張文軍

(山西四建集團有限公司第二分公司，山西太原 030002)

0 引言

隨著城市化的快速發(fā)展，地上土地資源已非常有限，建筑空間擁擠和城市綠地減少，導(dǎo)致我國的高層建筑如雨后春筍，成了現(xiàn)代建設(shè)的主流。為了節(jié)省土地、充分利用地下空間，高層建筑基礎(chǔ)本身要求有一定的埋置深度，高層建筑的停車場、設(shè)備間、儲藏庫等也都設(shè)在地下，從而使基坑深度增加。從發(fā)展趨勢看，我國正在建設(shè)的高層建筑越來越高，向地下發(fā)展越來越深，同時密集的建筑群、超深度的基坑、周圍復(fù)雜的地下設(shè)施都給基坑施工帶來一定的難度，這對基坑工程提出了嚴峻的挑戰(zhàn)，同時基坑工程事故發(fā)生率較高，竟占基坑總數(shù)的1/4以上，而這些工程事故主要表現(xiàn)為支護結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大位移、支護結(jié)構(gòu)破壞、基坑塌方及大面積滑坡、基坑周圍道路開裂和塌陷、與基坑相鄰的地下設(shè)施(管線、電纜)變位以至于破壞，鄰近的建筑物開裂甚至倒塌等給國家經(jīng)濟和人民生命財產(chǎn)造成嚴重損失，這些問題的存在都與基坑支護的設(shè)計及施工質(zhì)量關(guān)系密切。

國內(nèi)劉明建結(jié)合近年來一些基坑支護設(shè)計與施工，概述了較成熟的基坑支護類型及適應(yīng)范圍，簡述了深基設(shè)計理論及其存在的一些問題，對深基坑支護工程今后的技術(shù)應(yīng)用進行了探討［2］。

李勇介紹了基坑支護結(jié)構(gòu)的種類及我國深基坑工程的主要特點和存在的問題，以麗都城市大廈基坑支護為例，采用地下連續(xù)墻加三級鋼筋混凝土支撐的支護結(jié)構(gòu)方案，滿足了建設(shè)方的各項安全技術(shù)要求［3］。

王曉楠，王建良介紹了深基坑支護結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，闡述了支護結(jié)構(gòu)與巖土體相互作用、支護結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形計算方法和支護結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形監(jiān)測研究進展，對目前深基坑基坑支護結(jié)構(gòu)存在的一些問題進行了探討，并提出以后的發(fā)展方向［4］。

宋福淵，耿冬青針對深基坑支護設(shè)計和施工現(xiàn)狀，提出了深基坑支護工程中存在的諸多問題，在設(shè)計上對坡頂荷載、結(jié)構(gòu)施工臨建的布置等進行了明確說明，對施工方案、地下水控制等進行了闡述［5］。

杜德榮根據(jù)規(guī)范及多年的經(jīng)驗對深基坑支護設(shè)計和施工提出幾點寶貴的建議［6］。

1 工程概況

1.1 工程概況

基坑開挖深度為12 m，嵌入深度為7 m，采用灌注樁圍護結(jié)構(gòu)，基坑安全等級:一級，基坑重要性系數(shù):1.1，分析方法采用彈性支點法。

1.2 地質(zhì)條件

場地地質(zhì)條件和計算參數(shù)如表1所示。

表1 地質(zhì)條件參數(shù)表

1.3 支護結(jié)構(gòu)布置

支護采用灌注樁，樁直徑為1 m，混凝土材料等級為C35，樁間距為1 m。設(shè)置4道錨桿(索)，錨桿(索)布置情況及計算參數(shù)如表2所示。

表2 錨桿布置情況表

2 施工階段

2.1 開挖引起的沉降

安置施工沉降監(jiān)測儀，通過擋土墻位置的不斷變化，得出地面沉降值，與圖1比對，基本無差異。

圖1 最終施工階段沉降曲線圖

2.2 施工段內(nèi)力值最大值

施工階段中開挖到12 m時土壓力達到最大值為119.38 kN/m;位移最大值為0.01 m;開挖到6 m，即生成第三道錨索前剪力達到最大值為 345.51 kN;開挖到 4.5 m時彎矩達到最大值為－618.11 kN·m。

