李志宏,廖建國,何康 (中國建筑第四工程局有限公司,廣東 廣州 510000)
天瑾廣場項目位于佛山市佛山新城CBD中心區(qū),地處區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展中心,周邊市政、商業(yè)配套環(huán)繞,坐擁佛山新城千億配套,打造集住宅、辦公、商業(yè)為一體的商住綜合體項目,工程占地面積20778㎡,總建筑面積214340.11㎡,其中地上建筑面積,地下建筑面積51368.27㎡。主要包括2棟超高層+1棟商業(yè)區(qū)商鋪:1號塔樓(地上54層,地下3層)總建筑高度175.8m、2號塔樓(地上58層,地下3層)總建筑高度233.4m、3號樓為獨(dú)立商業(yè)區(qū)商鋪(地上1層,地下3層)總建筑高度24m,以及3層地下商場(局部4層),見圖1。
圖1 項目效果圖
2.1.1 場地位處珠江三角洲沖積平原,屬河口三角洲堆積地貌,在勘探孔深度控制范圍內(nèi),場地地層按地質(zhì)成因分為第四系填土(Qml)、沖積土(Qal)和白堊系基巖(K),現(xiàn)自上而下分述如下:根據(jù)勘察報告,擬建場地在勘探深度范圍內(nèi)的地層有第四系填土、沖積土和白堊系基巖。
場地位于珠江三角洲沖積平原區(qū),地下水類型為孔隙潛水,賦存于土層孔隙中,主要接受大氣降水補(bǔ)給,以蒸發(fā)及向下滲流的方式排泄,水位受降水量及鄰近工地施工抽排影響較大,年變幅大于5m。
小部分勘探孔未測得初見水位埋深,其余勘探孔無水開孔,測得初見水位埋深0.20m~8.10m(高程-11.16m~-3.29m),勘探結(jié)束后測得各勘探孔內(nèi)靜止水位埋深0.25m~8.15m(高程-11.21m~-3.34m)。
根據(jù)地質(zhì)勘查報告顯示,坑中坑地質(zhì)為粘性素填土:灰褐色,松散,稍濕-濕,含較多砂土,其中19.7m~20.7m為碎石素填土夾層,大小約為2cm~10cm、最大超過15cm的混凝土塊、磚塊。
本工程場內(nèi)地質(zhì)條件差,基坑內(nèi)為回填土,且場內(nèi)地質(zhì)條件差,地下水位較淺,淤泥層層厚3.2m~21.9m,平均厚度達(dá)12.24m,淤泥層土質(zhì)軟弱,流動性大,在基坑坑中坑土方開挖時,需先對坑中坑采取加固措施。
圖2 坑中坑剖面大樣圖
基礎(chǔ)底板完成面標(biāo)高為-12.90m,其中筏板基礎(chǔ)底標(biāo)高(筏板厚3.0m,此處筏板基礎(chǔ)底標(biāo)高指的是坑中坑頂標(biāo)高)為-15.90m,坑中坑深度為4.05m(局部為5.35m),坑中坑底部標(biāo)高為-19.95m(局部為-21.25m),坑中坑底部開挖最深達(dá)21.25m。場地內(nèi)內(nèi)支撐與底板底距離凈空6.4m,場地地下室邊線與離佛山地鐵3號線隧道邊線水平凈距為11.2m,施工難度大。
采用單管高壓旋噴樁及DN250鋼管樁加固電梯井的支護(hù)形式,DN250鋼管樁與旋噴樁間隔布置,DN250鋼管樁鉆孔直徑300mm,采用泥漿護(hù)壁,集水坑部分范圍嵌固深度為3.0m,其余鋼管樁嵌固深度為2.0m。工字鋼頂高于大筏板基礎(chǔ)底標(biāo)高500mm;鋼管頂部按要求設(shè)置圍檁,圍檁材料為I22a工字鋼。旋噴樁沿電梯井坑設(shè)置兩排,尺寸為Ф600@600。樁頂標(biāo)高比筏板底標(biāo)高低0.2m,樁底標(biāo)高同鋼管樁。旋噴樁或鋼管樁與工程樁重疊部位,旋噴樁或鋼管樁不再施工。
