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成都地区深基坑工程规定与状况

327 2021-08-17 09:08:23

一、地层

成都市区地基土主要由岷江水系第四系全新冲洪积层的粉质粘土、粉土,砂、卵石构成,上覆人工填土,下覆白垩系泥岩,由上至下各层土的厚度为;

(1)人工填土∶上为杂填士、下为素填土,总厚度 2.5~4.0m;(2)粉土;厚度1.0~2.5 m ;

(3)砂土;粉砂、细砂,厚度 0.5~3.0 m;

(4)卵石;上为稍密,厚 0.5~2.0 m;局部有细砂透镜体,下为中密及密实,总厚度 15~ 20m,卵石层顶面距地表 4~9 m;

(5)泥岩;离地表约 20~25 m。地下水埋深1~3 m。

成都市区高层建筑基础或地下室底板一般放置在中密及密实卵石层上,以此作为律筑物的持力层。同时由于地下水位很浅、各上层透水性均较好,因而深基础及地下室施工都必须先降水再开挖,另一方面由于人工填土、粉土、砂的内摩擦角均较小,内聚力也很小,甚至为零。因而场地受限不能按规定放坡时,均要采取护壁措施。

二、支护型式

1.打入式预制桩及工字钢支护

这类支护适用于基坑开挖深度在 5~7 m,基础或地下室入卵石层的深度<2 m 的情况。做法是一般采用打入 300×300预制方桩或 36*工字钢桩,间距 700~1000 mm,开挖上方时将桩与桩之间浇灌同厚度的混凝土形成连续墙体。

(1)优点∶打桩速度快,可在与原有建筑及地下管线较近的距离施工;

(2)缺点;如果要求进入卵石层的深度较大时,施工很困难,且震动较大,对邻近建筑有影响。

四川省糖酒公司底楼地下室即采用 300×30G 预制桩护壁,挖土深 5 m。红光电子管厂彩玻配料厂房扩建及烟囱采用 36"工字钢桩护壁.挖土深度分别为 5 mn 及 6.5 m。

2.人工土层锚杆支护

这类支护适用于开挖深度 6~10 m,1~2 层的地下室。进入稍密及中密卵石层深度<3 m 的工程。

做法为竖向以槽钢作压梁,通过人工的方法由上向下打入直径 48×3.5 mm 钢管锚杆,然后将钢管锚杆与槽钢压梁焊牢、槽钢之间密嵌 5~6 cm 厚木板形成挡土墙体,锚杆前(锚固端)部留有若干小洞.通过压力藻浆将水泥浆压入十体内,形成锚固段。压梁的间距约 1.2~1,4 m,锚杆的竖向间距是经过试验后再经理论计算确定,—般在1.1~1.2 m 之间。此种锚杆近似于一种土钉技术。由于采用人工吊锤撞杆打入土层,因此打入土层的深度受限,一般在入工填土、粉土,可打入 6~12 m,砂土可打入6~8 mn,稍密及中密卵石只能打入 1~3

(1)优点∶①造价低,且大部分槽钢压梁及木板在地下室回填时可以回收;②施工简单,易操作,特别适用于人工填土,粉土及砂土。

(2)缺点∶①当开挖面积大、深度大时,由于锚杆数量多,人工打锚杆速度慢,使整个工期拖长;②当土层变化大,如卵石层顶面标高变化大时,部分设计的锚杆就无法打入规定的深度,造成一定的安全问题;(③由于压梁与木板组成的挡墙背面要边施工边填士,如填十松散,锚杆将无法受力,特别在雨季由于地表开裂,雨水渗入土体,造成锚固失效,有可能造成护壁垮塌,因此还必须随时堵塞地面的裂缝。

