复杂环境下深基坑内支撑–锚杆支护设计及评价.pdf
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1、文章编号:1007-2993(2023)04-0475-06复杂环境下深基坑内支撑复杂环境下深基坑内支撑锚杆支护设计及评价锚杆支护设计及评价吉晓朋纪凡季(中航勘察设计研究院有限公司,北京100098)【摘要】在北京市中心城区某超深基坑工程实践中,根据基坑周边环境特点,分别采用了地下连续墙+钢筋砼内支撑和地下连续墙+上部预应力锚杆、下部钢筋砼内支撑的支护体系,有效控制了基坑本身及周边建筑物的变形,保证了基坑支护体系和周边建筑物的安全稳定,同时,在周边空间条件允许的情况下,采用上部预应力锚杆代替部分内支撑,可以节约工期,降低造价,为类似工程提供借鉴。【关键词】深基坑;复杂环境;地下连续墙;内支撑;
2、锚杆【中图分类号】TU 473 【文献标识码】Adoi:10.3969/j.issn.1007-2993.2023.04.018Design and Evaluation of Internal Support and Anchor Support in ComplexEnvironment for Deep Foundation PitJi XiaopengJi Fanji(AVIC Institute of Geotechnical Engineering Co.,Ltd.,Beijing 100098,China)【Abstract】By taking an ultra-deep fou
3、ndation pit project in the central area of Beijing as an example,according to the differentsurrounding environment of the foundation pit,the supporting systems of diaphragm wall+reinforced concrete internal support and dia-phragm wall+upper prestressed anchor and lower reinforced concrete internal s
4、upport were respectively adopted in this project.It ef-fectively controls the deformation of the foundation pit itself and surrounding buildings,and ensures the safety and stability of thefoundation pit supporting system and surrounding buildings.At the same time,if the surrounding space conditions
5、match,the upperprestressed anchor could be used to replace partial internal support.It can save the construction period and reduce the cost,and has ref-erence value for similar projects.【Key words】deep foundation pit;complex environment;diaphragm wall;internal support;anchor 0 引言面对城市建设的快速发展和日益繁多的地下工
6、程,在城市复杂环境条件下超深基坑的支护难度越来越大,如何保证基坑开挖过程中的安全稳定,成为基坑设计的难点14。地下连续墙+钢筋混凝土内支撑体系作为基坑支护的受力和止水体系,具有支护及止水效果好、整体刚度大、变形控制能力好等特点,越来越多地应用在超深基坑中58。但内支撑的设置较大地影响了土方的开挖和运输,在地层条件及周边环境条件允许的区域,设置部分预应力锚杆代替内支撑,既能满足支护体系和周边环境的安全稳定,也能提高施工效率,节约工程造价。以北京市某深基坑工程为例,介绍了基坑采用内支撑+预应力锚杆支护体系的设计、施工过程及监测结果,为类似工程提供经验参考。1 工程概况项目位于北京市朝阳区,临近东北
