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佛山某深厚软土基坑工程

385 2021-01-15 16:29:30


一、工程简介及特点

项目为2整4层楼房、1幢24层梗房、1幢2 层会所及附网建筑物,框架结构。总用地面积约为4300m²,设1 层地下室。基坑周长约881m。基坑开挖面积约3.8万m²,基坑开挖约5.9~7.60m(基坑底考虑换填 1m)。


本基坑开挖面积大。周长长,地质条件差,基坑开挖深度膨响范围内全为软土,且周边紧邻建筑物和城市主干道,特别是东北侧紧临民用建筑物,对变形控制要求很高。基坑支护设计根据不同的基坑深度、地质条件和周边环境,分别采用了双排桩+抛撑、单排横+搅撑、桩锚和复合土钉墙支护结构四种支护结构。

二、工程地质条件

1. 工程地质

场区属于冲积平原地貌,钻孔揭露深度范围内第四系土层为填土、冲积土及残积土,基岩为白垩系地层,岩性为泥质粉砂岩。基坑开挖范围主要为∶


①层粘性素填土;浅灰色、浅灰黄色,松散,以粘性土组成为主,含少量石英砂、烁及混凝土块,性质不均匀,欠压实,堆填时间约3年。层厚1.00~2.80m。


②1 层粉质粘土;黄褐色、褐灰色,软塑~可塑,以粉、粘粒组成为主,含少量石英砂,粘性一般,稍有光泽,干强度中等,韧性中等。层厚0.90~2.20m


②2 层淤泥质粉质粘土∶灰黑色,饱和,流塑,含腐殖质,有腐殖见味,局部夹薄层粉细砂,局部孔段夹淤泥。层厚 1.00~21.80m,


②3层粉砂∶深灰色,饱和,松散,分选性好,以石英砂为主,局部夹薄层淤泥质土,局部孔段夹细砂及贝壳。层厚1.30~18.70m。


②4层细砂,浅灰黄色、浅灰色,饱和,松散,分选性好,以石英砂为主,呈次棱角状,局部孔段夹薄层淤泥质土。层厚0,70~16.60m.


2. 地下水


拟建场地的地下水类型主要为孔隙水,赋存于冲积层中的潜水,其富水性和透水性较好。受大气降水入渗或侧向补给,以蒸发或渗流方式进行排泄,另一类为裂隙水,主要赋存于风化岩的裂隙中。地下水稳定水位标高0.61~1.55m。

三、基坑周边环境情况

场地东面为拟建道路及荷涌,南面为东乐路,西面为桂峰路,西北角距坑边约6m为住宅.有一层地下室,采用桩基础,东北面为立田路,场地周边道路下有较多管线,特别是桂峰路下有电信、雨水、污水、给水、电力及电视等重要管线,最近离基坑仅3.6m,见图1。

四、基坑支护结构

1.基坑西北侧∶临近某设计院,为一栋13 层的高层建筑、5层和8层的多层建筑,一层地下室,埋深约4m,基础形式为桩基础,离基坑开挖边线约6.5~7.0m。基坑边有多层建筑和地下室,不宜采用复合土钉墙和桩锚支护结构。基坑南北长度约145m,支护边坡长度约i15m,用对撑或角撑方案造价太高且大大影响工程桩施工,不宜选取。基坑开挖深度包括换填im、只有6.Im,经抛撑方案和双排桩方案对比,抛浮方案更能控制基坑变形、且造价较低,故最终选取桩+抛撑方案,局部开挖较深的采用双排桩+抛撑,见图2~图4,现场施工照片见图7。考虑到地下室底板较薄,只有 350mm厚,如果将抛撑底座设置在底板面上,底板难以承受钢管抛撑传递过来的内力,故最终将抛撑底座设置于压位边,此方法抛撑穿过底板,最终在热撑穿过底板位置设置了一条后浇带,待地撑拆除后再将后浇带混凝土补上。


图 2 双排桩

2.基坑西侧∶临近桂峰路,路下管线较多,有路灯、电力、电信、雨水、污水及电视等管线,基坑开挖线离红线仅3.2m,无放坡空间。考虑到复合上钉墙控制变形能力较差,且双排桩及桩+抛撑方案虽然控制变形能力较强,但造价相对桩锚高,故最终选取桩锚支护方案,见图 5。


