某高層建筑基坑圍護結(jié)構(gòu)方案優(yōu)化
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摘要：本文以福州某高層建筑工程為例，針對高層建筑基坑支護方案的選型與優(yōu)化設(shè)計方法進行了詳細(xì)闡述，為基坑圍護結(jié)構(gòu)的安全提供保障。
關(guān)鍵詞：高層建筑；基坑圍護結(jié)構(gòu)；方案優(yōu)化
1項目概況
福州高新區(qū)某高層建筑工程用地面積約23000m2，總建筑面積約15萬m2，地下兩層，包含兩棟單體建筑，采用框架核心筒形式，其中A#樓是高層研發(fā)辦公樓，地上23層，建筑高度為99.9m，B#樓為超高層研發(fā)辦公樓，地上30層，建筑高度130m?；悠矫娼瞥示匦巍ｍ椖课鱾?cè)、南側(cè)為拆遷空地和農(nóng)田，無已建成構(gòu)筑物及地下管線，北側(cè)約35m處有一鋼結(jié)構(gòu)廠房，東側(cè)約15m處為市政道路，其下設(shè)置有雨水管道、排污管道和電信管道等。根據(jù)項目勘察報告，該工程場地地形較為簡單，未見其他不良地質(zhì)作用，開挖范圍內(nèi)巖土層主要為①層雜填土、②層含泥中砂、③層淤泥夾砂。東側(cè)與烏龍江相距約800m，地下水與江水連通，水力聯(lián)系較強，且受季節(jié)性降雨影響較大，同時受一定的烏龍江江水潮汐影響。
2基坑支護方案選型與設(shè)計
基坑支護結(jié)構(gòu)是為建筑物基礎(chǔ)與地下室施工提供足夠的安全空間，在地下工程施工完成后便不再需要，不構(gòu)成工程實體，因此基坑工程屬于臨時性工程，具備臨時性工程的特點。本工程綜合項目地理位置、地質(zhì)條件、水文情況、基坑及周圍環(huán)境特點，支護體系采用多種支護形式相結(jié)合的設(shè)計方案。（1）坑頂放坡?？紤]到放坡支護的經(jīng)濟性，場地具備條件的情況下，盡可能多的采用放坡支護方式，降低圍護結(jié)構(gòu)（SMW樁或排樁）高度，這樣可有效減少支護樁錨固段的長度，從而減小支護樁的深度，節(jié)約支護結(jié)構(gòu)造價。結(jié)合本項目場地條件，在-0.650m～-3.150m標(biāo)高采用放坡結(jié)合錨噴護坡的形式，按照1：1進行放坡，坡面鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，面層噴射60mm厚C20混凝土，坡面布置間距為2.5m×2.5m的泄水孔，且泄水孔應(yīng)避開透水層。（2）圍護結(jié)構(gòu)選擇。在-3.150m～-10.950m高度考慮采用外錨式排樁支護結(jié)構(gòu)，即采用SMW工法樁加（二或三道）可拆卸式擴孔預(yù)應(yīng)力錨索。其中，SMW工法樁采用HN700*300型鋼，三軸水泥攪拌樁采用，錨桿采用400可拆卸式擴孔預(yù)應(yīng)力錨索，詳圖1。該方案無立柱支承樁（灌注樁）、鋼筋砼內(nèi)支撐，土方開挖、地下室結(jié)構(gòu)施工不受立柱支承樁（灌注樁）、鋼筋砼內(nèi)支撐影響，最大限度減少在項目非工程實體中的投入，有利于整個場地施工總平面布置，同時縮短地下室施工周期。但經(jīng)設(shè)計復(fù)核驗算，外錨方式受力不滿足設(shè)計要求?？紤]采用排樁（灌注樁）結(jié)合一道混凝土內(nèi)支撐進行支護，Φ1000沖鉆孔灌注樁，間距1200，短樁樁長24m，長樁樁長32m，二短一長布置，止水帷幕在排樁外側(cè)采用Φ850水泥攪拌樁，咬合200，樁長20m，進入淤泥質(zhì)土不少于1m。該方案安全可行，增加了排樁（灌注樁）、立柱支承樁（灌注樁）、鋼筋砼內(nèi)支撐，也相應(yīng)增加了這部分工程量，灌注樁泥漿排放，不利于整個場地施工總平面布置，影響現(xiàn)場文明施工形象。土方開挖、地下室結(jié)構(gòu)施工受立柱支承樁（灌注樁）、鋼筋砼內(nèi)支撐影響，施工周期長，支護結(jié)構(gòu)造價高，不經(jīng)濟。