復(fù)雜深基坑設(shè)計(jì)優(yōu)化方法

胡義生

摘 要：結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)場(chǎng)地工程地質(zhì)條件、場(chǎng)地地下水以及周圍環(huán)境進(jìn)行了描述，重點(diǎn)介紹了深基坑設(shè)計(jì)及施工的合理優(yōu)化，即地下室埋深、降水基坑支護(hù)形式、卵石層錨桿施工，只有對(duì)深基坑設(shè)計(jì)進(jìn)行良好分析，才能降低施工難度，減少安全隱患，提升施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：深基坑 設(shè)計(jì)優(yōu)化 支護(hù) 錨桿

中圖分類號(hào)：TU43 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）06（a）-0063-02

1 工程概況

工程位于某市北側(cè)，原始地貌單元屬河漫灘和Ⅰ級(jí)階地結(jié)合部，場(chǎng)地地勢(shì)起伏較大，各勘探孔孔口高程為325.93～335.77 m，最大高差9.84 m。根據(jù)鉆探、人工探井、原位測(cè)試和室內(nèi)土工試驗(yàn)分析結(jié)果，場(chǎng)地最大勘探深度范圍內(nèi)主要為全新統(tǒng)（Q4）、上更新統(tǒng)（Q3）、中更新統(tǒng)（Q2）和下更新統(tǒng)（Q1）地層，地下水埋深為7.10～17.50 m，基坑北側(cè)有居民樓，西側(cè)和東側(cè)有道路。勘察單位給出基坑支護(hù)巖土設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。

2 深基坑設(shè)計(jì)的合理優(yōu)化

2.1 地下室埋深與基坑降水

該工程地下水穩(wěn)定水位埋深13.15～14.18 m，根據(jù)區(qū)域資料：地下水位季節(jié)性最大變幅約3.00 m，同時(shí)原建筑設(shè)計(jì)方案主樓地下室埋深為-16.50 m，電梯井處埋深為-20.45 m，裙房埋深為-14.60 m，因此主樓基坑開挖須降低地下水位為3.8～4.0 m，電梯井處降低地下水位約8 m，裙房處降低地下水位約1.8 m，并且是降低卵石層水。其次根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告給出卵石層的滲透系數(shù)為80 m/d，顯示為強(qiáng)透水層，按主樓電梯井處最大降深8 m計(jì)算，主樓如布置30余口降水井，中心區(qū)域只能降到7.5 m。為了在實(shí)際施工時(shí)降低降水的難度，經(jīng)過設(shè)計(jì)人員反復(fù)溝通，可將主樓地下室埋深為-14.50 m，電梯井處埋深為-18.45 m，裙房埋深為-12.60 m。通過此種方式處理后，主樓只需降低地下水位1.8～2.0 m，電梯井處需降低地下水位約6 m，并要求距北側(cè)住宅樓約30 m，但裙樓則無須降水。另外裙房部分布置的30余口降水井應(yīng)全部取消，要在主樓外圍布置20口降水井，電梯井處布置6口降水井，并減少降水井8～10口，推算出共要減少約40口降水井，同時(shí)按降水120 d計(jì)算，可節(jié)約工程造價(jià)40×120×350=1 680000.00元。以南側(cè)和東側(cè)不同開挖深度做支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)型對(duì)比分析可知，開挖-12.6 m樁錨支的單位總價(jià)為19 860元，開挖-14.6 m 樁錨支護(hù)的單位總價(jià)為26 140元，其中單位造價(jià)是指樁間距為1.5 m，造價(jià)為1.5延米的造價(jià)。由此可以看出，南側(cè)和東側(cè)開挖深度減少2m 的基坑支護(hù)費(fèi)用，每延米節(jié)約工程造價(jià)約4 200元，同樣西側(cè)和北側(cè)節(jié)約的工程造價(jià)也基本相同，整個(gè)基坑周長(zhǎng)約600 m，共節(jié)約工程造價(jià)250萬元。

