广西某医院项目深填土深基坑支护方案优化设计.pdf
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1、第 35 卷第 3 期湖南文理学院学报(自然科学版)Vol.35 No.32023 年 9 月Journal of Hunan University of Arts and Science(Science and Technology)Sep.2023doi:10.3969/j.issn.16726146.2023.03.007广西某医院项目深填土深基坑支护方案优化设计陈孔1,蓝玉华2,黎金龙1,黄之鸣1(1.中国建筑第八工程局有限公司南方公司,广西 南宁,530000;2.华蓝设计(集团)有限公司,广西 南宁,530011)摘要:以广西某医院项目深基坑支护设计为例,针对该项目存在场地狭小、填
2、土深、周边公共建筑紧邻且水文地质条件复杂、概算缺漏项等诸多先天不足的条件,介绍了 EPC 总承包单位如何运用联合体合作模式,发挥技术与管理优势,将支护设计与主体设计充分融合,从而将一个超概严重的深基坑支护工程成功进行优化,节省造价约 1 800 万,节省工期 3 个月。该项目成功优化的案例,可为同类型深基坑支护工程优化设计提供参考依据。关键词:深基坑支护;EPC 总承包;优化设计中图分类号:TU 753文献标志码:A文章编号:16726146(2023)03003707Optimization design of deep foundation pit support scheme for d
3、eep filling soil ina hospital project in GuangxiChen Kong1,Lan Yuhua2,Li Jinlong1,Huang Zhiming1(1.China Construction Eighth Engineering Division Corp.,LTD.,Southern Company,Nanning 530000,China;2.Hualan Design(Group)Co.LTD,Nanning 530011,China)Abstract:In the case of the deep foundation pit support
4、 design of a Guangxi hospital project,there existeddeficiencies such as narrow site,deep filling soil,close proximity to public buildings and complex hydrogeologicalconditions,and omissions in the budget.To overcome these challenges and optimize the support design and maindesign,a case study was pre
5、sented of how the EPC general contractor used the joint venture cooperation model,andsuccessfully delivered a super-budget deep foundation pit support project,saving approximately 18 million yuan and3 months of construction time.The successful optimization of this project can provide reference for t
6、he optimizationdesign of similar deep foundation pit support engineering.Key words:deep foundation pit support;EPC general contract;optimal design过去20年,随着社会经济发展,城市建设热潮兴起,但由于城区土地范围与配套资源有限,用地紧张,加上地价不断攀升,于是兴建高层建筑、大型地下购物中心等成了解决用地紧张的一个有效方式。不可否认,我国大中城市高层建筑的快速发展,为城市居民提供了更为优越的生活环境及工作条件1,同时,也能够反映一个城市的综合实力及经济
7、发展水平23,并且能够利用城市有限的土地资源发挥更大的利用空间4。但城市发展建设的同时,建筑物越来越多,而建筑设计使用周期较长,从而导致后期项目建设时,往往周围建筑密集,市政管网交织,从而导致城市的深基坑作业越来越多。通信作者:陈孔,。收稿日期:20230326基金项目:湖南省自然科学基金面上项目(2022JJ30423)。38湖南文理学院学报(自然科学版)2023 年深基坑工程存在风险性大,区域性强等特点。场地不同,周围建筑不同,地质条件不同,地下水深度及承压情况等不同,都会对基坑工程产生不一样的影响5。一个好的深基坑支护设计,既要保证支护结构施工过程和周围环境安全,又要在满足安全的前提下节
