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深圳东海商务中心基坑支护工程​

400 2021-01-14 09:49:52


一、工程简介及特点

深圳东海商务中心位于深圳市福田区.场地呈长方形,长约335m,宽约100m,分为 19号、20号和23号三个地块,其中23号地块作为一期开发,19号与20号作为二期开发。该商务中心由多幢超高层建筑组成.总建筑面积数 10万m,基坑周长约870m,基础桩采用人工挖孔桩。


基坑原设计为3层地下室,坑深约 16m.采用桩锚支护,于 2006 年9月开始施工,到2007年4月23号地块支护桩及预应力锚索已施工完毕,准备施工工程桩。此时,业主要求增加一层地下室,由原设计的3层地下室改为4层地下室,基坑深度增加4m,达到 20m。因此,基坑支护需重新设计。

二、工程地质条件

场地原始地貌为山前平原,钻探所揭露的地层条件为∶


人工填土层(Q");多为素填土,淡灰色,稍湿,稍密,坚硬状.场地东侧厚度较小,多在0.50m~1.00m间.中部靠南侧厚度较厚,最厚超过7m。在场地东侧为杂填上,由粘性土及建筑垃圾和花岗岩碎石组成,其颗粒粒径多在 2~4cm,少数 20~40cm,含量多为5%~15%,为新填土.土质软硬不均,呈松散~稍密状。该杂填土厚度较大,为1.50~13.00m。


第四系冲洪积层(Q")∶


(1)东侧是粉质粘土,呈橘黄色,含小石英砾 15%~35%,局部为含砂粉质粘土,土质不均,硬塑~可塑状,该层层厚0.30~5.40m。平均厚度3.39m,标准贯入击数6击~32击,平均 13 击.


(2)中部有砂质(砾质)粘土和砾砂。


砂质(砾质)粘土呈砖红、橘黄、瓦灰色,含小石英砾 15%~35%,局部为含砾粉质粘土.土质均一,可塑状态,该层层厚0.80~6.00m,平均厚度2.80m,标准贯入击数 8击~16 击,平均 11 击。


砾砂呈灰白、瓦灰色,中密,饱水,以石英质为主,不均匀夹 10%~40%粘土,该层层厚1.10~5.00m,平均厚度2.40m,标准贯入击数9击~21击,平均16击.


(3)西侧有淤泥质粘土、粉质粘土和粗砂。


淤泥质粘土呈褐灰色,含少量有机质,湿~很湿,软塑~可塑,局部分布,层厚 0.60~2.60m,标准贯入击数平均 3.2击粉质粘土呈褐黄、祸红色,含少量石英砂粒,稍湿~湿,可塑~硬塑,层厚0.80~ 5.00m,标准贯入击数平均 11 击。


粗砂呈灰白、浅黄色,砂成分为石英质,含 10%左右的粘性土,饱和,稍密~中密,层厚 1.40~4.70m,标准贯入击数平均 10.9击。


第四系残积土层(Q)∶砾质粘性土∶为粗粒花岗岩残积土。呈棕红、褐黄夹灰白色,可塑~硬塑。该层场地内遍布,层厚2.00~31.50m,标准贯入击数6击~29击,平均16 击,为变异的中等压缩性土。


以下为花岗岩岩层,按其风化程度划分为全风化、强风化、中风化及微风化四个风化层。


场地内地下水有两种类型∶上部孔隙水,下部孔隙~裂隙水。上部孔隙水主要赋存在第四系冲洪积之砂质粘土(砾粉质粘土)和砾砂层(粗砂层)及第四系残积土层中.下部孔隙~裂隙水主要赋存在花岗岩强风化层底部~中风化层孔隙、裂隙中,二者均接受大气降水和侧向径流补给、可概化为统一的潜水含水层。


三、基坑周边环境情况

基坑东侧与招商银行大厦紧邻,招商银行大厦为三层地下室,南侧隔绿化带与深南大道相邻,西邻农林路.北侧与香林路相邻.绿化带下有通讯、燃气、污水、给水等管线.香林路下有给水 污水 雨水 燃气等管线其四周情况见图l。


