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岩土研究院

广济街1号楼基坑单排钻孔灌注桩双层钢支撑支护

354 2021-12-23 10:10:13

2.7.1 工程概况。

广济街1号楼地处宁波市中心。位于柳汀街和广济街之间,西临广济街小学,东面毗邻宁波剧院,基坑距宁波剧院外墙仅 4m;因此,保护宁波剧院的安全是本支护系统的重点。广济街还有许多重要电缆和市政给排水管道,这些都给支护系统的设计和施工带来一定困难,邻周环境见图 2.7-1。

广济街1号楼分一段楼和两段楼两部分。一段楼包括主楼和裙楼两部分,地下室2层,其中主楼 28层,檐口高度103.3m,裙楼4层;二段楼为裙楼4层地下室2层,属框架简体、剪刀墙结构。工程桩主楼为800钻孔灌注桩,整板群桩布置,裙楼为如700 钻孔灌注桩,承台桩布置。

结合现场情况,考虑到流水施工。提高工效和宁波剧院安全,决定地下室分两次施工。第一次光施工一段楼,一段楼主楼挖土深度一9.35m,裙楼挖土深度一8.35m,主楼、裙楼合成一个整体呈正方形。待一段楼施工至四层左右时,开始二段楼地下室施工;二段楼基坑呈矩形,挖土深一8.35m,本场地范围内自然地坪标高为一0.8m,基坑总围护长度为300m。

2.7.2 围护设计

(1)工程地质情况

与基坑有关的土层分布情况列于表 2.7-1。

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本场区地下水埋深较浅,位于地表以下约1.40m,对混凝土无侵蚀性,受自然降水影响。

(2)围护设计思路

广济街1号楼所处邻周环境复杂,场地狭小,给地下室施工带来困难。由于场地有限,不考虑拉锚方案,只考虑内撑方案。

本工程一段楼基坑呈正方形 61m×61m,曾提出利用圆拱内应力支撑围护桩挡土方案,由于圆的直径过大,施工经验不足,把握不大,此方案被淘汰。

结合基坑情况。施工单位最后推出角撑布置方案,采用上下两道 φ609钢管角撑,平面上由 400钢管组成一个整体,如图 2.7-2。

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二段楼基坑呈 44.8m×16.7m 的矩形,采用对撑方式。本支护系统设计要求严格控制变形,因此采用 必800@1000 直径钻孔灌注桩挡土。

从安全、经济、方便、适用出发,针对基坑不同的附加荷载和不同的挖土深度,本方案设计分为三个区域;

1区为一段楼宁波剧院邻近地带,基坑距宁波剧院 4m 左右,属重点防护区段,挖土深一9.35m(主楼)和一8.35m(裙楼),围护桩采用 23m 长 死800@1000钻孔桩,上道支撑采用邮609 钢管角撑,下道支撑采用 φ909 钢管角撑,围檩采用进口 H型钢两道组合,角撑之间用体409 拉杆连接成一个整体,以增强稳定性。并且在紧接钻孔灌注桩外边,打设三排水泥搅拌桩,互相搭接 200mm,构成一个渗透性小,具备一定强度的水泥土体,起着挡水和减少主动土压力作用。基坑内紧靠围护桩 3m 地带进行 65 个点的土体注浆,以改善土体力学性能。

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2.7.3 围护施工

本围护设计于1995年3月7日经宁波市城乡建委专家组会审通过,3月 20日开始一段楼圈护桩施工。按设计要求,钻孔灌注桩混凝土为C30,掺0.2%减水剂,并且在靠近宁波剧院地带三个桩身中预埋三个监测孔,钻孔桩施工质量较好。

一段楼打桩于4月27日结束,桩机移至二段楼。开始一段楼地下室施工。

由于本支护结构采用角撑,挖土比较方便。一段楼土方工程从6月1日开始,大面积开挖至一3.3m,并浇捣环梁,至6月26 日。第一次挖土时,边挖边做第一道钢支撑和围檩,待围模和第二道支撑做好后,再进行第二次挖土,边人工修土,边开始垫层施工。至7月16日,主楼垫层施工完毕,开始扎筋,挖土机退至裙楼挖土,至7月23日全部挖土结束,整个土方工程流水施工88 天。此时,主楼底板于7月25 日开始浇捣混凝土。

本工程一段楼土方开挖采用分层挖、先四角后中间的方案进行。

第二次挖土由小挖机配合大挖机进行,小挖机下至第二道支撑处,把它所能挖到的土传递给大挖土机,不能挖到的角上由人工修土;这样由北向南推进,并且立即进行垫层施工,砖胎模砌筑;待主楼挖土完毕后,挖土机在裙楼挖土,主楼底板立即进行扎筋,并迅速浇捣混凝土,减少基坑暴露时间,确保基坑安全。

本工程二段楼挖土,待一段楼施工至四层结构后进行。从东向西,斜面分层,一次性到底,边撑边挖,对于下道支撑以下的土,由人工修挖,并立即全面大片垫层施工。

2.7.4 围护施工结果

本工程施工正值梅雨季节,在施工单位人员共同努力下,提前十天完成地下室工程,达到了安全经济、方便、适用的预期目的,收到较好效果。

(1)变形监测情况

本工程围护系统采取全面的监测控制。特别对于宁波剧院附近地带作了重点监控,本围护监测系统包括以下几个体系∶

1)环梁水平位移监测体系

环梁施工后,把环梁的轴线标出,挖土时每隔两天用经纬仪观测环梁轴线位移情况,监测结果表明∶宁波剧院附近环梁位移最大仅 4.5cm,与计算一致。

2)桩身位移和土体位移监测体系

此监测体系用专门仪器观测挖土过程中桩身位移和桩后土体位移。观测结果表明,桩身最大水平位移为56.20 mm,发生在下道支撑拆除后,在桩身以下 4。5m处,即第二道支撑处。

土体水平位移最大达到31.96mm,发生在地表以下 9m左右,即基坑底处,基坑附近地面无沉降现象,基坑底无隆起。

3)宁波剧院沉降及内部开裂观测情况。

宁波剧院在本工程开始之前,根据建设单位需要,在基坑附近刚施工完毕一个新附房建筑。在桩基施工时,该新附房已有所下沉,主要是房子自身的沉降。在基坑开挖后,对新附房也产生一定影响,由于以上双重影响,引起墙面粉刷开裂、变形、缝隙增大,但房子主要构件、梁板、柱未有任何开裂现象,因此无很大危险存在。

(2)工程造价

围护系统一次性包干621 万元,按围护周长300m计算,每延米造价 2.07万,对于如此深度的基坑来说,尚属经济合理。

2.7.5体会及建议

(1)支护设计应区别不同情况,不同对待,这样不但能降低工程造价,而且方便适用。

(2)基坑挖土是施工的关键,施工成败主要在于合理的挖土工艺,一定要综合考虑挖土顺序、挖土方法、天气状况,做到合理挖土,确保安全施工。

(3)围护桩锚入硬土层,不但能减少土体变形,而且能减少地面沉降、基坑隆起。

(4)支撑采用钢结构,能与挖土协调配合一致,缩短工期;降低造价。但要注意安装偏差不能过大,焊接要牢靠。

(5)对于重点防护的基坑,应注意基坑暴露时间不能过长。