软土地区复杂环境下深基坑支护结构设计实例.pdf

案例分析
软土地区复杂环境下深基坑支护结构设计实例
邵晨晨
(上海市岩土地质研究院有限公司,上海200072
摘要:上海地区的快速发展,基坑规模越来越大,开挖深度越来越深,且城区建筑密集,使得在基坑支护设计过程中考虑的因
素更多。本文以上海某复杂深基坑工程为背景,介绍其基坑支护设计方案,解决基坑降承压水和开挖过程中对周边建筑沉降控制的
难题。通过工程监测表明,基坑施工过程中周边建筑物沉降变形满足其保护要求。本工程取得的经验对类似工程具有借鉴意义
关键词:复杂环境;深基坑支护;软土地层
中图分类号:TU753文献标识码:A文章编号:1674-3024(2016)05-119-02
1工程概况
1.1基坑规模
拟建场地位于上海市普陀区真北路与金鼎路交汇凵。设两
层地下氧,基坑旱不规则多边形,丌挖深度为10.8m,面积近2
万平方米,护周长约660m。
1.2周边环境
该基坑程场地东临中环线铜川路出口下市道:北侧紧邻
真光新村小区一期,居民楼为6层砖混结构,楼面采川预制板
为天然地基,结构午代较为久远,居民楼离基坑开挖边线最近
处仅为9.5m:西侧为真光新村二期居民楼,为6/7层砖混结构,
图1基坑周边环境总图
条形基础:南侧为2层轻钢结构厂房,其外墙距离基坑最近处2工程水文地质条件
为4.4m。若不能合理进行护设计,某坑开挖过程中必将对周
边建筑物产生较大影响,因此科学支护结构设计成为本工程的
2.1工程地质
关键。
基坑开挖主要中涉及第①层填土、第②层粉质粘土、第③
层淤泥质粉质粘士、第③卖层砂质粉土及第④层淤泥质粘土:围
护结构还涉及第③层粘土、第⑤21层砂质粘土及第⑤22层砂质
粘土。土层参数见表1。
表1典型上层物理指标
土层
土层类型
厚度(m)
C (kpa)
Y(KN/m3)
素填土
1.9
粉质粘上
18.5
18.6
淤泥质粉质粘士
0.8
18.3
③夹
砂质粉士
2.0
15
17.4
淤泥质粘土
6.4
10.
16.8
19.
19.6
52-1
沙质粘士
24.5
19.1
2.2水文地质
茫注桩结合止水帷幕和SMW工法墙。
木场地浅部土层中地下水属潜水类型,大气降水为主要补
地下连续岀具有抗侧刚度大、可有效控制基坑变形保护周
给来源,水位随季节变化。本次勘察期间测得的钻孔静止水位边环境,以及施工工艺成熟等诸多优势,近年来在周边环境保
0.50~1.30m,水位标高在2.76~3.17m之间
护要求高以及基坑开挖深度较深的基坑工程中得到了大量的应
场地第⑤2-1、⑤2-2层为微承压含水层,第⑦层及第⑨层用
为承压含水层,且微承压水层与承压水层相通。据上海地区的
茫注桩排桩结合隔水帷幕作为一种成熟的工法,其施工工
承压水观测资料,深部承压水的水位,一般均低于澘水水位,
ど简单、质量易控制,施工时对周边环境影响小,应用广泛且
年呈周期性变化,埋深3.0m~11.0m
积了大最的设计施工经验。适川于顺作法基坑工程。其隔水
3基坑支护设计
帷幕可根据工程的土层情況、周边环境特点、基坑开挖深度以
及经济性等要求的综合因素选用合适的工ど,一般选用三轴搅
3.1方案选型
拌桩或高压旋啧桩
3.1.1同护结构
SMW工法桩将受力结构与隔水唯幕合一,护体占用空
本工程基坑开挖深度10.8m,根据上海及长三角地区已实
小;围护体施工对周围环境影响小,墙体防渗性能好;施工
