益来广场深基坑支护设计方案分析比较

地基 分析

第六届全国地基处理学术讨论会暨第二届全国基坑工程学术讨论会论文集温州２０００

益来广场深基坑支护设计方案分析比较

谭跃虎徐水根樊有维

（南京工程兵工程学院，南京，２１０００７）（南京市测绘勘察研究所，南京，２０００４３）

提要本文从技术和经济两方面，对南京最深的基坑——益来广场的深基坑的施工方案进行分析比较

最终采用的方案合理利用了主体结构型式以及岩土体的物理力学性质．

一引言

在城区进行深基坑开挖与支护时，由于受到环境影响的制约，必须园地制宜，根据地

质条件及上部结构形式，综合运用现行的支护技术，才能做到安全经济。

二工程概况

拟建中的益来广场系由南京益来房地产公司负责开发建设。广场分别由五十层主楼及

七层裙楼组成，且设置三层地下室。整个建筑采用简体结构、桩—箱基础形式，基坑开挖

面积为４０００ｍ２，开挖深度１９．８ｍ（由自然地面算起）。是南京市最深的基坑。该工程位于中

山北路与湖北路交叉处，南边与江苏商厦相邻，东侧Ｉ临近有两栋七层砖混结构民宅，其中

一栋民宅的支护桩仅为１．５ｍ。

三工程地质条件

建设场地属于长江二级阶地，场地地势呈东高西低．地面标高变化范围在１６．８ｌ～

１８．９ｍ。岩土层分布自上而下为：杂填土、粉质粘土、粉土、残积土、强风化岩石、中风

化闪长岩。其主要物理力学参数如表１

四基坑支护方案选择

基坑东倒有两栋七层楼房。西边有路，基坑开挖较深。为此，现场成立了专门小组．

综合考察现场周边环境条件．对可能采取的各种深基坑支护技术进行了多次反复讨论和细致的分析，确定了技术方案。

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表１各岩土层主要物理力学性质

１．方案（１）

（１）应用钢支撑～柱列式人工挖孔桩作为支挡结构型式

计算参数如表１所示

（２）土压力系数计算

按照郎肯土压力计算理论进行土侧向压力设计，即

主动土压力：Ｋ，．－－ｔ９２（４５。～啦）

被动土压力：如＝ｔ９２（４５。＋ｐ啦）

计算时不考虑支护抗体与土体的摩擦作用；且不对主、被动土压力系数进行调整，仅

作为安全储备处理。

（３）土层侧向士压力计算的约定．

设计中考虑到场地的岩土工程条件，在岩土层侧向压力计算时，均采用总应力分布法

进行。

（４）支撑位置的确定

根据上部结构剖面图，计算时支撑位置按照实际钢支撑位置确定．并且充分考虑到钢

支撑拆除时的便利和减少对地下室主体结构施工影响程度。选择为第一层钢支撑位置为

一２．５ｍ。第二层钢支撑位置为一８ｍ。

２．方案（二）

（１）支挡土结构采用柱列式人工挖孔桩，支

Ｓ— ～撑结构则充分利用地下室结构中的粱和柱，将

粱外延至挡土结构上，局部地段的支撑结构采

用预应力锚杆，从而形成攘个空间的整体支护

结构体系。本方案要求采用半逆作法进行施

工，如图ｌ所示口、ｃ、Ｄ三块利用地下室粱

柱支撑，中心岛』区，东侧用预应力锚索。

图ｌ施工平面图（２）土压力计算

同方案（１）

（３）锚杆的设计计算

因计算水平支撑力较大，设计锚杆的水平倾角分别为１５。、２５。间隔进行。设计计算时，

取锚杆平均水平倾角为２０。．水平间距为１．２ｍ（最不利情况）进行验算，其中锚杆孔直径为≯＝１５０。

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综合上述计算，设计结果如下，桩长２３ｒａ．直径１ｍ，桩间距（中一ｇ，）２ｍ。锚杆分四层，

