装配式基坑支护结构在广州地区的应用

维普资讯 http://www.cqvip.com 第２ｌ卷第４期　土　工　基　础　Ｖ＿０１．２ｌ　Ｎ０．４　２００７年８月　Ｓｏｉｌ　Ｅｎｇ．ａｎｄ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　Ａｕｇ．２００７　装配式基坑支护结构在广，ｋｌ・Ｉ地区的应用　刘崇权，张在喜，娄　红，邝　山　（广州市城市规划勘测设计研究院，广州５１００６０）　摘要：装配式基坑支护结构是将基坑支护的围护结构部分在工厂预制成型，再在现场与撑或锚装配组成的支护　结构。工程实践表明，此项技术可有效节省工程投资、缩短工期。　关键词：装配式结构，基坑支护，设计技术　中图分类号：ＴＵ４７２　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００４—３１５２（２００７）０４－００２８～０３　１　概述　２基本结构形式　基坑支护结构一般可以分为两个部分：围护结　围护结构一般为钢结构或钢筋混凝土结构，根　构和支撑（锚）体系。目前，一般的围护结构都是现　据设计要求在工厂或现场加工成所需的截面和长度　浇的，而支撑体系有装配式的（如钢管支撑），也有现　后，在现场沉放和装配。对于承受震动能力较强的　浇的（如混凝土支撑）。　结构（如钢结构），可采用振动锤振动人土安装；对于　本文介绍的装配式基坑支护结构是以成型的或　承受震动能力较差的结构（如钢筋混凝土结构），可　预制的构件为主体，通过各种技术手段在现场装配　采用静力压入或预成孑Ｌ后吊装的方法。　成为围护结构，再与支撑或锚共同组成完整的基坑　目前可供使用的材料为：钢板桩、高强预应力混　支护结构。与常规的支护手段相比，该结构有受力　凝土管桩、预制混凝土桩。　机理明确、造价低、工期短、质量易于控制等特点，必　围护结构与支撑、锚杆（索）之间通过冠梁、腰梁　要时可多次重复使用，从而大大降低了能耗，有较高　等连接和传力。　的社会和经济效益。　代表性的结构剖面见图１、图２。　下　表面用Ｃ２０混凝土喷　量　ｌ蓉钢筋　虿溺　＼　㈣。　。。　一排　釜　！　旦型！旦兰丝　～　Ｌ　９ｍ＠１２００　双排５５Ｏ搅拌桩＠３５０×３５０，桩　长约１４　Ｏｍ，穿过不透水层Ｏ　５ｍ　图１　钢板桩＋锚索支护结构图　图２　管桩＋预应力锚索支护结构图　收稿日期：２００６—１１－１４　基金项目；２００５￣２００６年度广州市规划局科研项目“装配式基坑支护结构设计与施工”（编号２００５科研３９）。　作者简介：刘崇权，３４岁，博士，高级工程师，一级注册建造师。１９９９年毕业于中国科学院武汉岩土力学研究所。目前主要从事岩土力学研　究、深基坑支护和软基处理设计与施工。　。。　维普资讯 http://www.cqvip.com 第４期　刘崇权等：装配式基坑支护结构在广州地区的应用　２９　４．１工程环境条件　３设计与计算　进行设计计算时，可以按桩＋锚、桩＋撑、墙＋　拟建荣盛商业广场位于广州市白云区，主楼高　６层，地下室１层，地下室底板底相对标高约一５．００　ｍ，局部承台底相对标高约为～５．７０　ｍ和一５．８５　ｍ。建筑场地地貌单元为山前冲积平原。场地原为　厂房及临时商铺，旧建筑已拆除，较为平坦。基坑呈　反“Ｌ”型，周长约４５０　ｍ。场地北侧围墙外为犀牛　路，基坑边距工地围墙边约１３　ｍ；东侧围墙外是犀　锚或墙＋撑等模式，主要进行抗弯、抗剪、抗倾覆、整　体稳定性计算等，按照现行规范进行即可。　首先是要根据地质条件和周围环境条件初步选　定一种结构形式，然后通过试算、调整，直到得到相　对满意的结果，然后形成图纸，进行结构材料加工和　牛西路，基坑边距工地围墙边最近约５．５　ｍ；南侧场　施工。一般经过计算后应尽可能选用标准构件，如　地开阔，西侧场地外为临建。①②　③④⑤⑥　拉森钢板桩、型钢、管桩等，以降低造价和工期。　４．２　工程地质及水文地质条件　此外，尚应重视局部节点和施工工艺的设计，有　场地地貌单元为山前冲积平原，主要工程地质　一定的应急措施，以免因考虑不周而引起质量或安　分层及土层物理力学性质指标见表１。地下水类型　全事故。　为上层潜水，主要含水层为细、中砂层。由于本场地　处在冲洪积区，砂层较厚，基坑降水影响范围大，容　４　工程实例　易对周边环境造成危害。　表１　场地土层物理力学性质指标　土层名称　状态　地层　层厚　重度　粘聚力　内摩擦角　侧摩阻力值　（ｍ）　ｙ（ｋＮ／ｍ。）　ｃ（ｋＰａ）　。（　ｑｕｋ（ｋＰａ）　加　０　加　０　加　如　杂填土　松散　粉质粘土　软可塑　细砂　松散～稍密　淤泥质土　流塑　粉质粘土　可塑　中砂　稍密　砂质粘性土　３　可塑　加　砂质粘性土　４～　　们　如　∞　∞　∞　硬塑　全风化岩　４．３基坑支护方案设计　ｋＮ，锁定力为２００　ｋＮ～２５０　ｋＮ，材料为１８６０　ＭＰａ　根据工程特征，基坑设计安全等级为二级。