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西安某基坑支护及降水工程

365 2021-01-25 17:42:53



一、工程概况

拟建场地位于仁厚庄北路和仁厚庄南路之间,西邻西安市供电局。场地地势总体呈北高南低之势,局部起伏较大,场地地貌单元属黄土梁间洼地。拟开挖基坑呈 I.形。南北总长约1】4.0m,东西总长约115.0m。基坑周边自然地面比本工程±0.00低0.5m,基坑绝对开挖深度从 5. 95~6. 65m。


根据西安地区工程经验,该工程区域属兴庆湖影响区域,土层相对较软,降水引起的沉降量的控制是该区域基坑支护及降水的控制因素,也是本工程支护及降水设计的难点及重点。


二、工程地质条件

1.地层岩性

根据各勘探点的孔口实测高程知,其标高介于411.46~412.99m 之间.最大高差约 1.53m。根据钻探揭露,在勘探深度 75.00m范围内,拟建场地内的地层可分为9层.层号以①~⑨表示。自上而下分别为填土、黄土、古土壤、粉质粘土及砂夹层。现将与基坑支护及降水有关的各地层的野外特征及赋存条件分别描述如下:


①层填土:表层覆盖有杂填土,含砖块、混凝土等建筑垃圾。下部素填土.黄褐色,以粉质粘土为主,含少量矿渣、灰渣等杂质.可塑,很湿。层厚0.40~4.20m.层底标高 408.38~411. 59m。


②层黄土:褐黄色,硬塑。针状孔隙发育.偶见蜗牛壳。局部具湿陷性,属中压缩性土。层厚0.7~2.1m,层底深度 2.4~2.8m,层底标高 408.96~409.99m。


③层粉质粘土:黄褐色,软塑~流塑。针状孔隙发育,属中偏高~高压缩性土。层厚7.9~11.1m,层底深度 11.0 到13.5m,层底标高 399.31~401.39m。


④层古土壤:红褐~褐红色,可塑~软塑。具块状结构.含白色钙质条纹及少量钙质结核.底部钙质结核含量较多,局部聚集成层,属中压缩性土。层厚 2.8~4.8m。层底深度 14.8~17.2m,层底标高 395.61~397.64m。


2.地下水

勘察期间(2008年8月~10 月).各钻孔均揭露了地下水。该地下水为赋存在③层及其以下各层中的孔隙性潜水.勘探时测定的地下水稳定水位埋深为3.6~4.2m.相应标高为408.6~409.22m。场地地下水主要接受大气降水和地表水渗入补给,排泄方式则以径流 人工开采和蒸发为主 该季节地下水相对较为丰富 根据西安市近年来的水位观测资料.本场地的潜水位年变化幅度建议按1.5m考虑 本场地土层综合渗透系数可按5m/d采用。



四、基坑支护及降水设计方案 

1. 基坑支护方案

根据规范及西安地区经验,当基坑边建筑物据基坑边线距离大于等于基坑深度时,在基坑支护结构设计时,可不考虑已有建筑荷载。根据此原则及已有建筑距基坑边线的距离把基坑支护结构形式分成为两种,即∶土钉墙支护与护坡桩支护。土钉墙支护与护坡桩支护段的划分可参照基坑支护平面图, 如图 2 所示。


(1)土钉墙支护方案

竖直向共设置4排土钉,土钉竖直向间距1.3~1.4m。水平间距1.5m,从上到下土钉长度分别为6.0m、7.5m、6.0m、6.0m,土钉主筋为1中16mm,面层网筋为中6.5mm/200mm,加强筋为1中14mm与土钉匹配布置,面层喷射混凝土厚度为80mm,土钉钻孔直径 130mm采用32.5R水泥浆重力注浆。土钉墙支护典型断面图如图3所示。


(2)护坡桩支护方案

护坡桩有效桩长为11.3m,其中嵌固段长5.15m,水平间距1.5m。护坡桩主筋为12中20mm,中8螺旋筋间隔0.15m/14焊接加劲筋间隔2.0m,混凝土强度等级C25,主筋保护层厚度 50mm;压顶梁截面尺寸为 600mm×500mm,压顶梁主筋为 10/14mm,中 8mm螺旋筋间隔 0.2m。护坡桩及压顶梁详图如图 4 所示。


2. 基坑降水方案


沿基坑边共布置8孔水位观测孔,观测孔直径0. 15m.深12m;沿基坑边共布置降水井23 口,井直径0.8m, J1〜JI 1井深为16.0m, J12〜J23井深20. Om. J1〜J16井间距约20m, J17〜J23井间距约25m;降水井及水位观测空平面布置图如图2所示;基坑开挖前至少两周进行基坑降水,降水分两阶段进行,第一阶段降到现水位下2.0m,第二阶


段降到设计水位,第一阶段降水完成根据沉降观测反馈资料.如沉降正常可进行第二阶段降水,如沉i降异常应停止降水并进行方案调整。


3.基坑边已有建筑沉降控制措施


前面已经介绍,本工程地点属兴庆湖影响区域,降水沉降控制是本工程成败的关键。基坑边已有建筑主要分布在基坑西侧.工程设计时,沿基坑西侧距基坑边2~3m采用旋喷桩做成隔水帷幕,基坑降水形成半开放式降水方式,并在旋喷桩外侧布置了14口回灌井。井深15.0m.构造同降水井。旋喷桩底标高为自然地面下16.0m。为了利用护坡桩与隔水帷幕衔接,护坡桩底用素混凝土加长4.2m 并与旋喷桩进行有效衔接。


五、基坑沉降观测

1. 沉降观测点布置

为了实时掌握和控制基坑周边已有建筑沉降情况,在基坑西侧已有建筑物关键部位共布置了 26 个沉降观测点。沉降观测点平面布置图如图5 所示。


2. 沉降观测要求

沉降观测在基坑开挖前应测得初始值,且不应少于两次;观测的时间间隔∶开挖期间每周观测一次,开挖后一个月内每两周观测一次,此后至回填前每月观测一次;监测方法∶ 沉降观测采用二等水准测量方法。


3. 沉降观测资料分析

沉降观测从2009年7月7日开始到2009年11月 30日结束,共观测47次。各观测点累计沉降量见表 2.



由以上统计可知∶各监测点最小累积沉降址为-2.89mm(8 号监测点),最大累积沉降址为-62.6mm(12号监测点),平均累积沉降量为-33.21mm∶ 大部分监测点累积沉降量不超过50mm,只有6、10、11、12及13 号监测点累积沉降量大于50mm。基坑周边建筑物均未出现明显裂缝,地下管线均未出现破裂漏水现象.由此可以看出采用此种工程措施是能够满足工程要求的。


六、本工程启示及后续有待解决的问题

1、西安地区,在兴庆湖周边或别的地质原因引起的地下水位埋藏较浅,土质为软塑或流塑状区城,基坑边有已建建筑物时,采用隔水帷幕与回灌井联合使用的工程措施是可行的。

2、在基坑边有重要建筑物时,旋喷桩隔水帷幕封闭区域大小的确定有待进一步科学确定。

3、降水井间距、井深及数量根据规范公式估算得到,在工程实践中也多次证明规范公式的适用性及合理性,但回灌井井深、并数及回灌井与降水井间的定量关系有待做进一步研究确定。




感谢供稿作者:

马云峰、王勇华、杨晓鹏

(机械工业勘察设计研究院)

本文仅供学术经验分享之用

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