深基坑工程设计分析

　　摘要：本文根据营口市北海地区高层建筑工程,对地下室基坑工程设计进行了分析,包括场地岩土工程地质条件、设计方案优化、基坑支护设计、地下水控制设计等,为广大设计人员提供一定参考意见.

　　关键词：地下室,深基坑,设计方案

　　1工程概况

　　营口市北海地区拟建一高层建筑,地下室为一层,基础采用桩+筏板基础.总建筑面积14340.48m2,用地范围内场地基本平坦,场区自然地面平均标高为黄海高程10.800m,建筑物±0.000相当于黄海高程10.500m.沿基坑周边开挖深度为自然地面下12m,基坑开挖面积约1960m2,基坑开挖周长约180m.

　　2 场地岩土工程地质

　　拟建场区地貌单元上属Ⅰ级阶地.地形较为平坦,0-3.00m杂填土、3.00-

　　7.00m淤泥质土、7.00-11.90m粘性土、11.90-15.50m淤泥质土、15.50-25.50m红粘土，

　　3方案优化

　　3.1基坑支护方案选择

　　3.1.1本支护设计目标

　　本工程位于营口市区,基坑开挖12m、基坑开挖面积约1960m2、周边环境较为复杂.确保支护结构安全,支护结构能够承受开挖后最大限度主动区土体和周边动、静载荷所产生土压力;基坑周边分布有管线及住宅楼、公用设施等.建筑物均对过大沉降和差异沉降敏感.支护设计严格控制支护结构水平变位控制降水等.地下水治理措施对周边环境造成固结沉降或地层损失所引起地面变形,基坑支护保证周边管线及建筑物安全;在满足安全可靠前提下优化支护设计方案做到施工便捷、经济合理.

　　结合营口地区的地质情况及场地岩土工程地质和基坑特点,根据经验对于挖深10m左右基坑比较可行支护方案为灌注桩排加预应力锚杆、双排桩支护.钢筋混凝土地下连续墙具有挡土、止水兼作地下室外墙等特点,造价较高,施工工序繁杂且需专门大型施工机械;地连墙造价比钻孔灌注桩贵.与地连墙相比钻孔灌注桩加深层搅拌桩是一种较为经济围护方案,通过设置内撑、锚杆、双排桩等来克服钻孔灌注桩围护整体性差、刚度较小弱点.

　　3.1.2基坑支护方案比选

　　根据营口地区地址水文状况,基坑形状不规则如采用内支撑方案,支撑结构对土方开挖影响较大且将对地下室施工造成很大影响,对工程进度都将造成较大影响.如采用桩锚支护虽然对地下室施工不造成影响,土方开挖比较方便,但土方开挖必须与锚杆施工交叉进行且锚杆要到达强度后才能进行下层土方开挖,对基坑工期影响较大.

　　由于锚杆施工质量难以控制且基坑后期变形较大.对于形状不规则类似条件基坑采用双排桩方案进行支护.对于开挖12m基坑安全可靠,土方开挖方便,基坑施工工期短且不影响地下室施工,对缩短工期提供极大便利.地质条件与本工程基本相同附近工程采用双排桩方案进行支护,开挖深度约为14m,比本基坑深度大1.5-2.0m,基坑安全稳定.分析经综合比选决定对该基坑采用双排桩支护,局部采用单排桩+角撑支护结构型式.

　　3.2基坑地下水处理方案选择

　　上层滞水处理,对上层滞水可采用明沟排水汇集于积水井后抽排;下部承压水处理,根据场区地水文地质条件,基坑开挖已挖穿隔水层进入含水层.对下部承压水采用多井点深井降水,将承压水位降低到设计所要求地下水位避免基坑范围内承压水头压力可能造成突涌并对基坑周边进行竖向隔渗处理.为使降水对基坑周边环境影响降低到最小,建议基坑在平水-枯水季节施工.

　　4基坑支护设计

　　4.1岩土设计参数

　　根据场地岩土工程勘察报告,与基坑支护设计相关地层岩土设计参数取值如下.

　　4.2基坑重要性等级确定

　　根据根据《基坑工程技术规程》规定结合周边环境、岩土工程与水文地质条件,综合确定本基坑重要性等级为一级.

　　4.3支护结构设计

　　根据周边环境、岩土工程与水文地质条件,支护桩拟采用钻孔灌注桩:桩径d=800、900mm、1000，桩中心距s=1200、1300mm,沿基坑周边布置;砼强度为C30;支护桩桩顶冠梁设计,为增加支护桩整体刚度,支护桩顶设置钢筋混凝土冠梁1100mm×800mm.支护桩主筋插入冠梁内800mm,砼强度为C30;内支撑梁设计,腰梁、内支撑梁为钢筋混凝土梁,砼强度为C30;内支撑立柱及立柱桩设计,为防止地下室底板渗水,在地下室底板施工时,在各钢立柱与钢筋混凝土底板连接处要设止水带,止水带采用钢板,钢板满焊在钢立柱杆件四周;双排桩支护结构设计,双排桩桩顶设置冠梁、横梁,梁上设置200mm厚钢筋混凝土板增强双排桩整体性.

　　5 地下水控制设计

　　根据场区工程地质条件和水文地质条件,基坑处理上层滞水和下部承压水均很重要.地下水稳定水位1.0-1.3m,地下水对混凝土腐蚀性为中等腐蚀，如何控制地下水对施工及混凝土结构影响进行分析.

　　5.1竖向隔渗帷幕设计

　　在基坑四周设置水泥土深层搅拌桩技术形成竖向隔渗帷幕，与钻孔灌注桩联合作用既挡土又止水.

　　5.2地表水处理

　　对基坑周围3.5m宽地面用厚50mm素砼进行硬化.基坑坡顶四周设置排水沟以截地表水流入基坑;在基坑四周距坡顶3.0m处修筑一条排水沟,截面尺寸300×400mm,混凝土浇筑,按3%坡率流入集水井中统一排入市政排水系统;基坑底部沿坑底四周设置一条排水沟,截面尺寸300×300mm混凝土浇筑并布置一定数量集水井以抽排坑内水.

　　5.3钢筋混凝土防护

　　针对地下水对混凝土腐蚀性为中等腐蚀，设计中采用基础底部设置耐腐蚀垫层或者基础表面涂两遍冷底子油，沥青胶泥两遍或环氧沥青厚浆型涂料两遍，基础梁及-0.300m以下框架柱表面贴布两层或贴沥青玻璃布两层或涂环氧沥青厚浆型涂料两层(耐腐蚀垫层可采用碎石罐沥青或沥青混凝土，厚度不应小于100mm).

　　6 结论

　　通过对营口市北海地区高层建筑工程地下室基坑工程设计进行分析,营口地处软土地区,深基坑开挖具有一定困难,本文针对该工程深基坑设计方案进行优化分析选择最佳方案,在基坑支护设计方面支护桩采用钻孔灌注桩,支护桩桩顶设计冠梁,内支撑梁设计,对地下水控制进行分析，确保工程在施工中满足安全、质量要求.在深基础设计中要充分考虑

　　参考文献

　　[1]刘义建,刘勇健.深基坑支护方案最优决策方法研究[J].基建优化,2002,23(6):46-47.

　　[2]徐杨青.深基坑工程设计的优化原理与途径[J],岩石力学与工程学报2001(2),248-251.

　　[3]杨丽娜,仵彦卿,井彦林.深基坑支护结构选型研究[J],煤炭工程2005(12),52-54.

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