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基坑组合型支护(内支撑、拉锚、水泥搅拌桩和叠袋或放坡)

344 2021-12-27 11:05:29

4.1.1 工程概况

天宁大厦位于宁波市中山西路鼓楼大厦斜对面,西侧距法院巷 6m,北面为看守所和民房,南距中山西路12m,有较多地下管线,东面是正在施工的住宅,场地较狭窄。详见图4.1-1。

大厦主楼为28层框筒结构,位于场地西北部,高108.3m,裙楼为6层框架结构,总建筑面积5万m²,地下室一层,建筑面积5300m²。主楼工程桩为血l000钻孔灌注桩,裙楼工程桩采用400 薄壁预应力管桩。场地自然地面标高一0.80m,主楼承台底标高一8.10m和一7.55m,挖土深度7.3m和6.75m;裙楼承台底标高一5.35m,挖土深4.55m。整个基坑呈不规则的L 形、围护长483rm

4.1.2 菌护方案选择

(1)工程地质情况

据浙江省综合勘察研究院提供资料,场地土层从上到下依次

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(2)围护方案选择

根据工程地质特点、基坑挖土深度和施工场地条件,本着安全和经济合理原则,曾考虑了以下几种支护方案∶1)钢筋混凝土预制桩加钢管支撑方案;2)φ600钻孔灌注桩加钢管支撑方案;3)钢板桩加拉锚方案;4)自立式水泥搅拌桩方案;

5)φ426沉管灌注桩加钢支撑或拉锚方案。对以上方案进行了反复的技术经济比较,最后确定∶1)在基坑挖土深度较浅(4.55m)、宽度较大而施工场地较宽裕地段采用沉管灌注桩加拉锚方案(基坑东、南侧);

2)挖土深度较浅,宽度较小地段采用沉管灌注桩加钢管支撑方案(基坑东北侧);

3)在靠近法院巷和看守所挖土深度较大地段采用水泥搅拌桩和钻孔灌注桩加钢管或钢筋混凝土角撑及中心岛对撑方案(基坑北、西侧);

4)挖土深度2.2m处,采用放坡或叠袋支护方案。

这样,本工程围护成为多种结构形式组成的组合式支护。具有因地制宜、造价较低、施工方便等特点。围护平面见图4.1-2。

4.1.3 支护设计

各土层的c、φ值均取固结快剪峰值,并按《宁波市区软土地基设计与施工建议》对淤泥质土的φ值进行修正。土压力采用朗肯公式计算,地面超载取15kN/m²。计算按现行规范进行,结果如下∶

(1)基坑西北侧采用600@700钻孔灌注桩,长19.5m(包括送桩 2m),其盖梁截面为1200mm×600mm,混凝土 C20,总长54m,在转角处设4道角撑;其中2道钢筋混凝土支撑,截面500mm×500mm,2道钢管撑11φ609。南北向设2道 116609钢管对撑,其南端支承于裙楼地下室底板的钢筋混凝土牛腿上,见图4.1-2中的8。

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(2)在基坑西侧和北侧局部地段采用水泥搅拌桩自立式挡墙,其厚度分别为3.0m,4.0m 和 6.0m,总延长 105m,局部顶面用C20、厚 600mm钢筋混凝土压顶。

(3)基坑东北角设计成桩长 9m(深11m)φ426 沉管灌注桩,盖梁1000mm×500mm,C20,总延长 81m。在2个转角处各设2 道426×8和φ609×11钢管支撑,并设3道东西向 φ609×11钢管对撑(见图4.1-2)。

(4)在基坑南侧和东南侧,因场地容许拉锚,设计成 φ426,桩长 9m(局部12m)沉管灌注桩加拉锚,锚定采用C15、高2m 宽1.5m 通长现浇钢筋混凝土;锚杆采用4割25,每隔3.8m设一道,长 10m,锚固长度1.5m,盖梁为 C20,1000mm×500mm钢筋混凝土,总长243m。

上述支护结构剖面图见图 4.1-3。

4.1.4 支护施工与主要技术措施

(1)施工步骤

1)先施工水泥搅拌桩与沉管灌注桩,后施工钻孔灌注桩;2)基坑大面积卸土 1m,外围卸土 2m,接着施工钢筋混凝土盖梁和支撑;养护至一定强度后,开始基坑挖土。

3)挖土顺序∶先东北角基坑,后基坑南部;待南部基础底板及牛腿施工完成,并安装二道南北向钢管对撑后,再加深挖西北角基坑;挖土完成后马上施工混凝土垫层,加强坑底土体的稳定性,保证水泥搅拌桩和钻孔灌注桩等支护工程的安全。

(2)主要技术措施

1)为确保水泥搅拌桩的安全,挖土机反铲离开搅拌桩1m 以上,在搅拌桩边留约1.5m 高的三角土体,维护支护结构的稳定,以后再用人工挖清。

2)本工程场地地表水丰富,沿基坑外侧四周挖深宽各 400mm 排水沟;每隔 20m 设500mm×500mm、深1000mm 集水井,排除地表水。基坑内沿砖胎模内侧挖深 200mm、宽300mm 明沟,每隔20m 设深1m 集水井,用泵抽出井内积水。

3)在基坑开挖和地下室施工过程中,对支护结构和周围建筑物进行跟踪监测,随时掌握变形、位移情况。在西北角靠看守所一侧,为防止建筑物和围墙裂缝,发生意外,还准备了足够的草包,以备应急使用。

4.1.5 支护施工结果

本支护工程内部支撑少,挖土机可直接进入基坑内挖运土方,施工较方便。施工总历时4个半月,其中支护结构施工1个半月;挖土在支护结构施工开始一部分后,就进场开工,前后共用4个月时间,挖填土方共3.66万m²。

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对围护结构和周围土体及邻周建筑监测表明,西侧水泥搅拌桩离基坑边 4m 处出现2条宽4~5cm 通长裂缝。西北角看守所围墙从顶到底出现2条约1.5cm 宽斜裂缝。北侧挖土最深处的钢筋混凝土盖梁位移约4cm,土体最大沉降约3.5cm。东南及南侧沉管灌注桩加拉锚及钢管支撑部位,因带形锚定整体性好。基础底板施工及时,盖梁位移最大仅 2cm,地面沉降最大 2cm,靠盖梁土体局部出现 2~3cm 裂缝。部分临时房产生宽约1cm 斜裂缝。工程桩位移在规范容许范围内,这表明,本支护工程的设计和施工基本成功。

本工程总造价603万元,其中围护造价 438万元,折合每延米造价9062元,其他费用约20 万元,与其他同类深基坑比较,基本是经济合理的。

4.1.6 体会与建议

(1)本工程利用主楼与裙楼挖土深度 2m 多的高差,实行先裙楼后主楼的挖土顺序,在裙楼完成底板和牛腿施工后,再安装 2道南北向钢管支撑,支撑住北侧钻孔灌注桩,即俗称中心岛支护方法,实践证明是成功的。它解决了大宽度基坑内支撑困难的问题。

(2)水泥搅拌桩作为自立式围护结构,其整体性、刚度和防水性能均较好,造价较低,在无法进行拉锚或内支撑的软土基坑使用,效果较好,本工程采用也是成功的。但施工时对周围土体有一定挤压。

(3)本工程的实践证明,在施工现场条件和经济条件受到限制时,根据现场实际情况,灵活运用多种型式并存的组合式支护是经济合理的。它为土方开挖、地下室施工提供了有利的操作空间,且能节约支护工程造价,加快施工进度,在类似的基坑开挖施工中,值得推广。