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源通中心深基坑支护结构设计与施工

322 2021-11-25 10:27:35

一、工程概况

源通中心位于厦门市厦禾路与思明北路交汇口的西南角,由一幢 28层写宇楼、二幢27层公寓楼组成,占地 4216m²,地下室3层,基坑开挖深度 12.50m。场地以东为思明北路,北临厦禾路,均为城市主要干道;场地以南为服务后巷,距基坑不足 10m,临近街道是一大片二三十年代建造的二三层砖混结构房屋;场地以西为开元路。临街道建筑也都有六七十年的历史。

二、工程地质条件

该工程场地原始地貌属海湾潮间地带。根据工程地质勘察报告,场地地层从上到下分别为∶

(1)人工填土。厚度2.5~6.5m。

(2)淤泥土。软塑一可塑,厚度为0.5~4.0m。

(3)砂质粘土。可塑—硬塑。含石英砂10%~20%,厚度0.3~3.7m。

(4)残积砂质粘土。由中粗粒花岗岩风化而成,含石英砂 30%~40%,厚度 2.0~15.0m。

(5)强风化花岗岩,厚度0.5~26m。

(6)中微风化花岗岩,其埋深场地北部最小为7.5m,向南逐渐加深。

场地地下水有上层滞水、孔隙水和基岩裂隙水。上层滞水主要赋存于人工填土层中,该层的渗透系数为2.0m/d,其他土层均为弱透水层。

三、基坑支护方案选择

基坑支护设计以确保安全、可靠为前提。本着经济合理、切实可行的原则进行。根据拟建场地的周围环境、工程地质及水文地质条件、基坑开挖深度及红线位置,经多方案比较,决定采用冲孔灌注桩、锚杆和桩顶钢筋混凝土支撑系统联合支护挡土,桩间采用摆喷帷幕墙隔水的总体方案。见图1。

根据地层条件的不同,将场地四周划分为以下四个剖面进行计算。

(1)场地南侧至东侧南部,即勘探点1~15为 1一1剖面。

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(2)场地东侧北部和东北角,即勘探点15~23附近为2--2剖面。

(3)场地北侧及西西北角,即勘探点23~20为3—3剖面。

(4)场地西侧,即勘探点 20~1为4-4 剖面。

四、基坑支护结构设计1.支护桩设计

(1)计算说明∶

1)主、被动土压力按朗肯土压力理论计算,设计者根据经验,对地层物理力学指标有所调整。

2)地面超载。东西北三侧为20kPa,南侧为25kPa。3)支护工程为临时结构,安全系数取1.4。

4)各岩土层厚度和物理力学指标见表1。

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最长锚杆约需 40m,不仅施工难度大。造价也很高。根据我公司多年的工程经验。采用二次高压注浆工艺,可将土层与锚固体间的粘结强度值q提高1.5~2.0倍,该工程设计按提高1.6倍计,则可计算出锚杆长度,见表2。

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五、基坑支护结构施工与土方开挖1.支护结构施工流程

源通中心支护结构由支护桩、圆形环梁、锚杆和隔水帷幕四部分组成。施工顺序;平整场地→测量定位→支护桩施工→土方开挖至-2.40m-→锁口梁、圆形环梁施工→土方开挖至-6.25m→锚杆施工→腰梁施工→土方开挖至设计底标高一12.50m。桩间隔水帷幕与支护桩并行作业,计划工期145d,实际工期132d,提前近半个月顺利完成基坑支护工程施工任务。

