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商厦基坑钻孔灌注桩拉锚支护

334 2021-12-27 09:36:52

3.3.1 工程概况

长发商厦位于宁波市中山东路,南与原宁波大酒店相距10m,西距在建的美乐门商场和部分未拆迁的居民住宅约4~12m,北与和义路相距约4~14m,并紧靠和义路地下防空洞,东面是在建的中农信国际商厦B楼工程。沿中山路、和义路和后市巷一带有各种地下管线及地下防空洞,施工时须重点加以保护(详见图3.3-1>。

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裙楼 6层,总建筑面积51000m²。桩基选用大口径钻孔灌注桩,桩径 φ650~盛800,桩有效长度 49.2~55.3m。

基坑东面是本工程的裙楼,挖深 5.0m,主楼地下室挖深8.3m,两者高差为 3.3m;南面基坑边上有原大酒店的水箱和热交换器等。基坑围护总长142.3m。

3.3.2 围护设计(1)工程地质情况

根据浙江省工程勘察院《宁波市工业品市场工程地质勘探报告》提供;本工程地质属滨海淤积平原,地势较平坦,地面标高一般为6.28~6.78m(吴淞标高,下同),表部有1.7~3.8m 人工填土;场地潜水位为;5.43~5.74m,随季节变化,对混凝土无侵蚀性,基坑底范围内土体渗透系数很小。在基坑开挖范围中土层情况见表3.3-1。

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2)整个围护外形呈"["状,内支撑较难布置,特别是东西方向,而且支撑对以后挖土会带来一定的干扰,影响工期。

综合上面的考虑,从工程的安全、经济、方便施工等几个方面出发,支护的设计思路如下∶

1)在东面;因裙楼开挖较早,主楼开挖基坑时裙楼底板已浇好,且两个基坑高差仅3.3m,故选用φ700钻孔灌注桩挡土,桩顶浇入裙楼底板中,桩顶不设联系梁。

2)在南面;因原宁波大酒店的热交换器、洗衣机房、水箱仍在使用,商场还在营业,一时无法搬迁,外侧又没有空余场地,故选用 61000钻孔灌注桩自立式支护,在悬壁端的南面打10根φ800 桩进行锚拉,其桩顶盖梁相互联接,在转角处设一角撑,增加两者的整体性。

3)在西、北面∶虽有在建的美乐门商场和部分未搬迁的居民住宅,但有一定空地可以布置拉锚,采用800钻孔灌注桩辅以拉锚支护,并在后面一定范围内挖土卸荷。

4)在南、西、北三面为增加基坑在开挖过程中和开挖后土体稳定性,减少围护变形,对基坑底部被动土体进行压力灌浆处理。

围护结构和拉锚布置见图3.3-2。(3)围护设计计算

本工程围护设计计算依据∶①交通部《公路桥梁钻孔桩计算手册》,②同济大学《软土地基理论与实践》,③国家有关规范。设计时考虑了适当加大安全系数,而未计算地面附加荷载。土压力按朗金理论进行分层计算,土的力学参数c、φ值按固结快剪峰值的67%选取,钻孔桩受力按土抗力法(m法)进行计算,结果如下∶

1)东面∶因桩顶与底板浇在一起,同时土体高差仅 3.3m,选用φ700~少800钻孔灌注桩,桩长 9.6m,配主筋8中 12,箍筋φ6 @300,加强箍φ12@3000,桩端进入 3-2层(图3.3-2中E型桩)。