施的人量基坑工程的成功实践经验,类似基坑工程一般米用板
过程无需回收处理泥浆,且型钠可回收,环保节能、经济性好;
式围护体系板式用护体一般可供选择的有:地下连续墙、钻孔
SMW工法桩施工使捷,但刚度较小,无法有效控制围护
建筑建材装饰119
案例分析
变形,而本工程周边环境保护要求高,因此不适川于本エ程。4基坑工程监测
地下连续墙刚度人,符合周边环境保护的要求,但本工程需要
降承压水,且止水帷幕无法隔断层压水层。为减少降承压水対
4.1围护测斜
周边环境的影响,须根据降水要求增加地下连续墙在承压水层
随着丌挖深度的增加,围护变形的速卒也明显增加,在基
中的悬挂长度,若采用地下连续墙工程造价极高。因此,综合
坑开挖至坑底后到地下室底板浇筑完成前围护变形速率达到峰
考虑本工程的挖深、工程地质、周边环境保护要求及工程经济
值。随着底板强度的增加,堌护变形趋于稳定。最人变形出现
性,米用钴孔灌注桩结合止水帷幕
在第二道支撑与底板之间。以CX2为例,3m和9m处围护变
3.1.2支撑类型
形累计出线如图4
由于上海地区地下室退界较小,且对护结构超出用地红
线有严格限制,因此桩错结构在上海地区应川极少,故方案中
不作考虑。
钢筋混凝土内支撑具有刚度人、变形小、适应性强的特点
050
同时通过在第一道支撑设置施工栈桥可以解决施工场地狭小的
问题
3.2支护方案设计
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根据本工程特点,基坑丌挖过程中有承压水突涌的风险,
时?/d
在基坑开挖前须对承压水层进行降水。而坑外承压水水位变动
过大,土体重新間结,极易引起周边建筑物沉降。
图4围护累计变形与时间关系出线
因此,本工程中若要降低基坑施工过程中对周边建筑的影
4.2地表沉降
响,须控制两个关键点:其一,围护桩变形引起的建筑物沉降
基坑周边土体随着基坑开挖,产生沉降变形,最人沉降出
其二,基坑将承压水引起的建筑物沉降。
现在离基坑开挖边线0.5H~0.7H(H为基坑开挖深度)处。
针対基坑北侧和南侧环境保护要求最高,采川地表最大累计沉降为-19,6mm,设隔离柱处地表沉降累
10001200钻孔湟注桩,插入比1:1.2。考虑天然地基对变形
14.3mm。以DM5-1和DM6-1(设置隔离桩)为例,累计沉降
较为敏感,在基坑団护桩与天然地基的居民楼之间米用一排曲线见图5。
600④1000钻孔灌注桩作为隔离桩,且坑内釆川双轴搅拌桩作
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裙边加固,加固范围为坑底以上8.5m,坑底以下4.0m,加固宽
度为5.2m。其余侧采990a1100钻孔注桩,插入比1:1.1。
止水帷幕采用の850三轴搅邦桩插入坑底17.2m(如图2)。在
环境保抑要求较苘側,设置回瀍井,在坑内进行降承压水的同
时,坑外对承压水层进行回灌,确保坑外承压水水位稳定。
图5地表累计变形与时间关系出线
采用两道钢筋混凝士水平内支撑,第一道攴撑从场地标尚4.3周边建筑物沉降
落低1.2m,第二道支撑较第一道支撑落低5.5m。支撑采川“対
根据嗌测结果,基坑南侧轻钢)房靠基坑端沉降8.6mm
撑+角撑+边桁架”的平面布置形式(如图3)。
远离基坑端沉降4.7mm,倾斜率0.065%;基坑北侧天然地基居
民楼靠基坑端沉降4.4mm,远离基坑端沉降2.1mm,倾斜率