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长沙市核心地段某基坑工程

299 2021-01-19 08:52:27


一、工程简介及特点

该工程位于长沙市核心地段,总用地面积为12081m²。基坑支护长度约320m,地表标高为34.63~37.50,地下部分为因层停车库,基坑底面设计标高为19.20m,开挖深度14.43~18.30m,设计抗浮水位为36.00m。如图1所示,基坑开挖线南、西、北侧距离道路、距离3~8m。东侧,11m外为高层建筑福临大厦,17层,一层地下室,桩基础;福临阁长45m,宽 18m。


本基坑特点为:

(1)至地表开挖泽度 13.93~17.3m,是长沙市开挖深度最大棋境之一。

(2)周围土层性质差∶基坑开挖后揭露所有覆激层,直达中风化层,上层性质较差上体有3.5~10.6m厚杂填土。1.4~7.8m淤泥质粉质粘土。这两层土体抗剪强度低。锚围性能差。地层与长沙大部分地区地层有很大差异。

(3)基坑据湘江45m,标高 23.00m处存在 1.5~4.0m匮砾强透水层,地下水受潮江水位影响大。

(4)周边地区为长沙市装市中心,周边道路、建筑变形要求高,基坑施工安全性备受关注。


二、工程地质条件和水文地质条件

①填土,灰色.灰褐色;松散~稍密;稍湿~湿;粘性土混杂砖块,瓦砾等建筑垃圾,一般4~5m以下混淤泥质多量;堆填时间在30年以上,已基本完成自重固结;层厚3.5~10.6m,②淤泥质粉质粘土;灰褐色.灰黑色∶湿;多呈软塑状,局部流塑;该层下部状态稍好,呈软可塑状,层厚1.4~7.8m;③粉质粘土;黄色、黄褐色、褐黄色;稍湿;可塑~硬塑,混粉细砂成分少量;层厚1.3~6.6m,局部分布;④-中砂;黄色;湿~~他和;稍密;石英质;级配一般;层厚0.4~2.0m,部分孔该层顶部混多量粉质粘土;该层仅分布于场地局部;④-∶阳砾;黄色;湿~饱和;稍密~中密;石英质;级配一般,亚圆形;中砂及粘性土充填;一般粒径为5~ 20mm、粘粒含量约 10~15%;层厚0.3~2.6m,局部缺失;⑤粉质粘土;红褐色∶稍湿∶硬塑~坚硬;系下伏基岩风化残积土,可见母岩残余结构∶层厚0.3~0.9m,大部分场地揭露该层,局部分布,⑥-泥质粉砂岩∶褐红色,强风化∶泥砂质成分,组织结构较模糊,层状构造;RQD约50;取芯多呈短柱状,块状;节理裂隙很发育。极软岩、岩体较破碎,岩体基本质量等级为V级;层厚0.5~3.6m,大部分场地分布该层,局部缺失,⑥-混质粉砂岩,褐红色,中风化;泥砂质成分,局部夹少量砾石.粉细粒结构,层状构造,泥质胶结为主;RQD约85;取芯多呈长柱状,柱状∶节理裂隙一程度分类为软岩,岩体较完整,岩体基本质量等级为Ⅳ级;揭露层厚1.4~16.2m,在场地范围内是东厚西湖分布。


根据勘察报告以及类似场地的经验,本基坑设计取各地层设计参数如表 1.


值得一提的是,本地区的泥质粉砂岩形成于第三系属于红层,具有遇水崩解和风化的特性,有"见风消"之称,因此对于该类岩层的力学参数往往取值较低。

地下水类型为上层滞水和离承压水。上层滞水赋存于①填土层底部,水量较大,补给来源为大气降水和地表生活用水渗透。弱承压水主要赋存于④-中砂层、④,雁层,水量较丰富;勘察时稳定水位距地面深度为3.20~6.3om,高程为 20.73~31.81m;其补给、排泄区域均不在场地内,水位与湘江联系,水位随季节变化大。


三、基坑支护方案

根据本地施工经验,采用护坡桩一锚杆(索)+旋喷桩止水帷幕支护结构。其中解放西路侧的剖面图见图2所示,其余各段的支护剖面图和解放西路侧的相同,就不再重复。护坡桩设计桩径.2m,采用旋挖成孔,桩间距为1.8m;冠梁顶标高34.00。锚杆(案)水平间距1.8m。锚杆(索)垂直间距宜大于2.0m,本设计取2.0~3.0m。初步设计锚索为5排,设计地下水位30.0m,因专家评审中认为该场地曾多次被湘江洪水淹没,地下水位高达36.50m。由于砂砾层厚度达4m,提高地下水压力后,支护结构压力增大很多,因此设计锚索改为6排。施工过程中,适逢中南地区严重旱情,最低一排锚索取消。为利用冠梁,提高锚固效率,第一排锚索自桩端冠梁起设置。锚索长度以能使锚固体尽量深入可靠锚固地层并保证锚固体长度为控制条件,为保证锚索抗拔力,要求锚索施工采用跟管钻进和二次注浆施工。


34.00m以上采用砖端支护,考虑了锚索避开现有建筑基础、管线的要求。因砖墙高度超过2.0m,为加强砖端整体性,在砖墙顶设置圈梁,墙身设置构造柱。桩间土采用挂网喷射混凝土支护,网片规格为。6@00×200,喷射混凝土厚度 8omm。止水采用高压旋喷射注浆法,止水帷幕顶面标高位于32.00m,底面进入强风化岩1.0m,止水帷幕设置。


图4〜图7可以看岀基坑西侧和北侧的竖向位移呈増长的趋势,但最后稳定在20〜70mm之间 而采用理正深基坑设计计算的最大地表沉降为10mm (三角形法 指数法抛物线法) 因此实测沉降大于计算沉降与其他三侧相比,图5所示的北侧的最大沉降量近70mm,现场可见相邻解放路人行道发现了明显的沉降 因沉降显著大于其他段落,因此须及时查清原因 通过对止水帷幕施工记录检查,发现该处有一处桩间高压旋喷桩止水帷幕漏打,因此该处止水帷幕并未封闭,导致疏干降水过程中,相邻地表下沉严重 在立即补打封闭止水帷幕后,地表沉降趋于稳定本基坑监测也进行了桩顶位移监测,但是因桩顶位移不大,普遍小于5mm.故不再列出位移一时间曲线。

五、点评:

该基坑位于湘江边,填土和淤泥质土层厚度大,可靠锚固地层埋深大,与长沙地区大部分基坑相比,难度更大 本工程在施工过程支护结构 周边道路和建筑物安全 稳定,取得了较好效果 其中有两点经验值得注意:在本基坑设计之前,长沙地区对预应力锚索的抗拔力取值不超过350kN,初步设计评审普遍认为本基坑抗拔力取值过高,实践证明,本基坑的锚索是可以达到的,其成功在于:设计锚索倾角30°锚索进入了中风化泥质砂岩,锚索锚固力大大提高 而且釆用跟管钻进和二次注浆技术对提高锚索拉力有重要作用。



感谢供稿作者:

杨瑞峰、刘晓明、陈昌密

(北京市华远置业有限公司,湖南大学土木工程学院)

本文仅供学术经验分享之用

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