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基坑组合型支护(放坡、叠袋式挡墙和木排桩)

441 2021-12-27 16:18:19

4.5.1 工程概况

望湖市场二期工程,位于宁波市长春路北侧,西至三支街南口,东至望湖市场一期工程,座落于原望湖市场旧址上,该区域系 80年代旧河道填筑场地,为适应商品经济发展需要,拆旧建新,建造12层综合楼一幢(A楼)和7层建筑二幢(B楼)。该工程占地面积较大,地势开阔,除北面局部离刚落成的7层住宅群较近,南面紧临长春路人行道外,其余工面离现有建筑物均有一定距离。

本工程主体结构分为二个部分,A楼为12层框剪结构,高42m,设一层地下室,其承台底标高为裙房--4.05m,主楼一7.70m,实际开挖深度分别为1.85m与5.50m;B楼为二幢带裙房的7层建筑,高 26m,设一层地下室,其承台底标高为裙房一4.05m,主楼一8.05m,实际开挖深度分别为1.8m与5.85m;主体工程采用45cm×45cm 预制混凝土静压桩,桩长 48m,具体环境情况详见图4.5-1,其中,自然地坪标高一2.20m。

4.5.2 围护设计

(1)工程地质概况

经勘探,本工程场地表层主要以杂填土夹少量粘土为主,平均厚度 3m,呈松散~稍密状,系原河道填筑材料,土性变异较大;其下土层分层情况及有关土体技术参数详见表 4.5-1。场地内地下水主要存在于杂填土层之内,对混凝土无侵蚀性。

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(2)围护设计思路

根据本场地开阔,离周围建筑物相对较远(马路人行道一侧除外);基坑开挖深度总体星呈台阶式加深的特点。围护设计采用以自然放坡、适当卸荷与叠袋式重力挡墙为主的围护体系,其中 A 楼局部采用单排φ700 混凝土钻孔灌注桩挡土。B楼沿马路一侧根据开挖浅,施工场地狭的特点,采用可回收的木桩加临时斜撑。上述围护方案总体较为经济,开挖现场及主体结构施工因无水平支撑存在而显得较为方便。

(3)围护设计计算

1)土压力计算∶土压力按朗金土压力理论进行分层计算,土体的力学参数φ、c值均按固结快剪峰值选用,淤质粘土部分采用水土合算,土体重度按饱和重度选用。杂填土部分考虑采用表面排水施工措施,土压力计算中不考虑地下水的作用,地面堆载取10kN/m²。

2)桩墙设计∶本工程桩墙设计参照《上海市深基础施工指南》中的有关条款,按等值梁法进行计算。因 A 楼靠长春路一侧挖深有5.75m,若完全按悬壁桩进行计算,不但桩身承受的弯矩较大,而且由水平荷载引起的位移也无法控制;因此在设计中考虑,将混凝土垫层作为弹性嵌固水平支点,施工时在垫层未浇注之前,加设几根临时钢管支撑(以后可拆除)。桩身配筋按挡墙施工阶段(有临时支撑)与正常工作阶段(拆除临时支撑)二种情况分别进行计算。为平衡内力,避免工程桩因承受水平推力而产生位移,基坑北侧也采用了混凝土钻孔灌注桩挡墙(详见图 4.5-1)。该侧因相对挖深较浅,按纯悬臂桩进行设计。

3)叠袋式挡墙设计∶按重力式挡墙的有关计算公式分别进行抗倾、抗滑及整体稳定计算;为提高挡墙抗滑能力及地基承载力,根据不同的开挖深度在挡墙下设置了适量的短木桩,具体做法详见图 4.5-1,由子目前尚缺乏墙底木桩对墙身抗滑能力影响程度的确切资料,本设计中根据经验按下列二式分别进行计算∶

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4.5.3 围护施工

本围护设计于1994年12月12日经宁波市城乡建委专家组会审通过,12月15 日开始B楼围护施工。挖土顺序遵循先浅后深,逐段进行的原则;杂填土排水采用设置临时集水坑的方式进行,12月18日当B-B挡墙施工至临时住宅一侧时,因原设计卸荷1.55m,按放坡处理,致使实际挖深加深,加上挖土方式不当,发生滑坡现象,挡墙无法施工,遂回土停工。1995年1月10日重新研究挖土方案,继续施工,挡墙顺利完成。春节后,坑内挖土全面展开,至2月10日基础承台,底板施工顺利完成。鉴于B楼的施工经验及对工程的进度要求,建设、施工单位对 A 楼围护方案作了适当调整,将原钻孔灌注桩围护均改为叠袋式挡墙。A 楼围护于1995年3月1日开工,5月1日全面完成基础施工,基本未发现土体滑坡现象。

4.5.4 围护施工结果

本工程围护施工,除 B楼挡墙施工时发生局部土体滑移外,总体较为顺利。挖深 4m 的重力式挡墙墙身稳定,未发现有大的变形及墙后土体开裂现象,c-c 剖面木桩挡墙实际施工中也未如设临时支撑,悬臂稳定,与设计计算情况稍有不符,估计与计算参数值及场地内存在稳定的旧河岸堤坝有关。在本工程中,叠袋式简易挡墙最高已达5.75m,挖土完成后,墙后土体在离挡墙 8~9m 处产生一道裂缝,墙体位移稍见增大,但仍能保持稳定,对周围建筑物也未产生影响。

4.5.5 体会及建议

本工程原设计在A楼挖土深度5.5m 地段采用钻孔灌注桩加钢管竖向支撑。在 B楼基坑支护施工过程中发现该场地杂填土和旧河岸土质较好,因此将原设计灌注桩支护改为叠袋式挡墙支护,取得成功。这一工程实践告诉我们,在场地条件允许的情况下,采用自然放坡及叠袋式简易挡墙结构,不但节约造价,而且施工方便,施工进度较快,但应注意以下几个方面的问题;

(1)开挖深度不宜超过 4m,过高的叠袋式简易挡墙,除基坑开挖后,可能产生较大的变形外,在挡墙施工过程中也极易发生土体滑坡现象,使得挡墙本身也无法实施。

(2)该方案较适宜于杂填土层较厚的场地,因为较厚的杂填土不但有利于减少主动压力值,而且也较有利于挡墙施工与墙后排水。

(3)选择适当的挖土方式、顺序。挖土方式对叠袋式简易挡墙的成功与否至关重要。同样的场地,同样的开挖深度,因开挖方式、顺序的不同,可能产生截然不同的结果,本工程在挡墙施工中,开始时因经验不足,按单面放坡法施工,一度受阻,而最终按挖壕沟法施工取得成功。但应注意,采用该法施工时对施工人员的安全存在一定的风险性。因此应制定周密的施工组织设计,最好请有一定施工经验的施工队伍施工。基坑内土体开挖应遵循机械与人工开挖相结合的原则进行,不要因抢进度而无组织地乱挖,尽量保持坑内原状土不受扰动。承台加深部分宜采用砖模逐个开挖,有条件时,可逐个浇注承台混凝土,以利于挡墙稳定。

(4)在工期许可的情况下,尽量延长挡墙施工后与基坑开挖的时间间隔,以利于墙后土体的密实及固结。

(5)合理组织运土程序,基坑开挖后的弃土绝不能堆于墙后,应及时清运。