本　级高强钢绞线。　工程拟采用以下支护结构：　（４）基坑排水系统：坡顶、坡底设排水沟，坡底设　（１）止水帷幕：采用单排水泥搅拌桩（局部双排）　集水井，汇人市政管道前设沉砂池。　形成止水帷幕，桩径５５０　ｍｍ，桩间距４００　ｍｍ，要求　支护剖面如图１所示。　桩长穿透基坑底以下砂层进入不透水层１．０　ｍ。固　４．４基坑监测结果　化剂采用３２．５Ｒ普通硅酸盐水泥，水灰比０．６左　该基坑从土方开挖，至地下室±０．００楼板施工　右，水泥掺量１５　，即每米水泥用量６０　ｋｇ。　完成，与图１剖面所对应的基坑顶位移监测曲线如　（２）围护结构：采用拉森Ⅲ钢板桩，长度为１０　ｍ　图３所示。　’　～１１　ｍ，在搅拌桩施工完成７天后振动人土中，地　根据该剖面设计计算书，全部工况下的计算最　下室结构施工完成后，先回填土方至预应力锚索位　大桩（墙）顶部位移为１７．８７　ｍｍ；最大桩（墙）位移　置，解除锚索后拔出钢板桩。　为３　２．９　８ｍｍ。显然，图３中监测点的最大位移在　（３）支撑系统：采用一排预应力锚索作为承受水　平力的结构，预应力锚索设计拉力为３５０　ｋＮ～４００　维普资讯 http://www.cqvip.com ３０　土　工　基　础　材料开始使用，随着工程的增加和工程规模的扩大，　可以采用预制钢筋混凝土方桩或板桩，并争取能作　到多次回收使用，降低工程投资。　５　结论　与常规的支护手段相比，该结构有受力机理明　确、造价低、工期短、质量易于控制等特点，必要时可　图３基坑顶位移监测曲线　多次重复使用，从而大大降低了能耗，有较高的社会　效益和经济效益。该技术需要做进一步的研究和开　８　ｍｍ～１１　ｍｍ之间，小于该工程最大计算位移，可　发，以达到方便、实用、经济的目的。　以认为该工程的设计和施工均达到了预期效果。　该工程施工期间虽然经历了多次台风和暴雨的　参　考　文　献　考验，但基坑顶最大水平位移只达到１８　ｍｍ，在设　计控制范围之内。据测算，该技术为业主节省投资　［１］广州市城市规划勘测设计研究院．荣盛商业广场基坑支护工程　超过２００万元，工期提前超过２个月，且钢板桩的使　施工图［Ｒ］．２００５年１１月　用减少了常规技术留在地下的大量建筑垃圾，减少　［２］　广州市城市规划勘测设计研究院．骏景东苑Ｇ１～Ｇ６基坑支护　工程施工图［Ｒ］．２００６年４月　了能量消耗，工程经济效益和社会效益显著。　［３］广州市标准．广州地区建筑基坑支护技术规定（ＧＪＢ　０２—９８）　当然，由于是首次使用该技术，只能先从成型的　［ｓ］．　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｆｏｒ　Ｓｕｐｐｏｒｔ　ｏｆ　Ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　Ａｒｅａ　ＬＩＵ　Ｃｈｏｎｇ　ｑｕａｎ，ＺＨＡＮＧ　Ｚａｉ　ｘｉ，ＬＯＵ　Ｈｏｎｇ，ＫＵＡＮＧ　Ｓｈａｎ　（Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｕｒｂａｎ　Ｐｌａｎｎｉｎｇ＆Ｄｅｓｉｇｎ　Ｓｕｒｖｅｙ．Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　５１００６０。Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｔｈｅ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｏｆ　ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｓｕｃｈ　ａｓ　ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｐｉｐｅｓ　ａｎｄ　ｓｔｅｅｌ　ｓｈｅｅｔ　ｐｉｌｅｓ，ｗｈｉｃｈ　ｗｅｒｅ　ｆｉｂｒａｔｅｄ　ｉｎ　ｗｏｒｋｓｈｏｐ　ａｎｄ　ａｓｓｅｍｂｌｅｄ　ｗｉｔｈ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｒ　ａｎｃｈｏｒ　ｒｏｐｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｓｉｔｅ．Ｔｈｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒ—　ｉｎｇ　ｐｒａｃｔｉｃｅ　ｐｒｏｖｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｃｏｕｌｄ　ｒｅｄｕｃｅ　ｃｏｓｔ　ａｎｄ　ｓａｖｅ　ｔｉｍｅ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ　ｂｒａｃｉｎｇ，ｄｅｓｉｇｎ　ｍｅｔｈｏｄ