7、三环和机场高速,主体项目为商业、办公楼,地上 16 层,地下 6层(局部 5 层),建筑高度约为 80 m 项目基坑南北方向长度约 100 m,东西方向宽度约 50 m,周长约 300m,基坑面积约 5000 m2,基坑深度 29.0029.80 m,属于超深基坑。2 基坑周边环境本项目基坑周边环境复杂,周边建筑物繁多且变形控制要求高,具体周边环境情况如下:(1)基坑北侧距离基坑约 14 m 位置为中国电子CEC 大厦,地上 16 层,地下 2 层,建筑高度约 70 m,作者简介:吉晓朋,男,1977 年生,汉族,河南洛阳人,工学硕士,高级工程师,主要从事岩土工程设计与施工。E-mail: 第
8、 37 卷第 4 期岩土工程技术Vol.37 No.42023 年8 月Geotechnical Engineering TechniqueAug,2023地下室埋深约 11 m,地基形式为 CFG 桩复合地基。(2)基坑南侧距离基坑约 15 m 位置为中国联通大楼,地上 6 层,无地下室,基础形式为条形基础,天然地基,基础埋深约 3.50 m,建筑物为砖混结构,对变形比较敏感。(3)基坑东侧紧邻现状道路,道路东侧为华商酒店。(4)基坑南侧和东侧贴近围墙有一层民房,砖砌结构,整体性较差。本项目基坑周边环境见图 1。CEC大厦代征绿地联通大厦华商酒店机场高速北南东西主楼地下车库 图 1 基坑周边
9、环境图 3 工程地质及水文地质条件本工程勘探深度(65.0 m)范围内的地层划分为人工填土层和一般第四纪冲洪积层。开挖深度范围内地层主要为粉质黏土、黏质粉土、粉砂、中砂,呈互层分布。钻探深度范围内观测到 5 层地下水,第 1 层为上层滞水,第 2 层为潜水,第 35 层均为承压水。场地典型工程地质剖面见图 2。4 基坑工程特点及总体设计本项目基坑周边建筑物、管线繁多,周边环境保护要求严格,场地空间狭小,工程地质条件复杂。针对上述特点,基坑支护工程设计采用了地下连续墙+钢筋混凝土内支撑(局部预应力锚杆)的支护型式,具体支护设计方案如下:(1)基坑竖向围护体系采用钢筋混凝土地下连续墙,地连墙墙底穿
10、过黏性土层、粉砂层和黏性土层,墙底坐落于中砂层,有效隔断上部 4 层地下水。地连墙厚度 1.00 m,冠梁宽度 1.10 m,高度 0.8m,冠梁标高2.10 m(相对0.00 标高)。场地西侧考虑后续下沉广场施工,局部地连墙墙顶标高设置为7.70 m(相对0.00 标高)。(2)基坑东侧:基坑外侧 3 m 为现状道路,设计4 道预应力锚杆和 2 道内支撑;在征求相关产权单位同意后,锚杆超出了用地红线。(3)基坑西侧:西侧为规划中的下沉广场,考虑后期下沉广场的施工,西侧局部地连墙墙顶下卧至标高7.70 m,上部 7.3 m 采用复合土钉墙支护形式,下部采用 3 道预应力锚杆和 2 道内支撑。西
11、侧现状为待建场地,基坑距离用地红线约 33 m,锚杆均设置于用地红线内。(4)基坑南侧、北侧:南侧邻近联通大厦,北侧邻近 CEC 大厦,为控制基坑及周边建筑物变形,采用 4道钢筋砼内支撑支护体系。基坑设计计算采用同济启明星基坑支护计算软件,基坑东侧及北侧支护结构变形及弯矩计算结果见图 3、图 4。项目基坑设计平面布置图及典型支护设计剖面图见图 5图 8。042024位移包络图(0.035.3)弯矩包络图(2276.52180.5)202040位移/mm深度/m深度/m10203040501020304050弯矩/103(kNm)图 3 基坑东侧计算结果图 02024位移包络图(2.732.3)
12、弯矩包络图(1976.52494.5)位移/mm202040深度/m1020304050深度/m1020304050弯矩/103(kNm)图 4 基坑北侧计算结果图 4036322824201612840481240363228242016128404812高程/m正负零=39.100基坑底第五层承压水第四层承压水第三层承压水第二层潜水第一层上层滞水黏质粉土层粉质黏土层粉砂层粉砂层中砂层中砂层黏土层黏土层黏土层ZK13ZK1438.3438.43 图 2 场地典型工程地质条件剖面图476岩土工程技术2023 年第 4 期施工栈桥北预应力锚索 图 5 第 1、2 道支撑及上部锚杆布置平面图 地下
13、连续墙钢筋混凝土支撑北 图 6 第 3、4 道支撑布置平面图 5 施工过程简介 5.1 施工工艺流程本工程总体施工工序如图 9 所示。5.2 主要工况和时间节点2015 年 4 月 10 日6 月 1 日,完成 50 幅地连墙施工;2015 年 7 月 11 日,完成第 1 道支撑和第 1、2 道锚杆施工;2015 年 9 月 14 日,完成第 2道支撑和第 3、4 道锚杆施工;2015 年 10 月 26 日,完成第 3 道支撑施工;2016 年 3 月 10 日,基坑开挖到槽底,移交总包单位。2016 年 8 月 30 日,地下结构施工至0.00,并采用素混凝土完成肥槽回填。6 基坑工程监
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