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        鄰近建筑物的深基坑工程實例

        2013-12-04 11:14:52胡國超劉施蕊
        鉆探工程 2013年10期
        關(guān)鍵詞:冠梁觀測點廠房

        胡國超,劉施蕊

        (遼寧地質(zhì)工程勘察施工集團(tuán)公司,遼寧 沈陽110032)

        1 工程概況

        1.1 基本情況

        沈陽華晨寶馬新工廠主辦公樓位于沈陽經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)渾河二十六街1號,開挖深度為10.4 m,局部開挖深度-6.05、-7.4 m。本工程為地下2層地上3層。其中:基坑北側(cè)(21、23軸與G4軸之間)主辦公樓的地下室外墻與TB廠房(已建)外墻僅距1.9 m,與TB廠房基礎(chǔ)(獨立基礎(chǔ),埋深-5.2 m)僅距1.75 m;基坑?xùn)|側(cè)(27軸)主辦公樓的地下室外墻與TB廠房外墻僅距2.1 m,與TB廠房基礎(chǔ)(獨立基礎(chǔ),埋深-4.5 m)僅距1.4 m。這兩側(cè)基坑開挖深度為10.4 m,TB廠房為地上3層的鋼結(jié)構(gòu)。具體如圖1所示。

        1.2 地層情況

        根據(jù)巖土工程勘察報告,各地層描述如下:

        ①素填土,主要由回填中粗砂砂土組成,中密~密實,該層已進(jìn)行加固處理,分布連續(xù),層厚6.00~8.20 m;

        ②中砂,黃褐色,飽和,中密,分布連續(xù),最大厚度2.0 m;

        ③粗砂,黃褐色,飽和,中密,部分地段密實,最大厚度5.00 m,該層分布連續(xù);

        ④礫砂,黃褐色,鉆探過程中所見最大粒徑70 mm,飽和,中密~密實,層厚2.90~9.10 m;

        ⑤粗砂,黃褐色,局部含粘性土薄夾層,飽和,中密~密實,該層分布連續(xù),最大厚度4.00 m;

        ⑥粉質(zhì)粘土,黃褐色,可塑,該層在該區(qū)域連續(xù)分布,最大厚度5.00 m;

        ⑦中砂,黃褐色,飽和,稍密~中密,分布連續(xù),最大厚度7.70 m。

        表1 各土層物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)

        1.3 地下水情況

        勘察期間建筑場區(qū)地下水位埋深在7.3~8.5 m,平均為7.5 m,綜合滲透系數(shù)K=70 m/d。

        圖1 基坑平面布置圖

        2 基坑支護(hù)方案

        2.1 基坑特征

        本工程的明顯特征有:(1)存在一個很厚的素填土層(厚度6.00~8.20 m),該素填土為經(jīng)回填夯實的中粗砂組成;(2)基坑的北側(cè)和東側(cè)距新建的TB廠房較近,且廠房采用鋼結(jié)構(gòu)、獨立基礎(chǔ);(3)在地層埋深約21 m左右為該區(qū)域連續(xù)出現(xiàn)的粉質(zhì)粘土層;(4)該區(qū)域的地下水綜合滲透系數(shù)較大,該基坑為坑中坑結(jié)構(gòu)。

        2.2 基坑支護(hù)設(shè)計

        為確?;舆吰路€(wěn)定及臨近建筑物、道路的安全,根據(jù)本工程的地質(zhì)條件和周圍環(huán)境情況,支護(hù)設(shè)計時將基坑劃分為如下幾個設(shè)計階段[1]。

        (1)自然地面與地下一層交接處及F3/F4與26/27軸處采用1∶1形式放坡[2]。

        (2)ABCDEF段、IJK段、UWX段為A型樁,采用懸臂式長螺旋鉆孔壓灌樁。

        (3)FGHI段為B型樁,采用鉆孔灌注樁+3排錨索支護(hù)體系。其中第一排錨索根據(jù)相鄰建筑物基礎(chǔ)情況盡量連續(xù)布錨。

        (4)KL段、MN段為C型樁,采用鉆孔灌注樁+3排錨索支護(hù)體系。其中第一排錨索根據(jù)相鄰建筑物基礎(chǔ)情況盡量連續(xù)布錨。

        (5)NO段、PQ段、RS段為D型樁,采用鉆孔灌注樁+2排錨索支護(hù)體系。

        (6)STU段為E型樁,采用懸臂式長螺旋鉆孔壓灌樁。

        (7)VN段為F型樁,UV段為H型樁,采用懸臂式長螺旋鉆孔壓灌樁。

        (8)XYZA段為J型樁,采用鉆孔灌注樁+2排錨索支護(hù)體系。

        沿著基坑四周采用旋噴樁進(jìn)行止水帷幕[3],典型支護(hù)體系見圖2、圖3所示。

        圖2 B型樁剖面示意圖

        2.3 工程難點及技術(shù)措施

        (1)由于場地地層大部分為顆粒較細(xì)的中砂、粗砂組成,為了避免降低地下水造成周邊沉降,利用粉質(zhì)粘土做隔水層,在二級基坑內(nèi)(坑中坑)采用旋噴止水帷幕方式,其支護(hù)樁及旋噴樁均伸入到⑥粉質(zhì)粘土層中不小于0.8 m,其中600 mm旋噴樁采用單管旋噴方式、800 mm旋噴樁采用雙重管旋噴方式。