2.3 施工段應(yīng)注意的事項

根據(jù)本工程的特點及計算的內(nèi)力值、沉降等數(shù)據(jù)，得出本施工階段的注意事項如下:

1)施工先解決地下水位，采用輕型井點抽水，使地下水位降到基坑底1.0 m以下。

2)施工人員上下應(yīng)挖好階梯或支撐靠梯，禁止踩踏支撐上下作業(yè)，坑四周應(yīng)設(shè)置安全欄桿。

3)根據(jù)本工程土質(zhì)情況，基坑邊上堆放材料及移動施工機械時，應(yīng)與挖土邊緣保持至少2 m距離。

4)施工中，現(xiàn)場技術(shù)負責人要堅持跟班作業(yè)，按照設(shè)計要求及時解決施工中出現(xiàn)的安全、質(zhì)量問題，確保每道工序在安全保證的前提下進行。

5)對本基坑剪力、彎矩較大的關(guān)鍵部位，必須嚴格控制，前道工序未驗收簽證，后道工序絕不允許施工，對施工中的危險部位指定預(yù)防措施。

3 結(jié)構(gòu)計算

3.1 支護截面設(shè)計

灌注樁采用均勻配筋方式，混凝土保護層厚度為0.01 m，配筋分段數(shù)為2段，各分段長度為17.2 m。截面配筋設(shè)計值見表3，表4。

表3 縱筋選筋設(shè)計值

表4 箍筋選筋設(shè)計值

3.2 穩(wěn)定驗算結(jié)果

1)整體穩(wěn)定驗算見圖2。

圖2 整體穩(wěn)定性驗算圖

土體整體穩(wěn)定采用瑞典條分法計算，條分法中土條寬度為0.5 m。根據(jù)公式各施工階段整體穩(wěn)定性結(jié)果:Ksmin=1.32，Ksmax=5.91 均大于抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)［K］=1.3，與手算結(jié)果相比偏于安全，整體穩(wěn)定性滿足要求。

2)抗隆起驗算見圖3。

圖3 抗隆起穩(wěn)定性驗算圖

4 結(jié)語

1)基于MIDAS軟件的深基坑支護設(shè)計中結(jié)構(gòu)計算手算值偏差為5%左右，在規(guī)范允許的誤差范圍內(nèi)且偏于安全，用于本深基坑的支護，成功實現(xiàn)了深大基坑的設(shè)計，后期對沉降、傾斜的監(jiān)測均在合理范圍內(nèi)，可應(yīng)用于其他深基坑支護工程中。

2)與傳統(tǒng)的方法相比，基于MIDAS軟件的計算結(jié)果及步驟均很清晰，內(nèi)力變化情況一目了然，可以幫助了解工程的關(guān)鍵部位、內(nèi)力最大部位并指導(dǎo)現(xiàn)場施工。

3)計算過程可以考慮到土質(zhì)情況、地下管線、附近建筑物等一些實際工程中的細節(jié)，使計算結(jié)果及方案更適合現(xiàn)代建筑發(fā)展的趨勢。

［1］JGJ 79-9，建筑地基處理技術(shù)規(guī)范［S］.

［2］劉明建.淺談深基坑支護設(shè)計［J］.西部探礦工程，2009(5):24-26.

［3］李 勇.深基坑支護設(shè)計研究［D］.成都:成都理工大學，2012.

［4］王曉楠，王建良.深基坑支護結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形研究進展［J］.科學技術(shù)與工程，2012，12(21):5243-5248.

［5］宋福淵，耿冬青，劉曉輝.深基坑支護設(shè)計與施工管理探討［J］.工程勘察，2005(4):77-78.

［6］杜德榮.淺談深基坑支護設(shè)計與施工技術(shù)措施［J］.建筑施工，2011(7):115-117.

［7］余志成，施文華.深基坑支護設(shè)計與施工［M］.北京:人民交通出版社，1996.

［8］熊智彪.建筑基坑支護［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2008.