某綜合樓工程基坑支護施工技術(shù)探討

1、某綜合樓工程基坑支護施工技術(shù)討論某綜合樓工程基坑支護施工技術(shù)討論【摘要】軟土深基坑支護的建立關(guān)系著整個工程的質(zhì)量，軟土深基坑支護的選擇就成了關(guān)鍵所在。本文討論了軟土深基坑支護的選擇與應(yīng)用，以供借鑒參考。論文聯(lián)盟1前言基坑支護型式可謂多種多樣,傳統(tǒng)的支護在應(yīng)用和開展,新的支護不斷涌現(xiàn)。支護設(shè)計首先要選擇合理的支護型式,而支護型式的選擇是一項復(fù)雜、重要且經(jīng)歷性很強的工作,主要考慮以下幾方面問題:1.1工程本身情況:即基坑開挖深度,開挖范圍、形狀,建筑根底情況等;1.2場地水文地質(zhì)工程地質(zhì)條件:場地土層分布、厚度,土層性質(zhì),場地地下水分布情況;1.3周圍環(huán)境條件:場地周圍的鄰近建筑,地下管線,與地下

2、室的間隔 ,鄰近建筑的構(gòu)造強度,允許變形的大小;1.4施工技術(shù)條件:現(xiàn)有設(shè)備施工才能,施工條件,基坑開挖方式,坑外堆土、運土條件,排水條件,施工工期;1.5支護構(gòu)造的特征與適用條件;1.6支護構(gòu)造造價:基坑支護在技術(shù)可行、平安可靠的前提下,造價應(yīng)節(jié)剩浙江省某工程,淺層淤泥平均厚度10.6,設(shè)有兩層地下室,支護設(shè)計采用方案競標方式,通過不同基坑支護構(gòu)造設(shè)計方案的比照分析、專家論證,選擇了相對合理的基坑支護設(shè)計方案,即鋼筋混凝土圓形內(nèi)支撐+排樁方案,經(jīng)過進一步完善,形成施工圖,應(yīng)用于本工程的基坑支護,通過施工監(jiān)測,證明了這種支護的可靠性,本工程采用的比照分析方法和經(jīng)歷可為類似工程提供借鑒。2工程概

3、況浙江省某綜合樓,高22層,框剪構(gòu)造,靜壓預(yù)應(yīng)力管樁根底,本工程設(shè)有兩層地下室,開挖深度8.59.4,局部開挖深度12.0。場地北側(cè)3.5外為五層框架構(gòu)造舊辦公樓,沉管樁根底,南側(cè)8外為12層住宅樓,樁基,東西兩側(cè)10外為37層民房或住宅樓。地下室平面呈不規(guī)那么狀,場地淺部土層及主要物理力學(xué)指標見表一,形狀較為復(fù)雜,地下水位埋深1.3,主要為雜填土中的上層滯水。參加本工程基坑支護設(shè)計方案競標的共有3個,方案一采用鋼板樁,加設(shè)3層鋼管內(nèi)支撐;方案二采用(沖)鉆孔灌注樁排樁加設(shè)兩層鋼筋混凝土內(nèi)支撐;方案三采用(沖)鉆孔灌注樁排樁加設(shè)一層鋼筋混凝土圓形內(nèi)支撐,利用表層雜填土可自立高度,將第一層內(nèi)支撐

4、位置降低至地面以下1.5,3個設(shè)計方案根本情況及造價見表二。3基坑支護設(shè)計方案經(jīng)濟技術(shù)比照分析3種方案均采用排樁加加內(nèi)支撐,這是軟土地基中比較成熟的基坑支護方法。3.1支護樁選用本工程淤泥巨厚,開挖深度較大,假設(shè)選擇鋼板樁,因其柔軟,土體位移必然偏大,故采用三層鋼管支撐,因此,施工工期較長、造價較高;本工程根底采用預(yù)應(yīng)力管樁,樁數(shù)多(近500根)、密度大,在工程樁施工過程中存在擠土效應(yīng),支護樁假設(shè)采用人工挖孔樁,根據(jù)以往經(jīng)歷,在挖孔過程中會產(chǎn)生嚴重流泥現(xiàn)象而無法施工;假設(shè)選用沉管灌注樁,樁身質(zhì)量不易保證,擠土嚴重,對周邊影響較大;假設(shè)選用地下連續(xù)墻,因地下室外形復(fù)雜,施工難度大,造價高,選用(

