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深圳南山商业文化中心区某地块基坑工程

346 2021-01-14 11:13:36


一、工程概况


深圳市南山商业文化中心区 T-106 地块位于南山区后海大道东侧,南侧为海德一道,总占地面积为 25727m²。拟建建筑物为大型综合办公酒店及商务公寓大楼,公寓楼为28层、酒店 65 层,地下室 3层,总建筑面积163000m²。基坑开挖深度为13.7m,局部核心筒位置开挖深度达 20m。


该基坑的主要特点为:


1. 基坑周边环境复杂∶基坑北侧2.5m 范围内为景观桥基,允许位移 20mm,东侧 15m 范围内为两层地下室的商场,西侧为主干道后海大道,东侧、南侧均布有管线;


2. 地质条件差∶基坑开挖范围内主要为松散填土和砂层,基坑底面以下5~10m范围内为流塑状淤泥;


3.地下水丰富∶由于基坑地处滨海区,地下水位高,砂层高含地下水,水量较大,止水成功与否,是本基坑支护的关键技术之一;


4.基坑支护采用复合土钉墙(地面以下 4.0m 范围内)+环形支撑(一道)+护坡桩+旋喷止水桩综合支护方案;


5.由于采用了一道直径 132m 的大圆环支撑,为地下室结构及土方开挖施工创造了较大的施工空间。


二、场地工程地质条件

1.土层条件


根据地质勘察报告揭露,场地内与基坑开挖有关的地层自上而下依次为;①人工填土层;


①-1杂填土∶灰色、褐红色、杂色,稍湿.松散状,主要由粘性土和碎石、碎砖块等建筑垃圾组成,混少量生活垃圾,层厚1.00~8.70m,平均3.37m。场地内均有分布;①-,索填土;灰黄、褐黄、褐红色,稍湿,松散状,主要由砾质粘性土组成,厚 1.20~7.80m,平均 3.94m,场地内大部分有分布;


①-2回填块石;灰白、褐灰夹肉红色,主要由微风化花岗岩混极少量粘性土或砂组成,厚2.00~4.50m,平均3.13m,场地内局部有分布。


②第四系海陆交互相沉积层∶


②-1淤泥质粗砂∶灰色,湿,松散~稍密状,厚0.90~4.80m,平均3.14m,场地内均有分布;


②-2粗砂∶灰白、灰黄、褐黄色,湿,松散~稍密状,厚1.10~9.30m,平均 3.7m.场地内均有分布∶


②.淤泥质土,灰黑、青灰色,饱和,软塑状,厚1.00~9.30m,平均3.93m,场地内局部有分布。


③第四系残积层∶ 砾质粘性土∶黄白、灰白、褐红色,湿,可塑~硬塑状,厚 3.50~27.90m,平均 12.30m,场地内均有分布。


④燕山晚期侵入岩∶④-,全风化花岗岩,褐红、褐黄夹黄白色,厚2.60~14.40m,场地内均有分布。


与基坑支护有关的各土层物理力学指标见表1,典型地质剂面见图1。


2. 水文地质条件


场地地下水有第四系孔隙潜水和基岩裂隙承压水,其中第四系孔隙潜水主要赋存于砂层孔隙中,水量丰富,透水性强。基岩裂隙承压水主要赋存于强风化及中风化花岗岩的裂瞅中,水量较丰富.透水性较强。地下水补给来源主要为海水和大气降水。地下水位埋深 3.00m。


三、基坑周边环境


基坑四周均为已建道路和市政设施。


1.基坑西侧的后海大道为主要市政交通道路,车流量大,距离基坑侧壁近。基坑西、南两侧地下管线众多,电信线路距离基坑边仅为1.5m,污水管线埋深达到4.2m;


2.基坑北侧有一景观高架桥,采用桩基础,桩基距基坑侧壁仅2.5m,桥允许位移为 2.0cm,基坑北侧是A栋核心筒位置、开挖深度达到20m,距离基坑底边仅6.5m,该段的稳定直接影响到整个基坑支护工程的安全;


3.基坑东侧距边线 15m为一商场(海岸城)地下室,地下二层,基础底板埋深约 8.5m.


