預加軸力鋼格構柱斜拋撐在基坑支護工程中的應用

摘要：在接近既有建筑物的深基坑支護工程中，相對于整體內(nèi)支撐支護結構，采納采用支護樁加預加軸力鋼格構柱斜拋撐結構，具有一定布置靈活方便土方開挖經(jīng)濟及安全等特點文章結合具體工程實例，重點闡述了斜拋撐圍護結構的方案設計及施工等，可為今后類似工程的支護設計和施工提供借鑒。

關鍵詞：深基坑;支護;斜拋撐;施工

引言

城市建設的發(fā)展以及舊城改造的推進，很多的深基坑工程不僅靠近既有密集的建筑群復雜道路及地下管線等環(huán)境中而且面對的施工場地狹窄，這就對基坑支護的穩(wěn)定性和位移控制提出了非常嚴格的要求支護設計理論也逐漸從傳統(tǒng)的強度控制設計觀念發(fā)展到變形設計理論。

內(nèi)支撐體系中有水平支撐和斜拋撐。當基坑平面尺寸較大時采用水平內(nèi)支撐體系會出現(xiàn)支撐縱橫交叉立柱林立，基坑土方開挖土方坑內(nèi)運輸和地下結構施工很不方便不僅支護造價高而且施工進度緩慢而斜拋撐結構體系通常是沿坑周布設不僅布置靈活不用或少用立柱而且可根據(jù)坑周環(huán)境的不同局部采用。

一、工程概況

中海國際社區(qū)233-2超高層項目位于蘇州工業(yè)園區(qū)方洲路北，琉璃街東的233-2地塊內(nèi)，本地塊位于中海國際社區(qū)的核心部位，南部為中海國際社區(qū)235地塊，北部為233-1、199-2地塊，西為方洲公園，東為河道，本地塊交通方便，環(huán)境優(yōu)雅，是建筑生活居住區(qū)的理想位置。

項目為一綜合建筑群體，包括2座46層的住宅塔樓，1層的大堂會所、3層的商業(yè)樓以及整個場地下滿堂分布的2層地下室。本地塊總建筑面積83899㎡，地上建筑面積58747㎡，地下建筑面積25152㎡。

1.基坑周邊環(huán)境分析

本次基坑圍護設計南北倆側臨近道路，整平標高取路面標高-0.35m;東側臨近駁岸，卸土至駁岸頂標高-2.4m;西側為代建別墅區(qū)地下車庫，場地卸土至地下車庫整平標高-4.8m。以下標高未經(jīng)說明均為相對高程。純地庫段整體開挖底標高-10.15m，承臺開挖底標高-10.95m（距離坑邊較遠）;1#、3#周邊地庫為樁筏板基礎，板厚1.2m，整體開挖底標高-10.65m;1#、3#為樁筏板基礎，筏板厚度1.8m，整體開挖底標高-11.25m?；幽媳眰韧谏?.80m，基坑東側挖深8.25m、7.75m，基坑西側挖深5.35m、5.85m。本次基坑面積約為13234㎡，周長約為531m。本工程基坑側壁安全等級為南北倆側臨近道路段、東側為一級、西側為二級。

2.工程地質(zhì)條件

土層由上而下分布如下：

二、基坑支護方案設計

1.方案比選

方案1支護樁整體水平內(nèi)支撐體系該方案結構剛度大控制變形能力強但基坑占地面積大內(nèi)支撐支護結構體系復雜土方開挖施工難度大施工時間長再加上后期地下結構施工拆撐工序總工期長且造價高故不宜采用。

方案2支護樁基坑東側預加軸力鋼格構柱斜拋撐。體系該方案既充分利用基坑南北側采用水平內(nèi)支撐形式，為基坑大面積開挖和結構施工提供較大工作面，又能局部利用樁坑內(nèi)斜拋撐體系結構剛度好控制變形能力強及布設靈活的優(yōu)點重點加強對基坑東側駁岸的保護。

考慮到本工程基坑周邊環(huán)境的復雜性及地方相關部門規(guī)定本著安全可靠切實可行又經(jīng)濟的原則選擇方案2能方便土方開挖運輸和地下結構施工且施工工期短支護造價低又能達到有效保護周邊環(huán)境的目的。

