试论相邻大型基坑同步开挖的支护设计论文_符亚衡,顾兢

昆明经济技术开发区建设管理有限公司 中国有色金属工业昆明勘察设计研究院有限公司

摘要:在建筑工程当中,通常会存在大型基坑的开挖,由于其影响因素众多,因此会对施工安全与质量产生影响,必须加强有效支护设计,促进工程建设的顺利实施。尤其是在相邻大型基坑的同步开挖当中,更应该做好相应的组织协调控制,防止坍塌等安全事故的发生,保障人们的生命财产安全。支护设计具有一定的专业性和技术性特点,对于设计人员的综合素养要求较高,因此在工作中应该做好要点控制。本文将结合具体工程项目分析相邻大型基坑同步开挖的支护设计特点,制定相邻大型基坑同步开挖的支护设计方案。

关键词:相邻大型基坑;同步开挖;支护设计

大型基坑的开挖具有较大的难度,会受到多种外界因素的影响,做好相应的支护设计,是保障施工高效化开展的关键。随着社会生产生活节奏的加快,对于建筑工程的需求也在升高,只有加快施工速度,在保障质量的同时缩短施工周期,才能满足社会发展的要求。相邻大型基坑的同步开挖工作,能够促进施工效率的提升,实现资源优化配置,提升工程建设的经济效益。在施工过程中,除了应该确保维护结构的受力合理性外,还应该对大型基坑的整体稳定性进行控制,协调经济性要素和技术性要素之间的关系。当前建筑行业的市场竞争逐渐加剧,企业更应该改进传统支护设计理念与方法,增强相邻大型基坑的施工效果,为增强企业竞争力奠定保障。

一、工程概况

在某基坑工程当中,涉及A、B两个相邻地块,其基坑面积分别为13000㎡和30000㎡,开挖深度分别在10.15-10.98m、5.50m左右。在基坑开挖的过程中,还会受到地下市政管线的影响。A、B两地块分别属于二级安全等级基坑工程和三级安全等级基坑工程。在该工程中,对于施工工期的要求较高,因此采用同步开挖的方式,应该在完成A地块地下室施工前,保持水土压力在基坑支护结构中的传递平衡【1】。B地块基坑边线和用地红线之间的距离较短,因此会给围护结构的施工造成影响。

二、相邻大型基坑同步开挖的支护设计

(一)基坑支护选型

在基坑支护选型的过程中,应该综合考量适用性、安全性和经济性要素,增强基坑支护设计方案的实施效果。在经济型围护方式的选择中,多种围护型组合的形式较为常见,需要设计人员对相邻大型基坑的实际情况进行调研分析,明确两地块基坑的开挖深度要求,同时加强对周围环境的保护,以此为依据确定选型。当地块区域中存在较深的挖深时,通常会选择850mm×1050mm钻孔灌注桩围护结构,同时选择外侧三轴水泥土搅拌桩止水帷幕,将2道钢筋混凝土水平支撑设置在基坑内部,共同组成支护结构体系【2】。在布置水平支撑体系时,应该使用对撑、角撑结合的边桁架,为施工栈桥的设置提供了保障,能够增强施工的便捷性,加快施工速度。当地块区域中存在较浅的挖深时,应该明确其与用地红线之间的距离,在工程实践中采用了南侧和东北角水泥土重力式围护墙,西侧与北侧采用了SMW工法桩结合1道钢管斜撑,该支护设计方案能够有效满足该区域的支护要求。格栅式φ700mm×500mm双轴水泥土搅拌桩在水泥土重力式围护墙中的应用较多,φ850mm×60mm三轴水泥土搅拌桩内插型钢在SMW工法桩中的应用十分普遍。

(二)交界区域处理

对于交界位置的处理,也是相邻大型基坑同步开挖中的重点内容,在某工程中A地块地下结构与B地块地下室外墙的距离在4m左右,在同步施工的过程中,应该将较大的土体预留于两地块的交界区域,能够有效确保地下室结构完成施工前,基坑四周水土压力能够通过基坑支护结构的传递保持平衡。同时,支撑反力能够作用于地块基坑施工中的支撑和结构梁板当中,提升支护体系的可靠性。图1为交界区域处理示意图。

