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【摘 要】:结合上海市农工商118广场改扩建商业用房深基坑围护工程的成功案例,着重介绍了深基坑钻孔灌注桩+SMW工法桩围护及基坑施工技术的应用,通过该工程的施工,积累了成功经验,可为今后类似工程提供参考和借鉴。
【关键词】:深基坑 钻孔灌注桩 SMW法 盆式开挖
中图分类号:U443文献标识码: A
1、工程概况
1.1建筑概况
农工商超市118广场改扩建工程——东地块商业(ⅠⅡⅢ)区商业工程位于普陀区金沙江路、真北路、伯士路交界处,基地呈不规则的五边形。
本工程为农工商超市改扩建的商业用房,地下3层、地上6层,总建筑面积为124085㎡,其中地上建筑面积58338㎡,地下建筑面积65747㎡;建筑标高±0.000相对于绝对标高5.200m,室内外高差为0.30m,本工程场地自然地坪标高为4.000m;建筑地面上部高41m。
1.2周围环境
农工商118广场改扩建工程,整个基坑工程包括东区和西区两个独立的基坑工程,为了配合金沙江路上拟建轨道交通13号线的施工以及整个工程施工顺序安排需要,故将东区工程分为A区和B区。A区为大酒店及东侧地下室,计划在轨道交通13号线施工该区域之前完成地下结构施工;剩余部分统称为B区。目前A区已结构封顶,本次项目范围为B区,基地分区见示意图1。
基坑东侧:毗邻已建三期工程(地下一层),地下车库外墙距三期工程车库外墙距离为5.0m;距离用地红线最近为55.3m,红线外为真北路(中环)。
图1基地分区示意图
基坑南侧:东南角,与已建二期工程(地下二层,筏板基础(无桩基),围护桩φ850@1100)相联,其间为已建连廊(地上部分已建好,并投入使用);南侧地下车库外墙距离用地红线最近约11.1m,距离河塘最近约12.3m。
基坑西侧:地下车库外墙距离用地红线5.0-11.0m,红线外为伯士路,伯士路下有雨水、污水等地下管线,马路对面为新建A、B座高层办公楼(地下一层)和拟建西区商业(地下两层)。
基坑北侧:与已建东区大酒店(地下三层),两者结构不共墙而采用双墙。红线外为金沙江路,东区基地周边建筑物照片如图2。
(a) 东侧已建三期工程 (b) 西侧伯士路
(c) 西侧已建A、B座小高层(d) 东南侧已建二期连廊
图2东区基地周边环境分布图
1.3地质情况
1.3.1地质与地貌
根据勘察报告,场内的原有建筑物已基本拆除,局部尚有部分建筑物未予拆除,地形基本平坦。
场地地层分布主要有以下特点:
(1)基坑开挖深度范围内涉及的土层有①、②3-1、②3-2、④层。其中②3-2层为砂质粉性土,厚度约7.2m,渗透性相对较强,且与南侧的河道存在一定的水力联系,基坑开挖时容易产生坍塌,流砂等现象。
(2)基坑基底位于第④层淤泥质粘土层中,其土质相对较为软弱,易产生流变,回弹等现象。
1.3.2不良地质条件
本次勘察结果表明,场地东地块西南部角边缘地段有暗浜分布,暗浜最大深度为4.00m。另外,本场区内上部普遍存在有15~40cm水泥地坪,且局部尚存在间隔性的水泥块、建筑垃圾,至下为碎砖、碎石及黄沙等杂填物,一般杂填土埋深在2.2m 左右。局部杂填土厚达4.2m。在厚填土地段、及暗浜地段缺失②3-1 层地基土,需进行必要的处理。
2、围护概况
2.1基坑围护概况
本工程基坑采用明挖顺作法施工,围护墙体为:钻孔灌注桩,φ1000/1100@1250,桩长约28.5~31m,采用水下C30混凝土。灌注桩外侧采用SMW工法桩(三轴搅拌桩φ850桩长约21.6~24.1m)止水,钻孔灌注桩与三轴搅拌桩之间采用压密注浆(间距1200mm,注浆深度为21.6~24.1m)止水,