2.2 基于造價(jià)經(jīng)濟(jì)性上的復(fù)雜深基坑設(shè)計(jì)優(yōu)化

護(hù)坡樁的設(shè)計(jì)一般都從地面開始，如果場(chǎng)地條件允許，可將樁頂標(biāo)高降低，樁頂以上至地面放坡或采用土釘墻支護(hù)，以便于土方開挖及施工的合理組織。其次對(duì)于樁錨支護(hù)體系，樁頂以上放坡，則土壓力減少，支護(hù)樁力臂隨之減少，樁身彎矩亦大幅度減少，并且護(hù)坡樁的樁頂標(biāo)高降低，不僅可促使護(hù)坡樁的樁長(zhǎng)減少，同時(shí)由于土壓力的減少，錨桿長(zhǎng)度也可相應(yīng)減少，因此，該設(shè)計(jì)可以降低工程造價(jià)。另外，該工程的雜填土比較厚，最深達(dá)14.2 m，并且其含有建筑垃圾，因此，給土釘墻施工帶來很大困難。根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)，建筑垃圾場(chǎng)地人工施工土釘很難成孔，往往需要采用施打鋼花管替代人工成孔土釘，而建筑垃圾場(chǎng)地施工鋼花管的長(zhǎng)度一般不超過6 m，但若樁頂以上土層按自然放坡，雖然節(jié)約了支護(hù)工程造價(jià)，但增加了回填土的工程量與工程造價(jià)。根據(jù)計(jì)算分析，放坡的坡度在1∶0.5左右較為適宜，而當(dāng)放坡坡度超過1∶1，特別是坡的高度較大時(shí)，后續(xù)回填土的工程量較多；此外當(dāng)土釘墻坡度按1∶0.5劃分，坡高為6.5 m，且土釘長(zhǎng)度已達(dá)到10 m時(shí)，如果遇到建筑垃圾，可改用鋼花管土釘施工，通過將其中一道土釘改為錨桿，用長(zhǎng)度為13 m鉆機(jī)成孔，方可滿足土釘墻整體穩(wěn)定要求。仍以南側(cè)為例，將護(hù)坡樁樁頂放坡與不放坡做經(jīng)濟(jì)比較，二者相差見表2。

從表2可以看出，樁頂放坡比樁頂不放坡每延米節(jié)約工程造價(jià)3 020元，南側(cè)和東側(cè)約250 m，節(jié)約工程造價(jià)約77萬元。

2.3 卵石層錨桿的方案優(yōu)化

該工程大部分錨桿位于中密的卵石層中，卵石一般粒徑為2～11 cm，最大粒徑為68 cm，鉆進(jìn)困難且易塌孔，同時(shí)在使用帶液壓打擊的錨桿鉆機(jī)時(shí)，由于卵石粒徑較大，套管外壁靜阻力很大，鉆進(jìn)速度會(huì)受到影響，因此有些地方無法施工。為此，實(shí)際施工可采用潛孔鉆機(jī)并可改變最初的單液壓錘上打擊、水排渣方法，方便上液壓錘下沖擊器可同時(shí)打擊，并且也可用高壓氣體排渣的施工方法，利用套管進(jìn)行護(hù)壁等措施，防止塌孔造成鉆桿、鉆頭卡死等現(xiàn)象。其施工技術(shù)不僅按期完成了錨桿施工任務(wù)，還避免了施工效率低，人工費(fèi)虧損的局面。

3 結(jié)語

總之，對(duì)于每一個(gè)基坑支護(hù)工程，在基坑支護(hù)設(shè)計(jì)階段，從支護(hù)總體方案對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)先進(jìn)行優(yōu)化，選擇好的支護(hù)結(jié)構(gòu)，在保證安全的前提下，可以大幅度降低工程造價(jià)，同時(shí)在建筑物規(guī)劃設(shè)計(jì)階段對(duì)地下室層高進(jìn)行優(yōu)化，不但可降低基坑支護(hù)造價(jià)，還可減少工程安全隱患，保證工期達(dá)到事半功倍的效果。

參考文獻(xiàn)

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