此类护壁在成都友谊商厦、东风商厦、市外贸大厦、新时代广场、少城大厦等一至二层地下室工程中均得到采用,

3.悬臂式冲孔灌注桩支护

j种支护是目前成都市地下室工程采用最广泛的深基坑支护方案之一,适用于各种土层,它是利用钻机机械冲孔,泥浆护壁.水下浇灌混凝土成桩,然后在桩顶浇灌钢筋混凝土连梁,挖土时在桩与桩之间用 100 mm 摩混凝土或喷抹钢丝网水泥砂浆形成封闭的护壁。同时,基坑四周场地用 100 mm 厚,宽 3~5 m 的混凝土将地表封闭,以防雨水渗入护壁内增加土体侧压力,此种冲孔桩的直径 一般在 800~2000 mm,基坑开挖深度不超过 13 m,即一至三层地 下室,桩的拄径、间距、长度及配筋根据地下室的深度,计算及经验综合确定。

(1)优点;①不降水即可施工,因此可在开工前就可先行施工,不占土建及总包的工期;②由干是大直径灌桩混凝士,施工采用泥浆护壁,成桩质量较高,不容易产生缩颈;③护壁变形小,对周围建筑及地下管线保护比较好。

(2)缺点;①由于成桩用泥浆护壁及水下浇灌混凝土,对施工现场污染较大,给挖土造成--定影响;②造价相对比人工挖孔桩要高,深度超过j2 m 时,形成变形较大,易造成地表 土

体开裂。成都大酒店二期工程、新世纪广场、亚太广场等二至三层地下室均采用此护壁。

4.悬壁式人工挖孔桩支护

这种支护也是目前成都市地下室工程中采用最广泛的深基坑护壁方案之一。它是根据建筑物地下室底板的平面形状、尺寸以及土方开挖的深度由施工单位通过计算设计的。桩径,桩长 、间距、配筋通过理论计算并根据掌握地区的土质性能的 一些经验给予修正确定,一般为偏于安全,在桩顶再加设一道钢筋混凝土连梁,此种桩必须先降水,方能人工开挖,每挖孔 1m,就立模扎筋浇灌深1 m 的混凝上护圈,混凝土终凝后再挖 1 m 深桩孔,再浇1m 高护圈,以此类推挖至设计深度后,即可在孔内扎桩钢筋,然后一次将桩浇灌完成。桩与桩之间也用 100 mm 厚混凝土或喷抹钢丝网水泥砂浆形成封闭的护壁土体,地表也用混凝土封闭防止雨水渗入护壁土体,此类护壁适用于除岩石外的各类 十层,成都地区 .般采用耕径 1000~1200 mm,深度在 14 m 以内的一至三层地下室,当地下室深度超过14 m 时,悬壁桩的直径就需加大到 1500 mnm,经济性就不太好。

另外,在深度较大,真径较小的桩施工时,应采取严格的安全措施,防止物件下落伤人或崩塌事故的发生。

省政协活动中心、东珠大厦、新时代广场附楼、中国银行四川金融大厦等一至三层地下室均采用此类护壁。

5.冲孔灌注桩或人工挖孔桩加预应力锚杆支护

这种支护是因地下室挖土深度太大,一般超过 13 m,悬臂桩强度、刚度都无法满足挡十要求的情况下而采用的最好、最安全的一种护壁方案。成都地区一般开挖深度 13~17m 时采用一层预应力锚杆,17~21 m 时采用用两层预应力锚杆,第一层锚杆的位置设在一5~-6 m的位置,第二层锚杆设在一11 m 左右的位置,桩的直径钻孔灌注桩为直径 1000 mm,人工挖孔桩为直径1200 mm。桩的长度、间距、配筋及锚桩的长度及承载能力根据计算确定。灌注桩及人工挖孔桩的构造及施工方法同前述的两种护壁基本相同,仅人工挖孔桩施工中要先在锚杆的位置处在桩内预埋直径 150 mm 套管。桩和锁口 梁施工后开挖土方时再用钻机打锚杆,由于成都地区锚杆常打在卵石层,因此一般一层(一5~ —6m )锚杆都用直径 50 mm 地质钻杆.既作钻杆又作锚杆,第二层锚杆若用国产钻机打钻杆有困难时,也可用进口钻机,采用导管跟进,然后用钢绞线束作锚杆,所有锚杆均要灌浆、张拉、锚固,目前成都地区施工的成都光大国际大厦三层地下室,挖土.深为 15.7 m,采用直径1200 mm 人工控孔桩一层预应力锚杆为直径50 地质钻杆,钻孔直径130 mm,四川金丽总府大厦三层地下室挖深 15.20 m,采用直径1000 mm 冲孔灌注桩,一层预应力锚杆为直径 50 地质钻杆、钻孔,直径 130 mm。成都海外交流中心三层地下室挖土深度 15.10 m,采用直径1200 mm 及直径 900 mm冲孔灌注桩,一层预应力锚杆为直径 50 mm 地质钻杆、钻孔直径 130 mm。成都民兴金融大厦四层半地下室,挖土深度 17.95 m,采用两层预应力锚杆,第一层—6 m 处为直径 50mm 地质钻杆,直径130 mm 钻孔,第二层一11 mn 处,钻孔直径 130 mm,—一半为直径 50 rnm地质钻杆,-半为钢铰线束。