2.2支撑体系概况
本工程共设置了三道钢筋混凝土支撑体系,平面布局采用对撑加角撑形式。第一道支撑主撑截面为800x800mm,次撑截面为700x700mm,圈梁截面为1200x800mm/1200x1200mm,第二道支撑主撑截面为1000x800mm,次撑截面为800x800mm,圈梁截面为1350x850mm,第三道支撑主撑截面为1000x800mm,次撑截面为800x800mm,圈梁截面为1300x800mm。
2.3立柱与立柱桩
立柱:支撑区域格构柱为460×460mm,栈桥区域格构柱为480×480mm,格构柱长度为16.5m,插入钢筋笼内3m,立柱桩采用直径φ800钻孔灌注桩,混凝土为水下C30,桩长为20m。
2.4坑内地基加固
东南侧与原建连廊交界处采用高压旋喷桩(φ800,搭接200mm)加固。坑内局部采用旋喷桩加固并封底。
2.5降水要求
在土方开挖前应进行预降水,水位降至开挖面以下2m~3m;在采用深井降水的方式,由于基础较深,故按每150㎡布置一口疏干井的原则进行布置(基坑内实际共布置103口疏干井,疏干井观测井6口,减压井1口,坑外观测井4口)
3、支撑施工与土方开挖
本工程基坑面积约为20600m2,,周长约780m,
基坑开挖深度13.7米,土方量约360000m³。由于基坑围护采用SMW工法结合钻孔灌注桩+3道混凝土支撑围护体系,混凝土支撑强度需要一定技术间歇时间,必须达到设计强度80%,方可开挖支撑下土方,所以合理的土方开挖施工方案至关重要。
3.1基坑开挖施工顺序
(1)先开挖第一道混凝土支撑底标高以上的第一层土方,施工第一道钢筋混凝土顶圈梁、支撑、栈桥板,土方开挖时要有利于混凝土支撑形成体系。
(2)待第一道支撑完成,混凝土强度达到设计强度80%后,接着开挖第二层土,同时施工第二道支撑。
(3)待第二道支撑完成,混凝土强度达到设计强度80%后,接着开挖第三层土,同时施工第三道支撑。
(4)待第三道支撑完成,混凝土强度达到设计强度80%后,接着开挖第四层土,要分层分块开挖到基坑底-14.45m,边开挖边及时浇筑垫层。
3.2开挖方案
本工程土方开挖分为4个阶段,并在土方开挖前架设好4台施工塔吊。
(1)第一阶段挖土:自然地面至第一道混凝土支撑底标高以上的土体作为第一层土方,挖深为0.5m,部分基本与地面平,开挖时多部位同时进行,总体施工流向为由东相西推进,土方量约10283m3,开挖时配备5台EX-200挖机,配置15t自卸式土方车出土,支撑形成时先形成主撑后角撑。
(2)第二阶段挖土:第二层土方采用 “盆式”开挖,分层挖土的施工方法,二阶段土方开挖共分为4个三个区域,开挖顺序分别为1区-2区-3区-4区。
1区土方需第一道支撑及传力带强度达到80%以后进行,挖深为5m,1区支撑拟采用盆式开挖,分三个阶段开挖形成支撑,第一阶段拟开挖主要集中在栈桥底部土方,开挖時栈桥上部配备3台长臂挖机抓土装车,栈桥底部配置3台EX100m3挖机停置在临时铺设的道路上(支撑上部回土300mm,上铺路基钢板,其余区域雷同)陶土,栈桥外配备3台EX200m3挖机翻土,出土配置15t自卸式土方车,车辆配置30辆左右。
待1区支撑全部形成以后,视监测情况,如监测无异常,开挖2区土方,由于2区毗邻已建二期连廊,开挖时需在连廊下陶土,该区域剩余土方开挖必须精心组织,严格操作程序,挖机要隔仓、对称挖土,无法挖土的地方由人工配合挖土,同时注意不得扰动原土,挖机移位行走时,挖机臂不得碰撞连廊立柱及顶板,保证连廊的稳定,挖土施工全过程都要按照信息化施工的管理原则加强控制,首先按照监测方案的要求设置监控点,按规定的监测制度进行监测和信息反馈,遇有特殊天气或监测数据异常,或接近报警值时,要加强监测密度,及时反馈信息,并对暴露出的连廊钢立柱进行加固(其余涉及连廊处雷同)。
