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超深基坑工程國際金融論文
隨著城市地下空間的開發(fā)，越來越多的超大超深基坑涌現(xiàn)出來，本文詳細(xì)介紹深圳平安金融中心超深基坑的設(shè)計和施工方案，并將設(shè)計計算結(jié)果和現(xiàn)場實(shí)測結(jié)果進(jìn)行了比較，實(shí)測結(jié)果表明，基坑采用鉆(沖)孔混凝土灌注樁+4道內(nèi)支撐+高壓旋噴樁和袖閥管注漿結(jié)合的方案是安全可行的。
超深基坑工程國際金融論文
1基坑支護(hù)設(shè)計方案
1.1基坑的特點(diǎn)和難點(diǎn)通過前面工程概況、周邊環(huán)境和地質(zhì)條件的分析，本基坑工程存在以下特點(diǎn)和設(shè)計難點(diǎn)[2-7]：(1)基坑開挖深且大：主塔基坑開挖深度達(dá)33.8m，裙樓基坑深度達(dá)30.8m，基坑長約170m，寬約120m，周長約550m，33.8m的開挖深度屬于超深基坑。
(2)基坑開挖面積及土方量均較大：開挖面積大約18000m2，開挖土方約55萬m3，基坑處于鬧市區(qū)，且工期緊，設(shè)計時要考慮施工和出入方便。
(3)含有軟土層和透水層：場地內(nèi)有軟土層：人工填土，粉質(zhì)黏土層，中粗砂、粉細(xì)砂和粗礫砂強(qiáng)透水層。
(4)周邊環(huán)境復(fù)雜：基坑四周有多棟在用的高檔商場、住宅及辦公樓，基坑開挖要考慮對建筑物的影響，建筑物邊線距離基坑邊大部分在20m左右，且要考慮基坑施工期間不能對居民區(qū)和商鋪營業(yè)產(chǎn)生影響。
(5)附近有市政管線和地鐵1號線：最近的電纜管線距離基坑邊只有3.8m，北側(cè)還有正在運(yùn)營的地鐵1號線，地鐵口及風(fēng)亭緊鄰基坑邊，最近處僅3.0m，東側(cè)有擬建的高鐵線，距基坑邊24.3m。
(6)周邊環(huán)境對基坑變形要求嚴(yán)格：本基坑工程的安全等級為一級，按新規(guī)范基坑水平位移控制在60mm(<0.25%H，H為基坑深度)即可以，但由于臨近有地鐵，地鐵運(yùn)營要求地鐵相關(guān)構(gòu)筑物位移不超過20mm，
軌道豎向變形不大于4mm，對基坑開挖深度達(dá)33.8m，且存在透水層的情況下，這個位移控制對支 護(hù)設(shè)計提出了很高的要求，支護(hù)難度相當(dāng)大。
(7)超深超大樁基施工：基礎(chǔ)采用人工挖孔樁，主塔的樁徑達(dá)到8.0m(開孔9.5m)，其他基礎(chǔ)樁直徑為5.7m(開孔6.8m)，樁徑超大，國內(nèi)外罕見，巨型樁的開挖成孔難度大，深度最大為30m，因此，基坑支護(hù)設(shè)計時要充分考慮基礎(chǔ)施工，不僅支護(hù)體系和支撐立柱要避開基礎(chǔ)樁大直徑挖孔樁，且要考慮土方開挖及出土的需要。
1.2基坑支護(hù)方案選型分析及選取思路基坑設(shè)計方案選取需要考慮的因素有：基坑平面形狀及尺寸，基坑安全等級及開挖深度，巖土體的性狀及地下水條件情況，基坑周邊對變形的要求，主體地下結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)形式，施工方案的可行性，施工工期和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等。
(1)錨索與內(nèi)支撐的比較由于本基坑開挖深度較大，且周邊具有市政管線、地鐵和建(構(gòu))筑物等，錨索的長度會在基坑受到限制，與錨索方案相比，內(nèi)支撐方式較好。
(2)地下連續(xù)墻與排樁比較分析根據(jù)等效剛度原理排樁換算的連續(xù)墻厚度見表3，根據(jù)深圳地區(qū)排樁和連續(xù)墻施工技術(shù)、材料價格情況，一般地下連續(xù)墻的造價約為排樁造價的1.5～2.0倍。
