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