结合工程实例论述建筑工程中深基坑支护的施工技术

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 结合工程实例论述建筑工程中深基 坑支护的施工技术 摘要:随着高层建筑的增多,建筑 高度也不断增高,为满足使用要求以及有 关规范规定的最小埋深的要求,基坑深度 越来越深。某高层商住楼基坑施工,根据 基坑降水的具体要求和场地地质条件,设 计了合理的降水方案,介绍了管井降水的 设计方案及施工过程。 中国论文网 /2/view-12910282.htm 关键词:基坑支护；深井降水；施 工技术 0 前言 近年来，伴随着城市建设的规模 越来越大，尤其高层和超高层建筑不断 增加，由于很多是在城市中进行开挖， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 基坑周围通常存在交通要道、已建建筑 或管线等各种构筑物，这就涉及到基坑 开挖的一个很重要内容，要保护其周边 构筑物的安全使用。因此，科学、合理 地组织基坑土方工程施工，是施工企业 提高施工效率、保证工程质量及施工进 度的重要举措。 1 工程概况 某高层办公楼，由 A、B 两幢 组成,主楼 24 层,裙楼 6 层,地下室整体两 层,为框架剪力墙结构。该建筑总用地面 积 38750 m2 , 地上建筑面积 23493.2 m2 ,地下 19630 m2 ,总高度 82.45 m。主 楼基础结构形式为桩筏基础。地下室 在平面上大致呈矩形,占地面积约为 48105m2 ,支护面积约 5300 m2 ,基坑拟 开挖深度为 7. 5 m10 m。 2 场地地质 根据勘察报告,场区工程地质情况 自上而下依次为: (1) 杂填土,层底深度 1.01.8 m , 层厚 1.01.8 m。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 (2) 粘土,层底深度 2.84.2 m ,层 厚 0.93.0 m。 (3) 淤泥质土夹粉土,层底深度 7.710.6m ,层厚 4.36.9 m。 (4) 粉质粘土粉土互层,层底深度 14.420.6m ,层厚 4.413. 1 m。粉土 夹粉细砂层底深度 19.020.6 m ,层厚 05.2 m。 (5) 粉细砂,层底深度 27.033.2 m ,层厚 8.016.2 m。 (6) 细中砂夹中粗砂,层底深度 40. 043.2m ,层厚 7.215. 0 m。粘性土层 底深度 38.042.0 m ,层厚 02.8 m。 (7) 中细沙混夹卵砾石及粗砂,层 底深度 46.150.9 m ,层厚 1.75.5 m。 (8) 卵石混砾砂及粗砂,层底深度 46.150. 6m ,层厚 2.35.5 m。 3 基坑支护设计条件 根据有关资料及现场调查的结果 可知,基坑周边环境条件较为复杂严峻。 基坑平面及周边环境见图 1 。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 (1) 周边建筑物情况。基坑周边 东、西、北三面临近建筑物,南面紧靠台 北一路。基坑东面为 4 幢 8 层砖混住 宅楼,其中 3 幢距离基坑围墙约 4m ,一 幢距离基坑围墙仅 3 m 左右,基础形式 为沉管灌注夯扩桩,桩长约 18 m。基坑 西面为三幢七层砖混住宅楼及一幢八层 砖混住宅楼,距离基坑围墙仅 34 m ,基 础形式为沉管灌注夯扩桩,桩长约 18 m。北面紧邻台北四村几幢砖混民房,其 中 3 幢 3 层,2 幢 2 层。这几幢砖混民 房对基坑变形较为敏感。 (2) 周边自来水管道情况。基坑 南侧大门处有一管径为 50 mm 的自来 水管接头。基坑西侧邻近的八层住宅楼 旁有一自南向北管径为 50mm 的给水 管道,主要用于该住宅楼的供水。基坑南 侧在台北一路中央设有雨水管道。 (3) 周边煤气管道情况。基坑东 面围墙外约 2 m 的地方有一根自南向北 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 埋设的煤气管道。基坑西面住宅小区煤 气管道均自某厂接入,距离西面围墙约 5 m。基坑南面有一根浅埋的煤气管道,管 径 200 mm。 (4) 周边电线电缆情况。基坑南 侧台北一路的人行道上靠基坑围墙的东 南角有一台高压变压器及相关的输入、 输出电线。