上海某基坑工程的设计与分析.pdf

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1、2012年第1期(总182期)安徽建筑上海某基坑工程的设计与分析DesignandAnalysisofaExcavationEngineeringinShanghai黄春美(同济大学土木工程学院，上海200092)摘要：以上海某基坑工程为例，针对面积大、深度深、地质条件差等基坑围护设计土层参数表1虽特点，通过选型分析给出了该基坑的支护设计方案，分析了常用板式支护体系和内支撑的工程应用特点。对整个围护结构进行了有限元分析，计算表明整个基坑工程可以较好的保护环境，为同类工程提供了参考。关键词：深基坑；钻孔灌注桩；有限元分析中图分类号：TU47

2、3．2文献标识码：B文章编号：1007—7359(2012)01—0134-031工程概况本基坑工程为明基电通(上海)有限公司投资建设的科研大楼，由l幢8层的科研大楼和外扩地下车库组成，整体设置鼍2层地下室。整个基坑开挖面积约为4800m2，开挖深度主楼区计算工况计算内容土工域9．3m，外扩地下室区域8：9m。工况0计算初始应力场程1．1环境概况与工况l开挖至第一道支撑底基基坑东侧为新建的淞虹路，基坑边线距红线50m；南侧为工况2施工第一道支撑，开挖至坑底础l7号地块一期用地，已完成了桩基施：【；西侧为上海虹桥东华处工况3底板和地下一层换

3、撑理纺织服饰科技园，即东华大学国家科技园，园内有2幢6层建工况4拆除第一道支撑筑，基坑边线距红线约15m；基坑北侧为北翟路，下有市政管线，基坑边线距红线约5m一19m。具体情况见图l所示。本基坑工程重点保护对象为西侧的两幢东华大学国家科技园内建筑和北翟路及道路下方的市政管线。1．2地质条件本工程场地土质分布稳定，主要为粘性土和淤泥质粘土，土质较差，土层参数详见表1。场地内无不良地质情况。2基坑支护总体设计方案本基坑属于2级基坑。基坑围护设计必须确保周围环境安全可靠，同时还应做到经济合理，方便施工，本工程基坑围护图3有限元计算模型就是本着这

4、一原则来进行设计的。对造价高，施工复杂，技术难度高，机械要求高。考虑本工程开2．1围护墙挖深度9．3m，地下连续墙显然是大材小用，不够经济。考虑本基坑的开挖深度，根据工程经验对三种板式支护安SMW工法采用水泥土搅拌桩内插型钢，利用水泥土搅拌形式分别进行比选。徽桩止水，内插型钢受力。SMW工法施工速度快，内插型钢拔出地下连续墙侧向刚度大，能够有效控制基坑位移，但是相建后可反复使用，经济型较好；但是其侧向刚度有限，型钢回收会筑造成基坑边二次变形，且造价对施工周期很敏感，施工周期的收稿日期：2011—10—14增加会迅速增加型钢的租赁费用。作者

5、简介：黄春：~-(1986一)，女，江苏南通人，同济大学在读硕士，研究—圜方向：土木工程施工钻孔灌注桩结合止水帷幕围护体，施工工艺成熟，是上海安徽建筑2012年第1期(总182期)考虑本工程的开挖深度以及较高的环境保护要求，最终选择钻孔灌注桩结合搅拌桩止水为围护墙。2．2水平支撑．水平支撑是平衡围护体外侧水平作用力的主要构件，要求传力直接、平面刚度好。对于本工程来说，钢支撑由于截面抗压承载力较为有限，且支撑刚度小，不利于控制基坑变形和保护周边环境，因此，采用钢筋混凝土支撑作为坑内水平支撑系统。考虑基坑面积较大，挖土的施工便利性受到一定的影

6、响，因此在支撑形式上选择了对撑+角撑的边桁架支撑体系，此外，对撑结合角撑受力形式好，传力明确'冈0度大，变形小，可有效保护周边环境。图1基坑周边环境图2．3支护方案综上所述，经过对比分析后确定基坑工程采用顺作法实施，周边围护结构采用园qb800@1000钻孔灌注桩结合止水帷幕，桩长19．5m，钢筋全长配置。为降低造价，利用周岩边空地，从地表至一4．00m做l：3的放坡。土坑内设置一道对撑(角撑)边桁架钢筋混凝工程土水平支撑系统，主撑850×900，系杆与750×750。基坑典型围护结构剖面图见图2基础所示。处理3围护结构分析本工程采用有限

7、元程序MIDAS—Gen对基坑的施工过程进行了模拟分析，预测围护结构的变形和受力以及基坑开挖对周边图2典型基坑围护剖面图环境的影响。3．1计算模型为减小模型边界对模拟结果的影响，必须采用足够尺寸的计算模型。根据基坑的挖深，本次模拟的计算范围如下：深度为40m，星水平向35m。同时对模型边界进行约束，左右两侧进行x向约束，下侧进行Y向约束。采用4节点单元进行模拟土体。3．2分析工况分析工况同实际施工工况一致，见表2安所示。徽3．3分析结果建图4开挖至坑底变形图分析结果表明开挖至坑底时基坑引起筑地区最具有丰富设计施工经验的围护型式之一。针对不

8、同的开挖深度和环境保护的最大侧移是28．5mm，最大侧移位于开挖要求，可以灵活选择不同的桩径和桩长，安全性高。面处。墙后地表沉降随着开挖深度的增大而墨■(下转第129页)安徽建筑2012年第1