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辽宁省公路勘测设计公司
摘要：如何做到既安全经济又按期保质的进行基坑施工，关键是选好基坑支护结构形式并制定和实施一个好的支护方案。本文以某大桥基坑为例，阐述了既有桥梁附近深基坑支护结构设计的要点。深基坑支护结构的设计涉及因素很多，受地质条件和既有桥梁基础影响较大。支护结构的选择和设计需要通过计算来确定。
关键词：既有桥梁；深基坑；支护；结构设计
前 言
本工程于2012年7月进行承台施工，基坑开挖后，既有桥梁基础无沉降及变形，满足要求。
图1 钢板桩打入施工
1、工程概况
既有浅基桥建于1895年，为4-10.6m+6-11mm石拱桥，1965年现场挖验的资料显示，3-9#桥墩，为扩大基础，横桥向长8.0m，埋深2.42m。现需要在其下游14.1米处修建新桥，新桥为7-20m预应力简支T梁桥。基础为钻孔桩、矩形承台。桥墩承台基坑深6.0m，承台横桥向长度10.8m。既有桥梁与新建桥梁基础相对位置如下图：
图2 基坑相对位置图
2、基坑支护结构设计
2.1 地质条件及参数确定
该处地层为：
1、杂填土，内摩擦角10°，粘聚力0，厚度1.0m。
2、粗砂，黄褐色，潮湿至饱和，松散，级配较好基本承载力σ0=200kpa；内摩擦角取30°，水下内摩擦角25°，粘聚力0，厚度2.1m。
3、砾砂，黄褐色，饱和，稍密，级配较好，大于2mm粒径占全重30%，最大粒径40mm，5.3-5.8m为灰色。基本承载力σ0=300kpa；内摩擦角取30°，水下内摩擦角25°，粘聚力0，厚度2.1m。
4、粘土，黄褐色，硬塑，局部含铁锰质结核，灰色斑块。基本承载力σ0=160kpa，内摩擦角13°，水下内摩擦角8°，粘聚力60Kpa，水下粘聚力50Kpa，厚度15m。
地下水埋深：地面以下0.5m。
2.2 支护结构选择
由于新建桥梁与既有桥梁相距较近，地下水位较高，且砂砾层透水系数大，为确保既有桥梁的基础安全，新建桥梁基础开挖时采用钢板桩围堰法施工。由于粘土层土体粘聚力为60Kpa，钢板桩无法打入太深，钢板桩按深入基底以下1.5m考虑。
钢板桩采用拉森IV型（新）钢板桩，每延米截面积A=236cm2，每延米板桩壁惯性矩I=39600cm4，每延米板桩抗弯截面模量W=2200cm3。
内撑采用φ377×6mm钢管，竖直方向离基坑顶0.5米处、2m、3.6m处的位置各设一道内撑，基坑横桥向钢管内撑水平间距2.5m，顺桥向钢管水平间距3.0m。
腰梁采用450*300H型钢。支撑钢管与腰梁采用焊接连接，满焊，焊缝尺寸10mm。
基坑采用坑内抽水开挖。
2.3钢管内撑的支锚刚度及内撑材料抗力
内撑钢管直径377mm壁厚6mm，参考《建筑基坑支护技术规程》计算一个内撑间距内的内撑水平支锚刚度
a——与支撑松弛有关的系数，取0.8
E——支撑构件的弹性模量，刚才2.1*105Mpa
A——支撑构件断面积，直径377mm壁厚6mm钢管为69.932cm2
L——受压构件的计算长度，取12m（10.8+2*0.5=12m）
S——支撑的水平间距，本工程为2m
Sa ——支撑的计算宽度，按照4.2.1条确定，本工程单元计算为1.0m
钢管内撑的材料抗力：
直径377mm壁厚6mm钢管截面积为69.93cm2，回转半径13.118cm，柔度系数=1200/13.118=91.5，查表，折减系数0.588。
2.4 既有桥梁基础超载确定
基坑最不利超载为既有桥梁扩大基础的基底压应力。偏于安全按照粗砂层地基容许承载力考虑，由于成桥时间长，考虑地基土的压密固结，基底承载力提高20%，按照240Kpa考虑，作用深度2.42m，作用宽度8.0m，距基坑边缘4.7m（由于与既有桥梁基础较近，基坑位于既有桥梁一侧，不留工作面，只留外模板的安装宽度，且承台完成后，该侧外模不拆除）。
要求施工车辆不能在既有桥梁一侧行走或停留，因此不计地面超载。
2.5 支护结构设计
按照《建筑基坑支护技术规程》基坑安全等级：一级，安全系数取1.1。
水平荷载标准值：
——第i层土的主动土压力系数，