排樁在深圳地區(qū)基坑中應(yīng)用較多，主要有旋挖樁和鉆孔咬合樁，相比其他樁型，排樁的施工工藝成熟，施工設(shè)備多，綜上所述選擇排樁+內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)。
(3)樁型和支撐型式選擇一般基坑支護(hù)現(xiàn)在常用挖孔樁、泥漿護(hù)壁鉆孔樁、旋挖樁與咬合樁等，本基坑開挖達(dá)33m，加上支護(hù)樁的嵌固深度，支護(hù)樁長在40m左右，且存在砂層，因此不宜采用人工挖孔樁;另外在市區(qū)施工，
泥漿護(hù)壁鉆孔樁灌注樁對環(huán)境有一定影響;相比來說，旋挖樁較適合本項(xiàng)目，其成樁速度快;咬合樁入巖困難，不宜采用，經(jīng)過綜合比選，最后采用旋挖樁支護(hù)。
基坑支撐體可選擇縱橫網(wǎng)格狀支撐或環(huán)形支撐，由于該工程塔樓中心為“鋼骨–勁性混凝土”核心筒，主塔樓外框采用8根巨型鋼骨混凝土柱、7道巨型斜撐和7道環(huán)帶桁架構(gòu)成，見施工照片圖4，因此考慮其施工限制，
支撐采用采用鋼筋混凝土雙環(huán)支撐結(jié)構(gòu)，其中南側(cè)采用單環(huán)支撐，北側(cè)單環(huán)直徑較大，采用了環(huán)中套環(huán)的內(nèi)支撐，圓環(huán)與支護(hù)樁之間采用4道鋼筋混凝土撐。
綜合考慮各種因素，最終基坑支護(hù)方案為：鉆(沖)孔混凝土灌注樁+內(nèi)支撐(圓環(huán))+四周封閉式止水帷幕的支護(hù)方案。
1.3基坑具體支護(hù)設(shè)計方案選擇基坑支護(hù)方案要綜合考慮地質(zhì)條件、地下水、上部結(jié)構(gòu)、場地平面布置、基坑周圍環(huán)境及經(jīng)濟(jì)性等因素。
基坑最終支護(hù)方案采用：鉆(沖)孔混凝土灌注樁+4道內(nèi)支撐+高壓旋噴樁和袖閥管注漿結(jié)合的方案，基坑平面圖見圖5。
支護(hù)樁采用混凝土鉆(沖)孔灌注樁，樁徑有1600mm和1400mm兩種，北側(cè)(靠近地鐵)支護(hù)樁采用1600@1800，其他支護(hù)區(qū)域1400@1600(見圖6～8)。
混凝土強(qiáng)度等級為C30，設(shè)置4道鋼筋混凝土內(nèi)支撐，并設(shè)置了兩道大圓環(huán)鋼筋混凝土支撐，其中支撐與地下室底板錯開，主體結(jié)構(gòu)核心筒布置在圓環(huán)撐內(nèi)，這樣核心筒施工不受支護(hù)的影響，
其中主塔位置的大圓環(huán)支撐采用雙圓環(huán)形式，外環(huán)內(nèi)徑為92.5m，內(nèi)圓環(huán)內(nèi)徑62.5m，裙樓區(qū)域采用單圓環(huán)布置，圓環(huán)內(nèi)徑為60.0m，具體內(nèi)支撐構(gòu)件尺寸和截面見表4。
立柱采用鋼管混凝土，立柱設(shè)置均避開了基礎(chǔ)及主體結(jié)構(gòu)的柱，鋼管立柱有900mm、800mm和700mm3種規(guī)格，壁厚20mm，C30混凝土填充鋼管，鉆(沖)孔混凝土灌注樁為立柱基礎(chǔ)。
1.4基坑止水設(shè)計方案前面分析可知，場地內(nèi)含透水層(中粗砂、粉細(xì)砂及粗礫砂層)，且最支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形控制要求比較嚴(yán)格[12]，因此，采用什么方案止水對該基坑非常重要，
是確�；又苓叺罔F和建筑物安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，結(jié)合支護(hù)方案和地質(zhì)條件，最后采用三重止水措施：高壓旋(擺)噴樁+袖閥管注漿+掛網(wǎng)噴射混凝土，具體止水設(shè)計方案見圖9。
止水帷幕施工完成后進(jìn)行了圍井抽水試驗(yàn)，結(jié)果表明：雙重止水效果良好，止水帷幕擴(kuò)散體的滲透系數(shù)達(dá)到10-6cm/s。
