导航：安全管理网>> 安全论文>> 建筑安全论文>>正文

软土地区超大深基坑中心岛支护方案设计与施工

文档作者：周予启刘卫未文档来源：中建一局集团建设发展有限公司		点击数：	更新时间： 2025年11月13日
下载地址：点击这里	文件大小： 288.52 KB 共4页	文档格式： PDF	下载点数： 1 点（VIP免费）

全屏查看

内容预览 [文件共4页]

本文件共4页，如需编辑使用，请下载。

注：预览效果可能会出现部分文字乱码（如口口口）、内容显示不全等问题，下载是正常的。

	文件大小：288.52 KB 共4页文件格式：PDF 下载点数：1 点（VIP会员免费）

上一篇：软土地区深基坑工程存在的变形与稳定问题…

文本预览

仅提取页面文字内容，供快速阅读使用。

52
施工技术
CONSTRUCTION TECHNOLOGY
2011年5月下
第40卷第341期
软土地区超大深基坑中心岛支护方案设计与施工
周予启，刘卫未
(中建一局集团建设发展有限公司，北京100102)
[摘要】在超大面积深基坑工程中，中心岛设计方法具有明显优势，不仅可以降低工程造价，还可以提高中部主体
结构的施工进度。以天津嘉里中心工程超大深基坑工程为背景，着重介绍了中心岛方案设计需考虑的因素及工况
流程，并结合该工程实施过程中出现的问题进行详细分析。采用FLAC数值模拟软件对中心岛支护方案基坑变形
进行分析，并结合t程实际监测数据，对该设计方法反压土台宽度进行探讨。
[关键词]超大深基坑；中心岛法；数值模拟；反压土台宽度
【中图分类号】TU753．1 [文献标识码】A [文章编号】1002—8498(2011)10-0052-03
Design of Central-island Method and Its Construction for Super
Large Deep Foundation Excavation in Soft Soil Area
Zhou Yuqi，Liu Weiwei
(China Construction Fint Division Group Construction＆D删却ment Co．，Ltd．，Beijing 100102，China)
Abstract：Central—island method has very obvious advantages in the super large deep foundation
excavation engineering．The projeet cost and construction period are saved by using the new method．
Application of central—island method in foundation excavation of Tianjin Kerry Center is introduced，
emphatically the construction process and the factors which must be taking into account in the design of
central-island scheme．The problems appearing in the implementation process is discussed in detail．
Using FLAC numerical simulation software，deformation of central—island scheme was analyzed．
According to the results of numerical simulation and the foundation excavation monitoring data，width of
passive soil slop is presented．
Key words：super large deep foundation excavation；central—island method；numerical simulation；width of
passive soil slop
天津嘉里中心工程分为I，Ⅱ期工程，I期工程
由3栋公寓、1栋酒店和整体地下车库组成。面积
73 011m2，边长均超过200m，开挖深度16．45m，公
寓塔楼开挖深度17．825m，电梯井坑开挖深度达
