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中山城基坑单排钻孔灌注桩单层内支撑支护

290 2021-12-22 14:16:10

工程概况

宁波市中山城(中山路 5号楼)位于中山路与开明街交汇处的东北侧,主要由 18层办公楼、4层商场及其他辅助用房组成。主楼高83.7m,框剪结构;商场高19m,框架结构。设计士0.00相当于黄海高程4.63m,自然地面相对标高一0.19m。一层地下室呈方形,长宽各约60m,工程桩均为预制桩。基坑内各部分垫层底的相对标高如下∶裙房底板一6.Om

主楼底板一8.25m

裙房承台

除个别承台为一8.25m 外,余皆为一7.5m,地基梁同深电梯井-9.8m

中山城施工场地狭窄,四周环境较为复杂,基坑南临中山东路,西为开明街,东面紧邻美乐门商城,北侧有2 层临时工房,工房后为 2层居民用房。中山路和开明街均为宁波市内主要通道,车流量大,人行道旁下面有地下管线。

2.1.2 工程地质条件

本工程地质条件属宁波市区一般地质情况,与基坑开挖有关的土层分布和土的力学指标如表2。1-1。

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2.1.4 围护施工与基坑开挖

支护结构的施工顺序是先打好四周的灌注桩和角撑立柱,然后同时浇筑盖梁和角撑。据观察盖梁和角撑的施工质量较好,灌注桩工程质量一般。在浇筑盖梁前经检查,有相当数量的钢筋笼未按设计要求的受力方向设置。

基坑于1995 年7月1 日开挖。10月7日开挖工作全部结束,挖土顺序未做到按设计要求,即分层由中间向四周开挖,而是由东向西逐段开挖,一挖到底。每一段挖至要求深度后均及时作好垫层。在开挖过程中,用挖土机械进行的大面积开挖深度为-6.0m,地基梁、承台及主楼底板和电梯井等处均用人工局部开挖到预定深度。电梯井基坑按设计要求放坡,其余基坑均以砖模护壁。由于坑内作业时间较长,在地基梁外侧砖模至围护桩之间以毛石混凝土充填。1995年10月15日到10月19日,地基梁、承台及底板一次连续浇筑完成。全部底板浇完后,其与围护桩之间的空间及时回填,并在上部浇筑厚0.4m 的毛石混凝土板带,与整个底板的顶面齐平,使拆除角撑时围护桩的悬臂长度减至 3.9m。全部角撑在 11月初以爆破法拆除,至此完成了基坑支护任务。

在基坑施工期间,未出现明显的地下水渗入、土的挤出和影响施工的其他问题。

2.1.5 位移及变形(1)角撑节点处的垂直位移

所有角撑节点下的立柱普遍向上位移5~30mm,平均位移量为16.1mm。

(2)基坑四周建筑物沉降

观测点设于临时房或围墙的墙上。平均沉降量南侧为20mm,东侧为8.7mm,西侧为5mm,北侧达71mm。

(3)盖梁的侧向位移

沿盖梁设置性了23个观测点。基坑西部由于塔吊影响通视,实际上未观测。其余三侧盖梁水平位移量均很小,南北两侧最大位移量为12~13mm,东侧的北端为负位移,即向坑外方向偏移。

(4)深层土体位移

在基坑北、南、西三侧共设立5个测斜孔,东侧美乐门大楼为桩基,且有地下室,土体不会有大的位移,故未设谢测斜孔。西侧的4号孔在施工中遭破坏无观测结果。各孔水平位移随深度变化曲线形状相似,仅以2号和3号的观测结果作为示例。各孔最大位移多位于 8m 深度附近,即坑底下不深处,各孔最大水平位移数值介于58.82~100.64mm,以2号孔的位移最大。详见图2.1-2。

(5)结构的变形1)盖梁与灌注桩的变形

测斜孔距盖梁很近,由测斜孔测得的土体位移随深度变化的曲线可反映灌注桩的挠曲变形。由于桩向坑内的挠曲变形,引起地面和盖梁下沉。与此相对照,角撑和其下的立柱则上移,致使盖梁与角撑在连接处产生差异沉降。除此以外,盖梁本身未发现任何有害变形。在基坑尚未浇底板时,北侧临时工房前曾一度由于堆放数量较多的钢筋,观测资料显示地面有较大沉降,使邻近的结构变形增大,在移去这批钢筋后,沉降即趋于稳定。

2)角撑的变形

角撑受压杆未出现压性破坏变形,有8根非受压的联系杆件与盖梁连接处有细微的纵向裂缝,最大宽达1~2mm,上宽下窄。

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这些裂缝显然是由于盖梁与角撑之间差异沉降引起的张性裂缝。

支护工程中围护结构造价240万元,监测费用4.5万元。2.1.6 认识与探讨

(1)中山城基坑的支护设计与施工是成功的,未发生影响施工和周围环境的问题。在宁波市相似深度和平面尺寸的基坑,采用灌注桩和单层内撑支护结构是一种可供选择的措施。

(2)在宁波渗透性很低的土层中,在不存在渗透性较大的夹砂层时,若桩的净间距有10cm左右,不作防渗帷幕,并不会引起大量的渗水和挤土阿题。

(3)开挖会引起基坑底部土体回弹变形,从而带动立柱和角撑上升,按摩擦桩设计立柱时,不必采用大的安全系数。

(4)如果灌注桩施工管理无法保证钢筋笼按设计要求配置,那么设计时宜按桩周均匀配筋,以保证每根桩均能发挥预定的效能。

(5)施工中北侧土压力较大,引起北侧地面沉降较大,美乐门一侧的盖梁向坑外推移。引起北侧土压力较大的原因可能来自三个方面;预制的工程桩由南向北施工,使北部的地基土受挤压严重;距坑边不远有二层临时工房,其后尚有民房,基坑开挖后,地面又一度堆放较多的钢筋,地面荷载超过了设计的预定值;主楼及电梯井基坑较深,距北侧较近。

(6)基坑支护属临时措施,节省费用是设计应予重视的原则。在这方面设计深度的合理确定是关键因素。当基坑内部深度不一,设计深度可按围护桩近旁主要地段的开挖深度确定,但应注意采取以下措施;

1)大面积的开挖止于设计深度,不要形成超挖再回填的局面。

2)所有比设计深度深的基坑用人工开挖,并及时砌以砖墙护壁或采取其他简便支护措施。

3)与面积较大且较深的基坑相对的围护桩,若其间的距离不远,需予以适当补强。

(7)预制的工程桩打入时引起挤土是客观存在的现象。对于预制工程桩过密的基坑,宜选择有助于释放土的压力的桩型。如钻孔灌注桩、水泥搅拌桩或适当增强支护结构的强度。

(8)采用单层刚性支撑,地面及支撑结构的水平位移量较小,但在坑底附近深度处桩的挠曲变形较大,从而使地面在一定范围内有较明显的沉降,并引起盖梁与角撑在连接处的差异沉降。当基坑近旁有对沉降敏感的建筑物时,这是不可忽视的因素。角撑与盖梁连接处的杆件宜适当增加构造筋。

(9)地表和深部位移监测是必要的,从观测资料中可以发现问题,并指导施工和总结有益的经验。