1.5基坑監(jiān)測方案設(shè)計由于基坑周邊環(huán)境復(fù)雜，基坑設(shè)計中對基坑監(jiān)測布置了比較全面的基坑支護(hù)監(jiān)測體系，主要監(jiān)測內(nèi)容有：支護(hù)樁深部水平位移(測斜管)、支護(hù)樁頂水平位移和沉降觀測、混凝土圓環(huán)及支撐布應(yīng)力應(yīng)變、地下水位、地面沉降、孔隙水壓力、基坑內(nèi)外土壓力及支護(hù)樁內(nèi)力，測點(diǎn)平面布置。
2基坑土方施工方案
本基坑開挖量達(dá)到55萬m3，出土方案和施工方法是工程能否按期完成和控制基坑施工對周圍建筑物影響的重要環(huán)節(jié)之一，基坑設(shè)計時為了出土方便和塔樓基礎(chǔ)施工的限制，分別在北側(cè)和南側(cè)采用了環(huán)撐，北側(cè)塔樓的內(nèi)圓環(huán)內(nèi)徑為62.5m，南側(cè)裙樓區(qū)域圓環(huán)內(nèi)徑為60.0m內(nèi)徑。
為了加快出土速度，在南側(cè)環(huán)形支撐內(nèi)布置了出土棧橋，棧橋?qū)?m，棧橋內(nèi)側(cè)有1m寬的應(yīng)急人行道，車道表面設(shè)置了20mm厚的防滑凹槽，兩側(cè)有1.2m的防護(hù)欄。
棧橋采用鋼管立柱及槽鋼連梁連接，且與基坑內(nèi)支撐和環(huán)撐是分開的，坡道頂部澆筑350mm厚的鋼筋混凝土板，現(xiàn)場施工后的現(xiàn)場情況見圖11。
基坑土方主要通過棧橋運(yùn)輸出去。
3基坑監(jiān)測結(jié)果分析
圖12是4個測斜管實(shí)測的支護(hù)樁水平位移(QS1和QS2布置在北側(cè)，QS3和QS5布置在東側(cè))，支護(hù)樁的最大水平位移在20位置附近，QS1的最大值為25.13mm，QS2的最大值為24.23mm，QS3的最大值為20.34mm，QS5的最大值為18.49mm。
圖13是利用理正深基坑軟件計算的QS1測斜管對應(yīng)的支護(hù)斷面，計算出的最大位移為31.40mm，實(shí)測值小于計算值，基坑監(jiān)測結(jié)果沒有達(dá)到設(shè)計提出的預(yù)警值，基坑仍處于安全狀態(tài)。
目前該項(xiàng)目的地下室部分已施工完，現(xiàn)場情況見圖14。
4結(jié)論
隨著城市地下空間的開發(fā)，越來越多的超大超深基坑涌現(xiàn)出來，本文詳細(xì)介紹深圳平安金融中心超深基坑的設(shè)計和施工方案，并將設(shè)計計算結(jié)果和現(xiàn)場實(shí)測結(jié)果進(jìn)行了比較，實(shí)測結(jié)果表明，基坑采用鉆(沖)孔混凝土灌注樁+4道內(nèi)支撐+高壓旋噴樁和袖閥管注漿結(jié)合的方案是安全可行的。
同時也可以得出如下可供同類工程參考的建議：(1)對于超深基坑，一種支護(hù)方案已很難滿足復(fù)雜基坑的設(shè)計，應(yīng)結(jié)合地質(zhì)條件、周邊環(huán)境和性價比等選用多種支護(hù)型式組合的設(shè)計方法。
(2)當(dāng)基坑處于城市交通繁忙地段，基坑周邊有市政道路或建筑物時，基坑施工期間對變形控制要求比較高的，最好采用支撐剛度比較大的支護(hù)方案，同時開挖順序?qū)幼冃我灿绊戄^大。
(3)含有透水層地質(zhì)時，基坑止水方案尤為關(guān)鍵，本實(shí)例中采用了多重止水方案：高壓旋(擺)噴樁+袖閥管注漿+掛網(wǎng)噴射混凝土，現(xiàn)場抽水試驗(yàn)和基坑內(nèi)滲水量表明：該止水方案的止水效果良好。
(4)超深基坑出土方案直接影響工期，本基坑充分利用2個圓環(huán)的空間，設(shè)置了棧橋通道，土方開挖與內(nèi)支撐布置空間配合，分段分片流水線出土。
(5)在超深基坑中，全方面全過程的基坑監(jiān)測至關(guān)重要，也是確�；雍椭苓吔ㄖ锇踩闹匾侄沃�。
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