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中图分类号:TU9 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2008)0820088-01
随着城市建设的发展,城市繁华地带地下空间的开发与利用已成为城市建设的重要内容。在软土地基条件下和城市密集地区设计与之相适应的基坑支护形式和施工方法,是一个重要的施工环节。在“安全可靠、技术先进、经济合理、方便施工”的原则下,基坑围护工程要确保基础和地下室施工安全,满足方便施工,能加快工程进度,降低工程造价。
一、工程概况
某综合项目(一期)工程位于市中心繁华地带,该项目包括购物中心和住宅两部分,±0.000相当于绝对高程
7.000,自然地坪绝对标高为7.000。购物中心为高层框架结构,用地面积34408m2,地下三层,开挖深度18.5m;住宅区块为48层超高层建筑,剪力墙结构,桩基础,用地面积23556m2,地下二层,开挖深度10m。
二、工程地形及周边情况
本工程处于市中心四条主要道路包围地块,现场围墙即为用地红线,北、南和东侧地下室外墙距用地红线约5m。东、南、北三侧的道路下均埋有大量市政管线:北侧道路与基坑之间有50m宽绿化带;东侧道路埋有电力、给水、燃气、污水、雨水和通信管道等管线,最近的电力管道距离基坑内边线约5.1m;南侧道路下埋有电信、燃气、给水、雨水和污水管道等,最近的电力管道距离基坑围护体内边线约5.8m;西侧现为空地(为本项目的二期)。另外有一条九号路贯穿本地下室,其下管线在地下室施工前需挖出,地下室施工完毕后恢复。
三、基坑支护方案
(一)工程特点和技术关键
1.本工程地下室平面形状大致为矩形,尺寸约为220m×290m,基坑面积大,开挖深,施工交叉工序多,周期长。
2.基坑超深超大,选用经济合理的基坑围护结构方案是本次基坑围护工程的重点。
3.基坑开挖量大,开挖土方量达100万m3,其施工过程对环境保护是重要环节,为此除采用合理的开挖方式和技术措施外,如何做好基坑监测,以信息化指导施工是本工程施工的重要内容和关键环节。
(二)基坑支护方案
针对基坑平面面积大,开挖深,通过多种方案比较和技术经济分析,本工程采用以下方案进行基坑围护施工。
1.采用850直径三轴水泥搅拌桩作为止水帷幕;
2.开挖深度10m范围内:西侧采用大放坡支护方案,北侧及东侧采用钻孔灌注桩疏桩复合土钉支护方案,基坑转角处适当布置一道钢筋混凝土角撑;
3.开挖深度18.5m范围内:基坑南侧及东侧-10.5m标高以上采用一排1200直径钻孔灌注桩疏桩复合土钉支护方案,-10.5m标高以下采用一排1200直径钻孔灌注桩结合斜向钢管支撑支护;基坑西侧(与二期工程交接处)上部采用大放坡开挖,下部采用钻孔灌注桩结合土钉墙的复合支护形式;
4.在-10m和-18.5m深浅基坑交接处高差8.5m,采用钻孔灌注桩复合土钉支护。
四、基坑支护施工操作要点
(一)复合土钉施工
1.挖土至第一道土钉标高。土方开挖应分段分片进行,沿基坑边长每开挖30延米的土方,立即进行相应范围的土钉墙施工,待该部分土钉墙施工完毕后,才能进行邻段土方的开挖。
2.第一道土钉以上的土钉墙养护48小时后,进行土方开挖,挖土至第二道土钉标高。按第(1)点的要求进行土方开挖及土钉墙施工。
3.第二道土钉养护48小时后,进行土方开挖,挖土至下一道土钉标高。按第(1)点的要求进行土方开挖及土钉墙施工,按以上要求施工直至开挖至坑底。
(二)排桩加内支撑施工
1.开挖至支撑垫层底标高即停止开挖,并施工支撑及压顶梁,支撑及压顶梁达到80%设计强度前,严禁开挖支撑下土方,并控制附近土钉墙施工和土方开挖速度,以确保土坡稳定。待支撑及压顶梁达到80%设计强度后,方可大面积开挖支撑下土方,但仍应与临近土方开挖相协调,避免土坡高差过大。
2.按第(1)点要求挖土至第二道支撑底标高,施工第二道支撑,如此往复,直至挖土至坑底,每一阶段的土方开挖应在降水到位后进行。
(三)钢管斜向内支撑支护施工
1.开挖至钢支撑底,安装第一道钢支撑,并施加预应力。
2.继续开挖至第二道围檩底,施工第二道钢支撑围檩。
3.待第二道钢支撑围檩达到相应强度后,安装第二道钢支撑,施加预应力,继续挖土至坑底。
五、施工降水