——三轴试验确定的第i层土固结不排水快剪内摩擦角标准值
摘要：如何做到既安全经济又按期保质的进行基坑施工，关键是选好基坑支护结构形式并制定和实施一个好的支护方案。本文以某大桥基坑为例，阐述了既有桥梁附近深基坑支护结构设计的要点。深基坑支护结构的设计涉及因素很多，受地质条件和既有桥梁基础影响较大。支护结构的选择和设计需要通过计算来确定。
关键词：既有桥梁；深基坑；支护；结构设计
前 言
本工程于2012年7月进行承台施工，基坑开挖后，既有桥梁基础无沉降及变形，满足要求。
图1 钢板桩打入施工
1、工程概况
既有浅基桥建于1895年，为4-10.6m+6-11mm石拱桥，1965年现场挖验的资料显示，3-9#桥墩，为扩大基础，横桥向长8.0m，埋深2.42m。现需要在其下游14.1米处修建新桥，新桥为7-20m预应力简支T梁桥。基础为钻孔桩、矩形承台。桥墩承台基坑深6.0m，承台横桥向长度10.8m。既有桥梁与新建桥梁基础相对位置如下图：
图2 基坑相对位置图
2、基坑支护结构设计
2.1 地质条件及参数确定
该处地层为：
1、杂填土，内摩擦角10°，粘聚力0，厚度1.0m。
2、粗砂，黄褐色，潮湿至饱和，松散，级配较好基本承载力σ0=200kpa；内摩擦角取30°，水下内摩擦角25°，粘聚力0，厚度2.1m。
3、砾砂，黄褐色，饱和，稍密，级配较好，大于2mm粒径占全重30%，最大粒径40mm，5.3-5.8m为灰色。基本承载力σ0=300kpa；内摩擦角取30°，水下内摩擦角25°，粘聚力0，厚度2.1m。
4、粘土，黄褐色，硬塑，局部含铁锰质结核，灰色斑块。基本承载力σ0=160kpa，内摩擦角13°，水下内摩擦角8°，粘聚力60Kpa，水下粘聚力50Kpa，厚度15m。
地下水埋深：地面以下0.5m。
2.2 支护结构选择
由于新建桥梁与既有桥梁相距较近，地下水位较高，且砂砾层透水系数大，为确保既有桥梁的基础安全，新建桥梁基础开挖时采用钢板桩围堰法施工。由于粘土层土体粘聚力为60Kpa，钢板桩无法打入太深，钢板桩按深入基底以下1.5m考虑。
钢板桩采用拉森IV型（新）钢板桩，每延米截面积A=236cm2，每延米板桩壁惯性矩I=39600cm4，每延米板桩抗弯截面模量W=2200cm3。
内撑采用φ377×6mm钢管，竖直方向离基坑顶0.5米处、2m、3.6m处的位置各设一道内撑，基坑横桥向钢管内撑水平间距2.5m，顺桥向钢管水平间距3.0m。
腰梁采用450*300H型钢。支撑钢管与腰梁采用焊接连接，满焊，焊缝尺寸10mm。
基坑采用坑内抽水开挖。
2.3钢管内撑的支锚刚度及内撑材料抗力
内撑钢管直径377mm壁厚6mm，参考《建筑基坑支护技术规程》计算一个内撑间距内的内撑水平支锚刚度
a——与支撑松弛有关的系数，取0.8
E——支撑构件的弹性模量，刚才2.1*105Mpa
A——支撑构件断面积，直径377mm壁厚6mm钢管为69.932cm2
L——受压构件的计算长度，取12m（10.8+2*0.5=12m）
S——支撑的水平间距，本工程为2m
Sa ——支撑的计算宽度，按照4.2.1条确定，本工程单元计算为1.0m
钢管内撑的材料抗力：
直径377mm壁厚6mm钢管截面积为69.93cm2，回转半径13.118cm，柔度系数=1200/13.118=91.5，查表，折减系数0.588。
2.4 既有桥梁基础超载确定
基坑最不利超载为既有桥梁扩大基础的基底压应力。偏于安全按照粗砂层地基容许承载力考虑，由于成桥时间长，考虑地基土的压密固结，基底承载力提高20%，按照240Kpa考虑，作用深度2.42m，作用宽度8.0m，距基坑边缘4.7m（由于与既有桥梁基础较近，基坑位于既有桥梁一侧，不留工作面，只留外模板的安装宽度，且承台完成后，该侧外模不拆除）。
要求施工车辆不能在既有桥梁一侧行走或停留，因此不计地面超载。
2.5 支护结构设计
按照《建筑基坑支护技术规程》基坑安全等级：一级，安全系数取1.1。
水平荷载标准值：
——第i层土的主动土压力系数，
——三轴试验确定的第i层土固结不排水快剪内摩擦角标准值