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苏州致远国际商务大厦基坑工程

368 2021-01-25 08:52:27


一、工程简介及特点

该工程主体建筑为2镜20~24 层的双塔蚌妹楼高层建筑(主楼)及其东西的 2~3层裙房和中间的纯地下室组成,其下均设有2层相通的地下室,总建筑面积约104000m²。


本工程基坑开挖深度约9.5~10.4m,面积约17000m²,周长约650m。该工程基坑面积大,形状不规则,且建设单位对施工工期要求高。


基坑四周邻近道路。北侧科发路下分布有众多管线(煤气、污水、用水),其中距离最近的为煤气管,距地下室边线最近距离约 11m。科发路北侧分布有伊顿国际学校(3F建筑,桩基础》),距用地红线最近距离约44m。其余侧周边环境条件较为宽松。


基坑周边环境分布示意如图 1。


二、工程地质条件

根据拟建场地勘察报告,拟建场地位于苏州高新区科技城北侧、总体属苏州西部低山丘陵和太湖高亢平原地貌。拟建场地属山间盆地,地势较低洼平坦,原为农田.现已抛荒,中部植有部分树木;东部分布有明塘,勘整时测得其水面标高为1.67m,最大水深为4.0m左右,塘底有0.30~0.50m厚的淤泥。勘探期间测得场地各勘探孔孔口高程在1.70~3.18m之间,地势较平坦,自然地面平均绝对标高约+2.500m,场地地层分布主要有以下特点∶ 1-1 素填土;灰黄色.松软。层厚1.00~2.60m; Ⅰ2 粘土;暗绿~黄褐色,可~硬塑.层厚为1.40~4.00m;Ⅰ-3粉质粘土∶灰黄色,可塑。层厚为2.40~5.80m。Ⅰ-4粉质粘土∶ 灰色.软塑为主。层厚为2.70~7.60m。Ⅰ5粉土;灰色,很湿,稍~中密.层厚为0.70~6.10m。I-6粉质粘土∶灰色,软塑为主。层厚为0.60~5.80m。I 7粘土∶暗绿~灰黄色,可~硬塑。层厚为6.00~17.00m。


根据水文地质勘察报告,场地内涉及的地下水主要为潜水及微承压水。


潜水主要赋存于浅部粘性土层中,富水性差;受大气降水及周边河流的侧向补给,以地面蒸发为主要排泄方式;受季节影响水位升降明显。勘探时测得潜水初见水位标高为 0.71~0.84m,测得其稳定水位标高在 1.61~1.74m。


微承压水主要赋存于Ⅰ-5 粉土层中,富水性及透水性一般;其主要补给来源为浅部地下水的垂直入渗及地下水的侧向径流。以地下水的侧向径流为主要排泄方式。勘探时测得其初见水位标高为-9.16~-9.08m、稳定水位标高 1.21~1.24m。场地地层主要物理力学参数如表1.


本工程典型地质剖面如图2.


三、基坑围护方案说明

本工程围护形式采用"SMW工法+多排加劲水泥土斜桩锚支护",该斜桩锚不同于常规的锚杆支护,是通过旋喷+搅拌成型并设置钢绞线加筋的桩体。具体围护形式如下∶


(1)围护形式


采用单撑3#650@900三轴水泥土搅拌桩止水,桩端入土深度 18.6m/20.5m,搅拌桩内插16.0m/17.5m长 H500×200×10×16 型解,型钢间距 1800mm/1350mm;另外,为控制基坑施工中长边效应问题及基坑阳角位置的变形,沿基坑边间距2m作围护加强带,加强带主要宽度3.6m。加强带区域及阳角区域搅拌桩内插型钢间距减小为900mm。


搅拌桩顶设置900×400 C25 混凝土压顶梁;


