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福州琼河村某项目基坑工程

310 2021-01-19 09:49:52



一、工程概况


1. 建筑工程概况


项目(3号~7 号楼)位于基坑东、南、西侧邻近有多栋建筑物,西侧邻近有7栋建筑物,距离福建省水利水电科学研究所一栋4F混凝土结构(浅基础)办公楼最近仅约4m。东侧南侧距离建筑物约 5~16m。


项目总共由5栋高层商住楼及1~3层商业楼组成,其中3、5、6及7号楼设2层联体地下室,4 号楼设 1层地下室。


2. 基坑工程概况


本工程设计标高±0.00相当于罗零高程6.80m,基坑周边现场地标高约为一0.80m建筑物2层地下室承台面标离约为-8.55m,主楼承台高2.5m,裙楼承台高约1.2~ 1.5m,底板厚约0.4m,南侧一层地下室区域承台面标高为-4.75m,主楼承台高 2.0m楣楼承台高1.2~1.5m,底板厚约0.4m。考虑到混凝土垫层厚约250mm,本工程基坑底标高分别按-7.00m、-10.30及-1.30m考虑,基坑开挖深度分别约为6.20m 9.5m、10.50m。


基坑开挖深度影响范围内主要土层为∶①杂填土、②粉质粘土1、③淤泥、④粉质料土I、④-;泥质中砂、⑤淤泥质土等.土层参数见表1.


水文地质条件∶场地地下水主要赋存于①杂填土、④-;泥质中砂等土层中。淤泥、淤泥质土及粉质粘土为相对隔水层。地下水类型有上层滞水、孔隙承压水。①杂填土为中等透水层,渗透性不均匀,地下水类型属于上层潜水,水量较小,主要接受地表水、大气降水补给,并随季节性、降雨量变化影响大。④-;泥质中砂等土层为强透水层,地下水类型为孔隙承压水,水量大,静止水位深度 9.27m,主要受侧向补给,对工程施工影响较大。地质物探期间,场地初见水位埋深0.2~3.4m,混合稳定水位埋深0.2—3.6m。水位变化在1~2m 之间。


二、基坑支护设计


本基坑支护安全等级为一级,重要性系数为1.10。基坑周边地面附加荷载设计值按 10kPa考虑,地面附加荷载设计值按 20kP。考虑;整个基坑坡顶 1m范围内严禁堆载,坡顶lm外严禁超载。周边建筑物的附加荷载,4 号楼东侧及南侧大面积存在3~5 层砖混结构民房,浅基础,其荷载按每层按 15kPa考虑,荷载距离基坑顶边线约4~15m;7号楼西侧有一座6层砖混结构民房,浅基础,其荷载按 90kP。考虑,荷载距离基坑顶边线约 9m,两座 2 层砖混结构民房,浅基础,其荷载按30kPa考虑,荷载距离基坑顶边线约5~ 13m;5 号楼南侧有一座4层砖混结构民房,浅基础,其荷载按 60kPa考虑,荷载距离基坑顶边线约 5~14m。


根据该场地的现场情况及地质、水文条件,本工程采用冲(钻)孔灌注桩—一道钢筋混凝土内支撑的支护形式,同时为减小支护桩的内力及变形,对基坑内2层地下室围护桩被动区的坑底土体采用水泥搅拌桩进行被动区加固。


本工程采用冲(钻)孔灌注桩作为支护桩及立柱支承桩。2层基坑的围护桩形式为桩径φ1000mm@1500mm;一层基坑的围护桩形式为桩径φ700mm@1200mm。立柱支承桩为00mm。围护桩间采用550mm水泥搅拌桩挡土、止水。坑内被动区采用墩式加固,墩净距约为 2.0~4.0m,加固深度约 6m、7m.