5、沖)鉆孔灌注樁較合理,施工對周邊影響小,樁身質(zhì)量較好,因此2個方案選用這種樁型。3.2支撐系統(tǒng)比照由于土層軟弱,基坑開挖深度大,顯然不能采用錨拉式支護,只能采用內(nèi)支撐,鋼管支撐安裝、撤除方便,可重復(fù)使用,但只能采取井字形布置,這樣,由于鋼管密布,影響開挖和地下室施工,且鋼管支撐方向必然與圍懔斜交,容易因焊接質(zhì)量問題而產(chǎn)生剪切破壞,使支撐失穩(wěn);鋼筋混凝土內(nèi)支撐,可靈敏布置,結(jié)合本工程地下室平面形狀,采用圓形支撐,受力合理,開挖面大,便于地下室施工,故采用鋼筋混凝土內(nèi)支撐的兩個方案均選擇圓形內(nèi)支撐。由于地下室形狀較復(fù)雜,因此圓形支撐的設(shè)置就有所不同,方案2選擇坑內(nèi)圓形支撐,圓形梁用立柱支撐,立柱較

6、多;方案3那么加大圓形支撐直徑,使局部圓形支撐作為圍護樁冠梁,由圍護樁支撐局部圓形梁,故立柱較少。3.3一層支撐與兩層(或兩層以上)支撐軟土地基兩層地下室的基坑支護一般采用一至多層內(nèi)支撐,采用多層支撐,需分層施工支撐梁,地下室施工時需分層換撐、分層撤除支撐梁,施工工期較長,在軟土中,第二層以上支撐施工條件較為惡劣,施工質(zhì)量不易控制,支撐效果并不理想,根據(jù)以往經(jīng)歷,支護構(gòu)造位移偏大,采用一層支撐顯然比二層或多層支撐要快得多,也容易得多。能否選擇一層支撐,取決于選擇的構(gòu)造構(gòu)件尺寸大小和支撐剛度能否滿足設(shè)計計算要求和崁固深度要求,一般支撐層數(shù)越少,構(gòu)件尺寸越大,本場地雖然軟土厚度較大,但基坑底部為粉

7、質(zhì)粘土,其性質(zhì)較好,有利于防止圍護樁樁底出現(xiàn)踢腳。3.4土壓力計算與土層力學(xué)指標取值土壓力計算根據(jù)朗肯公式采用土水合算。但計算指標取值,不同標準有不同規(guī)定,標準規(guī)定取在土的有效自重壓力下預(yù)固結(jié)的不排水三軸試驗確定的抗剪強度指標,標準規(guī)定取三軸固結(jié)不排水剪指標(有可靠經(jīng)歷時采用直接剪切指標),我省標準規(guī)定主動土壓力取固結(jié)快剪指標,被動土壓力取快剪指標計算,本工程方案1取快剪指標,方案2取快剪與固結(jié)快剪指標的平均值,方案3按標準的取值方法,由于土層力學(xué)指標取值的不同,土壓力計算結(jié)果就不同,方案1土壓力計算值較大,需采用3層支撐,支護構(gòu)造造價偏高;方案2取值在理論上難以成立,方案3根據(jù)本省標準計算土

8、壓力,符合我省土層實際情況,由于土壓力計算結(jié)果不同,造成支護構(gòu)造造價很大不同,因此弄清土壓力分布,對于支護設(shè)計合理與否關(guān)系重大。3.5支護樁鋼筋籠配筋支護樁主要承受程度作用力(土壓力),為受彎構(gòu)件,不同深度彎矩不同,方案2采用均勻布筋,方案3采用圍護樁(基坑內(nèi)外)兩側(cè)雙面不對稱、分段配筋方式,有利于鋼筋強度的充分發(fā)揮,節(jié)省鋼材,但施工要求較高。方案3圍護樁配筋率雖然比方案2高,但兩者分別設(shè)置一層和二層支撐,不具可比性,綜合比照,方案3造價節(jié)剩3.6擋水與擋土與基坑開挖有關(guān)的地下水主要賦存于雜填土中,水量小,冠梁施工時,開挖頂部雜填土流出的地下水,采用集水明排,可將其大局部水疏干,冠梁施工后周邊

9、作一排水溝排水,由于雜填土中賦存的為上層滯水,雨季積水,水位較高,旱季水位下降,甚至疏干,周邊環(huán)境已經(jīng)經(jīng)受屢次雜填土中水位變化的影響,因此疏干雜填土地下水對周邊影響不大。排樁間距大小選擇主要考慮樁間是否產(chǎn)生流泥,根據(jù)以往經(jīng)歷,當樁凈距小于0.2時,樁間不會流土,方案2排樁凈距0.2,采用旋噴樁止水,是不必要的浪費;當樁凈距大于0.3時,樁間容易產(chǎn)生流土,應(yīng)在樁間外側(cè)進展攪拌樁加固處理,方案3選擇樁凈距0.3,樁間進展攪拌樁處理,比選擇樁凈距0.2(樁間不處理)節(jié)省造價約15萬元。3.7支護構(gòu)造變形計算方案13三個支護方案圍護樁變形最大值分別為32、28、30,計算結(jié)果根本接近。論文聯(lián)盟綜上所述

