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浙海大厦基坑水泥搅拌桩挡墙支护

295 2021-12-22 09:09:58

1.4.1 工程概况

浙海大厦位于江东北路和大河路交汇处东北侧,北至常关弄,东以东胜路为界。基坑东西长约100m,南北长约125m,在场地北端偏西处有4层砖混建筑,距建筑轴线约8m,场地四周其余建筑均已拆除。在场地南侧红线外15m 有药500的上水管线通过,场地周边环境复杂(参见图1.4-1)。两条道路为交通主干线,开挖时要确保道路与周边建筑物的安全使用。

浙海大厦由两幢分别为32层和 48层高层楼及其配套裙房组成。基础形式为桩基加满堂底板。现地面平均相对标高(即相对于士0.00标高)为一1.00m。按深度将基坑分为I、I、Ⅱ、N 区,开挖深度分别为5.7、6.5、7.3和9.3m。本支护工程分两期进行,对南塔楼,即9.3m 深基坑的支护本次设计仅作方案性考虑,以下着重介绍I、Ⅰ、直区的设计与施工。

1.4.2围护设计

(1)工程地质条件

据宁波工程勘察院提供的工程地质勘察报告,与基坑开挖有关的土层及性质如下;

杂填土;由碎砖、瓦砾、石块、砂及粘土等组成,结构松散,全址分布,平均厚度 1.83m,层厚变幅1.10~3.10m。

1层;黄灰色粘土,可塑状态,中高压缩性,局部缺失,平均厚度1.16m,层厚变幅为0.70~1.8m。

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2层∶灰色淤质粘土夹薄层粉砂,层理较发育,流塑状态,高压缩性,全址均匀连续分布,平均厚度13.93m,层厚变幅12.70 ~15. 30m。

3层∶灰色粘质粉土,软塑状态,中高压缩性,场址西北部缺失,平均厚度1.89m,层厚变幅为 1.00~3.10m。

以上各层土的力学指标(固结快剪指标)如表1.4-1。

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(2)围护设计思路

由于基坑面积开阔,形状不规则,只适宜采用自立式围护结构。各区开挖深度虽有不同,但除局部为一7.3m和一8.0m外,其他大部分面积开挖深度仅一6.70m。经多方论证,该工程采用水泥搅拌桩重力式挡土墙支护形式,在一、二期之间用悬臂钻孔灌注桩支护较为经济,且足以保障安全。

与其他方案相比,该方案主要优点是节约工程造价,施工方便,进度快,无泥浆污染,隔水性能好,对周围建筑物和地下管线影响较小。

设计采用双头水泥搅拌桩,直径为 700mm,搭接长度200mm,桩长分别为1lm和13m,挡土墙宽度分别为4.7m 和5.7m,桩位按格栅状布置为9排和 11排,详见支护结构图(图1.4-2、3、4)。由于开挖深度为一8.0m 的区域在基坑中部,且面积较小,与-6.7m深度仅1.3m 之差,在它们之间用草袋堆叠成临时挡墙,未增加其他支护措施。施工要求水泥掺量为15%,水灰比为0.5,水泥土无侧限抗压强度 28天龄期应达到1.0MPa,搅拌桩施工完成后在桩顶浇一层厚为150mm的 C15 素混凝土压顶。

一、二期之间的围护采用φ750@850 的钻孔灌注桩,桩长19.5m,其上设置 800mm×500mm 的盖梁。

(3)围护设计计算

本工程围护设计计算按浙江省《建筑软弱地基基础设计规范》,冶金工业部《软土地基深层搅拌加固法技术规程》和《宁波市水泥搅拌桩法加固地基设计、施工和质量检测暂行细则》等进

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行。由于基坑附近有临时办公用房,并有可能堆放砂石和其他建材,取她面超载为20kPa,按均布荷载考虑。土压力按朗肯土压力理论分层叠加进行计算,各层主被动土压力计算结果及计算简图见图1.4-5(仅以桩长11m 的挡墙为例)。