2.支護結構設計

基坑東側采用SMW三軸攪拌樁樁止水帷幕+坑內(nèi)斜拋撐如圖1所示

水泥土攪拌樁采用PO42.5普通硅酸鹽水泥，水灰比1.8～2.0，水泥摻入比20%，宜通過現(xiàn)場試驗確定最佳水泥摻入量，外加膨潤土，用量為水泥用量的5%，三軸攪拌樁型號為?850@1200mm。準鋼格構柱斜拋撐主要由圈梁混（800mm×800mm，C30混凝土）、鋼格構柱（500mm×500mm。4L180mm×20mm）、帶牛腿混凝土聯(lián)糧支座（1300mm×600mm，C30混凝土）、支座樁、帶牛腿豎向傳力柱組成，按底板整體澆筑考慮，牛腿支座位于基礎地板下。

圖1" 基坑東側斜拋撐支護實物圖

格構柱斜拋撐上端撐在豎向傳力柱牛腿的預埋鋼板上，下端撐在聯(lián)梁支座牛腿的預埋鋼板上，預埋鋼板尺寸為700mm×700mm×20mm。本工程下道斜拋撐上端施加預應力為300kN，斜拋撐水平間距為5.4-7.2m，上下斜拋撐長 分別為15.06m和11.15m.傾角分別為33.5度和31.5度。鋼格構柱鋼材采用Q235B級鋼，焊條采用E43型鋼格構柱斜拋撐與預埋鋼板連接處均應滿焊典型基坑支護剖面。

三、斜拋撐施工

1.斜拋撐安裝

圈梁、帶牛腿聯(lián)梁支座、帶牛腿豎向傳力柱均需達到混凝土設計強度的百分之八十后方可架設斜拋撐。架設前應在放坡留土處對應斜拋撐位置進行抽槽開挖根據(jù)現(xiàn)場實測所需斜拋撐長度及安裝傾角裁剪制成品斜拋撐采用汽車吊或塔吊將支撐吊裝到位斜拋撐上端與豎向傳力柱牛腿上預埋鋼板焊接下端與聯(lián)梁支座牛腿上預埋鋼板焊接。鋼格構柱斜拋撐施焊應按鋼結構相關規(guī)范進行焊縫長度，厚度要滿足設計和規(guī)范。

要求做到豐滿牢固并隨時加強電焊質(zhì)量檢查確認安全可靠后方可進行挖土工序。

2.施工工況

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地下室二層頂板達到設計強度的80%后拆除支撐。

四、基坑監(jiān)測

圍護結構頂部水平及豎向位移：連續(xù)3天日位移增量3mm/d，累計值30mm;（工法樁段）連續(xù)3天日位移增量4mm/d，累計值40mm;（放坡段）

土體深層水平位移：連續(xù)3天日位移增量：3mm/d，累計值40mm;

穩(wěn)定地下水位變化監(jiān)測：日位移增量：500mm/d，累計值1000mm;

駁岸水平位移：連續(xù)3天日位移增量：2mm/d，累計值20mm;

支撐軸力： 1500KN（鋼斜撐）;

在圍護結構施工前，須測得初讀數(shù);在基坑開挖期間，須做到一日一測，在基坑施工期間的觀測間隔，可視測得的位移變化情況 放長或減短。

五、結束語

在整個基坑施工過程中#圍護結構總體變形不大始終處于安全可控狀態(tài)表明本工程所采用的基坑支護設計方案是有效的相對于水平內(nèi)支撐體系基坑西側采用鋼格構柱斜拋撐支護體系能方便坑內(nèi)大部分土方開挖和地下結構施工對穿地下結構墻板中的鋼筋布置影響小可縮短工期！減少造價具有明顯的經(jīng)濟效益。

參考文獻

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【3】曾虹程，基坑中鋼管斜拋撐的應用及盆邊土方開挖施工技術，建筑施工，2012.34（12）：1133-1135。

【4】GB50497-2009，建筑基坑工程監(jiān)測技術規(guī)范{S}。