汇金大厦基坑支护设计

汇金大厦基坑支护设计

刘  阳

成都理工大学，成都  610059

摘要本设计为汇金大厦基坑支护设计。针对现场情况，北边和东边有建筑物和各种管道，且距离较近，拟采用土钉墙支护结构；南边和西边无建筑物和各种管道，只有道路，经过讨论研究分析决定选用排桩基坑支护结构。当选用土钉墙基坑支护方案和排桩基坑支护方案支护基坑时，基坑的降水方案直接选用井点降水。当基坑开挖时，基坑内渗流出大量地下水，这时果断快速采取应对方案，如明沟排水。经过不断地调整优化，使最终设计计算的各面的稳定性满足设计要求。

关键词：基坑;土钉墙支护结构;排桩支护结构

1 工程概况

1.1综述

在上个世纪，全国的高楼大厦并不多。因此我国深基坑项目比其他国家发展较晚，但是在短短的十几年内，我国基坑支护发展迅猛（唐世亮，2015）。以前基坑支护能够选择的方案较少，只能采用简单的放坡方案和钢板支撑且只适用于安全等级为3的基坑。简单的基坑支护方案已经不能满足中国时代发展的需要，因此各种各样的基坑支护方案逐渐孕育而生和不断完善（张立钊，2013）。从21世纪以来，基坑支护发展地最快，特别是在2008年美国金融危机后，中国政府投入了4万亿元人民币来投资建设高铁、道路、地铁和各地楼市（白洪潮，2012）。一栋栋高楼大厦像雨后春笋般地在全国各地建立起来。基坑的支护方案和降水排水方案都得到了很好的发展（黄尧端，2023）。目前已经形成了比较完善的基坑支护方案和降水排水方案（Bjerrum L，2001）。

1.2工程基本信息

（1）工程简介。

拟建嘉善汇金大厦位于罗星街道大里港东侧、阳光路南侧，总用地面积为7219.5平方米，总建筑面积为43152平方米，拟建物包括：主楼为25层，框架剪力墙结构，最大轴力约为23000KN基础型式采用桩基础；裙房为3层，框架结构，最大轴力约为7000KN，基础型式采用桩基础，建筑面积为33213.9平方米；地下1层，框架结构，建筑面积为9938.1平方米。

（2）土层信息

通过勘察报告显示，该基坑的土层可以分为14个工程地质层，其基坑土层基本信息如下。

（1）素填土（①层）：灰色稍湿、含较多的少量砖屑和植物根系。

（2）粉质粘土（②层）：黄褐色～灰黄色~灰褐色、软塑~流塑、层状， 富含铁锰质氧化斑点及结核，底部夹青灰色淤泥质团块和少量腐植质，粉粒含量较高，局部为粉土。

（3）淤泥质粘土(③层)：灰色、流塑，层状，含少量的腐植质。

（4）粘土（④-1层）：暗绿色～褐黄色、硬可塑~硬塑(顶部0.5左右呈软可塑)，土质均一，含少量铁锰质氧化斑点和结核。

（5）砂质粉土（④-2层）：褐黄色~灰黄色~灰色，稍密~中密、层状、含多量的云母碎片，局部夹粉质粘土。

（6）粉质粘土(⑤层)：灰色、软塑~流塑，含少量的植物腐殖质和有机质。干强度高，摇震反应无，中等韧性。

（7）粉质粘土（⑥-1层）：灰绿色~~褐黄色、硬塑，含少量铁锰质氧化结核。

（8）砂质粉土（⑥-2层）：褐黄色~灰黄色~灰色，中密、层状、含多量的云母碎片，局部夹粉质粘土。

（9）粘土（⑥-3层）：灰黄色~~青灰色、硬可塑~硬塑，含少量铁锰质氧化结核。

（10）粉质粘土夹砂质粉土（⑦-1层）：粉质粘土为灰色~灰色、软可塑~软塑，含少量的植物腐殖质和有机质。

（11）砂质粉土（⑦-2层）：灰色，中密~密实、层状、含多量的云母碎片。

（12）粘土(⑦-3层)：灰色、软塑，含少量的植物腐殖质和有机质。干强度高，摇震反应无，中等韧性。

（13）粉质粘土夹粘质粉土（⑨-1层）：青灰色~灰色、软可塑~软塑，含少量的植物腐殖质和有机质。

（14）粉砂（⑨-2层）：未穿层，灰色，中密~密实、层状、含多量的云母碎片。

2 方案选择

2.1各支护类型比较

各支护类型优缺点如下（肖刚，2023）。

（1）排桩支护方案：排桩基坑支护方案就是把排桩和锚杆焊接在一起来用。当基坑为重点工程对变形有要求的时候，就可以选择排桩支护方案。

（2）地下连续墙支护方案：对于这种基坑支护方案，我们要对基坑进行开挖沟槽，为了增强基坑稳定性防止坍塌，然后对沟槽进行喷射水泥砂浆。以上工序完成后，再向钢筋笼中导入混凝土，使其地下连续墙固结成一个整体。

