某工程临河基坑支护设计与施工研究论文

某工程临河基坑支护设计与施工研究

【摘要】本文结合某工程实例，根据其地质条件和各种影响因素，选择满足工程要求及适合的基坑支护形式。采用理论分析和计算，给出了经济、合理、可行的施工方案和应急预备方案。 【关键词】基坑工程；支护设计；方案优选；基坑施工 1 工程概况及周边环境

某工程场地东侧为一条河，河深为2.5~3.0m，相距基坑边最小距离仅4.0m，河岸己驳坎;南侧距离5~8层住宅楼约11.0m;北侧距离基坑2.om左右为一桥，桥边分布有煤气管道。西边距离基坑5m左右为一市区繁华道路，拟建场地内现浇有水泥地坪，地势平坦，自然地坪取-0.600m。拟建工程总建筑面积为地上3万㎡，地下1万㎡;该工程主要由l#~4#住宅楼，沿街裙房和地下车库等组成，为框架一剪力墙结构，地下车库为2层，地下室底板面设计标高为-8.1m，承台地梁桩基础，工程桩基采用混凝土钻孔灌注桩。基坑开挖深度为9.4m，局部坑中坑高差达4m左右。 2 工程地质条件

基坑开挖深度范围内上层分布如下:第2层:杂填土，层厚0.4~1.lm;第l层黏土，层厚0.40~1.70m;第2a层淤泥质勃土，层厚0.5~3.om;第zb层勃土，层厚0.7~1.6m;第2c层淤泥，层厚8.7~11.sm;第3层粉质勃土，层厚1.90~3.90m;第sb层勃土，层厚3.90~7.3om;第5-c层粉质勃土，层厚1.80~8.0m;第5-c‘层勃质粉土，层厚1.60~7.5m。

3 基坑特点

综合分析场地地理位置、土质条件、基坑开挖深度、基础结构、周边环境的影响，本基坑具有以下特点:

3.1 场地内基坑开挖主要地层影响为2c层淤泥，该层土性差，为高压缩性软塑淤泥质土，厚度大，对基坑开挖很不利; 3.2基坑开挖深度为9.4m，局部坑中坑深达4m左右; 3.3 周围环境条件较差，基坑边缘距离马路和住宅较近，东侧还有一条河，因此对基坑止水防渗和侧向变形要求比较严格: 3.4 基坑开挖后东西侧主动土压力不平衡，很有可能整个基坑支护系统整体向河岸一侧移位。 4 方案设计

根据《建筑基坑支护技术规程jgj299》，基坑安全等级为一级，重要性系数为c0=1.10。本着“安全、经济、适用”的原则，对多种围护结构方案进行优选后决定采用排桩加两道钢筋混凝土支撑的方案。

4.1支护桩设计

本工程支护桩采用＜800/900钻孔灌注桩，桩长18.75~20.05m，桩顶标高为-2.75om，进入地质第5层一定深度。基坑东侧为防止河水渗入基坑和平衡土压力，打设两排双头＜700×500水泥搅拌桩;其他各侧为防止支护桩间漏土引起地面沉降，设置一排双头水泥搅拌桩来控制支护系统变形。 4.2支撑系统设计

在支撑的平面布置方面，采用中间对撑，两端采用角撑的布置形式。水平内支撑平面布置时，尽量避开主体结构的柱子位置，以便柱子的主筋接头按设计规范施工。

为适当减少围护桩长度，降低造价，同时利于排除浅层中地下水，本工程将第一道支撑置于现地坪下1.5m左右处，在第一道支撑下4.05m处设第二道支撑。

支撑系统布置完毕后，采用北京里正基坑支护软件进行了围护系统空间协同分析，以控制工况第一道和第二道支撑轴力分布。 4.3基坑临河一侧支护设计处理

本工程支护结构的难点在于靠近基坑东侧有一条河流，深度较深，此侧土压力较小，会造成支护结构体系不平衡而导致支护体系向河侧移位较大，从而使围护系统产生次应力而影响安全，最终对河坎产生破坏使河水涌入基坑内。本处理方案详见图1。 图1 基坑临河一侧支护剖面图

4.3.1 根据河流深度和位置，按支护单元计算靠河一侧基坑支撑内力，与其他一侧基坑支撑内力进行定量比较;

4.3.2 立柱采用直径较大的混凝土钻孔灌注桩抵抗空间水平力:

