欢迎来到『东合南岩土』官方网站!

厦门国贸某大厦深基坑悬臂式挡土桩

283 2021-11-22 09:30:02

一、工程概况该大厦为超高层钢筋混凝土框筒结构,建筑面积62250m²,地下2层、地上45层。地上总高160m。基础采用1.2~2.5m 直径的人工挖孔注桩共 100根。桩下端在自然地面以下最深达53m。基坑开挖深度在自然地面以下12~14.1m。工程地质自上而下为;含有碎石结构松散的人工填土(最大厚度为 4m)、处于流塑至软塑状态的淤泥、粘土、中粗砂、粉质粘土、可塑至硬塑残积砂质粘土,以上各土层总厚度约30m。地下水位距自然地面约1m。该工程施工场地小,周围紧靠城市主干道和原有建筑物,并有钢材、设备停放场等。

二、深基坑壁支护结构方案

该工程四周受原有建筑及其他地上、地下设施的影响,无法作锚杆设计,因此设计单位建议采用直径为1.8m 的钢筋混凝土挡土桩,同时设置型钢内支撑。基坑平面为不规则的长方形,长74.3m、宽56.5m,共需设置长度为24~30m 的挡土桩 100根。型钢内支撑的用钢量大、费用高。同时给土方开挖带来困难。为了便于基坑土方开挖,施工时选取了无内支撑的悬臂挡土桩方案,并采用如下措施∶克服当基坑开挖深度大时,悬臂桩的变形大、埋置深度和用钢量大等的缺点。

基坑支护见图1。

(1)在自然地面以下约2.5m深度范围内采取自然放坡与毛石挡土墙相结合或只作空心护壁不作桩心,从而减少了桩的悬臂长度。

(2)根据各部位的不同地质情况,不同地上和地下设施分区段确定桩的直径、间距和桩顶标高,使每一根桩都能独立承担相应宽度的土压力。

(3)按不同深度的土压力和弯矩的变化,改变受力筋的数量,并采用不对称配筋法,克服圆形截面受弯构件钢筋承载能力不能充分发挥的缺点。

(4)在开挖深度为14.1m 部位,设计既是基础外模又是挡土桩的环形支撑(图2),从而减少桩的埋深和位移。

三、挡土桩设计施工要点

(1)根据各部位各类土层厚度及地上地下设施。初步计算确定桩的直径为1.0、1.2m。桩距为2.5、2.2、2.25m,桩顶标高分别为-2.8、-5.5m。

(2)挡土桩的荷载取值。按不同部位、不同深度的各类土层在天然状态下的 Y、C、φ值分别计算土压力【图1(b)】。不另考虑地下水压力的作用。主动土压力计算宽度取

image.png

image.png

桩的中心距离,被动土压力宽度根据桩的直径和桩埋深范围内的土质确定。在施工阶段尽量减少基坑边的地面荷载,不考虑临时地面荷载对桩的作用。

(3)挡土桩的埋置深度。悬臂式挡土桩的埋深一般不小于基坑深度。经设计和实际施工表明,单纯以基坑深度来定悬臂挡土桩的埋置深度,当地质条件差时因埋深偏小,易造成桩身倾翻的质量事故;但当地质条件比较好时,如埋深偏大,又将造成浪费。因此,挡土桩既安全可靠又经济的埋置深度,应根据基坑深度、不同深度处的土压力、桩的直径和间距得出如下的典型方程进行计算;

image.png

(5)挡土桩受力钢筋截面积计算及受力筋的布置。目前钢筋混凝土挡土桩比较普遍采用的是对称配筋法,但不能充分发挥钢筋的承载能力.且用钢量大。该工程采用了等刚度换算截面的不对称配筋法,并按不同深度弯矩值的变化而改变钢筋的截面积(见图3 配筋),使每一根钢筋的承载能力都得到了充分发挥。

(6)挡土桩顶的水平位移由三项组成;①基坑底面以上的主动土压力在桩顶面处的挠度;②基坑底面处挡土桩的剪力对土产生的侧向压缩变形在桩顶产生的水平位移,约为第①项的5倍;③因土的侧向压缩在基坑底面处的转角引起的桩顶水平位移,约为第①项的2倍。

四、挡土桩的实际使用效果

按以上设计和施工的厦门国贸综合大厦挡土桩,较原设计降低造价 267 万元,在基础和地下室施工的一年半时间里。挡土桩经受住了风雨的袭击。并得到了厦 门市科委、市建委组织的专家鉴定认可。

image.png