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摘要：结合复杂地质条件下某基层围护结构设计的成功实践，详细阐述了该基坑围护设计形式和验算过程，可供同类基坑设计参考。
关键词：基坑围护结构设计
Abstract: based on the complex geological condition is a grass-roots palisade structure design of successful practice, a detailed explanation of the pit supporting design form and checking process, design reference for similar foundation pit.
Keywords: pit supporting structure design
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
1工程概况
某基坑宽21m，长237.5m，基坑深17.108m。地层层序自上而下依次为：1 杂填土，杂色，松散，稍湿，含以粉土、砖块为主，含灰渣；1-1砂质粉土、粘质粉土素填土，黄褐色，松散，稍湿，以砂质粉土、粘质粉土为主，含少量砖渣、灰渣； 1-3细砂素填土，褐黄色，松散，稍濕，含少量砖渣、灰渣； 2 砂质粉土、粘质粉土，褐黄色，稍密~中密，湿，中低压缩性，含云母、氧化铁； 2-2粉细砂，褐黄色，稍密~中密，湿，中低压缩性，含云母，局部夹薄层粉土及少量圆砾； 3 卵石、圆砾，杂色，中密，湿，低压缩性，亚圆形为主，亚圆形为主，一般粒径2~6cm，最大粒径约11cm，细砂充填约25～30％，局部夹薄层粉土；3-2细中砂，褐黄色，中密~密实，湿，中低压缩性，含氧化铁，局部夹粘性土薄层；4卵石，杂色，密实，湿～饱和，低压缩性，亚圆形，级配连续，磨圆度中等，一般粒径4~8cm，最大粒径大于10cm，细中砂充填30％~35％，局部及细砂薄层；4-1粘质粉土、粉质粘土，褐黄色，可塑，中密，湿～饱和，中低压缩性，含云母、氧化铁，土质不均，局部夹粉砂薄层；4-2细中砂，褐黄色，密实，湿，低压缩性，含云母及少量卵石、圆砾；5卵石，杂色，密实，饱和，低压缩性，亚圆形，级配连续，磨圆度中等，一般粒径4~8cm，最大粒径大于10cm，细中砂充填约30％～35％；5-1粘质粉土、粉质粘土，褐黄色，可塑，密实，湿～饱和，中低压缩性，含云母、氧化铁。地下水主要分布在第(4)层卵石中，水对混凝土结构无腐蚀性，在长期浸水的环境下对钢筋混凝土中的钢筋无腐蚀性。
2基坑围护结构设计
围护结构基坑侧壁安全等级为一级，基坑变形控制保护等级为一级，地面最大沉降量≤0.15％H且≤30mm，围护结构最大水平位移≤0.2％H且≤30mm；即地面最大沉降量25mm；围护结构最大水平位移30mm。基坑开挖深度为17.108m，采用1000@1800灌注桩围护结构，桩长为21.608m，桩顶标高为42.25m，地下水位标高为24.5m，围护结构采用三道支撑，桩长21.9m，桩底插入卵石(4）土层，第一、二、三道撑中心标高分别为41.34m、33.89m和28.29m，第一、二、三道撑刚度分别为85.91MN/m2 、179.52MN/m2 、179.52MN/m2。围护结构按平面问题进行分析，取“荷载-结构”模式，采用弹性有限元法进行结构计算。本设计按“增量法”原理模拟施工开挖、支撑和回筑的全过程进行计算，计入了“先变形、后支撑”对围护结构内力的影响；安装钢支撑时施加预加力按钢支撑设置轴力的40%～60％计；地层与围护结构的共同作用采用水土压力及一系列不能受拉的弹簧进行模拟，如该弹簧的抗力大于被动土压力，则将应力超量向下层土体转移。结构钢筋混凝土结构重度γ=25kN/m3。地层压力竖向压力按计算截面以上全部土柱重量计算；施工期间作用在围护结构上的主动区土压力按朗金公式的主动土压力计算。