4.3.3 利用空间析架体系形成整体刚度，减小土压力不平衡造成的位移;

4.3.4 靠近河一侧利用施工场地进行堆载，增加主动土压力; 4.3.5 基坑挖土方向严格按照由河道一侧向外侧推进的顺序进

行，先形成反方向预应力;

4.3.6 基坑外侧采用两排水泥搅拌桩既能改良土的物理性质、减少变形，又能起到止水抗渗的作用，水泥搅拌桩长度比基坑深度长l.5m左右。 5 基坑施工与监测

本项目工程桩与支护桩同步施工。支护桩先施工钻孔灌注桩，再施工水泥搅拌桩，基坑开挖时严格按照从河岸一侧向外侧退挖，挖到坑底后，边开挖边施工混凝土垫层，以减少基坑暴露时间，有效地控制了变形。支撑采用爆破的方法拆除。 5.1对周边建筑物的沉降监测结果

4个监测点的最大沉降量只有2㎜左右，这是因为一方面被监测的两幢楼都有工程桩，且基坑距建筑物有一定的距离，另一方面本工程基坑变形不是很大，基坑开挖对建筑物影响很小，这也在预料之中。

5.2对各监测点的水平位移监测结果

环梁顶、河坎以及周边管线的水平位移也不大，这说明刚度很大的环梁和支撑结构体系对控制水平位移大有益处。 5.3对深层土体位移和桩身位移的监测结果

监测点的最大变形一般都出现在第一道或第二道支撑拆除后的一段时间，这说明支撑拆除后的一段时间内基坑还会有变形，但一般支撑拆除后的变形差不会超过10㎜，对周边环境的影响不大。另外，从桩身位移监测结果(最大不超过201㎜)与深层土体位移监

测结果(都大于20mm)比较，深层土体位移量大于桩身位移，说明深层土体位移不能完全反映支护桩身的变形，这与支护桩间有一定空隙有关;其中有一个监测点超过警戒值的主要原因可能是该孔靠近贺垂路，贺承路的路基较高且车辆的通行对变形有一定的影响。 5.4深层土体位移和围护桩身位移的监测结果

根据监测资料显示，测斜孔1测得最大位移为24.35㎜，位置在桩顶以下9.om处;测斜孔2测得最大位移为34.56㎜，位置在8.5m处;测斜孔3测得最大位移为57.12㎜，位置在4.0m处;测斜孔4测得最大位移为36.14㎜，位置在8.5m处;测斜孔5测得最大位移为37.06mm，位置在9.5m处;测斜孔6测得最大位移为53.72㎜，位置在9.0m处;测斜孔7测得最大位移为36.49㎜，位置在7.5m处;测斜孔8测得最大位移为42.81mm，位置在7.5m处;测斜孔9测得最大位移为32.19㎜，位置在9.5m处。 5.5支护系统整体位置的监测结果

从监测数据上来看:支护系统的整体位移是向河岸一侧变形，与我们设计计算和分析一致，最后我们调整挖土方向和施工顺序后，位移变小并产生回弹。 5.6支撑轴力的监测结果

第一道支撑轴力都远大于警戒值;第二道支撑各点的轴力都小于警戒值。这说明我们所采用的计算理论体系和计算软件与实际情况有一定的偏差，这些经验值得认真总结，以便使以后的设计更贴近实际情况，并为节约工程造价打下基础。

6 结语

本基坑的支护结构设计和施工总体来说是成功的，支护结构是安全的，对周边环

境的控制基本上也在允许范围内，特别是靠河边一侧基坑支护的处理方案是成功的，未发生基坑渗漏和基坑变形过大的情况。在此项目实施过程中，也有以下体会值得今后的设计借鉴: 6.1 市区中的河流原为老河道，河岸下分布有大量杂填物和暗河道，基坑外侧一定要用素薪土进行换填，并设置水泥搅拌桩止水。 6.2 由基坑支护监测分析可知，对于临河深基坑会产生土压力不平衡的问题，采用钢筋混凝土析架结构能增加整体稳定性，施工时要安排好挖土顺序，尽量做到与位移方向相逆。

6.3 基坑支护设计要把理论计算结果和实践经验结合起来，不但要进行定量计算，还要结合定性分析，这样才能更好地指导施工。 6. 4 在深厚软土地区进行深基坑支护设计时，所采用的支护桩长一定要进入物理性质较好的土层并有一定深度，才能有效控制变形，保护周边环境。