CN105926639A - 临近城市快速干道的基坑支护体系和监测方法 - Google Patents

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    • E02D17/04—Bordering surfacing or stiffening the sides of foundation pits
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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Abstract

本发明公开了一种临近城市快速干道的基坑支护体系，包括排桩支护和放坡，所述排桩和放坡相结合，所述排桩支护为悬臂式排桩支护；所述悬臂式排桩支护包括悬臂式排桩支护桩和冠梁，所述悬臂式排桩支护桩的上端设置所述冠梁。本发明还公开了一种基坑监测方法。本发明可以满足临近城市快速干道的基坑工程需要，采用放坡与排桩相结合，加快工程速度，降低工程成本，工程方案安全可靠，而且基坑监测细致完善，可及时了解支护体系的实际状态，并且通过反馈信息，发现问题后及时纠正处理。

Description

临近城市快速干道的基坑支护体系和监测方法
技术领域
本发明属于岩土工程技术领域，具体地说，涉及一种临近城市快速干道的基坑支护体系和监测方法。
背景技术
随着经济的发展社会的进步，大城市的高层建筑,地下建筑,还有隧道等工程的大幅度增加，而同时为了节省土地，充分利用地下空间，深基坑工程也随之不断增加。随着高层建筑的迅速发展增多，基坑将越来越大、越深，基坑的支护结构的施工也将越来越困难。在建筑施工过程中，为了保证地下结构的施工及深基坑周边环境的安全和施工方便，必须要对深基坑侧壁及周边环境采取支护和加固的措施。基坑支护工程的设计与施工,既要保证整个支护结构在施工过程中的安全,又要控制结构和周围土体的变形,以保证周围环境(相邻建筑物和地下公共设施等)的安全。因此,如何确保基坑工程的安全可靠、经济合理、实用可行是当前现代化城市建设中一个非常重要和迫切的问题。特别是在20世纪,随着大基坑工程的要求越来越高,随之出现的问题也越来越多。
发明内容
有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是临近城市快速干道的基坑工程如何更加安全可靠，经济合理。
为了解决上述技术问题，一方面，本发明公开了一种临近城市快速干道的基坑支护体系，包括排桩支护和放坡，所述排桩和放坡相结合，所述排桩支护为悬臂式排桩支护；所述悬臂式排桩支护包括悬臂式排桩支护桩和冠梁，所述悬臂式排桩支护桩的上端设置所述冠梁。
进一步的，所述悬臂式排桩支护桩采用钢筋混泥土，所述悬臂式排桩支护桩混泥土强度为C30。
进一步的，所述悬臂式排桩支护桩截面类型为圆形，所述悬臂式排桩支护桩直径为1m，所述悬臂式排桩支护桩间距为2m。
进一步的，所述冠梁宽度为1m，所述冠梁高度为0.6m。
另一方面，一种临近城市快速干道的基坑支护体系的监测方法，用于监测所述的基坑支护体系，包括以下步骤：
1)在基坑边缘，按照10～15m不等间距布设沉降和位移观测点；
2)由专职测量人员进行位移观测；
3)采用直线法进行观测；
4)在基坑开挖之前进行一次观测，作为基准数据，以后观测结果和首次观测结果比较，求出边坡位移；
5)在基坑开挖过程中，每天进行一次观测，雨后第二天加强一次观测，基坑开挖结束达到稳定后，每周观测1次，且随外界条件变化随时做适当调整；
6)每次观测结果详细记录、及时整理分析，绘制有关代表边坡位移、建筑物沉降的时间和位移曲线；同时利用曲线成果预测下一步施工阶段支护系统及临近建筑物变形发展趋势，如发现异常现象，应立即通报决策部门，采取对策与措施；
7)监控资料按照图表格式进行整理，凡在当天监测到的数据，必须当天处理完毕，并绘制变形和时间等曲线，并将数据和分析结果在计算机上当天公布；每周将本周的报表进行处理，做成成果表进行通报。
进一步的，所述基坑监测采用仪器为J6型经纬仪。
与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：
1)本发明中所述基坑支护体系中采用放坡与排桩相结合，减少了排桩的工程量，加快了工程速度，降低了工程成本。
2)本发明中所述基坑监测细致完善，可及时了解工程过程中支护体系的实际状态，对比分析设计条件与现场实际的差异，以便及时修正设计，有利于正确估计工程过程中支护体系的稳定性，掌握基坑开挖对周围环境的影响，为临近建筑物及地下管线的安全提供保证，并且可以通过反馈信息，发现问题后及时纠正处理，而且通过量测积累数据，为以后设计、施工提供参考，同时通过量测了解土体在施工过程中的动态变化，明确工程施工对原始地层的影响程度和可能造成失稳的薄弱环节。
当然，实施本发明的任一产品必不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明实施例中临近城市快速干道的基坑整体示意图；
