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摘要:基坑围护的形式没有固定模式,应根据工程的地质条件、周边环境及施工条件等因素,因地制宜的选取,以保证围护结构的安全性、可行性和经济性。
关键词:基坑 围护形式 因地制宜 选取
1工程概况
宁波某高层住宅楼工程,占地约15000m2,由2栋17层和5栋18层高层住宅及地下车库、裙房等附属设施组成。钢筋混凝土框架剪力墙结构,地下1层,总建筑面积为63895m2。
基坑平面形状呈不规则梯形,规模较大,平面尺寸东西方向约136m,南北方向约155m,开挖面积约15000m2,基坑周边长度约440m,地面高差不大,平均开挖深度为3.8m,局部開挖深度为5.9m。
2工程地质条件及周边环境
2.1工程地质条件
根据工程地质勘察报告显示,本场地为IV类场地,场地土为软弱土,地下水属潜水层,年平均地下水埋深在1.0m左右。土层分布及物理力学参数见表1。
2.2周边环境条件
基坑西侧中段为变电所(预制桩基础,桩长26~27m),其外墙距离基坑约12m,变电所场地东侧围墙距离基坑边线约2~3m,其余三侧场地空旷,环境条件较好。
3围护方案选择
3.1基坑特点
(1)基坑除局部厚度较薄的粘土层力学性质较好外,其余均为淤泥或淤泥质土层,抗剪强度低。(2)工程桩为强烈挤土的锤击预应力管桩,桩施工对土层扰动剧烈,土层在受到强烈扰动后孔隙水压力上升,抗剪强度下降,对基坑开挖十分不利。同时,管桩抗水平位移能力差,水平向变形稍大即可能导致管桩开裂,甚至折断、偏位。(3)基坑开挖面积较大,挖土及基础施工时间较长,基坑势必面临较长时间暴露,导致基坑变形的时间效应对基坑影响明显,以及基坑遭遇强降雨的可能性增大。(4)西侧有变电所建筑物及相应电力设施,要严格控制变形,且距离围墙很近(仅2~3m),无卸土条件。
3.2施工要求
(1)工期短,围护结构施工要求在30天内完成。(2)造价尽可能低。(3)该基坑位置除西侧外其余三侧均较为空旷,对坑壁的变形要求不高。(4)据地质报告显示,该场地地下水位较浅,含水层水量丰富。
4基坑围护结构组成
围护结构主要包括两个部分:钻孔灌注桩和水泥土搅拌桩。
4.1钻孔灌注桩
桩径为700mm,相邻桩中心距为850
mm,桩长14.25m,桩端进入④层灰色淤泥质粘土。桩身砼强度为C25,内配10Φ20,φ8@200,Φ14@2000的钢筋笼。
4.2水泥土搅拌桩
桩径为700mm双头搅拌桩,桩间相邻搭接200mm,中心距为500mm。固化剂采用32.5#普通硅酸盐水泥,水灰比为0.5,水泥掺入量为土重的15%,并掺入水泥重量0.2%的木钙减水剂。
此外,由于基坑底为淤泥质土层,我们对电梯基坑等较深的部位采用松木桩围护。
5施工流程及主要技术措施
5.1施工流程
施工流程为:基槽开挖→水泥土搅拌桩施工→钻孔灌注桩施工→基坑放坡开挖至冠梁底或搅拌桩顶标高→设冠梁或搅拌桩面板→坡面砼硬化→设排水明沟及地表集水井。
5.2主要技术措施
(1)钻孔灌注桩施工:为确保桩顶砼强度,施工灌注砼时要求桩顶超灌至地表,超灌高度约1m。打桩顺序采用跳打法(即打一跳一),桩位偏差不得超过50mm,且相邻桩成桩时间间隔不得小于24小时。
(2)冠梁施工
施工前,梁底设100mm厚C15素砼垫层及100mm厚碎石垫层。冠梁施工时,要求布设好钢筋后一次性连续浇捣砼。梁顶标高差不大于50mm,梁中轴线弯曲矢高不超过20mm。