2)南面,每根桩承受的最大弯矩为1530kNm,由于没有场地

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3.3.3 围护施工

本工程为缩短工期,在工程桩施工到一定程度后就开始施工围护,两者同步进行。围护工程于1993年4月11日开始施工,桩的混凝土强度等级都为C25,外加剂掺量为;吉林产木质素磺酸钙0.2%,水泥选用长兴普通硅酸盐水泥525号。由于同工程桩一起施工,两者不可避免地相互干扰,围护桩稍后于工程桩于7月31 日完成。抗底被动土体灌浆队伍进场,于8月11日开工,由于表层中地下障碍物较多,8月25日才施工完毕,同时盖梁浇筑完毕。8月 27日开始挖土。根据挖土施工措施∶此阶段主要是把土挖至盖梁底面和在基坑外侧5m 范围内卸荷至梁顶下 2m,开始拉锚施工。同时在卸荷坑内打φ800集水井8个,井深12m,在井与井之间用 200mm×200mm 明沟连接,把水引入集水井中,然后用潜水泵打到下水道中。又在盖梁顶设置了15个水平位移观察点,进行水平位移观测。9月4日晚开始挖第二层土,由于挖土单位没按施工措施执行,9月7日凌晨2时南面围护东侧15m 范围内发生大位移,支护桩失效。经过局部处理后,继续进行挖土,要求挖土单位严格按挖土的施工措施进行挖土,不得超挖。以后挖土顺利进行,11月10日主楼南部底板混凝土浇筑完毕,主楼北部于12 月2日挖土完毕,12月16日开始浇筑底板混凝土。整个工程土方开挖历时 93天,包括局部处理和南部底板施工。

基坑土方开挖施工措施要求挖土分三层进行,而在9月 6日晚挖第二层土时,挖土单位挖土直接到第三层,加之圈护桩背后有两个热交器,一只 2000kN 水箱及部分房屋,原大酒店生活用水,洗衣机房和热交换器排水不畅,使南面围护东侧15m范围发生较大位移而失效。后经设计、建设和施工单位共同协商,把倾斜的桩凿去,改为放坡,在坡脚打两排圆木桩,桩顶用150mm×150mm 方木联接成网状进行固脚,斜坡上叠碎石草包进行护坡,在斜坡中挖两只φ800深 1.5m 的集水井,防止因雨水渗入坡面而导致滑坡,详见图3.3-3。

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原围护桩后面的下水道的流水用管子接住,引入基坑内排水井中排出;同时。在该段没有发生位移的围护桩后补拉三组锚桩,锚桩距盖梁约30m,以保围护的安全运行。

在主楼南部基坑挖到规定标高后,进行人工修土,基坑内挖排水盲沟和排水井。人工修土到底板下300mm,进行铺大片、浇垫层、绑扎钢筋、立模,最后浇筑底板混凝土。待南部底板混凝土达到一定强度后开始北部开挖,按上述程序依次进行。本工程基坑土方开挖,虽然曾发生部分桩较大位移,但绝大部分工程还是安全可靠,满足建设要求。

3.3.4 围护施工结果

(1)围护变形观测

基坑挖土至第一层时,在盖梁顶设置了15 个水平位移观测点,从8月下旬起至12月中旬进行水平位移观测。现选择其中9 个有代表性的点绘制了水平位移——时间曲线,详见图3.3-4。

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从图3.3-4水平位移--—-时间曲线可见;

1)盖梁跨中各点的水平位移相对地要比跨端各点大,南面各点的水平位移相对较大。

2)各点的水平位移随挖土的进行而逐渐增加,挖土停止后水平位移跟着稳定。随着时间的推移,日平均位移量逐渐减少,说明围护运行安全。

(2)工程造价

本工程围护结构总造价160万元,按围护总延长米 142.3m 计算,每延米造价为1.124万元。其中处理南面围护桩失稳16.2 万元。在同时期,相同的开挖深度的基坑支护中属经济的。

3.3.5 体会及建议

(1)围护工程施工与工程桩施工交错进行,虽然相互难免产生一定的于扰,但总体上可以缩短施工工期,管理方便,工程造价可以相应降低。

(2)在本方案中,挖土深度与桩入土深度之比为1∶1.2,偏重考虑经济节约,使安全系数相应偏小,根据实际施工情况来看,适当地增加桩的入土深度,使安全系数相应增加,围护运行更加安全可靠。

(3)在基坑开挖期间应注意基坑内外表面排水。在本工程中由于围护后面原宁波大酒店的生活用水、洗衣房用水、热交换器漏水等没有及时排出,而渗入基坑,影响土的抗剪能力,导致在南部东端 15m范围内支护发生较大位移。此外,在下雨期间还应注意排水。

(4)挖土应按施工组织设计的方案进行,不能急于求成。施工中发现围护不安全时,应及时采取应急措施,进行补救。