第一层锚杆总长２４ｍ，锚周端长１２ｍ，标高一２．８ｍ｛第二层锚杆总长２Ｉｒａ，锚固端长１２ｍ．

标高’７．３ｍ；第三层锚杆总长１８ｍ。锚固端长１２ｍ，标高一１２ｍ；第四层锚杆总长１７ｍ，

锚固端长１２ｍ，标高一１６．５ｍ。

３，两种方案的比较

从技术上分析，方案（１）是目前较为普遍的方法．它的优点是就支护工程而言施工工

艺简单 但本工程基坑面积较大，周边房屋对变形控制要求较严，特别是钢管支撑在：宵点

及与围檩联结部位处理较困难，两层钢管支撑不便于地下室施工。

方案Ｃ２），充分利用地下室的分布情况，在Ｂ、Ｃ、Ｄ区域采用先控土至一７．５ｍ深，然

后再施工地下室柱、梁，使地下室柱、粱兼作支护结构。结构整体性强，有利于抑制变形，

中心岛处用预应力锚索，增加了施工空间。

两种方案理论变形相差较大，如图２、图３。

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桩体水平位移（ｍｍｌ桩体水平位移（ｍｎＯ

圈２方案（１）围护桩理论变形图３方案（２）固护拄理论变形

从经济角度分析，方案（２）比方案（１）费用减少１７５万元。

五结论

（１）从技术与经济两方面比较分析，方案（２）明显优于方案（１）．故选择方案（２）。方案（２）的实测变形如图４所示，实测变形略大于理论变形。∞

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５０１００１５０２５０３００

图４观测点点位移一时间关系图天数

（２）从施工的整个过程看，原计划支护工期５个月（除围护桩外），实际工期是１８个月，

施工过程中 经受住连日暴雨的考验。如果采用方案（１）．在这么长的时间内控制变形较

困难，遇到突发事件时．更是难以处理。

（３）选择方案（２），合理地利用了上部结构型式，以及岩土体的物理性质．是一种综合的支护方法，取得了较好的经济效益与社会效益。

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益来广场深基坑支护设计方案分析比较

作者：

作者单位：谭跃虎， 徐水根， 樊有维谭跃虎,徐水根(南京工程兵工程学院(南京))， 樊有维(南京市测绘勘察研究所(南京))

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高层建筑深基坑工程是一个综合性很强的系统工程，其支护方案的优劣直接影响工程进度、质量和成本，在整个基坑施工工程中占有重要的地位。虽然近年来深基坑工程得到了极大地发展应用，但国内对其支护方案的选择仍具有片面性和主观性。现代城市的建设发展以及技术的进步对深基坑工程设计提出了一个更高的要求：既要安全可靠，又要经济节约，同时还要满足周边环境控制的目的。为了满足这个要求，遵循安全可行、经济合理、施工便捷、环境保护等原则，找出一套科学合理且可操作性强的方案优选方法，是非常必要和有意义的。

在高层建筑深基坑开挖的研究和实践中，基坑支护理论的设计计算方法包括土压力的计算、支撑轴力的计算、挡土结构强度的计算等发展已经日趋完善，其中支护体系采用可靠性分析按极限状态设计已成为发展的总趋势。而与此对应的施工方法却不及理论发展迅速，如支护结构的选型，深基坑撑挖方案以及降水、监测方案的选择等，需要一套完整的方法来加以综合评价和优选。深基坑支护结构一般是临时支护，如果一味追求安全，就会造成不必要的浪费。因此，对深基坑进行开挖时，就应寻求一种安全、经济、可行的支护方案，减少费用，达到较高的经济效益。

高层建筑深基坑支护方案优选的目的是使最终所选方案能满足安全、经济、环保、施工工期短等多个目标，其实质是考虑多目标情况下的方案决策问题，因此可利用多目标决策方法进行支护方案优化选择。

本文系统分析了高层建筑深基坑支护施工方案选择中的影响因素，建立了方案评价的指标体系，详细介绍了利用模糊综合评判法进行深基坑支护方案优选的步骤，并通过工程实例进行了验证。