(3)水泥土搅拌桩施工
施工时要求采用二喷四搅,且桩位偏差不得超过50mm,垂直度偏差不超过1.5%,相邻桩施工间隔不超过12小时。同时被动区加固搅拌桩必须在钻孔灌注桩之前施工。
(4)基坑排水
沿基坑外侧卸土区坡底设300mm×300mm砖砌排水明沟,并在基坑转角和边缘每隔20米设一个集中排水井;沿基坑底边及基坑内设150mm×100mm排水明沟(排水管),并每隔20米设一个集中排水井。
(5)基坑开挖
待搅拌桩强度达到0.8Mpa或冠梁砼强度达到70%后,以大于1:1.5放坡分层阶梯式开挖坑内土体,每层厚度不大于2米,坑底留出30cm厚土体采用人工开挖,避免扰动底板标高以下土体。
6工程效果
(1)钻孔灌注桩施工中,采取了孔壁稳定的措施,土体开挖后,桩表面均较圆滑,没有出现塌孔现象,桩身垂直度良好,无明显夹泥现象。
(2)土方开挖后,基底积水较少,侧壁桩与桩之间仅有少量渗水,说明围护结构止水和基坑排水措施的作用已经达到。
7结论及体会
(1)基坑围护的形式没有固定模式,应根据工程所在地的地质条件、周边环境、施工条件及材料、设备条件等因素,因地制宜地选取。本工程采用的混合形式围护结构方案就是根据本工程的实际情况选取的,后期的基坑开挖也证明了该方案是安全可靠的,是经济可行的。
(2)工程施工中首先要根据设计要求来进行施工,同时相应的施工经验也是非常重要的。在此次土方开挖过程中,西侧围护结构出现了较大的位移,最大时水平位移达到113.5mm。大大超过了基坑设计的安全报警值(水平30mm,深层土体位移S1∽S3为40mm,或速率大于4mm/天;S4∽S8为80mm,或速率大于6mm/天)要求。但我部并未按设计部门所要求的采用土锚杆的补救措施,而是采用了较为方便且造价低廉的砖砌体硬支撑措施,既确保了基坑结构的安全,又大大节约了工程经费。
关键词:基坑 围护形式 因地制宜 选取
1工程概况
宁波某高层住宅楼工程,占地约15000m2,由2栋17层和5栋18层高层住宅及地下车库、裙房等附属设施组成。钢筋混凝土框架剪力墙结构,地下1层,总建筑面积为63895m2。
基坑平面形状呈不规则梯形,规模较大,平面尺寸东西方向约136m,南北方向约155m,开挖面积约15000m2,基坑周边长度约440m,地面高差不大,平均开挖深度为3.8m,局部開挖深度为5.9m。
2工程地质条件及周边环境
2.1工程地质条件
根据工程地质勘察报告显示,本场地为IV类场地,场地土为软弱土,地下水属潜水层,年平均地下水埋深在1.0m左右。土层分布及物理力学参数见表1。
2.2周边环境条件
基坑西侧中段为变电所(预制桩基础,桩长26~27m),其外墙距离基坑约12m,变电所场地东侧围墙距离基坑边线约2~3m,其余三侧场地空旷,环境条件较好。
3围护方案选择
3.1基坑特点
(1)基坑除局部厚度较薄的粘土层力学性质较好外,其余均为淤泥或淤泥质土层,抗剪强度低。(2)工程桩为强烈挤土的锤击预应力管桩,桩施工对土层扰动剧烈,土层在受到强烈扰动后孔隙水压力上升,抗剪强度下降,对基坑开挖十分不利。同时,管桩抗水平位移能力差,水平向变形稍大即可能导致管桩开裂,甚至折断、偏位。(3)基坑开挖面积较大,挖土及基础施工时间较长,基坑势必面临较长时间暴露,导致基坑变形的时间效应对基坑影响明显,以及基坑遭遇强降雨的可能性增大。(4)西侧有变电所建筑物及相应电力设施,要严格控制变形,且距离围墙很近(仅2~3m),无卸土条件。