(1)优点;①由于预应力锚杆均是打入卵石层中,倾角 10°~15°锚固效果很好,几个工程经测试桩顶位移均未超过 20 mn,未发现有地面开裂现象;②造价相对比较低,如以上工程用悬壁桩挖土 15 m 深时,桩径应加为l500 mm,嵌入深度至少增加 2 m,挖土 18 m 深时,桩径要加大到 1800 mm,嵌人深度至少增加3 m,比用加预应力锚杆的每 m²壁造价要增加100~200 元;③安全储备大,计算的地面堆载为 5 kN/m²,实际堆载超过 20 kN/m²,仍未发现地面有下沉及开裂情况,

(2)缺点∶①钻机钻进困难,若钻入密实卵石层,卵石强度一般在 50 MPa 以上,将卵石击碎,一般国产钻机相当困难,因此工效较低,工期较长,影响土方开挖;②由于成都地区地面 5 m 以下均为卵石夹砂,国产钻机钻进后无法拔管,一日拔管就会塌孔,,因此无法采用常规粗钢筋作锚桩,而用地质钻杆或钢绞线束,相对锚杆造价较高;③当地下室深度过大(17 m 以上),第二层锚杆打入的深度往往达不到设计的深度,而必须采用进口钻机,因此对钻机性能的选择要求比较高;④对场地地下条件要求高,在打锚杆的区域不得有地下管线,因此施工前应将四周地下情况调查清楚,否则将给城市、市政设施带来一定损坏。

6.上部拉锚式桩支护

此种支护是将悬臂桩改为上端铰支,下端嵌固的桩,做法为桩顶浇一根横向刚度较大的钢筋混凝土锁 口梁,然后每隔 3~4 个桩由 桩顶内向滑动面外做一个锚拉基础,若现场场地受限可在护壁桩的后面 3~5m 处再做一拉锚桩,比锚桩应锚入滑动面以下 2 rn 以上。锚桩基础或锚桩通过拉杆与护壁桩连接。成都岷山饭店辅楼地下室挖土为—6. 20 m~ —8. 90 m,…侧有 12 层及 4 层·大楼,与地下室的距离 4~6m,经打入直径 1000 mm 灌注桩 11 根,间距 3 m,在15 m 外设 3个锚拉基础后,施工观测未发现有位移;川信商贸大厦挖十深22.3 m,一-侧 6 rn 就有两幢 6 层楼房,采用直径 1200 mm 人工挖孔桩作护壁,每隔一桩在后面 4 m 处加一深 9 m 直径 900 mm 挖孔桩作锚拉桩,经施工测试,均未发现护壁桩有位移(最大处仅 3 nm)。

(1)优点∶①由于将悬臂桩改为上端拉锚桩,使桩的受力改变,相应桩的直径和配筋均可减少,降低了工程护壁造价;②采用拉锚后,护壁桩变形大大减小,土体下沉及开裂基本避免,对四周建筑物及地下管线的安全都十分有利。

(2)缺点∶必须在开挖地下室的四周要有一定的场地,拉锚基础放置在土体滑动面以外。近几年,在成都地区打入式土钉(气动潜孔锤机械打入)技术已得到较多应用,预计有广泛的发展前景。

三、降水

多采用大口径管井降水,井间距一般在 10~20 m 之间。

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