在两地块的同步开挖当中,还应该对交界位置预留土体的稳定性进行控制,这也是保障施工安全的主要环节。通过两级放坡的方式,设置顶平台宽度和二级平台宽度分别为25m和3m,将边坡坡度控制在1:1.5以内。将混凝土面层设置于坡面当中,完成钢筋网的绑扎固定,其厚度为50mm,轻型井点降水应用于放坡平台和坡顶当中【3】。双轴水泥土搅拌桩应用于两地块地下室的外墙当中,实现对坡顶平台外侧的加固处理,增强结构稳定性。通过上述处理,能够基坑处于平衡的受力状态当中,防止交界区域的土体出现失稳现象,为同步施工奠定了基础。

(三)交界区域施工技术

为了能够增强相邻大型基坑的安全性,同时防止在同步开挖中施工进度受到影响,应该明确交界区域的施工工况,采取合理的处理技术。对于交界区域的土体进行开挖时,应该确保完成了梁板结构和换撑板带的设置,同时拆除了第一道的支撑,开挖范围是到钻孔灌注桩的围护位置,之后对另一地块中基础底板和地下结构进行施工处理【4】。对于留土区域施工荷载的有效掌控,也是增强两地块同步施工质量与安全的关键,使B地块预留土坡能够为A地块支撑提供良好的后靠力。

图1.交界区域处理示意图

三、相邻大型基坑同步开挖的支护设计数值模拟

(一)数值模型与参数选择

Plaxis在岩土分析中的应用较多,能够对相邻大型基坑交界区域的土体稳定性进行有效评估,Hardening-Soil模型应用于土体本构当中,线弹性模型应用于围护结构当中。在对软土或者硬土的模拟当中,Hardening-Soil模型能够发挥关键作用,设计人员应该明确压缩硬化和剪切硬化情况,在模拟中采用Mohr-Coulomb破坏准则【5】。运用梁板单元对SMW工法桩和钻孔灌注桩进行模拟,以实际工况确定施工步骤。

(二)交界区域模拟结果分析

A区域支撑能够通过交界处的预留平台提供后靠力,同时为平台位移奠定保障,防止出现失稳现象。3.4mm是在开挖过程中土坡平台的最大水平位移值,20.4为最大竖向位移值,能够将位移量控制在合理范围之内,保障施工的安全性。

(三)适应性分区分块流程

由于大型基坑的面积较大,而且两基坑的距离较近,应该在为A地块提供后靠力的同时,能够逐步优化B地块土方开挖的分区方案,从而为同时施工提供保障,防止时空效应对开挖造成的负面影响。在对B区基坑进行划分时,应该严格以主体结构的后浇带布置情况为依据,将其划分为4个区,确保1区和2区基础底板施工完成后,再进行3区和4区的施工【6】。中心岛式开挖方法应用于1区、2区和3区当中,对分区施工流程进行优化处理,促进施工效率的提升,保障主体结构性能符合工程建设要求,防止围护结构出现严重变形。

结语

在相邻大型基坑的同步开挖当中,应该做好相应的支护设计工作,促进施工质量与效率提升的同时,避免施工安全性受到威胁。在施工中,应该重点关注基坑支护选型、交界区域处理和交界区域施工技术的应用等,增强技术应用效果。同时,通过支护设计数值模拟,确保施工参数能够符合工程要求。

参考文献:

[1]张竹庭.相邻大型基坑同步开挖的支护设计与实践[J].建筑施工,2019,41(11):1973-1975.

[2]夏朝娟.相邻基坑开挖影响预测探讨分析[J].市政技术,2019,37(04):228-231.

[3]欧阳武姿.深厚软土地区多基坑联合开挖相互影响分析[D].广州大学,2019.

[4]李辉.地铁与紧邻地块深基坑同步开挖相互影响分析[J].铁道工程学报,2019,36(04):65-69.

[5]陈小雨.相邻深大基坑安全距离研究及交叉施工影响分析[D].浙江工业大学,2018.

[6]叶建峰,林海,颜桂云.相邻双基坑开挖相互影响二维性状分析[J].福州大学学报(自然科学版),2017,45(02):190-198.

论文作者:符亚衡,顾兢

论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期

论文发表时间:2020/4/7

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试论相邻大型基坑同步开挖的支护设计论文_符亚衡,顾兢
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