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商厦一期基坑预制排桩拉锚支护

317 2021-12-24 09:19:56

3.1.1 工程概况

华联商厦一期工程是80年代宁波市第一座高层建筑物,位于闹市中心,东近江厦街,西接东渡路,南邻工业品展销大楼,北靠邮电大楼,沿东渡路一侧有高度约12m的10.5kV高压线,周围地下有11根电缆管线,周边情况复杂,场地狭窄,详见图 3.1 1.

主体工程分为二部分,由主楼、裙房组成,南北总长96.1m,东西宽 45.5m,21层主楼高87.1m,框简结构,下设地下室一层;5层裙房,高 31.5m,框架结构;总建筑面积29596m²。工程桩采用C40钢筋混凝土预制桩。主楼有519根桩,截面为 500mm×500mm,长 47m,裙房有53根桩,支承钢筋混凝土承台,桩截面450mm×450mm,长 3m。

基坑根据地下室设计和开挖深度,分二个区域。主楼深挖至-6.9m,自然地坪标高为一0.90m,实际挖深6.0m,形状为50.45m ×36.15m 的矩形基坑。裙房的承台底面 标高 为-3.250m,因此主楼采用深基坑支护系统,裙房采用放坡开挖。

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邻周建筑物相距咫尺,南北两边分别与8 层工业展销楼和9层交邮大楼相邻,并且相距分别只有5m和 7m。根据本工程的特点和当时宁波市的施工条件,对此工程的深基坑支护措施拟定4种方案∶

1)放坡开挖加轻型井点降水∶鉴于该工程距离道路、建筑物都很近,经计算如采用放坡的话,开挖的上缘均已与路基和基础重叠,而且如采用井点降水,有可能影响四周设施的正常使用,显然是不现实的。

2)钢板桩支护∶此方案在一般工程中安全可靠,且工艺简单,施工速度快。但因当时只能租借到12m 长的钢板桩,经计算论证,这个长度难以保护支护安全。

3)地下连续墙支护;地下连续墙可在一定范围内任意插深,且结构刚度好,各项指标均能保证,但限于作业面积小,造价高,且因深基地下有旧城及古河道遗址,施工有难度。

4)钢筋混凝土预制桩支护;采用悬臂桩与拉锚桩相结合的方案。在能设置拉锚的东面设钢筋拉锚,在场地狭小的西、南、北三面采用悬臂钢筋混凝土桩支护。

经过多次论证,最后决定采用钢筋混凝土预制桩拉锚与悬臂相结合方案。

(3)围护设计计算

本工程围护设计按等值梁方法计算悬臂桩和拉锚围护桩,考虑基坑附近可能堆放砂石等材料以及相邻建筑物的影响。取地面荷载 20kN/m²,土压力按朗肯土压力理论计算。考虑主楼中央承台底标高为一6.870m,底板面标高为-5.020m,制定二次开挖方案。第一次开挖到底板底,在围护桩四周马上铺垫块石垫层,浇捣钢筋混凝土网垫层,而后人工交替开挖承台,使支护桩的挡土高度为4.5m,而不是6.8m。经计算,拉锚围护桩长为 12m,悬臂桩长 15.5m,采用C40 高强度混凝土预制桩,断面采用为500mm×500m、450mm×450mm 和300mm×500mm 三种。围护桩均在预制厂制作,给现场施工带来方便。围护平面见图3.1-2。

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3.1.3 围护施工

本围护于1986年11月开始打桩施工。打桩结束后浇捣环梁,开挖明沟,设集水井,同时布设东面的拉锚和 15组锚定;此段的钢筋混凝土桩长为 12m。在正北面和裙房基础相交部分,采用放坡,而后用素混凝土回填;在西、南二面设置了长15.5m的钢筋混凝土预制悬臂桩,支护桩入土后将所有桩顶主筋剥离出一段后锚入 400mm×1500mm 钢筋混凝土现浇环梁中,在环梁四角设置好劲性角撑支座,并在环梁中沿水平方向每隔 2.5m 设置预埋铁件,以备应急措施。

在基坑支护工作完成后即进行土方施工。第一次先用机械全部挖至底板底标高处,也就是支护桩的设计挡土深度一5.020m 处,待人工清理余土后在支护桩四周边铺垫碎石垫层,立即浇捣C20钢筋混凝土网片垫层150mm 厚,组织有效的表层排水。第二次土方机械挖土采用流水作业,交错跳挖独立承台的土方,用事先预制的混凝土胎模作侧壁模,承台网筋及柱筋也事先在地面上绑扎成形。待四周的混凝土承台均浇捣完毕后,再开挖中间群桩承台。此时已不用担心周围土方支护问题,因外围已成为一个整体,确保了第二次开挖群桩承台的安全。

3.1.4 围护施工结果

该基坑当时在宁波是最深的,整个地下室施工仅用了98天时间,包括完成土方9500m³。

(1)变形监测情况

施工单位对环梁进行水平位移监测,由于基坑四周钢筋混凝土网片垫层做得及时,到地下室顶板浇捣完后,水平位移情况较好,符合规范设计要求。(2)工程造价

本围护结构工程造价为 20万元(1987年物价),按围护周长178m计算,每延米遣价约为1200元。

体会和建议

(1)支护工程设计应根据基坑周围的环境,因地制宜,采用相应的支护形式,可以有效地减少工程造价,既便于施工又利于安全。

(2)当深基坑中央承台比四周底板深时,可先大面积挖土到底板底,在基坑四周先浇捣钢筋混凝土网片垫层,然后再挖承台土方,从而可减小围护结构设计深度和支护桩桩长,降低支护费用。

(3)支护桩配筋,应根据受力情况进行优化配筋,降低造价。

(4)深基坑土方开挖,应在施工单位、设计单位、建设单位共同配合,共同管理下按设计方案实施,以保证围护的安全,而且要有必备的监测体系和应急措施。

(5)根据地质水文资料以及天气情况,地下室土方开挖及混凝土浇捣尽量避免在阴雨天进行,合理控制进度计划,采取合适的排水措施。