基坑西侧离基坑最近的是 1 幢 1 层砖混结构的配电房,紧靠基坑围 墙。 4 基坑围护方案选择 4. 1 基坑支护结构方案 根据本工程的岩土工程条件和基 坑特点,比较可行的支护结构方案为钻孔 灌注桩排(或地下连续墙) 加预应力锚杆 (或内支撑) 。其中钢筋混凝土地下连续 墙具有挡土、止水,兼作地下室外墙等特 点,但因其造价较高,施工工序繁杂、且 需专门的大型施工机械,因此其应用并不 多见。 钻孔灌注桩桩排加预应力锚杆是 目前比较常规的方案,施工工艺相对简便 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 易行、经济可靠。但本场地东西两侧最 近 7 m 以外即为采用桩基础的多层建筑 物,锚杆施工无法进行;另该场地上部土 层主要为松散的杂填土、软塑至可塑状 态的粘性土组成,并分布有厚层软塑至流 塑状态的淤泥质粘土,最大厚度达 7 m 以上，因而本基坑无法采用单纯桩锚支 护。 综上分析,考虑到本工程场地周边 环境的严峻性和复杂性,本基坑支护结构 拟采用上部放坡卸载支护与钻孔灌注桩 排加内支撑、锚杆相结合的复合支护体 系。本工程选择的支护方案见图 1 、图 2 。 4. 2 地下水控制方案 地下水的处理方法主要有两种:排 降法和隔渗法。该深基坑排降法主要为 深井降水法(中型井点降水) ,隔渗法又可 分竖向隔渗和水平隔渗。单纯靠隔渗来 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 处理地下水,由于其造价昂贵,施工难度 大,加之深井降水技术的日趋成熟而已很 少采用;另一方面,深井降水由于土体中 地下水疏干,排水固结压密和由于承压水 水位降低产生的附加有效应力而对下卧 层的固结压密等原因,总是会或多或少地 引起周边地面一定的沉降,但通过一定的 措施总会控制在有限范围以内。因此,从 技术经济角度考虑,采用深井降水技术和 隔渗技术相结合的地下处理方案较为可 行。本工程拟采用悬挂式竖向隔渗墙和 坑内中深井降水相结合的地下水处理措 施。 5 基坑围护设计 本基坑工程计算和辅助设计软件, 采用专家组推荐的“ 天汉”软件,主要应用 了桩锚 CAD、喷锚 CAD、撑杆 CAD、 降水 CAD 四个工具模块。 5. 1 基坑支护结构设计 (1) 支护桩设计。支护桩采用钻 孔灌注桩,设计桩直径为 800 mm ,桩间 距为 1000 1200mm ,桩身混凝土强 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 度为 C25 。根据计算结果,支护桩配筋 分为 9 种形式,主筋最小配筋为 12 22 , 主筋最大配筋为 2422 ,主筋均匀对称 通长布置,加劲箍为 16 2000 ,螺旋筋 为 8 250 ,在桩上部 6 m 范围内箍筋 加密为 8 150 。设计支护桩有效长 度分别取 11. 020. 0 m 不等,桩顶标高 均为 17. 017. 3 m。 (2) 冠梁设计。为了增加支护桩 的整体刚度,支护桩顶设置钢筋混凝土冠 梁。该冠梁兼做围檩,冠梁高度为 800 mm ,宽度为 1100 mm ,支护桩伸入到冠 梁内 100 mm , 主筋伸入梁内 600mm , 冠梁沿基坑周边形成封闭结构。梁顶低 于自然地面 3. 03. 5 m。其上部土体按 1 :0. 21 :0. 5 放坡,并进行放坡喷面或 喷锚网支护。冠梁主筋为 2 8 25 + 4 18 ,箍筋为 8 250 ,砼强度为 C25 。 (3) 锚杆设计。为改善支护桩的 受力,减少土方开挖工程量,在基坑南侧 KL 段、北侧 DE、EFG 段均设计锚杆 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 一排,锚杆间距同支护桩间距,锚杆直径 150 mm ,长度 20 m ,锚筋为 3 20 。 (4) 支撑立柱设计。在支撑中部 设立 23 个立柱,立柱下段采用灌注桩,桩 长为 18 m ,立柱桩顶面标高为基础承台 底标高,上部采用 4 根 120 mm 等边角 钢焊接成支架,角钢插入灌注桩 2. 0 m。 立柱桩主筋为 10 18 ,箍筋为 8 250 。钢支架在承台中段设计止水片一道。 支撑立柱结构见图 3 。 (5) 边坡上段卸载放坡、喷锚网 支护设计。基坑东、西两侧坡面采用喷 锚网支护,开挖坡度为 1 :0. 21 :0. 5 。 沿围墙墙脚打入杉木桩一排,同时沿坡面 布置锚杆 3 排。基坑南、北侧采用二级 分级放坡,坡度为 1 :0. 21 :0. 5 。一级 坡面采用喷锚网喷射砼支护措施。沿围 墙墙脚打入杉木桩一排,同时沿坡面布置 锚杆 3 排。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 喷锚网支护部分喷面采用喷射砼, 砼设计强度为 C20 ,厚度 8 cm10 cm , 配比为水泥:砂:石子= 1 :2 :1. 5 ,采用标 号不低于 32.5 MPa 的普通硅酸盐水泥、 粒径不大于 2.5 mm 的中细砂和粒径小 于 5 mm 的瓜米石。喷射砼中铺设 200 m200m 的 6. 5 钢筋网一层。均采用 一次性锚管。锚杆纵横向间距为 1.2 m , 长度均为 6 m。上下排锚杆应错位。注 浆材料为水泥,采用水灰比为 0. 40.5, 水泥标号不低于 32.5 MPa 的普通硅酸 盐水泥。 5. 2 地下水处理设计 5. 2.1 侧壁防渗止水设计。本基 坑周边止水帷幕设计为单排深层搅拌防 渗墙,采用目前国内最先进的六头深层搅 拌设备进行深搅施工,采用复喷复搅工艺。 深层搅拌防渗墙设计参数如下: 1) 布孔:沿基坑边布设隔渗墙一 排。深层搅拌桩墙轴线距支护桩中心轴 线 0.85 m ,深层搅拌桩沿该轴线布置, 相 邻单元墙中心间距 1250mm。深层搅拌 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 桩墙厚为 350 mm。 2) 桩孔深度: 深层搅拌桩桩底标 高分别为 10.011.5 m ,有效桩长为 5.36.8 m。 3) 施工方式 :采用 1 :1 水泥浆浆 喷工艺。 4) 深层搅拌桩加固料选用标号 为矿渣 32.5MPa 水泥。 5) 喷灰量:要求水泥用量不小于 150kg/ m。 基坑配电房等部分由于受施工空 间限制,无法施工深层搅拌桩,该段帷幕 止水采用静压注浆工艺。注浆孔位于两 根支护桩中间,距支护桩中心线为 0.55 m。注浆孔深度同深层搅拌桩,注浆材料 同深层搅拌桩。垂直隔渗帷幕布置见图 4 。 5. 2. 2 基坑降水设计。本基坑降 水设计时需要将场内的承压水水头降低 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 12 7.09.0 m ,据此制定基坑降水设计目标。 1) 基坑涌水量估算。根据场地 勘察报告提供的水文地质参数 K= 28.70 m/d ,将该参数根据经验修正,采用经验 公式估算本基坑涌水量。经计算欲达到 所制定的基坑降水设计目标,本基坑涌水 量约为 15200t/d。 2) 基坑降水井数目确定。由于 降水井所抽取的地下水主要为砂层中的 地下水,根据该层颗粒特征、含水层渗透 性能及经济分析,基坑内降水井单井抽水 量可设计为 5080t/h 。 当降水井设计为 50t/h 时,所需降 水井数目为: n = 15200t/d(50t/h24h/d)13 当降水井设计为 80 t/ h 时,所需 降水井数目为: n = 15200 t/ d (80 t / h 24 h/ d) 8 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 13 为了使本基坑降落漏斗在基坑边 平缓,降低工程造价,经优化布置,模拟计 算,当在基坑内布置 10 口 5080 t/ h 的降水井时能够很好地达到所制定的基 坑降水设计目标。 3) 降水井、观测孔设计。降水 井成孔直径 650 mm ,管径 300 mm , 在基坑内布置 10 口 5080 t/ h 的降水 井。为了解场内承压水水位动态变化情 况,以指导基坑降水工作按优化有序进行,在 基坑内另外布置 3 口观测孔。观测井成 孔直径 250 mm ,管径采用 108 mm , 观测孔设计孔深 25. 0 m。观测孔要求能 灵敏地反映场内地下水水头的变化。 6 基坑监测 主要监测项目如下: (1) 基点观测。3 个水准基点,8 个水准位移基点,每 1 个月校核 1 次。 (2) 水平位移观测。在冠梁和环 梁上共设 26 个测