3.基坑南侧、东侧及东侧。临近道路边绿化带,无重要建筑物和管线,基坑开挖线离红线约有5.6m距离,最终选用上部2m放坡+复合土钉墙支护结构,复合土钉墙为搅拌桩+插入式竖向钢管+打人式注浆钢花管土钉,见图6。


采用此种支护结构解决了淤泥质土的开挖问题、搅拌桩施工完毕后并插入钢管后,有一定的刚度,在开挖淤泥质土时,能在一定程度上抵抗坑外淤泥质上向坑内流动,分层分段开挖并施工土钉就能确保基坑能开挖到底,如采用放坡的方式,不采用搅拌桩+钢管超前支护,在红线内按110.8装率放坡开挖难度很大。淤泥质土会在基坑开挖的同时大量流入坑内,难以形成坡面,土方开挖的难度很大,故不宜采取。


4. 止水方案∶基坑西北侧靠近建筑物采用搅拌桩进行全封闭隔水,隔水帷幕进人不透水层不小于1.5m。其余几侧采用深层搅桩截断地下水,搅拌桩桩径550mm、间距 350mm、桩长最长 15m,短于 15m的桩需进入不透水层1.5m。考虑到部分场地砂层深厚,可在施工期间在坑内适当布置降水井降水。

五、简要实测资料

基坑施工中进行了周边道路和建筑沉降观测、基坑侧壁位移观测、水位观测及锚杆应力观测。监测于2010年8月开始,至2011年 12 月结束.根据设计度算和规范要求,基坑西北侧和西侧沉降和位移允许值均为 20mm,南侧、东侧及东北侧沉降和位移允许值均为 30mm.。


根据监测结果,基坑西侧(桩锚侧)位移和沉降大部超标,沉降最大的达到43.lmm,远远大于设计控制值,桩顶位移最大达到25mm,超过设计允许值.见图8、图9。其余儿酬周边沉降及位移均满足设计要求.


预留土台和锚索支护,但由于土体的蠕变效应及失水后固结,在坑内土体开挖后,坑外土体有较大向基坑内的位移趋势,导致建筑墙脚处土体沉降并与墙体脱离,因此应考虑将预留土台进一步加宽加大和坡率变缓;由于场内外土层变化较大,难以保证锚索锚固段的土层为砂层,有可能部分在淤泥质土中,锚索的承载力难以达到设计要求 根据同地区其它工程的经验,一般锚索未进入较好土层时,锚索抗拔力都难以保证;西侧局部桩间漏水较大,坑外地下水流失严重;锚索尾部的裂缝可能与群锚效应有关,锚索虽然拉力不满足设计要求,但在桩锚支护结构中锚索起到作用较大,其锚固段受力后,锚固段土层较差,抗剪强度较低,在群锚拉力和桩身较大位移作用下,锚索范围内土体整体有一个向基坑内位移的趋势,从而最终导致锚索尾部地面开裂 最后对桩锚剖面采取重新适当张拉锚索和反压1.5m厚的土台方才最终控制变形 西北侧和马路由于仅是地面沉降,不涉及到主体安全,采用水泥净浆填满裂缝,防止雨水进入缝内。


六、点评

本基坑根据周边环境和基坑深度的不用,采用了双排桩+抛撑、单排桩+抛撑、桩锚及放坡+复合土墙四种支护结构,在保证基坑安全的同时,节省了工程造价,推高了施工的便利性,保护了周边环境,取得了较满意的效果,并得出以下结论•(1) 在基坑开挖深度不大 周边环境要求不严的软土基坑中,可釆用复合土钉墙支护结构,能大大的减小工程造价和节约工期,同时在合理设计利施工质如:确保的情况F,复 合土钉墙也能较好的控制基坑变形 (2) 在软土基坑中的预应力锚杆索应尽量穿过软土层进入好的土层,以确保锚固力(3) 在临近建筑的软土深基坑,为控制基坑的变形,应釆用内挥支护结构,在基坑开挖深度不大的情况下,可采取抛撑支护,其能较好的控制基坑变形 减少工程造价和节约工期(4) 软土基坑开挖应注意软土的流变性和蠕变性,其可能造成周边建筑或路面产生较大变形(5) 在软土基坑监测过程中更应注意和加强对周边道路和建筑的沉降观测,其往往容易超过规范和设计要求。



感谢供稿作者:

卓志飞、付文光、张志强、冯申铎

(中国京冶工程技术有限公司深圳市分公司、金地(集团)股份有限公司)