从本基坑支护形式来看,降水在该基坑施工尤为重要,若降水效果好,则能有效地提高砂土层的内摩擦角,增强边坡的稳定性。若降水效果差,则会引起边坡失稳,坑内产生流砂、管涌等现象,从而影响基坑的整体稳定和地下施工的正常进行。本工程地表以下20m深度范围以透水性较强的砂质粉土为主,由于距离钱塘江较近,水源补给丰富。开挖深度10m范围采用止水帷幕和坑外降水相结合的技术措施,坑外最底水位控制在-8.0m,避免过度降水对道路、管线产生明显的不利影响。开挖深度18.5m范围,设置全封闭的止水帷幕,止水帷幕底部进入透水性较差的5号粉质粘土层(帷幕以进入透水性较差的土为控制标准),为减少帷幕的压力,确保不发生管涌、流砂现象,坑外适量降水。所有部位(包括坑内、坑外)的降水均采用自流深井或真空深井,为确保坑外降水效果,坑外采用真空深井。止水帷幕采用850直径三轴水泥搅拌桩,在止水效果及经济效益方面,大大优越于高压悬喷桩、咬合桩。
六、基坑监测
本工程基坑周边环境复杂,且除建造用地外,施工用地相对狭小,施工时必须采取合理的技术方案及应急措施,方能保证基坑和地下室正常顺利施工,确保其周边道路以及管线的安全,因此,施工过程应加强施工监测,使基坑处于安全监控中。
(一)为确保地下室施工的安全可靠和开挖的顺利进行,整个地下室施工过程进行全程动态监测,实行信息化施工,以便及时调整施工方案和采取相应的应急措施,避免工程事故的发生。
(二)本工程设置如下监测项目:周围环境的监测:包括周围道路路面的沉降、倾斜、裂缝的产生和开展情况以及地下管线设施的沉降、变形等;围护体后侧土体沿深度的侧向位移的大小和随时间的变化情况;压顶梁及围护桩后侧土体的沉降观测;钢筋混凝土水平内支撑的轴力及钢管支撑的内力随土方开挖的变化情况;坑内、坑外水位的监测。
经过以上监测项目的基坑监测,并每日形成监测报告,通过监测报告显示,基坑施工处于安全监控中,满足了设计要求,也保证了地下施工安全及周边道路、管线、邻近建筑物的安全。
七、结束语
该工程虽然基坑面积超大,深度超深,对施工造成了很大的难度,但通过合理设计,采用多种深基坑施工技术,取得了良好效果。开挖深度10m范围内没有设置大规模的内支撑,保证了基坑围护安全,同时挖土施工比较方便;开挖深度18.5m范围,在基坑较深处采用分步开挖并且布置钢管斜撑,避免了布置大规模的支撑系统,方便了挖土施工,也便于钢管斜撑安装及拆除。基坑内水位满足设计降深,符合坑底干燥的施工要求,完全达到了预期效果。
随着城市建设的发展,城市繁华地带地下空间的开发与利用已成为城市建设的重要内容。在软土地基条件下和城市密集地区设计与之相适应的基坑支护形式和施工方法,是一个重要的施工环节。在“安全可靠、技术先进、经济合理、方便施工”的原则下,基坑围护工程要确保基础和地下室施工安全,满足方便施工,能加快工程进度,降低工程造价。
一、工程概况
某综合项目(一期)工程位于市中心繁华地带,该项目包括购物中心和住宅两部分,±0.000相当于绝对高程
7.000,自然地坪绝对标高为7.000。购物中心为高层框架结构,用地面积34408m2,地下三层,开挖深度18.5m;住宅区块为48层超高层建筑,剪力墙结构,桩基础,用地面积23556m2,地下二层,开挖深度10m。
二、工程地形及周边情况
本工程处于市中心四条主要道路包围地块,现场围墙即为用地红线,北、南和东侧地下室外墙距用地红线约5m。东、南、北三侧的道路下均埋有大量市政管线:北侧道路与基坑之间有50m宽绿化带;东侧道路埋有电力、给水、燃气、污水、雨水和通信管道等管线,最近的电力管道距离基坑内边线约5.1m;南侧道路下埋有电信、燃气、给水、雨水和污水管道等,最近的电力管道距离基坑围护体内边线约5.8m;西侧现为空地(为本项目的二期)。另外有一条九号路贯穿本地下室,其下管线在地下室施工前需挖出,地下室施工完毕后恢复。
三、基坑支护方案
(一)工程特点和技术关键
1.本工程地下室平面形状大致为矩形,尺寸约为220m×290m,基坑面积大,开挖深,施工交叉工序多,周期长。
2.基坑超深超大,选用经济合理的基坑围护结构方案是本次基坑围护工程的重点。
3.基坑开挖量大,开挖土方量达100万m3,其施工过程对环境保护是重要环节,为此除采用合理的开挖方式和技术措施外,如何做好基坑监测,以信息化指导施工是本工程施工的重要内容和关键环节。
(二)基坑支护方案
针对基坑平面面积大,开挖深,通过多种方案比较和技术经济分析,本工程采用以下方案进行基坑围护施工。
1.采用850直径三轴水泥搅拌桩作为止水帷幕;