23．275m，酒店塔楼区开挖深度达17．025m，电梯井
坑开挖深度达22．025m。场区内地下水位埋深较
浅，约在自然地面以下2m，土层分布以粉质黏土层
为主，局部夹粉砂层。
1 基坑支护设计考虑因素
1．1围护结构选型
天津地区地下水位较高，土质较软，基坑工程尤
其是市区基坑工程，在进行基坑开挖时均要求隔断
地下水。围护结构主要采用钻孔灌注桩+止水帷幕
f段稿日期】201l-02-24
[作者简介】周予启，中建一局集团建设发展有限公司高级1=程师，
北京市朝阳区望花路西里17号棱100102．电话：(010)6591471l，
E—mail=zyqbestman@126．coo
和地下连续墙两种形式。地下连续墙造价较高，多
采用二墙合一形式，即同时作为基坑开挖的围护体
和正式结构的地下室外墙。二墙合一的地下连续墙
设计除应满足基坑支护安全要求外，还需考虑主体
阶段地下室外墙所承受的荷载及各楼层的准确标高
(以提前预埋钢筋连接器)，因此对主体结构地下室
设计的进度有一定要求。本工程中在基坑支护设计
阶段，地下室主体结构设计尚未完成，在工期上不满
足二墙合一的要求，因此基坑围护结构选用钻孔灌
注桩+止水帷幕的形式。钻孔灌注桩为
61 000mm@l 200mm，止水帷幕采用dp850mm@
600ram三轴水泥土搅拌桩。
1．2支护体系选型
天津地区基坑支护较多采用钢筋混凝土内支撑
形式，尤以圆环支撑结合边桁架及角撑的整体支撑
形式居多。混凝土支撑刚度较大且与连系梁及围檩
万方数据
2011 No．341 周予启等：软土地区超大深基坑中心岛支护方案设计与施工53
整体现浇，以控制基坑整体变形和保护周边环境。
本工程基坑支护设计初期，亦考虑过整体钢筋混凝
土内支撑支护形式，如图1所示。
图1初步设计阶段支撑平面布置
Fig．1 Supporting layout at preliminary design stage
但本工程平面尺寸非常大，每边都超过200m，
且I，Ⅱ期间I临时隔断造成基坑平面形状极不规则。
若采用图1所示整体支撑形式，无论是采用钢支撑
或混凝土支撑，温度变形引起的附加应力和变形都
会很大；同时，由于混凝土支撑施工需要进行模板支
设、钢筋绑扎及混凝土浇筑3道工序，并且混凝土养
护需一定时间，因此其施工周期较长；而且混凝土不
可周转使用，耗费材料较多。主体结构施工阶段，内
支撑拆除的工程量十分巨大。
因此，本工程采用中心岛法施工技术，仅在基坑
周边设置长约22m短撑，非常实用且可行。
1．3止水帷幕的设置深度
根据本工程地质勘察报告，场地浅层地下水属
孔隙潜水及微承压水。其中孔隙潜水赋存于15m
以上人工填土、粉质黏土及粉土层中；微承压水主要
赋存于15m以下粉砂及粉土层中。孔隙潜水位埋
深为1．40—3．20m，平均水位埋深为2．16m，水位高
程为1．35m。微承压水头高程为一1．06m。自然地
面高程约为3．25m。
考虑上述因素，在设置止水帷幕时除隔断上部
孔隙潜水外，还需考虑基坑开挖到底时坑底土体对
微承压含水层的抗渗流稳定性要求，因此三轴水泥
土搅拌桩的设置深度不仅需隔断上部潜水，还需隔
断距离坑底最近的⑦，层微承压含水层。
1．4基坑降水设计
上部潜水和浅层微承压水以止水为主，采用三
轴水泥土搅拌桩止水帷幕隔断基坑内外的水力联
系，坑内采取大口管井进行疏干。主要分A，B型
井，A型井为单一疏干井，B型井较深，除起到疏干
井作用外，还会考虑止水帷幕在⑦，层局部可能不
闭合的因素，起到减压井的作用。深部⑨层微承压
水：由于需降水头不大，采取坑外设置C型减压井
的方式进行处理。基坑降水井剖面如图2所示。
图2基坑降水井剖面示意
Fig．2 Profile of dewatering well in foundation excavation
基坑内部设置A型和B型降水井约400口，A
型井在基坑内部基本均匀布置，每口A型井的降水
控制范围根据天津地区经验取250m2，相邻井间距
为15m；B型井沿基坑周边均匀布置，相邻降水井间
距为10m。基坑外部沿基坑周边设置1圈C型减压
井，每口C型井距离基坑边约2m，相邻C型井间距
约40m。A，B型井均采用无砂管井，井径700ram，
井管直径400ram，通长采用无砂滤水管，井管与井
壁间填充粒径2～5ram砾砂。c型井只在⑨，层采
用无砂滤水管，并在井管与井壁间填充砾砂，其他部
分采用水泥实管，在井管与井壁间填充黏土球。
2支护方案介绍
中心岛法施工技术目前已在国内部分城市基坑
工程中应用，其基本原理是：首先施工基坑周圈围护
