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基坑护坡桩设计与施工基本规定

333 2021-08-03 10:41:29

深基坑支护结构一般为临时性结构,应根据当地工程经验因地制宜进行设计。接到支护结构的设计任务后,首先要搜集拟建项目周围深基坑支护结构工程的资料,进行比较选取方案。以北京地区为例,由于西部地层条件较好,地下水位较低,基本上可以直接参照周围深基坑支护结构工程的成功经验,再经验算即可。

深基坑支护应综合考虑水文地质条件,基坑开挖深度、场地大小和周围环境等因素进行设计,这些是基本因素。水文地质是指地下水位,包括承压水和上层滞水状况、地下有无流砂层等。不了解这些情况盲目设计,势必出质量问题。地下水和上层滞水又是考虑支护结构方案的首要因素,如是否采用隔水帷幕,是否采用地下连续墙,如何降水以及降水可能产生的影响等等。

关于支护结构的设计参数和物理力学指标,应当按以下要求考虑∶

① 设计参数∶包括各土层的重力密度 7;、内摩擦角 9、内聚力 C;、渗透系数K;。其中内摩擦角 φ 格外重要,级 值的差异直接影响土压力的计算结果。而目前我国由于勘察水准的原因,所给出的 蛉值差异甚大,设计取值时应严格检查给出的 始值的取样数量是否满足规范的要求,g 值的平均值的离散性有多大,是否会导致局部保守或局部偏大。样本数少,直接取用g值就存在风险。对于有经验的设计人员只是参考勘察报告所给出的 g 值,严格者要求补勘专门取样评价 g 值。

② 建筑物的基础工程施工图。了解基础的形状、尺寸,再加上考虑所征土地的界线,对选择深基坑支护结构方案是相当重要的。有些深基坑可以充分利用空间,设计成封闭拱圈或封闭形支护结构。天津国贸大厦的支护结构就很成功,巧妙地将正方形基础形状用环形护坡桩来支护,护坡桩为预制桩、悬臂、仅设二道腰梁,省去锚杆,节省投资,图 4-1a。上海山东齐鲁大厦主楼深基坑支护,由于原设计不当出现事故,在支护加固过程中巧妙地将八角形空间利用起来,设计成封闭拱圈,分三层逆做,保证了主楼基础的顺利施工,图 4- 1b。

③ 建筑场地附近区域内的地下管线及地下理藏物的位置、深度、构造及埋设时间等。这些设施是支护结构极易出质量问题的敏感部位。深基坑支护结构不产生位移是不可能的,而产生多大的位移就会使这些设施破损丧失使用功能是设计者在设计中必须癫清的,否则就会出现问题而陷于被动。

《岩土工程勘察规范》GB50021—94 第 3.7.5 条对粘性土和粉土规定可采用不排水抗剪强度,多数勘察报告所给出的抗剪强度是采用直剪试验,主要适用于三级建筑地基。对于重要的一级建筑深基坑抗剪强度应优先采用三轴剪切试验。直剪试验存在一些明显缺点,如受力条件比较复杂,排水条件不能控制等。尽管如此,由于其仪器和操作比较简单,又积累了大量实践经验,故在一定条件下广泛采用。

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() 邻近建筑物及构筑物的结构、基础情况,这是要了解周围建(构)筑物对支护结构位移的敏感程度,尤其要了解界线外非建设单位的建(构)筑物的情况,避免由干支护结构位移产生经济纠纷。

⑤ 基坑附近的地面堆载及道路车辆通行情况。地面堆载对深基坑支护结构产生地面附加荷载g 及车辆的交变荷载是设计的重要参数,因为在有些情况下附加荷载所产生的侧向土压力值比支护结构土体本身的土压力值还大。

⑥ 支护结构的施工条件、机械设备等。在某一地区进行支护结构的设计,除了要了解上述地基及计算参数以外,还应了解施工条件和该地区人工机械设备状况,因地制宜优化方案。

深基坑支护结构设计的要求为∶

① 确保深基坑坑壁稳定,施工安全。这是要求设计中应对三种承载力极限状态进行验算,如挡土结构的高度、嵌固深度、内支撑强度和稳定性、锚杆强度和锚固长度等,缺一不可。

② 确保邻近建(构)筑物和地下管线的正常使用。该项要求是在正常使用极限状态条件下,计算深基坑支护结构可能产生的侧向位移 △和沉降 S 不会造成邻近建(构)筑物和地下管线的破损和功能的丧失。该项要求对深基坑支护结构的设计极为重要,亦应当是设计资质的体现。关于位移的计算方法本讲义将专门予以介绍。经验证明,重要的深基坑支护结构工程应采用信息法施工,随时监测随时反馈位移情况。

③ 尽可能便于挖土、便于支护结构和基础的施工。该项要求属经验范畴,这要求从事深基坑支护结构设计的人员具备有一定的施工工艺和施工管理方面的知识。

④ 尽可能利用建筑结构的一部分作为支护结构。该项要求是关于方案优化的,如充分利用深基坑的空间性,避免采用锚杆或内支撑,因为锚杆打入界线以外易产生经济纠纷,内支撑影响基础施工进度,如地铁车站的逆作法施工,又如桩一墙合一设计,等等。