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电业大楼基坑单排钻孔灌注桩水平拱圈加对撑支护

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2. 11.1 工程概况

宁波市电业大楼工程建筑面积约3.2万m²,主楼 23层,裙楼4层,局部5层,主楼高113m,设有两层地下室,主楼为框架剪力墙体系。裙楼为框架结构。基础为φ800钻孔灌注桩。本工程地处闹市区,周围地下管线复杂,四周离建筑物较近,东临开明街,相距 6m左右,西面为新建3幢七层住宅楼,相距仅3~4m,南面为在建的民光综合楼,北面为原有居民住宅楼,紧靠基坑,见图2.11-1。

因场地条件限制,北面两个方角削为5m左右长的斜边,故基坑形状为近似矩形。尺寸72.3m×44-4m,基坑挖深至基底标高一9.72m,由于自然地面标高为-0.50m,实标挖土深度为9.22mm,基坑支护总面积约3168m²。

围护设计

(1)工程地质情况

本工程地质为宁波市区一般地质,属滨海淤积平原,地势低平。与基坑开挖有关的土层分布情况如表2.11-1。

本场地分布的地下水主要为孔隙水,对混凝土无侵蚀性。基坑开挖范围内土层渗透系数较小,地下水位主要受自然降水影响。

(2)围护设计思路

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本工程基坑形状较规则。内部开挖深度除电梯井部分较深外,大致同一深度。另外,考虑到基坑外场地狭窄,不适于采用拉锚支护,因此,整体式双道内支撑是该工程基坑支护的最佳形式,设计采用φ800@900钻孔灌注排桩加双层内撑系统。上层为双环形钢筋混凝土梁加对撑;下层为钢筋混凝土圈梁加 φ609×10钢管对角内撑,东、西方向中部各有一道钢筋混凝土对撑(见图2.11-2、3、4)。

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(3)围护设计计算

本工程画护设计计算采用土抗力法(m 法)。该法将土对结构的抗力用弹簧来模拟(见图2.11-5),抗力的大小与支护结构的变形有关。一般情况下用有限元方法求解,具体计算采用预先编制的支挡结构计算分析程序。结果输出时,既有外力、内力和变形的详尽数值,同时可绘制出直观分布图形。对于挡土结构的设计和校核,程序中也能给予较详细的考虑。此种计算模型概念清晰,理论合理,而且经十多个实例的实践检验,支护结构运行安全可靠,未曾失败过。

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本设计考虑基坑附近有各种建筑物,并设有各种临时设施和堆放建筑材料,取地面荷载为 20kPa。土压力计算中,力学参数c、采用基坑开挖深度范围内的加权平均值,m值由基坑底面以下的I 和7.根据《港口工程技术规范》,并参照宁波国际大厦基坑设计,取m=2500kN/m4。

基坑稳定验算结果;深坑底面隆起安全系数大于1.3;管涌验算均安全;圆弧滑动验算安全系数大于1.25。

整个计算都按规范要求满足安全条件,且留有一定余地。2.11.3 围护施工

基坑支护工程设计于1995年1月17日通过专家组会审,2 月 23日开始围护桩施工,桩混凝土强度等级C 20,水灰比0.55,采用425号普硅水泥,另加木质素磺酸钙0.2%。施工期间基坑支护节二道内支撑由双环形钢筋混凝土圈梁改为 609×10钢管角撑加基坑中部钢筋混凝土对撑,增加了12根支承桩。1995年5月初完成围护桩基施工。第一道支撑梁与围护桩交叉流水施工,梁混凝土强度亦为C20,水灰比0.53,分成8块连体施工。于5日底顺利完成。

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1995 年6月 2日正式开始坑内挖土,整个土方工程由两台lm²反铲挖土机开挖。由于第一道支撑采用了双环形梁结构,大大方便了挖土。将场地分为裙楼和主楼两块,场地西面设两个出土通道,挖土顺序由西向东。先挖裙楼部分,一次性挖至第二道支撑梁底面位置,死角部位及挖土机够不着挖的地方由人工修出。与

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在基坑土方开挖过程中,同时进行基坑内外降排水工作。在坑内土方开挖前,已沿坑周边(除场地北面无法施工外)按设计要求打好深降水井,每只井内放入一潜水泵排水。坑内随开挖平面挖出浅集水井,井与井之间用碎石盲沟连通,安排4至5台潜水泵交替排水,确保了开挖平面无明水。

8月23日,在第一道支撑帽梁四角发现有细裂缝,每个角一道、两道不等,但并未贯穿整个帽梁断面,当时两道支撑梁水平变位均未达到1.5cm,其增值也不明显。后经加强观测,并未发现梁上裂缝扩展变宽,梁变位亦稳定未增。直至主楼地下室底板浇筑好,支护结构均稳定、安全。

2.11.4 围护施工结果

由于设计过程中充分考虑了工程施工方便,建设单位和总包单位在施工过程中严格监督、有效配合,施工单位认真管理、规范施工,所以整个施工过程比较顺利,施工安排紧凑合理,支护结构施工质量过硬,运行安全可靠。最终为主体工程的施工提供了可靠的保证。

(1)变形监测情况

在挖土开始前,施工单位已在第一道钢筋混凝土帽梁上布设了水平位移观测点。第二道钢筋混凝土贴壁围梁施工一结束,又在其上布设水平位移观测点。监测工作自1995年6月 2日开始,到地下室底板浇筑完成结束。监测结果表明,第一层帽梁水平位移不到1cm,第二层贴梁位移约为1cm。

由于整个施工过程进行了监测,及时获得有关观测数据,对整个变形情况有了较准确的了解,在支护结构施工和基坑挖土过程中,对施工进行了合理的安排,对挖土速度进行了有效的控制,使整个施工过程得以顺利进行。

(2)工程造价

基坑支护工程总造价为492万元,不包括挖土费用,按围护围长219.4m计算,每延米造价约22425 元,在相同深度基坑中属较经济的。

(3)工程进度、工期

合同工期定于1995年2月23日开工,6月23日完工。施工期间,因工程量的增加和恶劣天气(台风、暴雨)的影响,工期顺延42天,至8月4日完工,实际完工工期为7月27日。期间挖土施工自6月2日开始至7月27日结束,工期 56天。

2.11.5 体会和建议

(1)支护结构第一道支撑梁采用环形中空支撑形式,结构新颖,运行安全可靠,并且大大方便了基坑挖土及后续地下室施工。施工结果表明,该道支撑结构强度偏高,实际上可适当减小,降低工程费用。

(2)在施工过程中将原设计第二道双环形钢筋混凝土梁改为钢管角撑加钢筋混凝土对撑相结合的结构形式。大大加快了挖土施工的进度,省去了许多的施工环节,节约了人力、物力,费用经济。施工结果证明,钢管支撑结构运行安全,地下室施工方便。

(3)天气情况对深基坑施工至关重要,因此,在天气情况良好时应尽量加紧施工。同时要及时降排水。