為了防止基坑受力不均,貫徹對稱卸載的原則,平面上先拆外側(cè)的主次梁,由外向內(nèi)逐步拆除,主次梁之間先拆次梁,后拆主梁;拆除主梁時應(yīng)從梁的中部向兩邊的支座方向拆除。在有較多的錨索腰梁突出支護(hù)樁前提下,需將支護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)采用細(xì)砂回填,在原有腰梁間做換撐梁施工,同結(jié)構(gòu)一同施工。
坑中坑較深且坑中坑有多個階梯形式,場地地質(zhì)條件差且筏板基礎(chǔ)施工縫留置困難,場地內(nèi)內(nèi)支撐與底板底距離凈空較小時,可采用旋噴樁加鋼管樁結(jié)合支護(hù)形式,避免了采用鋼板樁支護(hù)無法拔除的難題。
為確保土方開挖至基坑底以后順利進(jìn)行坑中坑的開挖,在土方開挖前,插入坑中坑旋噴樁加固施工,既便于施工,又能減少坑底暴露時間,同時可節(jié)約工期。
圖3 旋噴樁與鋼管樁支護(hù)效果圖
傳統(tǒng)的坑中坑支護(hù)主要有基坑放坡、抗拔鋼板樁加對撐形式。由于場地資源限制,坑中坑放坡施工已無法滿足施工要求;而抗拔鋼板樁施工又面臨內(nèi)支撐阻礙、操作空間的限制已無法施工。而采用旋噴樁與鋼管樁加固的支護(hù)形式可在基坑開挖過程中提前插入施工。
以一種施工方便、適用性強(qiáng)、穩(wěn)定性好、安全性高的坑中坑支護(hù)形式及內(nèi)支撐分段拆除方式,確保深基坑開挖及內(nèi)支撐拆除過程中的結(jié)構(gòu)安全,對城市地下建筑可以起到很好的保護(hù)作用。
在距離地鐵既有結(jié)構(gòu)邊線20m范圍之內(nèi),不得采用沖孔、擠土樁及爆破施工;在距地鐵結(jié)構(gòu)邊線20m范圍以外,如需爆破作業(yè),產(chǎn)生的振動波速在地鐵結(jié)構(gòu)外側(cè)不得大于2cm/s,通過基坑位移監(jiān)測數(shù)據(jù)、地下水位監(jiān)測數(shù)據(jù),可得到支撐梁分段拆除對周邊環(huán)境的影響,通過監(jiān)測數(shù)據(jù)對比,采用內(nèi)支撐梁無損靜力切割分段拆除,更利于基坑安全,更好地保護(hù)了臨近的地鐵結(jié)構(gòu)安全。
圖4 內(nèi)支撐梁無損靜力切割分段拆除效果圖
基坑旋噴樁采用間隔跳挖的施工方案,從而降低土方開挖施工對地鐵隧道結(jié)構(gòu)的影響,并提前做好旋挖樁在巖層中施工困難時可采取的應(yīng)對措施。確?;又顾胧┑馁|(zhì)量,施工前應(yīng)進(jìn)行試樁處理確保止水效果,施工前應(yīng)嚴(yán)控降水幅度,以確保地鐵隧道周圍地層穩(wěn)定。
6.1.1 工藝流程
施工準(zhǔn)備→測量定位→機(jī)具就位→鉆孔至設(shè)計標(biāo)高→旋噴開始→提升旋噴注漿→旋噴結(jié)束成樁。
6.1.2 操作要點(diǎn)
①正式開工前應(yīng)認(rèn)真作好工藝性試樁工作,確定合理的施工技術(shù)參數(shù)和漿液配比。
②施工前,檢查旋噴管的高壓水與空氣噴射情況,各部位密封圈是否封閉,合格后方可噴射漿液。
③制作漿液時,水灰比要按設(shè)計嚴(yán)格控制,不得隨意改變。在旋噴過程中,應(yīng)防止泥漿沉淀,濃度降低。漿液攪拌完畢后送至吸漿桶時,應(yīng)有篩網(wǎng)進(jìn)行過濾,過濾篩孔要小于噴嘴直徑1/2為宜。
