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工业设计论文:超高层深基坑支护工程设计方案 工业设计论文:超高层深基坑支护工程设计方案随着国家基础建设的加快,城市用地空间的紧张,目前深基坑工程越来越多,特别是超高层的建设带来的超深基坑也越来越多,仅西安目前规划或在建的超高层就超过30栋,本工程作为西北地区少数已建设完成的超高层(高度约270m),目前基坑已回填,其深基坑支护设计为后续众多深基坑工程提供借鉴。项目分为超高层、裙房及地下车库,超高层地上58层,裙房地上3层,地下室均为3层。超高层、裙房、地下车库(地下室)采用整体开挖方式。000相应绝对标高为41240m,超高层基坑底标高1930m、裙房及地下车库基坑底标高为75m,173m。基坑南北长16765m,东西宽960m。21场地位置、地形与地貌本工程场地地形较平坦,地面标高介于41208m41283m之间。地貌单元属黄土塬前的一级洪积台地。22地层结构及岩性描述根据钻孔揭露,现将基坑开挖及降水影响深度范围内地层描述如下:层人工填土:该层由杂填土1和素填土2组成。该层一般厚度060m380m,层底标高40850m41190m。层黄土状土(粉质粘土):黄褐色,可塑,中密,稍湿。层厚320m820m,层底标高40305m40644m。层黄土状土(粉质粘土):褐黄灰褐色,可塑,中密,稍湿湿。不具湿陷性。层厚350m780m,层底标高39813m40057m。层黄土状土(粉质粘土):褐红褐色,可塑,中密,稍湿饱和。层厚270m540m,层底标高39371m39663m。层黄土状土(粉质粘土):褐黄黄褐色,可塑,中密,饱和。层厚770m1260m,层底标高38303m38627m。23地下水本场地地下水分为上层滞水与潜水,上层滞水稳定水位埋深为920m1040m,潜水稳定水位埋深为1605m1740m,地下水位年平均变幅约为15m。计算选用的各土层物理力学指标见表1。4基坑围护结构选型根据建设单位提供资料及现场踏勘情况知:场地南侧、西侧紧邻市政道路,基坑底口距道路围墙50m60m;场地北侧为后期用地,现有2层临建,距基坑底口线约8m;场地东侧紧靠正在施工的建筑物,基坑底口距建筑物地下室外墙约45m,东侧建筑物基础埋深120m,由于东侧建筑物拟在20XX年投入运营,届时超高层与东侧建筑物间消防环道必须保证畅通、安全使用。鉴于此,初步选用以下支护方案,具体如下。41基坑南、西侧支护方案场地南侧、西侧紧邻市政道路,基坑底口距道路围墙50m60m。基坑南侧、西侧采用下部锚拉桩,上部土钉墙的支护方案。由于上层滞水埋深920m1040m,且根据东侧建筑物基坑施工情况知,上层滞水排泄不畅,在坡面产生滞水外泄,对土钉墙稳定性会产生不利影响,为避免上层滞水的影响,上部土钉墙底标高放在上层滞水水位线以上约20m,且道路荷载影响范围在基坑7m以下,综合考虑即土钉墙支护高度70m,下部103m,采用对滞水敏感性及变形控制较小的锚拉桩体系支护。基坑南侧、西侧支护方案如下上部70m土钉墙放坡坡比103,布置四层土钉,间排距15m,第一、三、四排土钉长度均为60m,第二排土钉长度为90m,土钉墙面层网筋为6,网筋铺设完成后喷射C20细石混凝土厚80mm。下部采用桩径800mm护坡桩+3层预应力锚索,护坡桩及锚索水平间距15m;护坡桩长215m(235m),桩顶设置500mm800mm冠梁,护坡桩主筋1625,螺旋筋,加劲筋,冠梁主筋1218,箍筋层锚索均长25m,采用3束152钢绞线,如图1,图2所示。42基坑北侧支护方案基坑北端头有宽72m条带挖深75m,紧邻挖深75m条带部位基坑挖深173m,为了保证基础施工作业面及尽量避免施工相互干扰,且保证基坑出土正常,将外坡道设置于此,此部分选用上部0m75m深基坑采用土钉墙支护,并将挖深75m条带延伸至基坑西边线,下部98m173m采用锚拉桩支护,锚拉桩与土钉墙坡脚间留出72m宽平台。基坑北侧支护方案如下:上部0m75m深基坑采用土钉墙支护,土钉墙放坡坡比103,最深处布置四层土钉,水平间距15m,竖向间距16m,由上至下,第一、四层土钉长度均为60m,第二、三层土钉长度为90m,土钉墙面层网筋为6,网筋铺设完成后喷射C20细石混凝土厚80mm。下部采用桩径800mm护坡桩+2层4层预应力锚索,护坡桩及锚索水平间距15m;护坡桩长195m295m,桩顶设置500mm800mm冠梁,护坡桩主筋根据锚拉桩高度不同分为1425,1625,2025,螺旋筋,加劲筋,冠梁主筋1218,箍筋;锚索采用3束152钢绞线,长度依据锚拉桩高度不同而不同。如图3,图4所示给出护坡桩桩顶伸到地面断面图。43基坑东侧支护方案场地东侧紧靠正在施工的东侧建筑物,基坑底口距东侧建筑物地下室外墙约45m,东侧建筑物基础埋深120m,由于东侧建筑物拟在20XX年投入运营,届时超高层与东侧建筑物间消防环道必须保证畅通、安全使用。超高层与东侧建筑物间消防环道恢复时,初步考虑采用框架柱体系或箱式回填处理,若采用箱式回填,由于回填土体荷载较大,对支护结构压力较大,不利于投资控制。本次支护结构设计时假定消防环道恢复时采用框架柱体系,框架柱体系荷载暂按采用桩径800mm护坡桩+1层预应力锚索,护坡桩及锚索水平间距15m;护坡桩长115m,桩顶设置500mm800mm冠梁,护坡桩主筋1425,螺旋筋,加劲筋,冠梁主筋1218,箍筋;锚索长25m,采用3束152钢绞线,如图5,图6所示。根据地勘报告,场地的土质在西安地区偏好,有较好的自立性,基坑上部采用土钉墙支护形式,对节约成本加快进度是有利的。上层滞水埋深920m1040m,且根据东侧建筑物基坑施工情况得知,上层滞水排泄不畅,在坡面产生滞水外泄,对土钉墙稳定性会产生不利影响,因此,上部土钉墙底标高放在上层滞水水位线以上约20m,即土钉墙支护高度70m左右是合适的。在与东侧建筑物相邻一侧对这个部位提出了一种全新的解决思路,可以减载,还可争取利用空间。如果不利用该空间,可以考虑采用板桩锚拉体系,锚杆直接生根在东侧建筑物的楼板和墙交接部位,利用此方向刚度大的特点,为支护结构提供可靠的锚拉力。1)本项目为西北当时在建高度最高超高层项目,且目前已建成,项目为西安市重点工程,参观、考察人员到场比较频繁,本工程采取优化设计给建设方减少支护施工造价超过50%,对西北黄土地区超深基坑支护起到借鉴作用。2)本项目开启了我院深基坑支护业务承揽的新局面,项目配合及工程成果深受合作方好评,为顺利承接其余类似项目做出了不小的贡献。熊昌 单位:机械工业勘察设计研究院有限公司
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