2.主要工序施工方法与质量控制

(1)支护桩施工。支护桩采用机械冲孔法施工。机械冲孔藻注桩施工包括以下几道工序。

1)设置护筒;护简内径一般比桩直径大 200~400mm,可用加压锤击或挖孔埋设。设置护筒的目的是保证孔口成孔质量。防止孔口松散土体落入孔内。

2)定位、冲击成孔施工∶冲击开始应低锤密击,锤高0.5m左右,冲至护筒底以下2 ~3m后,将锤提高至 2m以上转入正常施工。在整个冲击成孔过程中,要经常检查吊绳位置是否居中,如发生异常偏移,则应及时调整。保证成孔的垂直度,同时。还应定时测定泥浆比重,并根据不同地层调整泥浆比重,保持孔内泥浆液面高于地下水位1~2m,防止孔壁坍塌。冲孔遇岩层(或孤石)表面不平或倾斜,应填块石纠偏,因冲击岩层(或孤石)锤头易磨损。每隔 3~4h 应检查一次锤头直径大小,嵌岩桩终孔应采取以下措施;①遇岩层通报,判断无误后。测定并记录孔深;②清洗浮浆液法。多次进行筛选确定是否进入岩层;③记时法。判断每小时的入岩深度,以确定是否或何时终孔。由于态度认真,措施得力,质量和进度都达到了预期的目的。

3)清孔;清孔是保证桩芯混凝土质量的重要工序,冲击成孔至设计深度后。即可转人清孔,清孔后泥浆比重应控制在1.1~1.2之间,粘度不大于28s,含砂率不大于10%,孔底沉渣厚度不大于10cm,清孔后应立即灌注水下混凝土。

4)灌注水下混凝土;水下混凝土应有足够的流动性。灌注前。应将导管插到距孔底S0cm处,根据桩径大小计算并控制好初灌量,初次灌人的混凝土量应保证其混凝土面超过导管口1.0m以上。对于直径较小(直径不大于1.0m)、孔深较浅(深度不大于12m)的桩,尚应注意防止因混凝土上涌或导管上下振冲造成钢筋笼上浮。

(2)隔水帷幕施工。隔水帷幕是在两桩之间采用三重管摆喷施工而成。摆喷角度为45°。所谓三重管摆(旋)喷工艺是指;①以高压(36~40MPa)水射流切削土层;②将水灰比为1∶1~1∶1.5的纯水泥浆注人土层内;③通入压缩空气将水泥浆与土体混合均匀,

边旋转边提升,用这样的方法施工形成的水泥土固结体可以大大减少土层的渗透系数,从而达到隔水的目的。

1)摆喷工艺∶测量定位→钻孔至设计深度→喷浆机就位→制浆→由下至上边喷边提升→重复喷浆→至设计标高终止喷浆。

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六、基坑支护结构监测

为确保基坑及周围建(构)筑物的安全,实现信息化施工,对基坑支护结构进行了监测。基坑监测内容句括桩顶水平位移(布置在桩顶锁口梁上)、周围建 (构)筑物沉降及预应力土层锚杆受力变化。

基坑监测从1997年10月 25日开始,至1998年12月12日止,唐护桩顶最大水平位移发生在基坑南侧中部。为 40mm。基坑西侧位移为负值(-13mm)。表示向基坑外位移,这是因为桩顶圆形圈梁整体作用的结果。基坑四周各位移监测点在典型时间的位移曲线见图3。沉降观测数据反映,整个基坑支护结构施工过程未发生异常,其变化在设计允许值内。基坑的开挖未对周围建(构)筑物产生危害。预应力土层锚杆的锁定荷载为设计承载力的 75%~80%,监测表明,土方开挖到基坑底后的基坑暴露期间,锚杆的锚固力增长小于10%。因此,整个基坑支护结构是稳定安全的。

七、结语

源通中心基坑支护结构由冶金部建筑研究总院厦门分院设计、基础工程(包括基坑支护结构、土方开挖及工程桩)由厦门京冶建设工程承包公司施工。基坑支护结构施工于1997年7月15日开始,至 1998年1月14 巳结束,历时184d,完成冲孔围护桩135根,混凝土量计1417.8m3,完成预应力土层锚杆 2928延米,完成定喷止水帷幕1601 延米。

源通中心基坑支护工程竣工已-年多了。实践证明。该基坑采用桩锚和圆形内支撞结构及桩间定喷止水维幕的联合支护体系是成功的。确保了周边建(构)筑物的安全。基坑支护工程施工组织科学,管理有序,保质保量按期完成了施工任务,受到了业主的好评。