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拆解珠海某项目基坑支护优化案例

400 2021-01-26 16:29:30

公司有个项目在珠海市填海区,地下室为三层,基坑形状较为规则,南北向长约89.1m,东西向长约80.5m,周长约328m,接近正方形分布,用地面积约11953平方米,开挖深度为13.4~15.4m。基坑南侧及西侧红线外均为已建市政道路,基坑北侧外为已建项目,水平距离约27米,基坑东侧为在建项目地下室距离约20米。

图a—项目效果图


场地工程地质条件中等复杂,根据基坑规模及周边环境情况,本基坑侧壁安全等级按一级考虑,基坑设计使用年限为2年,为临时性支护工程。基坑设计单位为广东省工程勘察院,支护方案为“三轴水泥土搅拌桩止水帷幕+旋挖灌注围护桩+两道圆环式内支撑”,设计图纸资料及计算书完整,近期计划进场施工,第一次有机会进行基坑支护的审查工作,谨慎分析复核,也小有收获。

图b—项目现场


1、叠合基坑图纸及上部结构基础图纸,首先发现内支撑环梁及支撑梁与塔楼柱碰撞问题,影响塔楼型钢柱安装施工,应进行局部调整;局部支撑立柱间距3.5米,不利于土方开挖施工。

图c—内支撑梁与塔楼柱碰撞


2、围护桩配筋较大,如JZ1单根桩纵筋用钢量就达11.8吨,统计分析上部结构桩基共254根工程桩,基坑支护(204根围护桩+25根环梁桩+22根立柱桩+10根栈桥桩)261根桩,基坑支护桩用钢量均大于上部结构工程桩。

图d—基坑支护围护桩


通过仔细分析,排桩的承载力及变形计算,设计院按基坑不同剖面最不利状况进行考虑,开挖深度按最不利的承台底标高取值,按照施工进展次序的工况进行包络设计。

图e—内力位移包络图


排桩圆截面的设计配筋,也是比较复杂,按照《混凝土结构设计规范》附录E,《广东省建筑基坑工程技术规程》附录D的计算公式,有3个未知数无法用手算,需要用计算机进行迭代,可以用理正工具箱柱截面设计,或用PKPM工具箱圆柱截面承载力进行设计复核。

图f—理正工具箱柱截面设计


图g—PKPM工具箱圆柱截面承载力计算


理正深基坑计算排桩支护,经典法和弹性法得到的结果差别比较大,整体有限元计算,合理取值支锚刚度及土层M值(土弹簧刚度),基坑受力及变形更接近实际,故一般按弹性法计算结果进行设计,按照弹性法计算结果,在基坑底标高以下,围护桩受力较小,桩基钢筋可进行适当优化。

图h—优化后桩配筋表


围护桩纵筋1号筋通长到桩底,2号筋在基坑底标高下部3米处截断,共计可优化钢筋用量=25x3.678+47x2.701+25x2.339+31x2.417+41x2.530+26x2.505+9x2.673=545.187吨,本次审查优化仅调整桩表就能取得不错的经济效益,验证一句实话“xx就像海绵里的水,挤一挤还是有的”。

基坑支护岩土与建筑结构虽然方向不同,但从计算依据、受力分析上还是能介入,进行设计管理,关键是要控制风险,搞清楚地质情况,两年前参与的项目也是因为局部回填土较厚,排桩锚索拉力锁定值达不到要求,周边路面沉降超警戒值,导致工程管理上一系列的琐事;最后感谢学霸振均同学,提供了类似淤泥土质的基坑案例参考,当地的相关经验可以做有效的前期判断。