10、,方案1、2采用多層內(nèi)支撐造價較高,施工工期較長;方案1支撐采用井字形內(nèi)支撐對土方開挖及地下室施工影響較大;經(jīng)比較方案3以造價節(jié)省,構(gòu)造合理簡潔,便于開挖和地下室施工中標。4方案3支護設(shè)計與施工場地北側(cè)開挖深度8.5,考慮到有一辦公樓,樁基建筑承臺或底板下仍承受一定荷栽,取地面超載q=30kPa,其它位置開挖深度h=9.4,臨近建筑間隔 較遠,取地面超載q=10kPa,支護樁采用法計算。計算最大彎矩=895.2kN,最大變形30,支護樁配筋率1.0311.71%,開挖側(cè)最大配筋928,非開挖側(cè)最大配筋525,樁間水泥土攪拌樁直徑0.5,樁長9。支撐力224.6kN/,冠梁與園形支撐梁高度0.8

11、,園形支撐寬度1.4,配筋率1.07%,冠梁寬度1.2,配筋率0.85%,兩端園拱與冠梁聯(lián)結(jié)支梁高0.6,寬0.4,配筋率1.01%。跨過基坑?xùn)|西兩端的園弧支撐局部共設(shè)置8根直徑0.8鉆孔灌注樁與鋼格構(gòu)組合的立柱。支護構(gòu)造混凝土強度30,支護構(gòu)造施工時,實行嚴格的監(jiān)理,孔底沉渣小于0.1;鋼筋籠方向偏向小于5;孔深偏向小于0.1;孔斜小于1;鋼筋籠方向控制采用4根12吊筋引出地面,用經(jīng)緯儀控制校正引筋方向,到達控制圍護樁鋼筋籠方向的目的;支護樁樁頂超灌0.8,砍去樁頭后,經(jīng)檢測,鋼筋籠方向偏向小于5,10%支護樁(21根)動測檢驗,19根I類樁2根II類樁,滿足設(shè)計要求。5基坑開挖與施工監(jiān)測本

12、工程圍護樁及水泥土攪拌樁施工完成后,周邊先用機械放坡(1:1)開挖2.3深,斜坡面采用砂漿抹面,抽出雜填土中積水,砍去圍護樁樁頭至設(shè)計標高,然后鋪設(shè)墊層,布置鋼筋、制作冠梁、圓形支撐梁。支撐梁強度到達設(shè)計強度80%后,開始開挖土方,由于土層軟弱,為防止機械挖土對已打入的工程樁的影響,決定深度2.3以下采用小型挖土機并配合人工分層開挖,在開挖過程中,沒有出現(xiàn)積水,經(jīng)過48d的開挖,土方挖完,此時,正好進入雨季,連續(xù)下雨半個多月,影響施工進度,加上由于局部工程樁送樁深度偏大,需挖孔接樁,致使土方開挖完畢后,基坑暴露了兩個月時間,而后才開始澆注底板混凝土、施工地下室,第二層地下室施工完成后,采用粘土

13、回填地下室與圍護樁間隙,并設(shè)置厚0.2隔板,然后撤除內(nèi)支撐,施工一層地下室。在整個基坑開挖過程中,都進展施工監(jiān)測,監(jiān)測結(jié)果說明:支護樁程度位移-深度曲線呈弓形,支護樁在開挖面深度位置位移最大,土方挖完時,位移最大值21.135.3,樁底滑移小于35;此后基坑長期暴露,圍護樁變形繼續(xù)增大,底板施工完成后,位移最大值26.546.8。土壓力測試與計算結(jié)果根本接近。理論證明:本工程基坑支護采用一層支撐的排樁支護構(gòu)造,盡管出現(xiàn)雨季和基坑長期暴露的不利情況,但圓形支撐穩(wěn)固,施工質(zhì)量好,經(jīng)受了考驗,基坑支護獲得成功,比兩層或兩層以上支撐的支護方案節(jié)省造價78166萬元,節(jié)省工期至少一個月。6結(jié)語從本文的討論可以得出如下結(jié)論：土壓力取值是基坑支護設(shè)計的關(guān)鍵,按標準取值計算的土壓力與實際土壓力較接近。在巨厚淤泥層、兩層地下室的條件下,本工程采用多種方案論證、比選的方法,選用一