某高层住宅楼基坑工程设计-2017年10月.docVIP

1 前言 1.1总述 近年来我国随着经济和城市建设的迅速发展，特别是我国的大中型城市，高层和超高层建筑发展迅速。与此同时，地下工程愈来愈多。而高层建筑多有较深的地下室，所以高层住宅楼基坑工程的设计和要求日趋重要。 基坑工程是指建筑物或构筑物地下部分施工时，需开挖基坑，进行施工降水和周边的围挡，同时要对基坑四周的建筑物、构筑物、道路和地下管线进行监测和维护。确保正常、安全施工的综合性工程。 基坑工程面对各种各样的地基土和复杂的环境条件进行施工作业，存在以下一些不确定因素[1] 1、外力的不确定性作用在支护结构上的外力不是一成不变的，而是随着环境条件、施工方法和施工步骤等因素的变化而改变。 2、变形的不确定性变形控制是支护结构设计的关键。但影响变形的因素很多，围护墙体的刚度、支撑(或锚杆)体系的布置和构件的截面特性、地基土的性质、地下水的变化、潜蚀和管涌以及施工质量和现场管理水平等等均为产生变形的原因。 3、土性的不确定性地基土的非均质性(成层)和地基土的特性不是常量，在基坑的不同部位、不同施工阶段土压力是变化的，地基土对支护结构的作用或提供的抗力也随之变化。 4、一些偶然因素变化所引起的不确定性施工场地内土压力分布的意外变化、事先没有掌握的地下障碍物或地下管线的发现以及周围环境的改变等等，这些事前未曾预料的因素均会影响基坑的正常施工和使用。 目前，在基坑工程中发生事故的概率，往往高于主体工程。由于存在以上四大不确定因素，很难对基坑工程的设计与施工制订一套标准模式，或用一套严密的理论和计算方法，把握施工中可能发生的各种变化。只能采用理论计算与地区经验相结合的半经验、半理论的方法进行设计。 1.2基坑工程的内涵 基坑工程，为保证基坑施工，主体地下结构的安全和周围环境不受损害而采取的支护结构、降水、土方开挖和回填，包括勘察、设计、施工和检测等，称为基坑工程。基坑工程是土力学基础工程中一个古老的传统课题，同时又是一个综合性的岩土工程问题，既涉及到土力学中典型的强度、稳定与变形问题，同时还涉及土体和支护结构的共同作用问题。 基坑工程具有以下特点： （1）建筑趋向高层化，基坑趋向深度化发展。 （2）基坑开挖面积大，长度和宽度超过百米甚至数百米，给支撑布置带来较大难度。 （3）在软弱地层中，基坑开挖会产生较大的位移和沉降，对周围建筑物、市政设施和地下管线造成影响。 （4）深基坑施工工期长，场地狭窄，降雨、重物堆放等对基坑稳定不利。 （5）在相邻场地施工中，打桩、降水、挖土及基础浇筑混凝土等工序会互相制约与影响，增加协调工作的难度。 基坑工程所包括的内容可以用下图大概的表示出来。 基坑工程 基坑支护工程 围护结构 支护结构 撑支锚体系 撑锚体系 降水技术 降水技术 土体加固 土体加固 土方开挖施工 土方开挖施工 施工监测与控制 施工监测与控制 基坑开挖根据场地条件、地质情况，施工开挖方法可采用无支护的放坡开挖和有支护的垂直开挖。放坡开挖时，开挖坡面不需任何支护，而用放坡方法开挖保持土体稳定，其优点是不必设置支护结构。主体结构施工时，场地较大，便于施工布置，而其缺点是开挖工程量相对较大，而且占用场地较大，适用在旷野采用明挖修建地下工程的情况。在场地受限的情况下，采用有支护的垂直开挖，这必须对基坑边壁设置支护，这样的基坑工程在城市大型工程中常可见到。为了保持基坑侧壁稳定及邻近建筑物的安全，需采用基坑边壁的支护加固措施，包括围护墙、支撑系统、围檩、防渗帷幕等总称为支护结构。 基坑工程是建筑工程的辅助工程，基坑支护结构的主要功能是挡土和防水，以使主体结构顺利施工，且不影响或减少一些周边环境。从挡土功能考虑，基坑支护可分为两大类，即支护型和加固型。支护型是将支护结构作为主要受力构件支挡坑壁可能形成的水土压力；加固型则是加固土体强度，维持坑壁稳定。支护型包括板桩墙、排桩、地下连续墙等结构形式，加固型包括水泥土搅拌桩、高压旋喷桩、土工锚杆支护、土钉支护等。实际工程中，常将它们结合起来而形成混合结构。 目前经常采用的支护类型及其特点概括如下： （1）水泥搅拌桩围护结构 其优点是形成重力式挡土墙，不需要支撑，基坑内挖土方便，搅拌桩施工时无环境污染（无噪声、无振动、无排污）、造价低、防渗性好，但这种围护结构往往要求基坑周围有一定空间布置搅拌机，且只宜用于开挖深度不大的基坑工程。 （2）排桩围护加内支撑（或土锚） 外侧加一排水泥土桩，形成抗渗帷幕，这种排桩支护适用于较深的基坑，但造价较高。 （3）地下连续墙围护加内支撑（或土锚） 这种支护结构施工时对周围环境影响较小，对土层条件适应性强，墙体抗弯强度、防渗性能和整体性均较好，可做整体结构的一部分，但其造价更高，施工技术要求更高。 （4）土钉墙支护 基坑周