图2是本发明实施例中临近城市快速干道的基坑支护体系示意图；
图3是本发明实施例中冠梁选筋结果的示意图。
具体实施方式
以下将配合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
本发明提供的一种临近城市快速干道的基坑支护体系，如图1和图2所示，包括排桩支护和放坡200，所述排桩和放坡200相结合，所述排桩支护为悬臂式排桩支护；所述悬臂式排桩支护包括悬臂式排桩支护桩110和冠梁120，所述悬臂式排桩支护桩110的上端设置所述冠梁200。
本实施例中，如图1所示，基坑南面距六层住宅楼约13米，北面距离某市政干道1约11米，西面距市政干道2约10米，东面为一块空地，无基础建筑。基坑周边环境较好，无其他重要保护对象；并确定开挖深度为7.0m。
如图2所示，因为基坑周边建筑距离较远，因此所述的基坑支护体系包括排桩支护和放坡200，所述排桩和放坡200相结合，可以减少排桩的工程量，另外基坑东面为一空地且空间足够可以考虑进行二级放坡。
所述基坑开挖深度7m，并且深层土的承载力比较大不宜采用水泥土搅拌桩，综合考虑造价和施工条件等，因此所述的基坑支护体系中所述排桩支护为悬臂式排桩支护。
如图2所示，所述悬臂式排桩支护包括悬臂式排桩支护桩110和冠梁120。
考虑到基础和地下室施工完毕后，要进行地基土回填，并考虑到基坑施工时周边的车辆及可能出现的土方堆载或是附近的材料堆放对基坑的影响，所以拟定坑边荷载q＝15KN/m的无限均布荷载，基坑周边的房屋荷载和道路荷载另算。
所述悬臂式排桩支护桩110采用钢筋混泥土，所述悬臂式排桩支护桩110混泥土强度为C30。
所述悬臂式排桩支护桩110截面类型为圆形，所述悬臂式排桩支护桩110直径为1m，所述悬臂式排桩支护桩110间距为2m。
所述悬臂式排桩支护桩110上端设置冠梁120，所述冠梁120宽度为1m，所述冠梁120高度为0.6m。
所述基坑支护体系的设计方案包括以下步骤：
1)采集土层信息和工况信息；
2)进行冠梁120选筋；
3)进行整体稳定验算和抗倾覆稳定性验算；
4)通过计算得出所述悬臂式排桩支护桩110嵌固深度，并进行嵌固段基坑内侧土反力验算。
如图1所示，所述基坑北面为1-1，西面为2-2，南面为3-3，东面为4-4。其中剖面1-1、2-2、3-3采用放坡与排桩相结合，剖面4-4采用二级放坡。因土层厚度和超载的不同，剖面1-1、2-2、3-3的具体计算也也有所不同。
本发明以所述基坑南面1-1为例，所述基坑支护的设计方案采用理正7.0计算如下：
[排桩支护]
所述基坑支护排桩支护示意图如图2所示，采用排桩和放坡相结合。
[基本信息]
表1基本信息表
[放坡信息]
表2放坡信息表
坡号 台宽(m) 坡高(m) 坡度系数
1 0.000 1.500 1.000
[超载信息]
表3超载信息表
[土层信息]
表4土层信息表
土层数 4 坑内加固土 否
内侧降水最终深度(m) 9.000 外侧水位深度(m) 9.000
弹性计算方法按土层指定 ㄨ 弹性法计算方法 m法
基坑外侧土压力计算方法 主动
[土层参数]
表5土层参数表
[土压力模型及系数调整]
表6土压力系数调整表
[冠梁选筋结果]
如图3所示
表7冠梁选筋结果
钢筋级别 选筋
As1 HRB400 4E25
As2 HRB400 4E22
As3 HRB335 D10@150
[截面计算]
钢筋类型对应关系：
d-HPB300,D-HRB335,E-HRB400,F-RRB400,G-HRB500,P-HRBF335,Q-HRBF400,R-HRBF500
表8截面参数表
桩是否均匀配筋 是
混凝土保护层厚度(mm) 50
桩的纵筋级别 HRB400
桩的螺旋箍筋级别 HRB335
桩的螺旋箍筋间距(mm) 150
弯矩折减系数 0.85
剪力折减系数 1.00
荷载分项系数 1.25
配筋分段数 一段
各分段长度(m) 12.70
表9内力取值表
表10配筋表
[整体稳定验算]
进行整体稳定验算
计算方法：瑞典条分法
应力状态：总应力法
条分法中的土条宽度:1.00m
滑裂面数据
整体稳定安全系数Ks＝3.869
圆弧半径(m)R＝12.715
圆心坐标X(m)X＝-0.615
圆心坐标Y(m)Y＝5.412
[抗倾覆稳定性验算]
抗倾覆安全系数:
K s = M p M a
Mp——被动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩,对于内支撑支点力由内支撑抗压力
决定；对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。
Ma——主动土压力对桩底的倾覆弯矩。
注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
工况1：
K s = 3986.127 + 0.000 3286.514
Ks＝1.213>＝1.200,满足规范要求。
[嵌固深度计算]
嵌固深度计算参数：
