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商城基坑双排钻孔灌注桩与双排沉管灌注桩单层内支撑支护

277 2021-12-23 09:04:19

2.4.1 工程概况

城隍庙西侧商城位于宁波市老城隍庙西侧解放南路与药行街相交的交通要道口,地处闹市,东侧紧邻的老城隍庙是浙江省重点文物保护单位,邻近地下管线复杂。因此,该工程基坑开挖时,对边沿位移和变形有严格要求。

主体工程是一座仿明清的四层楼阁式建筑。柱网7.20m×7.20m;,全框架现浇结构,地下室一层,面积约3200m²,工程桩为426沉管灌注桩,基坑南北长 70m,东西宽30~50m,近似一梯形,实际开挖深度为6.05m和5.60m,平面情况详见图2.4-1。

2.4.2 围护设计

(1)工程地质情况

本工程系在旧城上拆迁建造,旧城建筑年代悠久,杂填土情况复杂。经勘探与基坑开挖和变形有关的地质情况如表 2.4-1。

除杂填层有渗漏可能,其余土层的渗透系数很小,地下水位受大气降水影响,水质对混凝土无侵蚀性。

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(2)围护设计思路

根据本工程基坑南北长 70m,东西宽 30~50m,平面近似梯形的特征,西北角和西南角布置两段圆弧形围护桩和水平拱隔,其圆心角分别为 87°和 90°,圆弧半径分别为25.4m 和16.9m,东北和东南角采用角撑,其余部位采用对撑。

该工程基础桩采用沉管灌注桩。为了保护城皇庙不受挤土影响,东边围护桩用双排φ600钻孔灌注桩,南边采用单排 φ800钻孔灌注桩,西北两边采用双排 426沉管灌注桩作围护桩,顶上设盖梁,并设钢筋混凝土角撑和水平支撑。为了减轻支撑自重,对撑采用工字型截面。

(3)围护设计计算

本工程围护,按单支撑板桩计算方法及有关国家规范进行。地面堆载取 20kN/m²2。

土压力按朗金土压力理论分层计算,采用水土合算方法。土层的力学参数 g,c值均按固结快剪峰值选用。

计算结果,围护桩的最大弯矩为266kNm/m,需要桩长为15.4m;东边采用双排φ600钻孔灌注桩,混凝土强度为C30,桩身主筋沿周边均匀配置8史16,箍筋配48@256,另加强箍φ14 @200。临坑排桩距为 800mm,后排间距为 1600mm,桩长选用17.0m,进入2~3层1.0m;南边单排钻孔灌注桩为盛800@1000,混凝土强度为C30,主筋10中18,桩长也用17.0m;西、北二边采用双排 φ426沉管灌注桩,混凝土强度为C25,主筋6史 16,临坑面桩间距550mm。后排间距900mm,桩长16m,进入2~3层1.0m。

计算盖梁承受载荷为71.5kN/m,盖梁截面为矩形 1400mm ×600mm 和1600mm×600mm 二种,对称配筋,主筋分别为 2×5虫22和2×6史 22。三道对撑为工字截面,翼板宽600mm,高200mm,腹板高1000mm,宽 200mm。对撑下有四根M26支承桩作为竖向支柱。

2.4.3 围护施工

本工程围护设计的会审是在围护桩已经施工完毕后进行。鉴于城隍庙东侧商城在基坑开挖过程中发生大般东山墙脱棒开裂现象,专家会审组对本工程设计和施工进行了二次重点研讨,提出了改正意见和加强补救措施。按会审意见,在靠近大殿位置处布置 30根锚杆,设计每根承拉力为100kN,在围护外侧布置 10个深层土体位移观察孔。

1994年10月初,围护结构混凝土达到设计强度70%时,基坑开始挖掘。10月24日挖土机作业时撞击支承桩,对撑 L,被震动局部变形,节点局部损伤,当时正值锚杆开始注浆。10月28 日挖土机停在L2的南侧,垂直挖掘北部土体时,土体呈现陡坡状,发生滑动,骤然增加对撑的压力,造成对撑L横向折断。经对I2加固后,挖土继续进行,直至完成了土体开挖及基础浇筑任务。在开挖过程中,对 10个测斜孔及盖梁随时进行观测。在对撑没有被震动或破坏时,其变形很小;当开挖到测斜孔附近时,土体变形才有所反映。观测结果表明,本工程开挖过程中,没有发生东侧工程那样大的深层土体位移,靠近城隍庙外墙的2、3号孔测得的土体最大位移值为42.5mm,发生在离地面5m 处;详见表2.4-2和图2.4-2。

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2.4.4 体会及建议

(1)深基坑支护是深基础施工必须的临时结构,它的使用时间短暂,其设计是否合理对支护的施工造价和对周围环境的影响紧密相关。由于地基土质、周围环境的不定性,如何选择经济、安全、施工进度快的合理方案,是每个设计者必须意识到的问题。

(2)基坑支护设计与地质、水文地质条件密切相关;地基土参数的试验方法、取值、地下水的影响等往往是确定支护结构设计的重要因素;工程桩的桩型和施工方法以及排水措施,对支护设计也有重大影响。

(3)基坑支护作为临时结构,其受力的不确定因素很多,其设计理论尚在逐步完善之中。为了保证既经济又能实现安全施工,在整个设计施工过程应采用"动态设计,信息施工技术法"。在基坑开挖与支护的施工过程中,及时掌握可能引起支护局部或整体破坏的先兆,并及时修改设计,指导施工以便采用得当的施工顺序和措施,以弥补设计的不足。因此,设计、施工、监理和监测单位应密切配合,实现设计——施工——监测与反馈常规化。

(4)为了保证支撑的正常工作,应注意在挖土过程中保护好支撑系统,坑内挖土应按设计要求,分层均匀进行,不能在坑内进行一次性的陡坡挖土,这样会使坑内土体失稳造成支护结构受伤,导致围护结构失稳,甚至危及工程桩的安全。

(5)待基坑挖至设计标高,在围护桩趾脚处应及时浇筑毛石混凝土垫层,对围护桩的及时稳定极为有利。