2.开挖深度10m范围内:西侧采用大放坡支护方案,北侧及东侧采用钻孔灌注桩疏桩复合土钉支护方案,基坑转角处适当布置一道钢筋混凝土角撑;
3.开挖深度18.5m范围内:基坑南侧及东侧-10.5m标高以上采用一排1200直径钻孔灌注桩疏桩复合土钉支护方案,-10.5m标高以下采用一排1200直径钻孔灌注桩结合斜向钢管支撑支护;基坑西侧(与二期工程交接处)上部采用大放坡开挖,下部采用钻孔灌注桩结合土钉墙的复合支护形式;
4.在-10m和-18.5m深浅基坑交接处高差8.5m,采用钻孔灌注桩复合土钉支护。
四、基坑支护施工操作要点
(一)复合土钉施工
1.挖土至第一道土钉标高。土方开挖应分段分片进行,沿基坑边长每开挖30延米的土方,立即进行相应范围的土钉墙施工,待该部分土钉墙施工完毕后,才能进行邻段土方的开挖。
2.第一道土钉以上的土钉墙养护48小时后,进行土方开挖,挖土至第二道土钉标高。按第(1)点的要求进行土方开挖及土钉墙施工。
3.第二道土钉养护48小时后,进行土方开挖,挖土至下一道土钉标高。按第(1)点的要求进行土方开挖及土钉墙施工,按以上要求施工直至开挖至坑底。
(二)排桩加内支撑施工
1.开挖至支撑垫层底标高即停止开挖,并施工支撑及压顶梁,支撑及压顶梁达到80%设计强度前,严禁开挖支撑下土方,并控制附近土钉墙施工和土方开挖速度,以确保土坡稳定。待支撑及压顶梁达到80%设计强度后,方可大面积开挖支撑下土方,但仍应与临近土方开挖相协调,避免土坡高差过大。
2.按第(1)点要求挖土至第二道支撑底标高,施工第二道支撑,如此往复,直至挖土至坑底,每一阶段的土方开挖应在降水到位后进行。
(三)钢管斜向内支撑支护施工
1.开挖至钢支撑底,安装第一道钢支撑,并施加预应力。
2.继续开挖至第二道围檩底,施工第二道钢支撑围檩。
3.待第二道钢支撑围檩达到相应强度后,安装第二道钢支撑,施加预应力,继续挖土至坑底。
五、施工降水
从本基坑支护形式来看,降水在该基坑施工尤为重要,若降水效果好,则能有效地提高砂土层的内摩擦角,增强边坡的稳定性。若降水效果差,则会引起边坡失稳,坑内产生流砂、管涌等现象,从而影响基坑的整体稳定和地下施工的正常进行。本工程地表以下20m深度范围以透水性较强的砂质粉土为主,由于距离钱塘江较近,水源补给丰富。开挖深度10m范围采用止水帷幕和坑外降水相结合的技术措施,坑外最底水位控制在-8.0m,避免过度降水对道路、管线产生明显的不利影响。开挖深度18.5m范围,设置全封闭的止水帷幕,止水帷幕底部进入透水性较差的5号粉质粘土层(帷幕以进入透水性较差的土为控制标准),为减少帷幕的压力,确保不发生管涌、流砂现象,坑外适量降水。所有部位(包括坑内、坑外)的降水均采用自流深井或真空深井,为确保坑外降水效果,坑外采用真空深井。止水帷幕采用850直径三轴水泥搅拌桩,在止水效果及经济效益方面,大大优越于高压悬喷桩、咬合桩。
六、基坑监测
本工程基坑周边环境复杂,且除建造用地外,施工用地相对狭小,施工时必须采取合理的技术方案及应急措施,方能保证基坑和地下室正常顺利施工,确保其周边道路以及管线的安全,因此,施工过程应加强施工监测,使基坑处于安全监控中。
(一)为确保地下室施工的安全可靠和开挖的顺利进行,整个地下室施工过程进行全程动态监测,实行信息化施工,以便及时调整施工方案和采取相应的应急措施,避免工程事故的发生。
(二)本工程设置如下监测项目:周围环境的监测:包括周围道路路面的沉降、倾斜、裂缝的产生和开展情况以及地下管线设施的沉降、变形等;围护体后侧土体沿深度的侧向位移的大小和随时间的变化情况;压顶梁及围护桩后侧土体的沉降观测;钢筋混凝土水平内支撑的轴力及钢管支撑的内力随土方开挖的变化情况;坑内、坑外水位的监测。
经过以上监测项目的基坑监测,并每日形成监测报告,通过监测报告显示,基坑施工处于安全监控中,满足了设计要求,也保证了地下施工安全及周边道路、管线、邻近建筑物的安全。
七、结束语
该工程虽然基坑面积超大,深度超深,对施工造成了很大的难度,但通过合理设计,采用多种深基坑施工技术,取得了良好效果。开挖深度10m范围内没有设置大规模的内支撑,保证了基坑围护安全,同时挖土施工比较方便;开挖深度18.5m范围,在基坑较深处采用分步开挖并且布置钢管斜撑,避免了布置大规模的支撑系统,方便了挖土施工,也便于钢管斜撑安装及拆除。基坑内水位满足设计降深,符合坑底干燥的施工要求,完全达到了预期效果。