8、约造价,方便施工5。深基坑支护方案的选择直接决定着基坑整体的安全性和经济性,因此选择一种合适的支护方案显得尤为重要6。常见的支护方式主要有放坡开挖、板桩支护、排桩支护、土钉墙支护、地下连续墙和内支撑支护等78。在城市城区进行基坑作业,周边有着较为密集的建筑物,内支撑支护结构可以严格控制基坑变形量且不受基坑开挖深度的影响910,因此,在城区深基坑工程中应用较多。此外,随着近年来 EPC 工程总承包模式的不断改进与完善,EPC 工程总承包模式下,设计管理对项目的全过程管理具有重要影响11。当前市场大部分 EPC 项目都是建设单位在完成初步设计方案之后,才进行施工图设计与工程施工的联合招标,这就导致
9、后续进场的联合体单位,需要在初步设计以及根据初步设计所编制的投资估算框架范围内,进行下一步的深化与实施工作。初步设计的不完善,也往往为后续工作的开展埋下了不小的陷阱,从而考验着后续总承包单位的管理能力。1工程概况该项目位于南宁市厢竹大道59号广西壮族自治区妇幼保健院厢竹院区对面地块。项目用地面积 19 754.33 m2(合29.63 亩),建筑为门诊医技病房综合楼主楼地上 12 层,结构总高 51.20 m,裙房地上28层不等,裙房结构最高处35.20m,设置 3 层地下室,负一到负三层层高分别为 5.05、4.80、4.80 m。室内外高差0.30 m,建筑总面积为 114 335 m2。
10、基础形式采用筏板+下卧式柱墩,筏板厚度1 200 mm。场地位置见图 1。本工程场地狭小,东西方向长约167.8 m,南北方向宽约 120 m。场地北侧为兴宁区政府办公所在地,西侧为自治区统计局所在地,东面紧邻厢竹大道,南面为建宁路,对面为已投入使用中的广西区妇幼保健院。西侧与北侧现状标高与项目设计地面标高高差大,西侧统计局围墙离地下室外墙水平距离仅6.5 m而地面高差达 4.0 m。场地现状地面北高南低,西高东低,总体较建宁路路面高约 5.0 m。地面开挖至首层支护标高后的现场航拍图见图2,图中西侧与北侧已做完永久支护。2场地工程地质与水文地质条件2.1场地岩土层分布及特征项目场地曾经为填土
11、区,平均填土在 1020 m 深度范围。根据地勘报告,在钻探深度范围内揭露的地层从上到下依次分布有:素填土、黏土、强风化泥岩、中风化泥岩、泥质粉砂岩互层。其中素填土主要由黏性土、圆砾、碎石等组成,部分区域有少量建筑垃圾(碎砖块、废砼块等)富集,填图 1项目地理位置示意图图 2首层支护施工阶段航拍图第 3 期陈孔,等:广西某医院项目深填土深基坑支护方案优化设计39土时间 10 年左右,欠压实,结构疏密不均,工程性能差,抗剪强度低,基坑开挖时对基坑壁的稳定性有一定影响,同时将可能对桩产生负摩阻力;黏土黄色,灰黄色,稍湿,硬塑状,分布于场地部分地段,层厚 0.702.70 m,平均厚度 2.15 m
12、,厚度较薄;主体结构筏板持力层以强风化粉砂质泥岩为主,超挖部分采用素砼换填。各岩层物理力学性状见表 1,典型工程地质剖面见图 3。表 1各地层岩土物理学参数地层名称重度/(gcm3)压缩模量/MPa内摩擦角/粘聚力/kPa承载力特征值/kPa素填土2.054.506.517.080黏土2.067.8013.531.5220强风化泥岩2.149.8014.033.5270中风化互层2.30600图 3典型工程地质剖面图2.2场地水文地质条件根据钻探结果,本场地范围无明显承压水,仅有 1 层上层滞水,主要赋存于素填土中,水量不大,根据现场环境及开挖情况判断,主要是周围办公区域生活用水及雨污水从高处
13、渗漏下来,汇集于低洼处,向下部岩层或更低洼的区域排泄,部分通过蒸发方式排泄。地下水整体排泄方向为自北向南排泄。勘察期间其初见水位一般位于素填土中下部,本次勘察测得稳定水位埋深 2.8014.60 m,对应高程84.5795.73 m,其水位受季节影响较大,水量较小,无统一水位。2.3地下水不良作用建议处理措施在基坑开挖与支护及地下室施工过程中,采用集水明排的方法,在基坑周边砌筑排水沟,使上层滞水汇集到集水坑,再集中抽排。雨季施工,更应注意对基坑侧壁的保护,在基坑顶部周边做好疏排水措施,并及时进行抽排,减少雨水对基坑壁的冲刷。场地处于老城区,周边地下管线、低层建筑密布,基坑施工疏干上层滞水可能会
14、引起周边地面不均匀沉降,危害到周边地下管线、低层建筑物的安全,要加强监测并及时处理。3支护方案设计3.1支护方案比选本工程系临时性工程,设计使用年限 12 个月,基坑安全等级为一级。在支护设计正式开始之前,首先进行了一轮方案比选,针对常规常见的几种支护方式,主要从经济40湖南文理学院学报(自然科学版)2023 年性、适用性、安全性等方面进行对比分析:(1)采用桩锚的支护形式,锚索会超出用地红线且会扰动已有建筑物基础,不符合南宁市相关规定,且不安全,不适用;(2)由于本工程基坑开挖不具备大放坡空间,且基坑开挖深度较大,采用土钉墙不适用;(3)采用“地下连续墙+砼内支撑”形式,经商务测算造价较高,
15、且项目场地受限,不具备施工作业面,可行性不高;综合考虑经济适用与安全,最终决定采用“钻孔灌注桩+砼内支撑”的支护形式。3.2支护方案设计初步设计方案将第一道支撑与冠梁标高定在主体正负零位置,以减少与外围现状地面高度差。在西侧及与西侧临近的南北两侧,高差超过 3 m 的位置,采用双排桩支护方案。外侧支护桩为永久支护桩,内侧支护桩为基坑临时支护桩,两排支护桩通过联系梁连接,共同作用,桩径 1 200 mm,采用钻孔灌注桩形式;高差小于 3 m 的区域则采用放坡加喷锚或者挡土墙的方式。坡面及桩间采用喷射混凝土面层保护,100 mm 厚细石砼,配单层双向钢筋网。支撑梁采用 C30 标号砼,截面以 1
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