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商城基坑悬臂式双排钻孔灌注桩加水泥搅拌桩支护

327 2021-12-22 10:58:56

工程概况

亚细亚商城位于药行街以南,开明街以东,地处宁波市商业中心,药行街是市区主要商业大道,周围管线较多,且周围旧建筑物距建筑场地较近,因此周边情况复杂,围护结构侧向变形要求较高。

主体工程分为二部分;由多层商场(A 区)和写字楼(B区)组成。A区地面以上七层,地下一层框架结构;B区地面以上十层,地下结构一层,总建筑面积约7万m²。柱网尺寸为8m×8m,单柱最大轴力A 区为7000kN,B区为10000kN,工程桩采用450mm ×450mm 的预制桩。

基坑按主体结构形状,分为 A 区和B区,平面尺寸约为130m ×125m,A区开挖深度为6.5m,B区开挖深度为 6.0m,本基坑属于中等开挖深度的大面积基坑。

围护设计

(1)工程地质情况

场地地貌属于宁波滨海淤积平原。根据工程地质勘察报告,基坑开挖范围内各土层自上而下描述如下∶

杂层;杂填土,主要由块石、碎石、碎砖瓦砾及粘性土等组成,成份复杂,结构松散,全址分布;平均厚度 2.14m;层厚变帽1.10~2.80m。

1层;灰黄一灰色粘土,可塑状态,中高压缩性土,由上而下土层渐变灰变差,平均厚度1.43m,层厚变幅0.5~2.00m。

2 层;灰色淤质粉质粘土一淤质粘土,流塑状态,高压缩性土,全址分布,向南土层变厚,平均厚度11.77m,层厚变幅10.40~14.50m。

3层∶青灰色粘质粉土,软塑状态,局部夹粉砂薄层,向南逐渐尖灭,平均厚度 2.23m,层厚变幅0.70~3.40m。

4 层∶灰色粘土,软塑状态,高压缩性土,全址分布,西厚东薄,平均厚度3.09m,层厚变幅0.90~11.00m。

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本场地分布的地下水主要为孔隙潜水,对混凝土无侵蚀性,水位埋深在1.2m左右,主要受大气降水影响,其中杂填土富水性,透水性较好,第1和第2层灰色粘土和淤质粘土渗透系数约为1.0×10-'cm/s左右,因此透水性较小,但第2层淤质粘土粉土局部夹微薄粉砂层。

(2)围护设计思路

本工程场地土性差,开挖深度中等,基坑面积大,采用支撑式围护结构显然不合适,拉锚系统场地条件又不允许;鉴于场地位于宁波市商业中心,为确保基坑安全,从方便施工,节约造价出发,围护结构采用钻孔灌注桩和水泥搅拌桩联合使用的自立式挡土墙为主,局部角撑的方案。同时根据主体结构后浇带情况和基坑开挖深度,贯彻大基坑,小开挖原则,将整个基坑分为4个小区块,基坑开挖深度主要为6.5m(I区)和6.0m(Ⅱ、M、Ⅳ区),详见图1.8-1。

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围护结构采用双排60 钻孔桩,中间与5排水泥搅拌桩联合使用,靠近基坑内排 φ600钻孔灌注桩间距 1000mm,外排闻距4000mm,坑内被动区分段间隔布置长宽各3.2m 的5排水泥搅拌桩,作为被动区土体加固墩,旨在提高被动区土压力系数,减小围护结构的侧向变形,确保周围管线和临近建筑物安全。

(3)围护结构设计计算

本工程围护设计按照地基基础设计规范、混凝土结构设计规范等进行。土压力按朗金土压力理论分层进行计算,土的力学性质参数c、φ取固结快剪峰值的0.9倍,钻孔桩和水泥搅拌桩力学模型如图1.8-2所示,计算得桩的最大弯矩为160kN·m。为节约造价,桩身配筋为6虫 25+4史16,同时根据桩身弯矩包络图,桩底部钢筋适当减小。

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围护施工

根据本围护系统设计要求和水泥搅拌桩,钻孔灌注性的不同性能,对施工操作和管理提出了较高要求,主要有以下几点;确定密的施工顺字,保证水泥搅拌桩在各种情况下24小时连续施工。由于水泥搅挫性凝固时间较短,钻孔灌注主施工与水泥搅拌桩施工的间除时间不得超过7天。一般每个施工组用一台水泥搅拌桩机配备两台钻孔注桩机,钻孔溜注性用跳打法施工。

(2)为保证水泥搅拌主顺利施工和保护机具叶片。在施工前。

在围护桩区域控沟,情理障碍物。

(3)由于水泥搅拌桩相邻进体互相措接,故相邻性体施工间隙不得超过6小时。

(4为搞好施工现场文明施工,钻孔注进施工时,在位上挖一条宽1m,深]1.5~1.8m的泥浆排放沟,引至场地内设的大泥浆池统一排放。

1.8.4 围护施工及监测结果

在施工单位认真施工和建设单位精心管理下,围护结构从1994年10月起历经3个月施工完毕。1995年1月开始基坑开挖,至6月底最后一块底板混凝土浇捣完毕,历经5个月之久,期间经历了不利的天气的考验,基本达到安全、经济和施工顺利,获得建设单位的好评。

原施工组织方案中土方开挖是分层由中间向四周进行,机械挖土至垫层标高左右进行人工修土,随挖随做垫层,并且遵循大基坑小开挖原则,当一区混凝土底板浇捣完成后,方可开挖另一区土体。实际上施工单位为加快施工进度等原因,一次挖土到底,幸好基坑监测结果基本正常。

为了准确把握施工过程中围护结构的受力和变形细节,在基坑周围埋设了7个监测点,通过它们及时获得了开挖阶段整个围护结构深层侧向变形等情况,并对此进行分析整理,得到最新的围护结构运行状态,将此信息反馈给施工第一线,以正确指导施工。

图 1.8-3 表示围护四周4个观测点测得的土体侧向变形情况,从各测斜管测得的侧向位移曲线可以看出,大部分侧向变形位移曲线是一致的,基本上在坑底以下某一位置,且各断面最大位移值相近,基本上在 5cm左右,和计算值吻合。No3孔由于距出土口位置较近,因此变形值较小,且曲线不光滑。

1.8.5 结论及建议

1。钻孔灌注桩和水泥搅拌桩组合成自立式围护结构是处理面积大,侧向变形要求高的深基坑的一种行之有效的支护方法。既便于施工又利于基坑安全。

2.用水泥搅拌桩加固被动土能有效地增加被动土压力系数,减小围护结构侧向变形,而只增加少量工程造价。

3.大、深基坑土体开挖应贯彻大基坑、小开挖原则,分层、分块开挖,理论上只能当一区混凝土底板浇捣完毕后,方可开始另

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一区块土体开挖,不能冒险作业。

4。深基坑围护结构应加强监测工作,做到信息化施工,以确保围护结构安全。

5.在围护结构施工中,建设单位、设计单位和施工单位应互相配合,对不利情况应及时采取措施,确保工程安全。