圓環(huán)支撐體系在深基坑支護中的應用

陳 曉 鳳

(南京東大巖土工程技術(shù)有限公司，江蘇 南京 210096)

圓環(huán)支撐體系在深基坑支護中的應用

陳 曉 鳳

(南京東大巖土工程技術(shù)有限公司，江蘇 南京 210096)

結(jié)合工程實例，對圓環(huán)支撐在深基坑支護中的應用技術(shù)進行了分析，得出圓環(huán)支撐體系具有安全可靠性、技術(shù)可行性及經(jīng)濟合理性，對深基坑支護支撐系統(tǒng)的設計具有借鑒作用。

圓環(huán)支撐，支撐系統(tǒng)，深基坑，基坑支護

0 引言

隨著城市建筑密集化，城市地下空間開發(fā)項目越來越多，地下室深度及規(guī)模越來越大等現(xiàn)象，深基坑支護技術(shù)越來越顯示出其重要性。地下室及其基坑支護工程的成敗，基坑支護設計是否合理起著關(guān)鍵性的作用。一旦基坑支護失效，將會對地下工程施工及周圍環(huán)境造成很大的影響，嚴重的將造成重大的人員傷亡事故和經(jīng)濟損失?；又ёo主要考慮安全可靠性、技術(shù)可行性以及經(jīng)濟合理性?；又ёo作為一個臨時性結(jié)構(gòu)，其一切內(nèi)容都為土方開挖服務。其中支撐系統(tǒng)尤其受土方開挖制約，同時又制約挖土進程，支撐系統(tǒng)設計的目的是在實現(xiàn)支護功能的前提下盡可能地方便挖土，縮短工期。而且支撐系統(tǒng)的造價在基坑支護中所占比例很高，通過優(yōu)化設計降低支撐系統(tǒng)的造價是降低基坑工程總造價的重要途徑。圓環(huán)支撐受力合理，經(jīng)濟性好，支撐整體剛度大，開挖面大，挖土便利，可縮短工期等優(yōu)點逐漸在實際工程的運用中得到了驗證。

1 工程概況

本工程為旭日愛上城4區(qū)工程，位于南京市浦口區(qū)火炬南路西側(cè)，柳州路東側(cè)。本工程建筑面積60 000 m2，由3棟18層～19層的辦公樓組成，高度約99 m，剪力墻結(jié)構(gòu)；其中1號辦公樓和2號辦公樓間設有2層商業(yè)樓，辦公樓與商業(yè)樓為整體，商業(yè)樓為框架結(jié)構(gòu)，±0.00=7.80 m。整個場地設有2層整體地下室，采用樁基礎(chǔ)。本工程基坑面積10 660 m2，周長410 m，開挖深度為8.80 m～10.90 m，坑中坑落深1.00 m～3.20 m。

1.1 周邊環(huán)境條件

基坑東側(cè)、北側(cè)緊貼用地紅線，地下室外墻距離紅線最小距離為3.5 m，紅線目前為創(chuàng)業(yè)河，地下室外墻距離河岸最小距離為9.2 m，地下室外墻距離河岸外火炬南路最小距離為51.5 m；基坑南側(cè)為空地，地下室外墻距離紅線最小距離為3.2 m；基坑西側(cè)地下室外墻距離紅線最小距離為3.8 m，地下室外墻距離柳州路最小距離為26.4 m，場地外有5條市政管線。

圖1為項目衛(wèi)星圖。

1.2 工程地質(zhì)條件

場地地勢較為平坦，原為南京市浦口區(qū)泰山街道居民區(qū)及農(nóng)田，原有建筑物已經(jīng)拆遷。屬長江漫灘地貌單元。地質(zhì)條件及場地土層參數(shù)見表1。

表1 地質(zhì)條件及場地土層參數(shù)

2 支撐系統(tǒng)設計

本工程基坑開挖面積較大、深度較深且淤泥較厚，基坑形狀比較規(guī)則，綜合本工程場地周邊環(huán)境、破壞后果、基坑開挖深度、場地工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，需采用樁撐體系，且內(nèi)支撐宜采用剛度較大的混凝土支撐體系。