本文提出了较系统的深基坑支护方案优选模式，利用基坑安全等级和变形控制等级为依据，初步给出了支护型式、监测项目、撑挖方案、降水方案和位移变形限值等内容的确定方法；建立了影响基坑安全等级、变形控制等级以及支护方案优选的因素集，利用层次分析法对各影响因素的权重值进行了求解，并验证了其合理性；运用模糊综合评判方法对初选出的支护方案进行优选；为了满足工程实用性需要，本文还给出了基于模糊数学优化理论的支护结构选型简化方法。

本文将支护方案优选过程分解为两步：方案初选和方案优选。方案初选有三方面的内容：收集整理资料：确定基坑安全等级；结合相关规范和地区经验，初步选择基坑支护结构的型式和为保证基坑安全施工所需的监测项目：确定基坑变形控制等级，为设置支撑和挖土方式和合理选用降水方案提供依据，为基坑监测提供基坑变形监测控制参考值。 方案优选是指对经过初选的备选方案作进一步的优化处理。本文主要采用了多目标模糊综合评判方法，考虑多种影响因素，对备选项目进行综合评价，以获得量化的评价结果：为满足工程实践需要，本文进一步提出了支护结构选型的简化方法。

对于综合评判(包括基坑变形控制等级综合评判和支护方案优选综合评判)中因素集权重矩阵的确定问题，采用层次分析法来加以解决；方案优选通过支护方案模糊评判来实现；模糊评判矩阵主要通过专家组的单因素评判结果获得。

根据高层建筑深基坑支护方案优选的研究现状及存在的问题，本文主要作了以下几个方面的工作：

(1)总结了目前深基坑工程和多目标决策方法的研究现状，结合深基坑工程特点，找出了适合深基坑工程的多目标优选方法；

(2)较系统地提出了深基坑支护方案优选模式：以基坑安全等级和变形控制等级为依据，初步给出了支护型式、监测项目、撑挖方案、降水方案和位移变形限值等内容的确定方法；建立了影响基坑安全等级、变形控制等级以及支护方案优选的因素集，利用层次分析法对各影响因素的权重值进行了求解，验证了其合理性；运用模糊综合评判方法对初选出的支护方案进行优选；

(3)根据模糊数学的优化理论，提出了深基坑支护结构选型的简化方法；

(4)结合工程实例，利用模糊综合评判方法以及提出的简化方法分别进行支护方案优选，验证了其合理性。

工程实例分析表明，模糊评判法进行深基坑支护方案优选的方法是可行的、有效的，可供工程实践参考。

本文对解决当前基坑工程设计、施工中存在的问题，提高企业的经济效益和社会效益都具有十分重要的理论和现实意义。

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8.期刊论文 唐广奇.陈文姬 高层建筑深基坑支护控制要点浅析 -科技信息2010(11)

深基坑支护工程应按先设计、后施工的程序施工,并尽量做到边施工、边监测,深基坑支护设计方案是否合理性是影响深基坑支护工程成败的关键因素,一个成功的深基坑支护设计方案应当经济合理、安全可靠、施工技术可行,但由于设计参数众多,地质不明因素的影响,使设计工作的难度加大;基坑支护施工过程中的质量控制是深基坑支护工程成败的重要环节:本文根据多个工程的实际情况,总结分析了高层建筑深基坑支护施工过程的主要控制要点.

9.期刊论文 朱忠明 高层建筑地下室深基坑支护监理 -中国高新技术企业2009(22)

近年来,建筑工程中的深基坑支护技术有了很大发展.深基坑支护的作用是为了挡土、截水、保证坑底稳定、承担必要的施工荷载、保证地下结构工程的顺利施工.文章阐述了深基坑支护存在的常见问题,并结合某深基坑支护工程分析了深基坑支护工程监理情况.

10.期刊论文 林木水 高层建筑深基坑支护控制需关注的几个问题 -中国科技博览2010(18)

深基坑支护工程应按先设计、后施工的程序施工,并尽量做到边施工、边监测,深基坑支护设计方案是否合理性是影响深基坑支护工程成败的关键因素,基坑支护施工过程中的质量控制是深基坑支护工程成败的重要环节;本文根据多个工程的实际情况,总结分析了高层建筑深基坑支护施工过程的主要控制要点.

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下载时间：2011年3月13日

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/7w61.html