四、基坑围护结构设计方案

原设计为三层地下室,基坑底标高为-6.00m(绝对标高),采用桩(人工挖孔桩)+锚索(三排)支护,23 号地块先施工,基坑北侧桩径1.2m,间距 2.0m,嵌固长度 8m,支护桩外采用摆喷止水帷幕;南侧支护桩嵌固长度7m,无止水帷幕;当基坑施工至-3.00m(绝对标高)时(约 12m 深),业主决定将地下室改为四层,坑底标高由-6.00m 加深至-10.00m,而此时,23号地块支护系统已经施工完毕,原有支护桩嵌固长度不足以满足基坑安全需要,基坑需要重新设计。经过多种方案比较,基坑支护采用在已施工的支护桩内侧另加一排支护桩的方式,并在支护上部增加锚索进行加固。由于基坑加深,东侧招商银行大厦的地下室和桩基础会暴露出来,为此,在基坑东侧-2.50m标高位置施工一排人工挖孔支护桩给以保护。


基坑支护形式详见平面图(图3)及剖面图(图4、图5)。


五、监测资料

本工程于 2006年9月开工,首先施工北侧三重管摆喷止水帷幕和南侧支护桩,北侧止水帷幕完成后即施工支护桩。到2006年11月,基坑支护桩施工完毕,随即进行土方开挖和预应力锚索的施工,到2007年3月,三排锚索施工完毕,土方开挖到距基坑底还有2〜3m的位置,此时业主要求增加一层地下室,施工暂停 在完成基坑新的支护方案后,工程于2007年6月重新开始,先施工上部的加固锚索,然后再施工内侧的支护桩和锚索由于前期设计调整耽误了工期,为了缩短工期,决定在基坑开挖至标高一6.00m (绝对标高)的位置开始施工工程桩(有4m的空桩) 2007年10月,工程桩(人工挖孔桩)开始施工,2008年1月工程桩施工完毕,2008年3月基坑开挖至底,随后施工地下室,到2008年9月地下 至 0. 000。


在基坑施工过程中,对位移 沉降 锚索拉力 地下水位等进行了观测 沉降最大点为C17、C18、C55,分别为34. 16mm、27.85mm、29.40mm。图6为基坑南侧和北侧的位移变化曲线 从图中可以看到,由于施工暂停,2007年4〜6月份的监测数据较少,2007年6月开始施工内侧支护桩后变形增加很快,这是由于施工单位为了抢工期,在施工人工挖孔桩时,没有按照跳挖的要求施工,而是连续开挖,造成基坑内侧被动区土体损失,从而引起基坑变形较大 后来在严格控制挖孔桩施工顺序,并对部分已施工的挖孔桩进行回填后基坑变形才趋于稳定 图7为预应力锚索拉力监测曲线 从图中可以看出,由于支护结构向坑内变形,致使部分监测点的锚索拉力超过了锁定值(300kN)。同时监测值也显示部分锚索的预应力损失也较为显著,且曲线有突变现象,可能是受外界因素影响的结果。


六、结论

东海商务中心原设计为三层地下室,基坑深约16m,采用桩(人工挖孔桩)+锚索(三排)支护,当基坑开挖到约12m深时,业主决定将地下室改为四层,基坑深变为20m。经过与桩加支撑 逆做法等多种方案比较,最后基坑支护釆用在已施工的支护桩内侧另加一排支护桩,并在支护上部增加锚索进行加固的方式解决基坑深度増加的问题。


监测结果显示,虽然由于人工挖孔桩施工工序控制不严的原因,造成了基坑变形在2007年6月发生了突变,但及时采取有效措施后基坑的变形得到了有效控制,并顺利完成了基坑工程。


感谢供稿作者:

张俊、姜晓光、杨志银

(中国京冶工程技术有限公司深圳分公司)