内支撑采用 5 个环形钢筋混凝土内支撑,半径约 18~35m。


基坑总平面、支撑平面布置图见图1、图2,基坑典型剖面见图3、图 4。基坑排水措施为∶本基坑工程采用集水明排的方式疏排坑内水。基坑外的场地排水采用设置排水沟方式将地表水汇人市政管道,排水沟截面400mm×400mm。基坑内的排水采用在基坑底四周设置排水沟(排水沟做法同上),每隔20~40m 设置一个集水坑(集水坑内径为 600mm×600mm×600mm)。采用水泵将坑内水送人市政管网。


基坑施工顺序为,1)场地(桩位处)清障井开挖至—3.70m 标高→2)施工被动区水泥搅拌桩和4号楼与7号楼之间的坑内支护搅拌桩→3)施工止泥搅排桩→4)施工冲(钻)孔灌注桩(支护桩)→5)施工水平支撑体系并养护至支撑体系混凝土强度达到设计值(养护 28天)→6)开挖4号楼区域土方,能工素混凝土垫层→7)施工一层与二层地下室过渡剖面的儒管,浇捣"倒L型"梁→8)基坑周边土方开挖→9)基坑内土方均匀开挖。


利用瑞典条分法、朗肯土压力理论等进行单元计算,整体计算采用空间整体协同线弹性有限元计算方法,该方法考虑了支护结构、内支撑结构及土空间整体协同作用。根据计算,各国护结构构件的内力、位移最大值见表2、表3.


三、基坑工程特点及土方开挖要求


本工程规模较大,周长约700m,周边环境较复杂,基坑形状很不规则。该基坑原支护设计方案采用两道钢筋混凝土内支撑(4 号楼采用一道混凝土内支撑),由于工期紧,造价高,随后支护方案优化为一道钢筋混凝土内支撑,根据主楼的分布位置,基坑内支撑设计为5个圆环形内支撑,避免地下室施工影响主楼的工期。支撑体系较为复杂(环形圆撑多),对支撑梁施工要求较离。坑内被动区采用墩式水泥上搅拌桩加固,搅拌桩的施工定位难度较大,施工质量要求较高。


基坑围护桩、混凝土内支撑梁龄期达到设计强度后开始进行支撑梁标高以下的土方开挖,开挖顺序为;1)基坑内土方整体开挖至-2.80m标高。2)开挖4号楼环形支撑内一层地下室区域内的土方。3)开挖两层地下室范围距离围护桩 5m范围内土方,以保证在后期土方开挖过程中,支撑体系受力更合理。4)开挖5号楼、7号楼环形支撑内的土方,两区域可同时开挖,亦可分别开挖。5)开挖6号楼环形支撑内的土方。土方开挖过程中,要求分层、分段进行开挖,开挖高差不得超过 1m。


四、基坑监测结果


根据《建筑基坑工程监测技术规范》GB 50497-2009,设计要求对本基坑的坡顶水平位移和竖向位移、深层水平位移、立柱竖向位移、支撑内力、围护桩内力、地下水位、对边地表竖向位移、周边建筑沉降及倾斜进行监测。在工程桩、基坑围护桩施工期间对邻近建筑物沉降进行了观测,基坑正式的监测周期为2010年 6月至2011年2月。


监测过程中,基坑坡顶最大沉降量约为 15.58mm,基坑大面积开挖后,沉降速率较大,基坑开挖至坑底后(2011年12月初),沉降量趋于稳定。邻近建筑物竖向位移最大值为10.59mm,变化趋势与基坑坑顶沉降一致。深部水平位移最大值为39.96mm。部分监测点位移线图见图5~10。


五、点评

该基坑周边环境较复杂,形状很不规则,按常规的对撑形式布置,不仅造价较高,而且影响基坑土方开挖,后期还会影响整个主楼的施工进度 内支撑设计为五个环形内探,不仅受力合理(土方开挖需要严格按照设计要求进行),而且通过与主楼施工协调安排, 可以最大限度的降低对5栋主楼的施工进度的不利影响 釆用一道混凝土内支撑并结合坑底被动区的软弱土层的加固,将原来的二道混凝土内支撑优化为一道混凝土内支撑,在确保基坑安全的前提下降低了工程造价,节约了工期 坑底被动区软弱土层的加固,对减小基坑变形 降低支护结构受力有明显的效果 对于环形内支撑,合理的安排土方开挖顺序也是非常重要的无序的土方开挖可能会导致基坑变形过大,甚至是造成基坑支撑体系失稳破坏。




感谢供稿作者:

杨建学、侯伟生、方家强、赵剑豪、郑陈是

(福建省建筑科学研究院)

本文仅供学术经验分享之用

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