        圖3 D型樁剖面示意圖

        (2)采用坑內(nèi)降水方式。

        (3)為了躲避TB廠房基礎(chǔ)及里面的管溝(距主辦公樓地下室外墻9.0 m,埋深-6.1 m),部分錨索角度調(diào)整為-25°,設(shè)計時TB廠房基礎(chǔ)的壓力擴(kuò)散角按30°考慮。

        各段施工參數(shù)如表2所示。

        3 支護(hù)結(jié)構(gòu)的計算

        本工程分別進(jìn)行了內(nèi)力計算、配筋計算、整體穩(wěn)定性計算、抗傾覆穩(wěn)定計算、抗隆起計算、抗管涌驗算、地表沉降計算等。本文選取典型FGHI段,即B型樁來說明本工程的計算過程。

        表2 施工參數(shù)一覽表

        內(nèi)力計算方法采用增量法,土壓力模型分別采用彈性土壓力模型和經(jīng)典土壓力模型,內(nèi)力計算結(jié)果見圖4,沉降計算分別采用三角形法、指數(shù)法、拋物線法,3種方法進(jìn)行計算比較,取最大值為控制指標(biāo)。計算結(jié)果見圖 5[4]。

        圖4 內(nèi)力計算包絡(luò)圖(工況7,開挖10.40 m)

        其它指標(biāo)的計算結(jié)果見表3,均滿足規(guī)范要求。

        表3 相關(guān)指標(biāo)計算表

        4 施工技術(shù)措施

        施工常見的問題及處理措施如表4所示。

        5 監(jiān)測方案

        水平位移觀測點:在基坑護(hù)壁的冠梁上埋設(shè)水平位移觀測點,用長300mm鋼筋埋設(shè)在冠梁上,外露50 mm,將插入鋼筋與冠梁上的鋼筋焊接固為一體。垂直位移觀測點:垂直位移觀測點布設(shè)采用用圓鋼焊接在TB廠房的鋼結(jié)構(gòu)上。

        地表沉降觀測點:地表沉降觀測點布設(shè)用混凝土埋設(shè),埋深1.3 m,將長400 mm鋼筋放在其中。

        監(jiān)測點布設(shè)間距及數(shù)量均滿足《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(GB 50497 -2009)[5]要求。

        圖5 基坑周邊沉降計算值(工況7,開挖10.40 m)

        表4 施工技術(shù)措施

        6 監(jiān)測頻率

        基坑開挖深度達(dá)10.40 m,平面長度150 m,規(guī)模較大,故監(jiān)測次數(shù)也應(yīng)較多,檢測頻率一般為日報、周報、月報。日報要求每天均進(jìn)行各種變形的測量、數(shù)據(jù)匯總。周報要求每周對數(shù)據(jù)整理一次,與前幾周的變形量比較,找出規(guī)律,預(yù)測可能出現(xiàn)的情況。月報則更長的時間對基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,找出規(guī)律,預(yù)測可能出現(xiàn)的事故,及時做出相應(yīng)的措施。

        具體做法為:土方開挖第一層后,冠梁澆灌時在冠梁上做出用于變形觀測的標(biāo)志點,以用于變形觀測,開挖第二層時就開始觀測,每天上午開始觀測,堅持每天觀測,直到變形穩(wěn)定后逐漸減少觀測次數(shù),每天的觀測結(jié)果都上報管理單位、建設(shè)單位和監(jiān)理,最后做一份基坑的變形觀測記錄上報。

        7 監(jiān)測結(jié)果分析

        本基坑的監(jiān)測重點在基坑北側(cè)、東側(cè)的臨近TB廠房段。從2011年4月11日開始的第一次監(jiān)測至2012年2月10日基坑回填完畢,其基坑的累計最大沉降值7.1 mm,最大位移值7.8 mm。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果,基坑總體變形情況較好。

        基坑總體變形情況如圖6、圖7所示。

        圖6 垂直位移過程曲線

        圖7 水平位移過程曲線

        8 結(jié)語

        本工程基坑開挖深度基本在10.4 m左右,基坑面積大,周邊環(huán)境比較復(fù)雜,基坑周邊臨近不足2 m就存在建筑物,建筑物的基礎(chǔ)采用柱下獨立基礎(chǔ),埋深在基坑的上部,對變形要求較高?;又ёo(hù)結(jié)構(gòu)以排樁支護(hù)為主,根據(jù)不同情況采用了不同的排樁類型,并采用了旋噴止水帷幕的方式,有效地控制了基坑變形,取得了較好的效果,對類似工程有著一定的借鑒意義。

        本工程在TB廠房一側(cè)施工作業(yè)面狹小,回填的中粗砂層較厚,實踐證明,采用止水+坑內(nèi)管井降水的效果較好。

        本工程由于臨近TB廠房,安全要求較高,所以基坑施工信息化監(jiān)控就變得尤為重要,反饋的信息必須是真實可靠的,否則會出現(xiàn)誤判而導(dǎo)致成本增加和工期延誤。

        [1]JGJ 120-99,建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].

        [2]GB 50330-2002,建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范[S].

        [3]GB 50007-2002,建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范[S].

        [4]黃強(qiáng).深基坑支護(hù)工程設(shè)計[M].北京:中國建材工業(yè)出版社,2000.

        [5]GB 50497-2009,建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范[S].

        [6]張帆,閻佳生.BBA辦公樓基坑支護(hù)及降水工程安全監(jiān)測技術(shù)[J].探礦工程(巖土鉆掘工程),2013,40(1):62 -65.

        [7]許蘭蘭,周深鑫.南京悅慶大廈深基坑支護(hù)設(shè)計與施工[J].探礦工程(巖土鉆掘工程),2011,38(1):55-58.

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