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北京鲁谷某住宅楼基坑工程

353 2021-01-14 17:42:53



一、工程概况


北京鲁谷G804号地块1号住宅楼位于石景山区半月园公园东侧,东侧及北侧为鲁谷南路,南侧及西侧紧邻新华社 1 号、2 号居民楼。占地面积约 5010m'。

拟建1#住宅楼为地下 3层,地上25 层,±0.000=65.80m,场地自然地面标高-1.20~+4.10m。地上部分建筑物面积20635m²,地下部分建筑面积8830.3m²。基坑西南侧距离新华社!号、2 号居民楼的最近距离(基坑上口到居民楼基础边)分别为9.40m、8.70m,两建筑物的槽底标高,与拟开挖基坑的高差为5.48m。


二、工程地质条件


根据《岩土工程勘察报告》,钻探深度范围内场地地基土沉积时代及成因类型自上而下依次为:


①杂填土;杂色,稍湿,较松散,主要为碎砖、水泥块等建筑垃圾,含少量风化碎石和粉质粘土,局部夹①素填土∶该层揭露厚度为0.60~5.50m.层底标高62.27~68.09m。① 1素填土∶黄褐色~黄灰色,稍湿~湿,可塑。以粘质粉土为主,局部为粉质粘土.夹少量灰渣、砖渣、碎石.


②粉质粘土;黄褐色,湿.含云母、氧化铁,夹有碎石块,局部近砂质粉土、可塑.主要在西区可见,东区大部缺失。该层揭露厚度为0~6.20m,层底标高59.85~68.09m。


③粘土∶棕红色、为红粘土·湿,硬塑~可塑、含云母、氧化铁,夹有大量风化碎石块,土工试验反映出该土性质极为不均,因此本层土的状态及物理力学性质通过土工试验、原位测试和剪切波速测试数据综合判定,该层在西区较厚,揭露厚度 1.80~6.20m.层底标高54.12~59.76m;在东区较薄,揭露厚度0.20~2.40m,层底标高60.95~67.19m。


④强风化白云岩,灰白~灰色,为蓟县系硅质白云岩,局部夹石英和燧石.呈条带状分布,质地坚硬、为较硬岩。钻进困难,岩体破碎,岩体局部裂隙极为发育,有溶蚀孔,钻进中漏浆严重。岩体基本质量等级为Ⅳ级,风化较强烈,结构破碎,碎裂状结构,局部呈现为夹粘性土薄层。该层上部局部为④ ,全风化白云岩,其下为④-中风化白云岩,最大揭露厚度为 13.50m。



本工程重点是西南侧与新华社居民楼相邻部位,以下仅介绍该部位的基坑支护设计方案。该部位的地层主要以上部填土、粉质粘土及下部强风化白云岩组成。基坑开挖深度范围内及槽底一定范围内没有地下水,考虑强风化白云岩岩体的整体稳定性,故设计方案采用上部土层土钉墙支护,下部岩层挂网喷混凝土,支护剖面图如图3。



四、基坑与相邻建筑物稳定问题争议焦点


基坑施工至与相邻新华社2号居民楼基础底标高相同深度时。新华社居民代表对基坑开挖对2号居民楼的地基稳定性问题提出质疑。建设单位和新华社居民代表协调后、双方约定了一些专家对新华社2 号居民楼的稳定性问题进行了探讨。2009年7月16日,在施工现场召开了专家论证会,与会专家各执已见,有的专家认为建筑物和基坑的距离超出了两倍的高差、且基坑边坡和新华社2号居民楼的地基为强风化白云岩.基坑开挖对2号楼无影响;有的专家则认为,基坑开挖会造成2号楼地基的侧限约束解除,势必会使2号地基反力重新分布,而 2号楼基础为条形基础,调整变形的能力较差,从而会使2号楼产生变形甚至影响使用。


争议的焦点问题最后集中到关于强风化白云岩抗剪强度的取值问题。由于对于一般建筑物,勘察单位不提供岩石的抗剪强度指标.从而显得设计方案的参数取值没有依据。笔者作为方案的设计人,对强风化白云岩的取值主要是依据∶


(1)相关规范∶《工程岩体分级标准》GB50218—94 和《建筑边坡工程技术规范》GB50330—2002;(2)查阅大量相关资料;(3)周边工程经验,笔者在周边两个类似地质条件的工程经验。但是,由于与会专家不能就强风化白云岩抗剪强度指标达成一致,故最终提出由勘察单位提供该指标后重新进行验算,如果验算地基稳定性满足规范要求,则按照原方案继续施工;如不满足、则建议采用桩锚支护。


图4所示计算模型∶以新华社2号居民楼基础(上面的粗线)宽度范围为滑弧(假想的滑弧)的上限,以基坑坡角向基坑方向10m(下面的粗线)范围为滑孤下限.搜索滑弧底的上限 1m(即最近的滑弧距离新华社2号楼基础仅1.0m),搜索滑弧底的下限一20m(即基坑以下 20m)。经过计算的滑弧如图,其安全系数为2.227。



勘察单位出具的强风化白云岩抗剪强度参数如表4。与之相比,笔者的取值小于表4中参数。笔者又采用理正土质边坡稳定性软件对新华社2号楼的地基稳定性进行了计算.其结果显示,开挖边坡的稳定性安全系数为2.227,远远大于规范值(1.3),计算模型如图4。通过新华社基建处的档案室,查阅到新华社2号楼的基础图纸和地勘资料,其地勘报告显示,2号楼的地基为中风化硅质灰岩(由于与本基坑的地勘单位为两家不同单位.对地层的判断有所不同),其容许承载力高达1600kPa。笔者认为2号楼地基基础是稳定的,基坑开挖对2号楼的安全不会造成任何影响。



六、结束语


施工期间相关单位和人员对于强风化白云岩抗剪强度的取值看法不一,对于新华社2号楼的安全问题的判断也是各执已见。笔者通过认真地现场踏勘、查阅资料,以及与地质专家的多次探讨,制定了支护方案,本工程最终结果证明了笔者所设计的方案是安全可行的。



感谢供稿作者:

吕科验、杨家臣

(中铁建设有限公司市政工程分公司)