是否考虑坑底隆起稳定性 √
嵌固深度计算过程：
当地层不够时，软件是自动加深最后地层厚度(最多延伸100m)得到的结果。
1)嵌固深度构造要求：
依据《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-2012,
嵌固深度对于悬臂式支护结构ld不宜小于0.8h。
嵌固深度构造长度ld：5.600m。
2)嵌固深度满足抗倾覆要求：
按《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-2012悬臂式支护结构计算嵌固深度ld值，规范公式如下：
K = E p k a p l E a k a a l ≥ K e m
K = 1962.836 × 2.031 575.985 × 5.706 = 1.213 ≥ 1.200
得到ld＝7.200m。
3)嵌固深度满足坑底抗隆起要求：
符合坑底抗隆起的嵌固深度ld＝0.000m
满足以上要求的嵌固深度ld计算值＝7.200m，ld采用值＝7.200m。
[嵌固段基坑内侧土反力验算]
Ps＝1285.786≤Ep＝3803.172，土反力满足要求。
式中：
Ps为作用在挡土构件嵌固段上的基坑内侧土反力合力(kN)；
Ep为作用在挡土构件嵌固段上的被动土压力合力(kN)。
本申请还公开了一种基坑体系的监测方法，用于监测所述的基坑支护体系，包括以下步骤：
1)在基坑边缘，按照10～15m不等间距布设沉降和位移观测点；
2)由专职测量人员进行位移观测；
3)采用直线法进行观测；
4)在基坑开挖之前进行一次观测，作为基准数据，以后观测结果和首次观测结果比较，求出边坡位移；
5)在基坑开挖过程中，每天进行一次观测，雨后第二天加强一次观测，基坑开挖结束达到稳定后，每周观测1次，且随外界条件变化随时做适当调整；
6)每次观测结果详细记录、及时整理分析，绘制有关代表边坡位移、建筑物沉降的时间和位移曲线；同时利用曲线成果预测下一步施工阶段支护系统及临近建筑物变形发展趋势，如发现异常现象，应立即通报决策部门，采取对策与措施；
7)监控资料按照图表格式进行整理，凡在当天监测到的数据，必须当天处理完毕，并绘制变形——时间等曲线，并将数据和分析结果在计算机上当天公布；每周将本周的报表进行处理，做成成果表进行通报。
在本发明中所述基坑监测中应注意以下事项：
1)每次观测应用相同的观测方法和观测线路，位移观测基准点数量不应少于两点，且应设在影响范围以外。
2)观测其间使用一种仪器，一个人操作，不能更换。
3)监测项目在基坑开挖前应下测得初始值，且不应少于两次。
4)加强对基坑各侧沉降，变形观测，特别对有地下管线进行重点观测。
5)应特别加强雨天和雨后的监测。
6)各项监测的时间间隔可根据施工进程确定。当变形超过有关标准或监测结果变化率较大时，应加密观测次数。当有事故征兆时，应连续监测。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种临近城市快速干道的基坑支护体系，其特征在于：包括排桩支护和放坡，所述排桩和放坡相结合，所述排桩支护为悬臂式排桩支护；所述悬臂式排桩支护包括悬臂式排桩支护桩和冠梁，所述悬臂式排桩支护桩的上端设置所述冠梁。
2.如权利要求1所述的临近城市快速干道的基坑支护体系，其特征在于：所述悬臂式排桩支护桩采用钢筋混泥土，所述悬臂式排桩支护桩混泥土强度为C30。
3.如权利要求1所述的临近城市快速干道的基坑支护体系，其特征在于：所述悬臂式排桩支护桩截面类型为圆形，所述悬臂式排桩支护桩直径为1m，所述悬臂式排桩支护桩间距为2m。
4.如权利要求1所述的临近城市快速干道的基坑支护体系，其特征在于：所述冠梁宽度为1m，所述冠梁高度为0.6m。
5.一种临近城市快速干道的基坑支护体系的监测方法，其特征在于，用于监测如权利要求1-4任一项所述的基坑支护体系，包括以下步骤：
1)在基坑边缘，按照10～15m不等间距布设沉降和位移观测点；
2)由专职测量人员进行位移观测；
3)采用直线法进行观测；
4)在基坑开挖之前进行一次观测，作为基准数据，以后观测结果和首次观测结果比较，求出边坡位移；
5)在基坑开挖过程中，每天进行一次观测，雨后第二天加强一次观测，基坑开挖结束达到稳定后，每周观测1次，且随外界条件变化随时做适当调整；
6)每次观测结果详细记录、及时整理分析，绘制有关代表边坡位移、建筑物沉降的时间和位移曲线；同时利用曲线成果预测下一步施工阶段支护系统及临近建筑物变形发展趋势，如发现异常现象，应立即通报决策部门，采取对策与措施；
7)监控资料按照图表格式进行整理，凡在当天监测到的数据，必须当天处理完毕，并绘制变形和时间等曲线，并将数据和分析结果在计算机上当天公布；每周将本周的报表进行处理，做成成果表进行通报。
6.如权利要求5所述的临近城市快速干道的基坑支护体系的监测方法，其特征在于：所述基坑监测采用仪器为J6型经纬仪。
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