水压力施工期间最不利水位按底面下1.0m计算，计算时考虑地面超载20kPa，见图1，计算参数见表1，计算工况见图2，计算结果见图3～图7。由计算结果可知：围护结构最大水平位移<0.2%H，且不大于30mm，对于本站17.108m深基坑，围护结构水平位移计算值13.5mm，满足要求，各项验算也均满足规定要求。桩弯矩设计值，截面尺寸φ1000mm，配筋根据强度计算得，采用18Φ25；箍筋φ10@100螺旋箍筋。钢支撑采用直径600mm，壁厚14mm钢管。钢支撑跨度L=20.1m，钢支撑两端铰接，钢支撑长度系数；钢支撑计算长度，钢管抗弯截面模量，钢支撑的长细比，钢支撑受压的稳定系数；钢支撑自重设计值，钢支撑自重的支座弯矩设计值；设计钢支撑计算长度为，由安装偏心造成的附加弯矩，， ，考虑10度温度变化引起的应力，，，满足要求。冠梁承受均布荷载，支撑间距6m，弯矩设计值，剪力设计值：，截面尺寸取1000×800mm，对称配筋，配筋根据强度计算得，设计采用6Φ25，箍筋4φ10@150。腰梁承受均布荷载，腰梁弯矩设计值，钢抗弯截面系数，，满足要求。
3结语
采用该围护结构，顺利完成了该基坑的施工，该基坑施工各监测值均在监测报警控制值内施工检测均在规定范围内，表明该基坑设计是成功的，为复杂地质条件下同类基坑设计积累了新的技术资料。
参考文献:
[1] 夏明耀,曾进伦.地下工程设计施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1999.
[2]刘建航,侯学渊.基坑工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.
[3]杨国祥.大型超深基坑工程信息化施工研究-上海外环隧道的浦西基坑工程[J].岩土工程学报,2003,25(4):483-487.
作者简介：朱小安(1981--),男,汉族，本科，助理工程师，主要从事岩土工程设计与施工工作。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：基坑围护结构设计
Abstract: based on the complex geological condition is a grass-roots palisade structure design of successful practice, a detailed explanation of the pit supporting design form and checking process, design reference for similar foundation pit.
Keywords: pit supporting structure design
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
1工程概况
某基坑宽21m，长237.5m，基坑深17.108m。地层层序自上而下依次为：1 杂填土，杂色，松散，稍湿，含以粉土、砖块为主，含灰渣；1-1砂质粉土、粘质粉土素填土，黄褐色，松散，稍湿，以砂质粉土、粘质粉土为主，含少量砖渣、灰渣； 1-3细砂素填土，褐黄色，松散，稍濕，含少量砖渣、灰渣； 2 砂质粉土、粘质粉土，褐黄色，稍密~中密，湿，中低压缩性，含云母、氧化铁； 2-2粉细砂，褐黄色，稍密~中密，湿，中低压缩性，含云母，局部夹薄层粉土及少量圆砾； 3 卵石、圆砾，杂色，中密，湿，低压缩性，亚圆形为主，亚圆形为主，一般粒径2~6cm，最大粒径约11cm，细砂充填约25～30％，局部夹薄层粉土；3-2细中砂，褐黄色，中密~密实，湿，中低压缩性，含氧化铁，局部夹粘性土薄层；4卵石，杂色，密实，湿～饱和，低压缩性，亚圆形，级配连续，磨圆度中等，一般粒径4~8cm，最大粒径大于10cm，细中砂充填30％~35％，局部及细砂薄层；4-1粘质粉土、粉质粘土，褐黄色，可塑，中密，湿～饱和，中低压缩性，含云母、氧化铁，土质不均，局部夹粉砂薄层；4-2细中砂，褐黄色，密实，湿，低压缩性，含云母及少量卵石、圆砾；5卵石，杂色，密实，饱和，低压缩性，亚圆形，级配连续，磨圆度中等，一般粒径4~8cm，最大粒径大于10cm，细中砂充填约30％～35％；5-1粘质粉土、粉质粘土，褐黄色，可塑，密实，湿～饱和，中低压缩性，含云母、氧化铁。地下水主要分布在第(4)层卵石中，水对混凝土结构无腐蚀性，在长期浸水的环境下对钢筋混凝土中的钢筋无腐蚀性。