3.2施工要求
(1)工期短,围护结构施工要求在30天内完成。(2)造价尽可能低。(3)该基坑位置除西侧外其余三侧均较为空旷,对坑壁的变形要求不高。(4)据地质报告显示,该场地地下水位较浅,含水层水量丰富。
4基坑围护结构组成
围护结构主要包括两个部分:钻孔灌注桩和水泥土搅拌桩。
4.1钻孔灌注桩
桩径为700mm,相邻桩中心距为850
mm,桩长14.25m,桩端进入④层灰色淤泥质粘土。桩身砼强度为C25,内配10Φ20,φ8@200,Φ14@2000的钢筋笼。
4.2水泥土搅拌桩
桩径为700mm双头搅拌桩,桩间相邻搭接200mm,中心距为500mm。固化剂采用32.5#普通硅酸盐水泥,水灰比为0.5,水泥掺入量为土重的15%,并掺入水泥重量0.2%的木钙减水剂。
此外,由于基坑底为淤泥质土层,我们对电梯基坑等较深的部位采用松木桩围护。
5施工流程及主要技术措施
5.1施工流程
施工流程为:基槽开挖→水泥土搅拌桩施工→钻孔灌注桩施工→基坑放坡开挖至冠梁底或搅拌桩顶标高→设冠梁或搅拌桩面板→坡面砼硬化→设排水明沟及地表集水井。
5.2主要技术措施
(1)钻孔灌注桩施工:为确保桩顶砼强度,施工灌注砼时要求桩顶超灌至地表,超灌高度约1m。打桩顺序采用跳打法(即打一跳一),桩位偏差不得超过50mm,且相邻桩成桩时间间隔不得小于24小时。
(2)冠梁施工
施工前,梁底设100mm厚C15素砼垫层及100mm厚碎石垫层。冠梁施工时,要求布设好钢筋后一次性连续浇捣砼。梁顶标高差不大于50mm,梁中轴线弯曲矢高不超过20mm。
(3)水泥土搅拌桩施工
施工时要求采用二喷四搅,且桩位偏差不得超过50mm,垂直度偏差不超过1.5%,相邻桩施工间隔不超过12小时。同时被动区加固搅拌桩必须在钻孔灌注桩之前施工。
(4)基坑排水
沿基坑外侧卸土区坡底设300mm×300mm砖砌排水明沟,并在基坑转角和边缘每隔20米设一个集中排水井;沿基坑底边及基坑内设150mm×100mm排水明沟(排水管),并每隔20米设一个集中排水井。
(5)基坑开挖
待搅拌桩强度达到0.8Mpa或冠梁砼强度达到70%后,以大于1:1.5放坡分层阶梯式开挖坑内土体,每层厚度不大于2米,坑底留出30cm厚土体采用人工开挖,避免扰动底板标高以下土体。
6工程效果
(1)钻孔灌注桩施工中,采取了孔壁稳定的措施,土体开挖后,桩表面均较圆滑,没有出现塌孔现象,桩身垂直度良好,无明显夹泥现象。
(2)土方开挖后,基底积水较少,侧壁桩与桩之间仅有少量渗水,说明围护结构止水和基坑排水措施的作用已经达到。
7结论及体会
(1)基坑围护的形式没有固定模式,应根据工程所在地的地质条件、周边环境、施工条件及材料、设备条件等因素,因地制宜地选取。本工程采用的混合形式围护结构方案就是根据本工程的实际情况选取的,后期的基坑开挖也证明了该方案是安全可靠的,是经济可行的。
(2)工程施工中首先要根据设计要求来进行施工,同时相应的施工经验也是非常重要的。在此次土方开挖过程中,西侧围护结构出现了较大的位移,最大时水平位移达到113.5mm。大大超过了基坑设计的安全报警值(水平30mm,深层土体位移S1∽S3为40mm,或速率大于4mm/天;S4∽S8为80mm,或速率大于6mm/天)要求。但我部并未按设计部门所要求的采用土锚杆的补救措施,而是采用了较为方便且造价低廉的砖砌体硬支撑措施,既确保了基坑结构的安全,又大大节约了工程经费。