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1.4.3 围护施工

圈护桩于1995年10月 28日进场施工。施工采用3台STB-1 型双头搅拌桩机,采用 425号普通硅酸盐水泥,严格控制设计规定的材料和水灰比,确保水泥掺合量,严格按设计要求制备浆液,

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保证浆液质量。相邻桩与桩之间的搭接时间不超过 24小时,各单位协调工作,并同时进行位移监测,确保施工安全。

搅拌桩按两次送浆喷搅施工,从自然地面下 1m 处开始送浆,并连续钻进搅拌喷浆至设计深度,原地搅拌半分钟,升降速度为1.0~1.2m/min。反转搅拌提升至地面下1.0m 处,再次喷浆搅拌下沉至设计深度,再反转搅拌提升至地面。

在实际施工过程中,东面基坑的①~④轴之间有部分搅拌桩碰到了障碍物而打不下去,采用了压力注浆办法进行加固。施工时,先把钻杆压到地面下13.0m 处注浆一次,以后每0.5m提升一次,每提升一次后注浆一次,每次注浆量在2.0~6.0m 深度范围内为0.5包水泥/0.5m,在6.5~13.0m深度范围内为1.0包水泥/0.5m。若地面冒浆较多,可适当减少2.0~6.0m 深度范围的注浆量。每根打不下去的搅拌桩都用一个压力注浆孔代替。

搅拌桩施工一部分后,即进行人工挖土,浇混凝土压顶。围护施工至1996年1月4日正式结束。挖土工作随后开始,历时两月结束。挖土分层进行,机械挖至垫层标高左右时,进行人工修土。在深度为一8.0m 的局布加深区域用草袋堆砌作挡墙,取得了较好效果。底板垫层已于1996年4月初铺设完毕。至此本围护工程宣告胜利结束。施工情况见图1.4-6和图1.4-7。

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1.4.4 位移监测

本次监测共设6个测斜孔,均布于基坑外围,测孔位置见图1.4-2基坑平面布置图,孔径80mm,孔深14~15m。仪器采用CX-01型数字显示测斜仪,精确度达0.01mm。观测时间从挖土至 2m 深时开始,至底板铺设完毕后结束。

根据测试结果可观察桩顶及深层土体位移情况。本次位移量最大的部位发生在靠近大河路的人防出口处,桩顶位移为6.3cm,桩底位移为1.5cm,在盖层上出现了一道长 10余米,宽约5cm 的纵向裂缝,但未影响继续施工。此外6号孔和1号孔处均有1~2cm的位移,在其外侧的常关弄路面可观察到宽2~3cm 的裂缝,

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但对周围建筑物的安全无影响。桩底位移量保持在 0.5~2cm 之间。整个挖土过程中土体位移速度缓慢,位移量均在允许范围之内(见图1.4-81号,3号,6号孔测斜成果图)。图中3号孔位移量最大,该孔正好位于靠近大河路的围护边,水泥搅拌桩顶部出现 5cm 宽的裂缝处。

1.4.5 体会和建议

(1)要严格控制水泥搅拌桩施工质量,要求桩身喷浆应连续均匀,水泥土强度应该满足设计要求。

水泥搅拌桩施工中遇障碍物不能成桩时,应采用压力注浆法弥补,以免影响挡墙的整体强度。

(2)机台操作严格按施工规程进行,定位偏差不得超过50mm,桩机垂直度偏差<1.5%。打桩偏位会影响桩身,搭接不好,危及挡墙的整体性。此外还应做到送浆均匀,送浆不匀和桩身搭接不好都会使挡墙渗漏。

(3)为缩短工期可在搅拌桩期龄达一个月后边施工边开挖围护。开挖时要由中部向四侧分层进行。及时测定标高,以免超挖。

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挖土至底板标高后,对于所有承台和地梁加深部分用人工向下开挖,并砌砖作临时支护。开挖完后及时打块石垫层,紧随着浇筑承台和地梁以及地下室底板。