斜锚桩采用400旋喷桩桩体,内置钢铰线;旋喷桩桩体水泥掺量25%,28天无侧限抗压强度标准值不小于 1.5MPa。斜锚桩设计参数详见表 2。


(2)坑底加固及其他


本工程电梯井等局部深坑落底 3.5~4.5m,采用水泥土搅拌桩进行加固。

对于基坑北侧地下一层坡道位置,由于其挖深随坡道走向逐渐变浅,且坡道与主体结构之间设置了沉降缝,可待地下主体结构施工完成后,采用放坡开挖或钢板桩支护等措施处理。


(3)基坑降排水


本工程建议采用管井对基坑进行降水疏干。基坑开挖前即要进行基坑降水.超前降水时间控制在 28 天以上,降水深度应达到开挖面以下1.0m。


由于本工程止水帷幕已将I-5粉土层微承压含水层隔穿,因此可不计抗承压水稳定性问题。


基坑围护设计典型平面如图 3.基坑围护设计典型剖面如图4。


四、基坑施工情况介绍

1. 斜桩锚基本试验

工程实施阶段,由于加劲水泥上桩锚的施工工艺较新,在长三角地区应用实例不多,因此要求正式施工前应进行基本试验,以确定桩体的施工参数及极限抗拔力。本次设计要求进行3根试成桩(中心标高及倾角均同第一道桩体),并在桩体养护14天后进行抗拔试验。桩体施工参数如下∶水灰比0.7;水泥渗量25%,内置3-15.2 预应力钢绞线。钢绞线长度为16.70米。扩大截面积直径0.8m部分.压力为25MPa,提升速度为0.15m/ min。截面积直径0.4m 部分,压力为 20Mpa,提升速度为0.25m/min。现场试验加载照片见图 5。根据该试验结果,3 根试成桩的极限承载力均不小于 600kN,可满足设计要求。上述施工参数可用于正式施工。


2. 其他施工情况介绍


该工程自 2009年9月开始围护桩施工,至2011年4月份施工至地面。施工工期共计 9 个月。施工过程照片详见图 6.


由于本工程基坑形状复杂,阳角较多,现场施工过程中.前期基坑开挖过程中,阳角区域三轴搅拌桩桩身局部出现裂缝,对于该区域,采用在第一道和第二道锚桩之间增设一排锚桩进行加强处理。事实证明,该加固措施快捷有效。


五、基坑监测情况介绍

本工程基坑开挖面积大,开挖深度深,为了确保基坑自身及周边环境的安全,要求基坑施工过程中应加强信息化施工,施工期间应根据监测资料及时控制和调整施工进度和施工方法,对施工全过程进行动态控制。监测数据必须做到及时、准确和完整,发现异常现象.加强监测。


本次基坑监测主要包含以下内容∶

(1)围护结构水平、垂直位移;

(2)深层土体位移;

(3)坑外地下水位;

(4)周边建筑物、道路及地下管线;

(5)锚杆内力。


监测点平面布置示意如图 7。

基坑施工至底板浇注完成,深层土体侧向变形约35~40.9mm,其中基坑北侧阳角区域由于开挖过程中层出现过渗漏,所以该处侧向变形较大。深层土体侧向变形典型曲线见图8.


基坑周边道路最大沉降量约 36.0mm(基坑西侧,该侧为主要施工道路),周边管线最大沉降量约 29.7mm(基坑北侧中部煤气管)。基坑施工对周边环境的影响安全可控。


六、点评

本工程围护形式采用"SMW 工法+多排加劲水泥土斜桩锚支护"。与板式支护一内支撑相比,该围护形式无拆撑工况,对主体结构施工影响小,在经济性及施工工期方面均具有较强优势。与常规的板式支护+锚杆支护形式,该围护形式设备功率大,钻进速度快,先旋喷搅拌成桩后插入锚索,可有效防止一般锚杆在粉性土中成孔时易塌孔、流砂等现象。


对于此类围护形式,SMW工法内插型钢间距在满足安全的前提下,可适当放大,有利于节约工程造价(本工程SMW工法内插 H500×200,型钢主要间距1800mm,是常规 SMW工法内插型钢间距的两倍)。另外,对于基坑阳角区域,斜桩锚竖向间距宜适当加密,止水帷静宜适当加强。


此类围护形式在本工程的成功应用可为类似地层中的基坑工程提供参考。



感谢供稿作者:

董月英、魏建华

(上海岩土工程勘察设计研究院有限公司)

本文仅供学术经验分享之用

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