【关键词】:深基坑 钻孔灌注桩 SMW法 盆式开挖
中图分类号:U443文献标识码: A
1、工程概况
1.1建筑概况
农工商超市118广场改扩建工程——东地块商业(ⅠⅡⅢ)区商业工程位于普陀区金沙江路、真北路、伯士路交界处,基地呈不规则的五边形。
本工程为农工商超市改扩建的商业用房,地下3层、地上6层,总建筑面积为124085㎡,其中地上建筑面积58338㎡,地下建筑面积65747㎡;建筑标高±0.000相对于绝对标高5.200m,室内外高差为0.30m,本工程场地自然地坪标高为4.000m;建筑地面上部高41m。
1.2周围环境
农工商118广场改扩建工程,整个基坑工程包括东区和西区两个独立的基坑工程,为了配合金沙江路上拟建轨道交通13号线的施工以及整个工程施工顺序安排需要,故将东区工程分为A区和B区。A区为大酒店及东侧地下室,计划在轨道交通13号线施工该区域之前完成地下结构施工;剩余部分统称为B区。目前A区已结构封顶,本次项目范围为B区,基地分区见示意图1。
基坑东侧:毗邻已建三期工程(地下一层),地下车库外墙距三期工程车库外墙距离为5.0m;距离用地红线最近为55.3m,红线外为真北路(中环)。
图1基地分区示意图
基坑南侧:东南角,与已建二期工程(地下二层,筏板基础(无桩基),围护桩φ850@1100)相联,其间为已建连廊(地上部分已建好,并投入使用);南侧地下车库外墙距离用地红线最近约11.1m,距离河塘最近约12.3m。
基坑西侧:地下车库外墙距离用地红线5.0-11.0m,红线外为伯士路,伯士路下有雨水、污水等地下管线,马路对面为新建A、B座高层办公楼(地下一层)和拟建西区商业(地下两层)。
基坑北侧:与已建东区大酒店(地下三层),两者结构不共墙而采用双墙。红线外为金沙江路,东区基地周边建筑物照片如图2。
(a) 东侧已建三期工程 (b) 西侧伯士路
(c) 西侧已建A、B座小高层(d) 东南侧已建二期连廊
图2东区基地周边环境分布图
1.3地质情况
1.3.1地质与地貌
根据勘察报告,场内的原有建筑物已基本拆除,局部尚有部分建筑物未予拆除,地形基本平坦。
场地地层分布主要有以下特点:
(1)基坑开挖深度范围内涉及的土层有①、②3-1、②3-2、④层。其中②3-2层为砂质粉性土,厚度约7.2m,渗透性相对较强,且与南侧的河道存在一定的水力联系,基坑开挖时容易产生坍塌,流砂等现象。
(2)基坑基底位于第④层淤泥质粘土层中,其土质相对较为软弱,易产生流变,回弹等现象。
1.3.2不良地质条件
本次勘察结果表明,场地东地块西南部角边缘地段有暗浜分布,暗浜最大深度为4.00m。另外,本场区内上部普遍存在有15~40cm水泥地坪,且局部尚存在间隔性的水泥块、建筑垃圾,至下为碎砖、碎石及黄沙等杂填物,一般杂填土埋深在2.2m 左右。局部杂填土厚达4.2m。在厚填土地段、及暗浜地段缺失②3-1 层地基土,需进行必要的处理。
2、围护概况
2.1基坑围护概况
本工程基坑采用明挖顺作法施工,围护墙体为:钻孔灌注桩,φ1000/1100@1250,桩长约28.5~31m,采用水下C30混凝土。灌注桩外侧采用SMW工法桩(三轴搅拌桩φ850桩长约21.6~24.1m)止水,钻孔灌注桩与三轴搅拌桩之间采用压密注浆(间距1200mm,注浆深度为21.6~24.1m)止水,
2.2支撑体系概况