④噴射時,先應(yīng)達(dá)到預(yù)定的噴射壓力、噴漿量后再逐漸提升注漿管。中間發(fā)生故障時,應(yīng)停止提升和旋噴,以防樁體中斷,同時立即進(jìn)行檢查排除故障;如因機(jī)械出現(xiàn)故障中斷旋噴,應(yīng)重新鉆至樁底設(shè)計標(biāo)高后,重新旋噴。
⑤旋噴過程中,冒漿量小于注漿量的20%為正?,F(xiàn)象,若超過20%或完全不冒漿時,應(yīng)查明原因,調(diào)整旋噴參數(shù)或改變噴嘴直徑。
⑥鉆桿旋轉(zhuǎn)和提升必須連續(xù)不中斷,拆卸接長鉆桿或繼續(xù)旋噴時要保持鉆桿有10cm~20cm的搭接長度,避免出現(xiàn)斷樁。
⑦旋噴過程中,應(yīng)按要求做好施工記錄。
圖5 旋噴樁施工
6.2.1 工藝流程
將基坑開挖到基坑底,施工地下室筏板及負(fù)二層梁板、負(fù)一層墻柱,并施做防水。地下室側(cè)墻與支護(hù)之間存在間隙的,回填C20素混凝土,待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求后,拆除第二道支撐梁,并拆除部分中立柱。
第二道支撐梁及中立柱拆除之后,施工負(fù)一層梁板、負(fù)一層墻柱,并施做防水。地下室側(cè)墻與支護(hù)之間存在間隙的,回填C20素混凝土,待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求后,拆除第一道支撐梁,并拆除中立柱。
6.2.2 操作要點(diǎn)
①根據(jù)梁距地面的高度搭設(shè)不同的支撐體系;根據(jù)內(nèi)支撐拆除順序,以及不同截面梁的單位重量確定相應(yīng)的切割長度。
②根據(jù)現(xiàn)場、樓板承載力及塔吊起重量,在充分考慮施工安全及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的前提下,確定切割單元大小和重量,并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況對支撐梁進(jìn)行切割單元劃分,在支撐梁上用紅色油漆將切割處明確標(biāo)出。
③切割施工時合理安排施工機(jī)械,保證滿足施工進(jìn)度及施工作業(yè)面要求。
④混凝土支撐拆除切割時,應(yīng)先將切割機(jī)械進(jìn)行固定,固定時應(yīng)避免損壞新澆筑樓板結(jié)構(gòu);因支撐梁內(nèi)含有鋼筋,故在切割施工時,需根據(jù)設(shè)計鋼筋位置調(diào)整切割速度,以保障施工作業(yè)安全。
⑤施工準(zhǔn)備:安裝固定導(dǎo)向輪→固定繩鋸機(jī)→穿吊裝繩→安裝金剛石繩索→連接相關(guān)操作系統(tǒng)。
⑥繩鋸在內(nèi)支撐梁切割時應(yīng)有5%的角度,梁切完后成倒“八”字形,使梁卡在兩端不易掉落,也方便混凝土塊起吊,切割剩余5cm左右時,即將吊索穿過支撐梁塊,防止完全切除后造成支撐梁塊滑移。
⑦梁塊吊運(yùn),被吊運(yùn)的內(nèi)支撐梁塊必須小于此范圍內(nèi)塔吊的最大吊運(yùn)重量。
圖6 內(nèi)支撐梁無損靜力切割分段拆除施工
項目通過采用旋噴樁與鋼管樁進(jìn)行坑中坑支護(hù)及內(nèi)支撐分段拆除技術(shù),避免了常規(guī)基坑支護(hù)及內(nèi)支撐一次性拆除的安全質(zhì)量隱患,既便于施工、克服深基坑施工難度,又能減少坑底暴露時間,解決鋼板樁支護(hù)無法拔除難題,減少內(nèi)支撐對基坑支護(hù)影響,對城市地下建筑及臨近地鐵施工起到很好的安全保護(hù),同時可節(jié)約工期,使施工成本可控。