基坑总平面及监测点见图 2。


四 基坑支护方案


从开挖深度周边环境和地质条件来看,该工程属于综合条件极其复杂的深基坑工程 在 证基坑安全和经济 理的原则下,结 本工程的特点,经计算比较 ,基坑 部4m釆用复 土钉墙支护,一4.0m以下釆用 排钻孔灌注桩作为挡土结构, 控 基坑变形,确 基坑稳定,坑 设置 道圆环形钢筋混 土支搾,在钻孔灌注桩间釆用 重管旋 桩形成封闭的止水帷幕(见图3)。


1.复合土钉墙


基坑+0.0~-4.0m范围采用直立型复合土钉墙∶钻孔小桩+土钉+预应力钢管锚杆+挂网喷射混凝土;土钉为声48mm×3.5mm 注浆钢花管,长度为9.0m;基坑北侧设置-道约7mm×5mm长度为 15.0m的钢管预应力锚杆;钻孔小桩直径 250mm,间距 1.5m,桩长 7.5m,钻孔小桩桩顶设 300mm×250mm 冠梁。 


2. 支护桩


基坑四周均采用护坡桩,护坡桩直径均为1.2m,桩中心间距1.5m、护坡桩嵌固深度 10.0~15.0m,桩端落在土质相对较好的砾质粘性土中,桩顶设1.60m×1.3m冠梁(兼作为支撑围模),冠梁顶面标高-4.0m。


3. 内支撑系统


在基坑中心设置截面为1.9m×1.6m、直径132m钢筋混凝土圆环梁,梁顶面标高为-4.0m,圆环每隔 15"设置10mm钻孔湍注立柱桩,中心圆环梁和桩顶冠粱用 1000mm×1200mm(1200mm×1200mm)钢筋混凝土内支撑梁连接,与桩顶冠梁形成平面闭合的水平内支撑体系;立柱桩身直径1.0m,桩端伸入基坑底面以下大于 15m,并进入残积土深度大于 5.0m.


4.地下水处理(止水帷幕)


在钻孔灌注护坡柱之间设置二重管旋喷桩形成封闭止水帷幕,隔断基坑内外的水力联系,二重管旋喷桩直径0.8m,桩心间距1.5m,与护坡桩相间布置,桩端穿过砾砂层进入不透水层1.0m。基坑顶底设置排水沟、集水井及沉淀池,排除基坑施工和使用过程中的地下水.


五、典型支护结构剖面(见图 4)


六、基坑现场监测结果


本工程地质条件及周边环境复杂,开挖深度大,基坑施工过程中进行了第三方的现场监测,监测内容包括基坑四周土体深层位移观测、内支撑内力、坑外地下水位、环形梁及立柱位移、基坑四周建筑物、道路及地下管线的沉降等。



1.基坑侧壁深层水平位移


在基坑护坡桩中埋设深层位移测斜管6根(编号ADI~AD6),测试地下室施工期间护坡桩深层水平位移。基坑侧壁最大水平位移为 18.53~46.4mm,均发生在桩顶下4~细(地面以下8~10.0m)的位置。根据实测的数据显示,基坑东侧护坡桩 AD3点水平位移最大,为46.4mm,实际开挖揭示该侧土质条件很差,人工填土层厚、且填土质量差。基坑北侧AD2点最大位移为35.0mm,西侧AD6(图5)点最大位移为32.6mm,基本满足预期控制变形的目的。


2. 支撑内力

在支撑主筋上坪设钢弦式钢筋应力计,测试基坑开挖施工期间支撑构件内力,共布置 6组测点(编号 TF1~TF6)。支撑应力变化最大值位于基坑东北角的斜撑梁 TF2点,最大应力为52.98MPa,环形支撑梁应力变化最大值位于基坑南侧的 TF6 点,最大应力为 67.62MPa。


3. 基坑周围建筑物、地表沉降


基坑开挖施工期间周围建筑物和地表的沉降逐渐增大,场地东侧、北侧沉降较大,最大沉降发生在基坑东侧的C4点,其沉降量为142.5mm,场地西侧和南侧的沉降最大仅为 13.2mm。C4点沉降较大的原因为∶桩问旋喷止水桩漏水造成大量的涌砂,地下水位最大下降值为7.0m,加之新建道路叉在填土上,地下水位下降导致填土固结沉降。


七、点评


1.本工程修建于深圳后海中心区滨海地带,地下水位高,水量大,填土、流砂、淤泥厚,基坑周边地下管线、构(建)筑物较多,地质条件差,周边环境复杂。


2. 采用一道大直径环形支撑梁支撑,既为土方开挖及基础施工创造了较大的空间,又节约了工程造价。


3.桩间二重管旋喷止水桩止水效果良好,开挖过程中基坑侧壁基本无涌砂冒水现象。


4.本基坑支护成 的经验可为国内同类型基坑支护提供借鉴和参考。



感谢供稿作者:

吴旭君、杨志银、谷霖、郑平

(中国京冶工程技术有限公司深圳分公司)