止水帷幕的施工； </p><p>　?。?）平整施工場(chǎng)地，然后進(jìn)行土體開挖至樁頂標(biāo)高處； </p><p>　　（3）完成冠梁的施工，當(dāng)冠梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%，進(jìn)行第一道的錨桿施工，局部地方加設(shè)內(nèi)撐； </p><p>　?。?）在上述錨桿和內(nèi)撐達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，繼續(xù)進(jìn)行土方開挖，一直挖到第二道錨桿標(biāo)高處，要求不能超挖，然后

11、進(jìn)行第二道錨桿和內(nèi)撐的施工。 </p><p>　?。?）當(dāng)?shù)诙厘^桿和內(nèi)撐達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，開挖土體到基坑底部，然后進(jìn)行地下室的施工，一直施工到負(fù)二層后進(jìn)行土體的回填，回填到負(fù)二層后拆除第二道的內(nèi)撐。 </p><p>　　（6）地下室施工到負(fù)一層，回填土，拆除第一道內(nèi)撐。 </p><p>　?。?）地下室施工完成，回填土。 </p><p&g

12、t;<b>　　3.4 計(jì)算工況 </b></p><p>　　基坑計(jì)算時(shí)，按照下列工況進(jìn)行計(jì)算：工況1：基坑開挖至-2.25m處；工況2：第一道錨桿和內(nèi)撐施工完畢；工況2：基坑土方開挖-7.50m處；工況4：第二道錨桿和內(nèi)撐施工完畢；工況5：土體開挖至-9.85m處。 </p><p>　　3.5 計(jì)算結(jié)果分析 </p><p>　?。?）基

13、坑支護(hù)內(nèi)力、位移計(jì)算 </p><p>　　計(jì)算時(shí)，土壓力采用的是彈性法和經(jīng)典法兩種模式。其中，工況5的計(jì)算結(jié)果見圖2、圖3。 </p><p>　　圖1工況5下的內(nèi)力位移圖圖2 工況5下的內(nèi)力位移包絡(luò)圖 </p><p>　　從上述圖表可以看到，該基坑最大設(shè)計(jì)彎矩分別為210.05 kN.m（基坑內(nèi)側(cè)）、203.30kN.m（基坑外側(cè)），基坑的最大剪力值為169.

14、35 kN，最大水平位移為25.67mm，可以看出，這些參數(shù)均滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。 </p><p>　?。?）整體穩(wěn)定驗(yàn)算 </p><p>　　整體穩(wěn)定安全系數(shù) Ks = 4.460；圓弧半徑(m) R = 29.913；圓心坐標(biāo)（1.005、17.452） </p><p>　?。?）抗傾覆安全系數(shù) </p><p>　　Mp———被動(dòng)

15、土壓力及錨桿力對(duì)樁底的彎矩, 其中錨桿力由等值梁法求得； </p><p>　　Ma———主動(dòng)土壓力對(duì)樁底的彎矩； </p><p>　　Ks = 4.371≥1.200, 滿足規(guī)范要求。 </p><p>　?。?）抗隆起驗(yàn)算： </p><p>　　1）Prandtl(普朗德爾)公式(Ks ≥1.1～1.2)，（安全系數(shù)取自《建筑基坑工程

16、技術(shù)規(guī)范》YB 9258-97(冶金部)） </p><p>　　Ks = 30.54≥1.1, 滿足規(guī)范要求。 </p><p>　　2）Terzaghi(太沙基)公式(Ks ≥1.15～1.25)（安全系數(shù)取自《建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范》YB 9258-97(冶金部)） </p><p>　　Ks = 37.847≥1.15, 滿足規(guī)范要求。 </p>

17、<p>　?。?）隆起量的計(jì)算 </p><p>　　δ= 25(mm) </p><p><b>　?。?）抗管涌驗(yàn)算 </b></p><p>　　抗管涌穩(wěn)定安全系數(shù)(K≥1.5)。 </p><p>　　K = 1.876＞1.5, 滿足規(guī)范要求! </p><p>　　通過上述

18、計(jì)算可以看出，樁-錨復(fù)合支護(hù)方案能滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，有效驗(yàn)證了該方案的可靠性。 </p><p><b>　　4 總結(jié) </b></p><p><b>　　(1)結(jié)構(gòu)安全 </b></p><p>　　目前，該工程已經(jīng)施工完畢，施工過程中沒有出現(xiàn)任何施工質(zhì)量和安全問題，樁-錨復(fù)合支護(hù)方案合理，由此可見，該方案設(shè)計(jì)是安全

19、可靠的。 </p><p><b>　　(2)性價(jià)比高 </b></p><p>　　工程實(shí)踐表明，樁-錨復(fù)合支護(hù)方案的采用，相比先前的施工方案節(jié)約成本600余萬元，節(jié)約了施工成本，確定了較好的經(jīng)濟(jì)效益。 </p><p>　　(3)樁-錨支護(hù)結(jié)構(gòu)在深基坑的應(yīng)用，可為類似工程建設(shè)起到一定的參考作用。 </p><p>&

20、lt;b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001） </p><p>　　[2]《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-99） </p><p>　　[3]《建筑基坑支護(hù)工程規(guī)程》（DBJ/T15-20-97） </p><p>　　[4]《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（