綜合上述方案，取長補短，采用SMW工法樁結(jié)合一道鋼筋砼內(nèi)支撐，同時優(yōu)化鋼筋砼內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)，最大限度放大環(huán)梁直徑。SMW工法樁（三軸攪拌樁）內(nèi)插HN700*300型鋼插2跳1（局部密插），樁長24m。該方案，取消了排樁（灌注樁）、減少了立柱支承樁（灌注樁）、優(yōu)化鋼筋砼內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)，增加了H型鋼（可回收重復(fù)使用，一般為租賃），盡可能減少在項目非工程實體中的投入。放大環(huán)梁直徑，使塔樓范圍位于環(huán)梁范圍內(nèi)，減少土方開挖過程受鋼筋砼內(nèi)支撐影響。同時，通過進一步優(yōu)化后澆帶位置（設(shè)置于塔樓外第二跨或第二跨外），在完成負(fù)一層梁板結(jié)構(gòu)后塔樓結(jié)構(gòu)先行（不等鋼筋砼內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)拆除繼續(xù)施工），在負(fù)一層換撐帶強度滿足設(shè)計要求后及塔樓出正負(fù)零結(jié)構(gòu)后再拆除鋼筋砼內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場形成塔樓不受限制按正常進度向上施工，鋼筋砼內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)拆除完成再施工負(fù)一層墻柱、及地下室頂板結(jié)構(gòu)（塔樓除外）。要求各工序合理搭接，確保塔樓工期關(guān)鍵線路不受影響，加快項目建設(shè)。文明施工方面，取消了排樁、減少立柱支承樁（灌注樁），減少泥漿排放，因地下室頂板晚于塔樓速度，室外整體出正負(fù)零的時間晚于塔樓，需根據(jù)實際進度優(yōu)化場地不同時期的施工總平面布置。（3）降排水。根據(jù)基坑支護施工圖、基礎(chǔ)施工圖、地質(zhì)勘察報告、現(xiàn)場場地條件合理設(shè)置降水井進行基坑降水，確?；娱_挖后無“滯水”，降水工程直至整個基礎(chǔ)工程施工完成為止。本工程基坑采用管井降水法，井點布置可根據(jù)現(xiàn)場條件做適當(dāng)調(diào)整?；觾?nèi)布置60口降水井，降水采用動態(tài)設(shè)計，信息化施工，必要時增加降水井。由于井點降水影響范圍較大，在降水過程中加強監(jiān)測和預(yù)警，同時沿基坑周邊布置16口回灌井，將基坑內(nèi)的水位降到開挖面1m深以下。降水井施工完畢后，封底并放入潛水泵將地下水抽排出基坑外，至少在基坑大開挖之前15天進行抽水。（4）基坑監(jiān)測。地下室基坑圍護結(jié)構(gòu)的安危關(guān)系到本工程的安全，還關(guān)系到附近建筑物，城市管線及道路設(shè)施的保護等，因此，基坑施工前，必須委托有資質(zhì)的第三方監(jiān)測單位對基坑進行監(jiān)測，采取信息施工的方法對基坑施工的全過程進行監(jiān)測，監(jiān)測未到位不得開挖施工。監(jiān)測的內(nèi)容包括但不限于圍護墻頂水平、豎向位移，深層水平位移，立柱豎向位移，支撐內(nèi)力地下水位，周邊建筑物位移、周邊管線變形等。
3結(jié)束語
綜上所述，通過結(jié)合該高層建筑工程現(xiàn)場實際情況對基坑圍護結(jié)構(gòu)的方案進行優(yōu)化研究，可以有效提升該工程的安全性、合理性和經(jīng)濟性，為施工質(zhì)量及施工安全性提供保障。
參考文獻
［1］羅欽橋.某大型深基坑支護選型及施工技術(shù)探討［J］.福建建材，2013（53）:142.
［1］黎洪昆.高層建筑深基坑支護施工技術(shù)探討［J］.居舍，2018（13）:43.
作者：范長春 單位：福州高新區(qū)投資控股有限公司