（3）土钉墙支护方案：土钉墙基坑支护方案顾名思义，就是将特制的土钉打入基坑边坡土体中，以便让基坑达到安全、稳定的效果。它的基本原理是把制作好的土钉打入到基坑边坡中，然后在基坑边坡表面铺设钢筋网，钢筋网与土钉要加固焊接，防止基坑坍塌，最后在钢筋网表面喷射混凝土。

（4）水泥土挡墙支护方案：水泥土挡墙的基本原理是依靠自生重力和刚度来保护基坑边坡稳定性。施工简单、经济。由于污染较低，比较适合城市施工。

（5）放坡支护方案：工程简单易操作，投资较少，且对施工作业的人员技术要求低。只有基坑周边无建筑物和各种管道时，方可采用。

2.2基坑支护方案选择的依据：

（1）基坑的深度

（2）基坑支护方案的可行性。

（3）基坑周边建筑物和构筑物能够承受基坑变形破坏的能力。

（4）施工季节是否满足。

（5）基坑尺寸及形状。

（6）地下水条件和土的性质

（7）是否符合经济、美观和安全的原则。

2.3基坑支护方案选定

根据基坑实际情况，南侧和西侧都有道路且距离较近，最近处只有5.3m左右，并且西侧距边坡6m范围内设有天然气，电力，电信，消防4条地下管线（覃燕，2023）。一旦基坑遭到破坏，会发生很严重的后果，因此我们选择设计选择安全等级为一级。

北侧和东侧无房屋建筑物，也无任何管线，只有道路，安全边际高。基坑一旦发生破坏对周围产生的影响较小，因此选着设计选择安全等级为二级。

基坑支护方案的选取：由于南侧和西侧房屋建筑较多和管线较为密集，安全等级要求较高，因此放坡，重力式水泥土墙和土钉墙就不满足要求，并且地下连续墙造价太高。为了施工质量和经济适用性，我们选择排桩这一设计方案（唐世亮，2015）。排桩能够有效控制位移，保护周围的建筑物和管线，并且从造价和经济适用性来说也满足要求。

北侧和东侧无房屋建筑物，道路较远，并且也无其他构筑物，也无任何管线，安全边际高。为了经济适用性和施工质量要求可选择土钉墙这一设计方案。

3 结论

通过以上信息分析，我们可以得到以下结论：基坑的西边和南边有房屋，有道路且距离相对较近，并且有电力，天然气，消防，电信4条地下管线，地下管线不能发生较大位移，安全边际低，一旦基坑发生破坏，会造成很严重的后果。因此这两边选择为一级基坑，并采用排桩的基坑支护方案。基坑的北边和东边没有房屋，没有地下管道，只有道路且距离稍远，安全边际高，基坑一旦发生破坏，不会造成很严重的后果。因此这两边选择为二级基坑，并采用土钉墙支护方案。结合各种降水方法，并且对比其优缺点，最终选择的降水方法为井点降水。当基坑进行施工时，如果有大量地下水渗出，可以采用排水沟进行排出。最后，对基坑的监测也必不可少。

参考文献

[1]唐世亮. 大连中航国际广场深基坑桩锚支护施工过程位移特性研究[D].山东大学,2015.

[2]张立钊.邯郸东站广场深基坑支护方案优选研究[D].邯郸:河北工程大学,2013.

[3]白洪潮.深基坑支护技术方案的选择及其优化设计[D].荆州:长江大学,2012.

[4]黄尧端.地下停车场基坑支护技术应用分析[J].天津建设科技,2023,33(02):55-57.

[5]Bjerrum L.,Eide O.Stability of Strutted Excavations in Clay Geotechnique[M].London:Thomas Telford,2001.

[6]肖刚.基于基坑支护技术在市政结构设计与施工中的应用[J].广东建材,2023,39(04):76-78+41.

[7]覃燕.基于有限元的高层建筑基坑支护稳定性分析[J].江西建材,2023(02):213-215.

[8]唐世亮. 大连中航国际广场深基坑桩锚支护施工过程位移特性研究[D].山东大学,2015.

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