桩及止水帷幕，在基坑周边留设反压土台护坡，基坑
中部放坡开挖到底，顺作施工基坑中部主体结构，待
基坑中部主体结构施工至0．00m，在围护结构和中
部主体结构间架设支撑，将反压土挖除，然后依次施
工基坑周圈主体结构，完成换撑后，将支撑拆除。
本工程中心岛设计方案施工流程为：①施工支
护桩、立柱桩和止水帷幕；②施工砖砌挡土墙，土方
开挖2．5m；③基坑周边留设两级土台，放坡开挖至
基坑底部；④施工基坑中部地下室结构；⑤待B1层
结构梁板达到设计强度的80％时，施工第1道短
撑；⑥待第1道短撑养护达到设计强度的80％时，
开挖基坑周边剩余土台至一9．OOm(大沽高程)，施
工第2道短撑；⑦待第2道短撑养护达设计强度的
80％时，开挖剩余土方，开始施工基坑周边基础底
板；⑧待基础底板养护达到设计强度的80％时。拆
万方数据
施工技术第40卷
日期／(年-月-日)
图3基坑变形监测数据
Fig．3 Deformation monitoring data of foundation excavation
除第2道短撑，施工上部结构；⑨待B1层结构梁板
施工完毕养护达到设计强度的80％时，拆除第1道
短撑及格构柱：⑩继续施工上部结构。
3中心岛方案施工过程
反压土护坡采用喷射混凝土。土方开挖过程中
降水效果较好，未发现明显积水。2009年3月开挖
到槽底，在土方开挖到槽底至基础底板过程中，槽底
均未出现管涌等现象。
本工程基坑面积大，开挖深度深，基坑周边环境
较为复杂。在基坑开挖过程中，除场区内部的监测
项目(坡顶水平位移和沉降、桩身测斜、桩身应力及
地下水位等)外，还需对基坑周边4条道路及临近
基坑的建筑物，尤其是六纬路地铁车站和保定桥桥
墩进行监测。图3为基坑开挖过程中，较为典型的
几个坡顶位移监测点随工程施工进度的变化曲线。
根据监测结果可知．2009年4月25日基坑已开挖
到底并开始进行垫层施工，此时基坑变形在60ram
左右，而在主体结构施工阶段，基坑持续变形，至
2010年1月3日基坑位移已接近极限控制值
150mm。反压土台护坡先后经历两个雨季和两个冬
季，天津地区雨季较长(每年6—9月)，在2009年7
月18—23日，天津地区连降暴雨，坑外道路积水达
半米，坡顶位移激增30mm，反坡土虽未出现整体坍
塌，但局部喷射混凝土护面已明显开裂且局部脱落。
目前反压土台已开挖完成，反坡区地下结构已
施工至首层，坡顶位移变形最大点璐点位移，达
195ram。反坡土开挖期间，坡顶变形仅40ram。
为监测基坑开挖对地铁车站和保定桥桥墩的影
响，在地铁车站和保定桥引桥桥墩设沉降监测点，地
铁车站最大沉降12．15ram，保定桥引桥桥墩最大沉
降14．92ram，因此基坑开挖对六纬路地铁车站和保
定桥等构筑物影响较小。
4基坑开挖数值模拟
反压土台的留设宽度直接决定围护结构变形的
大小，土台宽度的增加可有效减小围护结构的水平
变形。但这种影响随宽度的增加逐渐减弱。并且土台
宽度太大必然导致支撑长度过长，这对支撑抗压承
载力不利。因此，需根据水文地质条件和开挖深度
确定土台宽度。关于土台留设宽度的研究方法主要
包括离心模型试验和数值分析法。以下主要介绍在
六纬路侧中心岛土方试开挖阶段针对本工程反压土
台的数值模拟分析。数值分析采用FLAC数值分析
软件，其建模原则如下。
1)采用二维数值模型，考虑基坑开挖过程影
响，便于分析由施工过程引起地表移动的时空效应。
2)土层厚度、土层力学参数等按照岩土工程勘
察报告参数选取，土层厚度变化按照该土层在该位
置附近的平均值选取。
3)本次数值计算中，岩土物理力学性质参数没
有考虑地层厚度及强度参数的空间离散与变异性。
计算边界条件：水平方向外扩6倍开挖深度约
lOOm；底部影响区沿基坑底再向下取3倍基坑深度
约60m，基本可以消除边界效应对计算结果的影响
(算，，，方向分别约为140，60m，约16 000个单元)。
所有边界均为位移边界条件，其中模型上表面为自
由边界，下表面为y方向位移固定，左右边界为茗方
向位移固定。根据实际施工工况，考虑降水和土方
开挖对围护体和反压土的影响。
根据数值分析结果，基坑开挖到底后，反压土台
位移基本趋于稳定(收敛型)，一、二级土台坡顶位
移曲线类似。说明本工程反压土台护坡的支护体系
稳定性基本满足设计要求，其最大水平计算位移约
为300mm。计算变形较大的原因主要有以下几点。
1)根据<岩土工程勘察规范》GB50021—2001>

网友评论 more

建筑安全论文最新内容

11-13