本工程共设置了三道钢筋混凝土支撑体系,平面布局采用对撑加角撑形式。第一道支撑主撑截面为800x800mm,次撑截面为700x700mm,圈梁截面为1200x800mm/1200x1200mm,第二道支撑主撑截面为1000x800mm,次撑截面为800x800mm,圈梁截面为1350x850mm,第三道支撑主撑截面为1000x800mm,次撑截面为800x800mm,圈梁截面为1300x800mm。
2.3立柱与立柱桩
立柱:支撑区域格构柱为460×460mm,栈桥区域格构柱为480×480mm,格构柱长度为16.5m,插入钢筋笼内3m,立柱桩采用直径φ800钻孔灌注桩,混凝土为水下C30,桩长为20m。
2.4坑内地基加固
东南侧与原建连廊交界处采用高压旋喷桩(φ800,搭接200mm)加固。坑内局部采用旋喷桩加固并封底。
2.5降水要求
在土方开挖前应进行预降水,水位降至开挖面以下2m~3m;在采用深井降水的方式,由于基础较深,故按每150㎡布置一口疏干井的原则进行布置(基坑内实际共布置103口疏干井,疏干井观测井6口,减压井1口,坑外观测井4口)
3、支撑施工与土方开挖
本工程基坑面积约为20600m2,,周长约780m,
基坑开挖深度13.7米,土方量约360000m³。由于基坑围护采用SMW工法结合钻孔灌注桩+3道混凝土支撑围护体系,混凝土支撑强度需要一定技术间歇时间,必须达到设计强度80%,方可开挖支撑下土方,所以合理的土方开挖施工方案至关重要。
3.1基坑开挖施工顺序
(1)先开挖第一道混凝土支撑底标高以上的第一层土方,施工第一道钢筋混凝土顶圈梁、支撑、栈桥板,土方开挖时要有利于混凝土支撑形成体系。
(2)待第一道支撑完成,混凝土强度达到设计强度80%后,接着开挖第二层土,同时施工第二道支撑。
(3)待第二道支撑完成,混凝土强度达到设计强度80%后,接着开挖第三层土,同时施工第三道支撑。
(4)待第三道支撑完成,混凝土强度达到设计强度80%后,接着开挖第四层土,要分层分块开挖到基坑底-14.45m,边开挖边及时浇筑垫层。
3.2开挖方案
本工程土方开挖分为4个阶段,并在土方开挖前架设好4台施工塔吊。
(1)第一阶段挖土:自然地面至第一道混凝土支撑底标高以上的土体作为第一层土方,挖深为0.5m,部分基本与地面平,开挖时多部位同时进行,总体施工流向为由东相西推进,土方量约10283m3,开挖时配备5台EX-200挖机,配置15t自卸式土方车出土,支撑形成时先形成主撑后角撑。
(2)第二阶段挖土:第二层土方采用 “盆式”开挖,分层挖土的施工方法,二阶段土方开挖共分为4个三个区域,开挖顺序分别为1区-2区-3区-4区。
1区土方需第一道支撑及传力带强度达到80%以后进行,挖深为5m,1区支撑拟采用盆式开挖,分三个阶段开挖形成支撑,第一阶段拟开挖主要集中在栈桥底部土方,开挖時栈桥上部配备3台长臂挖机抓土装车,栈桥底部配置3台EX100m3挖机停置在临时铺设的道路上(支撑上部回土300mm,上铺路基钢板,其余区域雷同)陶土,栈桥外配备3台EX200m3挖机翻土,出土配置15t自卸式土方车,车辆配置30辆左右。
待1区支撑全部形成以后,视监测情况,如监测无异常,开挖2区土方,由于2区毗邻已建二期连廊,开挖时需在连廊下陶土,该区域剩余土方开挖必须精心组织,严格操作程序,挖机要隔仓、对称挖土,无法挖土的地方由人工配合挖土,同时注意不得扰动原土,挖机移位行走时,挖机臂不得碰撞连廊立柱及顶板,保证连廊的稳定,挖土施工全过程都要按照信息化施工的管理原则加强控制,首先按照监测方案的要求设置监控点,按规定的监测制度进行监测和信息反馈,遇有特殊天气或监测数据异常,或接近报警值时,要加强监测密度,及时反馈信息,并对暴露出的连廊钢立柱进行加固(其余涉及连廊处雷同)。