2基坑围护结构设计
围护结构基坑侧壁安全等级为一级，基坑变形控制保护等级为一级，地面最大沉降量≤0.15％H且≤30mm，围护结构最大水平位移≤0.2％H且≤30mm；即地面最大沉降量25mm；围护结构最大水平位移30mm。基坑开挖深度为17.108m，采用1000@1800灌注桩围护结构，桩长为21.608m，桩顶标高为42.25m，地下水位标高为24.5m，围护结构采用三道支撑，桩长21.9m，桩底插入卵石(4）土层，第一、二、三道撑中心标高分别为41.34m、33.89m和28.29m，第一、二、三道撑刚度分别为85.91MN/m2 、179.52MN/m2 、179.52MN/m2。围护结构按平面问题进行分析，取“荷载-结构”模式，采用弹性有限元法进行结构计算。本设计按“增量法”原理模拟施工开挖、支撑和回筑的全过程进行计算，计入了“先变形、后支撑”对围护结构内力的影响；安装钢支撑时施加预加力按钢支撑设置轴力的40%～60％计；地层与围护结构的共同作用采用水土压力及一系列不能受拉的弹簧进行模拟，如该弹簧的抗力大于被动土压力，则将应力超量向下层土体转移。结构钢筋混凝土结构重度γ=25kN/m3。地层压力竖向压力按计算截面以上全部土柱重量计算；施工期间作用在围护结构上的主动区土压力按朗金公式的主动土压力计算。水压力施工期间最不利水位按底面下1.0m计算，计算时考虑地面超载20kPa，见图1，计算参数见表1，计算工况见图2，计算结果见图3～图7。由计算结果可知：围护结构最大水平位移<0.2%H，且不大于30mm，对于本站17.108m深基坑，围护结构水平位移计算值13.5mm，满足要求，各项验算也均满足规定要求。桩弯矩设计值，截面尺寸φ1000mm，配筋根据强度计算得，采用18Φ25；箍筋φ10@100螺旋箍筋。钢支撑采用直径600mm，壁厚14mm钢管。钢支撑跨度L=20.1m，钢支撑两端铰接，钢支撑长度系数；钢支撑计算长度，钢管抗弯截面模量，钢支撑的长细比，钢支撑受压的稳定系数；钢支撑自重设计值，钢支撑自重的支座弯矩设计值；设计钢支撑计算长度为，由安装偏心造成的附加弯矩，， ，考虑10度温度变化引起的应力，，，满足要求。冠梁承受均布荷载，支撑间距6m，弯矩设计值，剪力设计值：，截面尺寸取1000×800mm，对称配筋，配筋根据强度计算得，设计采用6Φ25，箍筋4φ10@150。腰梁承受均布荷载，腰梁弯矩设计值，钢抗弯截面系数，，满足要求。
3结语
采用该围护结构，顺利完成了该基坑的施工，该基坑施工各监测值均在监测报警控制值内施工检测均在规定范围内，表明该基坑设计是成功的，为复杂地质条件下同类基坑设计积累了新的技术资料。
参考文献:
[1] 夏明耀,曾进伦.地下工程设计施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1999.
[2]刘建航,侯学渊.基坑工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.
[3]杨国祥.大型超深基坑工程信息化施工研究-上海外环隧道的浦西基坑工程[J].岩土工程学报,2003,25(4):483-487.
作者简介：朱小安(1981--),男,汉族，本科，助理工程师，主要从事岩土工程设计与施工工作。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。