本工程采用φ1 000@1 200鉆孔灌注樁結(jié)合三軸水泥土攪拌樁止水帷幕作為擋土止水體系，坑內(nèi)設置1道鋼筋混凝土支撐作為水平支撐體系。

圖2為基坑支護典型剖面圖。

內(nèi)支撐方案一采用圓環(huán)支撐體系(如圖3所示)，單個圓環(huán)直徑為90 m。內(nèi)支撐方案二采用角撐對撐邊桁架支撐體系(如圖4所示)。

3 支撐系統(tǒng)對比分析

3.1 安全性對比

采用理正深基坑7.0對支撐體系進行了整體計算分析。圓環(huán)支撐體系支撐腰梁尺寸1 300 mm×900 mm，大圓環(huán)支撐尺寸1 700 mm×850 mm，小圓環(huán)支撐尺寸1 100 mm×850 mm，徑向桿尺寸800 mm×800 mm，連系桿尺寸700 mm×800 mm，混凝土標號C35；角撐邊桁架支撐體系支撐腰梁尺寸1 300 mm×1 000 mm，主撐尺寸900 mm×950 mm，連系桿尺寸700 mm×800 mm，混凝土標號C35。

計算結(jié)果顯示圓環(huán)支撐體系最大水平位移計算值為11.4 mm，圓環(huán)上的最大軸力值為12 491 kN。角撐邊桁架支撐體系最大水平位移計算值為17.8 mm。通過計算結(jié)果表明，圓環(huán)支撐體系相比于角撐邊桁架支撐體系受力條件更好，控制變形能力更強。

3.2 工程量對比

表2是兩種支撐體系工程量對比。由表2可知，圓環(huán)支撐體系充分發(fā)揮了混凝土的受壓特性，相比于角撐邊桁架支撐體系材料用量更少，經(jīng)濟性更強。

表2 支撐體系工程量對比

3.3 挖土便利性對比

角撐邊桁架支撐體系受力較為明晰，但支撐密集，不便于土方開挖；圓環(huán)支撐體系中間圓環(huán)形成大空間，可以方便土方開挖和地下室施工，能縮短挖土工期，降低挖土費用。

3.4 支撐體系選定

通過對比，本工程最終采用了圓環(huán)支撐體系。

4 監(jiān)測結(jié)果分析

本工程現(xiàn)已開始拆除支撐，現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果表明，從開始挖土到挖土結(jié)束土體深層位移最大僅26.8 mm，基坑開挖期間無任何不良情況。圖5為現(xiàn)場基坑開挖到底圖。

5 結(jié)語

圓環(huán)支撐體系優(yōu)點如下：

1)受力條件好，控制變形能力強。

2)將側(cè)向荷載轉(zhuǎn)化為環(huán)梁的軸力，充分發(fā)揮了混凝土的受壓特性，材料用量較少，經(jīng)濟性強。

3)挖土空間大，能縮短挖土工期，降低挖土費用。

但是圓環(huán)支撐體系也有一定的制約性，特別是受力要均衡。在基坑工程應用中，應充分考慮其優(yōu)缺點，現(xiàn)場施工時應對稱、平衡挖土，并進行連續(xù)監(jiān)測，確?；庸こ痰陌踩浴⒔?jīng)濟合理性。

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[5] 曾昭建.圓環(huán)支撐在莆田軟土深基坑支護中的應用[J].福建建筑,2013(8):85-87.

The application of ring shape support in deep foundation pit

Chen Xiaofeng

(NanjingEastRockSoilEngineeringTechnologyCo.,Ltd,Nanjing210096,China)

Combining with the engineering example, analyzes the application technology of the ring shape support in deep foundation pit, obtains ring shape support system is safety and reliability, technical feasibility and economic rationality, with reference to the design of deep foundation pit support system.

ring shape support, support system, deep foundation pit, foundation pit support

2015-02-06

陳曉鳳(1987- )，女，助理工程師

1009-6825(2015)11-0082-02

TU463

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