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银都广场基坑单排钻孔灌注桩双层井格式支撑支护

281 2021-12-23 10:59:53

2.10.1 工程概况

银都广场工程位于宁波市区药行街中部。展览馆旁,主楼最高 28层,框架结构,地下室设两层。基坑周边延长约550m,开挖深度9.7m,如图2.10 1所示。建筑场地为老城区,环境较为复杂,东临碳闸街,距离约10m,西临大来街,距离约 5m,北为药行街,距离仅 8m,且北面距离展览馆仅13m。

2.10.2 围护设计(1)工程地质情况

根据宁波市工程勘察院提供的地质勘察报告,基坑开挖主要受力土层自上而下描述如下∶

①杂填土∶由条石、块石、碎石、建筑垃圾及粘性土组成,结构松散,平均厚度2.65m。

②粘土,软可塑状态,中压缩性,平均厚度1.54m。③淤质(粉质)粘土∶流塑状态,高压缩性,土质自上而下逐渐变好,局部夹粉砂团块,平均厚度 17.38m。

④粘土∶硬可塑状态,中压缩性,平均厚度 3.2lm。⑤粉质粘土∶可塑状态,中压缩性,平均厚度 2.55m。⑧砂性粉土;稍~中密状态,低压缩性,平均厚度为13.89m。

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地下水位在地面下3.5m左右。(2)围护结构设计思路

本工程基坑开挖深度深,面积大,围护环境复杂,地基土质较差,宁波地区类似情况的工程也不多。根据上海、杭州等地区成功的经验,我们决定采用两层钢筋混凝土支撑,支护桩为φ800 钻孔桩间距900mm,桩长 23.5m。同时由于场地内土质较差,开挖时间又长,为增加围护结构稳定性,决定在基坑底部设置6排格栅状水泥搅拌桩,搅拌桩有效桩长 5m。

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2)围护结构参数及计算理论

围护桩 φ800@900,桩长 23.5m,6排水泥搅拌桩,场地标高一0.6m,桩顶标高一2.3m,桩底标高一24.1m,C25混凝土。围护结构剖面见图 2.10-2。

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钢筋混凝土支撑为 600mm×600mm 和 800mm×800m,间距8.0~9.4m,C25混凝土。第一道支撑顶面标高一1.70m,二道支撑顶标高一6.4m,一道支撑平面见图2.10-3,二道支撑平面见图2.10-4。

荷载确定∶地面荷载 10kN/m²,土压力采用水土合算。计算理论∶杆条有限单元法及板桩计算理论。

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2.10.3 挖土部署及原则

(1)开挖前在基坑内外布置深井,进入第二粘土层约0.5m,降水约10天后再开挖。由于软土地基土体渗透系数小,开挖后坑内外采用自然集中排水,坑外每隔 20m 布置深井,用盲沟连接。

(2)挖土部署

平整场地,压实,准备路基和厚钢板→设立围护结构观测点→挖掘机械进场→先做两条运土施工道路(指斜坡以上部分)→第一层土方开挖→第一层混凝土支撑及环梁与第一层挖土同时跟进→当第一道混凝土支撑达到允许强度之后,先把两个运土通道

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的斜坡施工完毕→按挖土平面布置挖第二层土方,挖到一6.4m 时第二道支撑亦同时跟进→当第二道支撑及运土斜道的混凝土强度达到允许强度时,挖掘,装载自卸汽车等施工机械进入一6.4m 进行第三层土的开挖,此时应配备足够的劳动力进行人工修土,做排水坑沟,抓紧块石垫层的施工→整个挖土阶段,特别是第二、第三阶段用两台塔吊联合进行平面和垂直运输。

(3)挖土原则

1)考虑到运土车辆只有按规定出口及道路运行,所以挖土方法不能从中间向四周扩展,挖土顺序按平面布置图 2.10-5 进行。当第一层土(一0.6~-2.3m)挖到第一道支撑标高处,随即进行

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2.10.4 图护结构施工监测

由于地质条件较差,基坑面积特大,且挖土较深,为了准确把握施工过程中围护结构的受力和变形细节,我们采用了动态监测。通过埋设在围护结构中的测试原件,及时获取开挖阶段围护结构运行状态,并将此信息反馈到施工一线,用以指导施工。本工程有两个测试项目;一是围护结构的水平和竖向位移,二是基坑开挖过程中支撑轴力。测试设备有;测斜管8根,有效深度 30m,测斜仪1套,钢筋应力仪。

(1)侧向变形监测结果

本工程埋设8根测斜管,其平面布置如图 2.10-3所示,除测斜管1由于挖土断裂,于1995年12月1日停止工作外,其余各测斜管代表性的侧向变形曲线如图2.10-6、图2.10-7 所示。从图中可以得出如下结果∶

1)本基坑开挖深度深,场地土质差,历时长,各测点最大侧向变形均较大,但仍未超过7.0cm,可见本工程围护设计和施工是成功的。

2)所有土体位移方向都朝坑内,在开挖阶段随时间推移,侧向变形也逐渐增大,随着垫层浇筑完毕,侧向变形基本稳定,底板浇筑完毕后,侧向变形完全稳定,在拆除支撑过程中,由于底板和围护结构用毛石混凝土连接良好,因此侧向变形变化很小。

3)测斜管处土体位移在基坑底附近达到最大。

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(2)支撑轴力

支撑轴力观测点共埋设6点,如图2.10-3、图2.10-4所示,第一道支撑设有2点(A 和B),第二道支撑设有4点(C~F),各点典型的支撑内力如表2.10-1所示。

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从表中可以看到支撑轴力随着土体开挖而增加,上层支撑轴力在第二道支撑施工完毕后才稳定,最大轴力达到1600kN,远大于计算的 900kN,这说明基坑在一定暴露时间下,土压力的蠕变效应是明显的。下道支撑在基坑土体开挖完毕、垫层施工完毕后基本稳定,最大轴力 2600kN,基本与计算值2400kN相近。

2.10.5 结论及建议

(1)宁波地区基坑开挖深度达到10m 左右时,宜采取二道支撑。当被动区土压力不足时,建议采用水泥搅拌桩或压力注浆加固。

(2)由于本工程基坑面积特大,开挖深度深,故采取双层支撑,第一、二道支撑间距宜考虑挖土、运土机械的净空要求。(3)第一道支撑施工后开挖到第二道支撑位置,由于土方量大,工期较长,第一道支撑的轴力随着基坑的暴露,轴力增大达设计轴力的1.6倍,至第二支撑达到设计强度时,轴力才稳定。

(4)本围护结构侧向最大位移仅 7.0cm,在开挖阶段随时间推移,侧向变形逐渐增大,随着垫层浇筑完毕,侧向变形基本稳定,底板浇筑完毕后,侧向变形完全稳定。

(5)由于本基坑工程共有三个甲方,两施工单位,故各方面的配合成为基坑开挖成功的关键。深基坑挖土工作应在施工单位、设计单位、建设单位共同监督、管理下进行分层分块开挖,各甲方、施工单位协调一致是基坑开挖成功的必要保证。

图2.10-8为银都广场围护工程施工现场照片。

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