某综合楼工程基坑支护施工技术探讨

1、某综合楼工程基坑支护施工技术讨论某综合楼工程基坑支护施工技术讨论【摘要】软土深基坑支护的建立关系着整个工程的质量，软土深基坑支护的选择就成了关键所在。本文讨论了软土深基坑支护的选择与应用，以供借鉴参考。论文联盟1前言基坑支护型式可谓多种多样,传统的支护在应用和开展,新的支护不断涌现。支护设计首先要选择合理的支护型式,而支护型式的选择是一项复杂、重要且经历性很强的工作,主要考虑以下几方面问题:1.1工程本身情况:即基坑开挖深度,开挖范围、形状,建筑根底情况等;1.2场地水文地质工程地质条件:场地土层分布、厚度,土层性质,场地地下水分布情况;1.3周围环境条件:场地周围的邻近建筑,地下管线,与地下

2、室的间隔 ,邻近建筑的构造强度,允许变形的大小;1.4施工技术条件:现有设备施工才能,施工条件,基坑开挖方式,坑外堆土、运土条件,排水条件,施工工期;1.5支护构造的特征与适用条件;1.6支护构造造价:基坑支护在技术可行、平安可靠的前提下,造价应节剩浙江省某工程,浅层淤泥平均厚度10.6,设有两层地下室,支护设计采用方案竞标方式,通过不同基坑支护构造设计方案的比照分析、专家论证,选择了相对合理的基坑支护设计方案,即钢筋混凝土圆形内支撑+排桩方案,经过进一步完善,形成施工图,应用于本工程的基坑支护,通过施工监测,证明了这种支护的可靠性,本工程采用的比照分析方法和经历可为类似工程提供借鉴。2工程概

3、况浙江省某综合楼,高22层,框剪构造,静压预应力管桩根底,本工程设有两层地下室,开挖深度8.59.4,局部开挖深度12.0。场地北侧3.5外为五层框架构造旧办公楼,沉管桩根底,南侧8外为12层住宅楼,桩基,东西两侧10外为37层民房或住宅楼。地下室平面呈不规那么状,场地浅部土层及主要物理力学指标见表一,形状较为复杂,地下水位埋深1.3,主要为杂填土中的上层滞水。参加本工程基坑支护设计方案竞标的共有3个,方案一采用钢板桩,加设3层钢管内支撑;方案二采用(冲)钻孔灌注桩排桩加设两层钢筋混凝土内支撑;方案三采用(冲)钻孔灌注桩排桩加设一层钢筋混凝土圆形内支撑,利用表层杂填土可自立高度,将第一层内支撑

4、位置降低至地面以下1.5,3个设计方案根本情况及造价见表二。3基坑支护设计方案经济技术比照分析3种方案均采用排桩加加内支撑,这是软土地基中比较成熟的基坑支护方法。3.1支护桩选用本工程淤泥巨厚,开挖深度较大,假设选择钢板桩,因其柔软,土体位移必然偏大,故采用三层钢管支撑,因此,施工工期较长、造价较高;本工程根底采用预应力管桩,桩数多(近500根)、密度大,在工程桩施工过程中存在挤土效应,支护桩假设采用人工挖孔桩,根据以往经历,在挖孔过程中会产生严重流泥现象而无法施工;假设选用沉管灌注桩,桩身质量不易保证,挤土严重,对周边影响较大;假设选用地下连续墙,因地下室外形复杂,施工难度大,造价高,选用(

5、冲)钻孔灌注桩较合理,施工对周边影响小,桩身质量较好,因此2个方案选用这种桩型。3.2支撑系统比照由于土层软弱,基坑开挖深度大,显然不能采用锚拉式支护,只能采用内支撑,钢管支撑安装、撤除方便,可重复使用,但只能采取井字形布置,这样,由于钢管密布,影响开挖和地下室施工,且钢管支撑方向必然与围懔斜交,容易因焊接质量问题而产生剪切破坏,使支撑失稳;钢筋混凝土内支撑,可灵敏布置,结合本工程地下室平面形状,采用圆形支撑,受力合理,开挖面大,便于地下室施工,故采用钢筋混凝土内支撑的两个方案均选择圆形内支撑。由于地下室形状较复杂,因此圆形支撑的设置就有所不同,方案2选择坑内圆形支撑,圆形梁用立柱支撑,立柱较

6、多;方案3那么加大圆形支撑直径,使局部圆形支撑作为围护桩冠梁,由围护桩支撑局部圆形梁,故立柱较少。3.3一层支撑与两层(或两层以上)支撑软土地基两层地下室的基坑支护一般采用一至多层内支撑,采用多层支撑,需分层施工支撑梁,地下室施工时需分层换撑、分层撤除支撑梁,施工工期较长,在软土中,第二层以上支撑施工条件较为恶劣,施工质量不易控制,支撑效果并不理想,根据以往经历,支护构造位移偏大,采用一层支撑显然比二层或多层支撑要快得多,也容易得多。能否选择一层支撑,取决于选择的构造构件尺寸大小和支撑刚度能否满足设计计算要求和崁固深度要求,一般支撑层数越少,构件尺寸越大,本场地虽然软土厚度较大,但基坑底部为粉

7、质粘土,其性质较好,有利于防止围护桩桩底出现踢脚。3.4土压力计算与土层力学指标取值土压力计算根据朗肯公式采用土水合算。但计算指标取值,不同标准有不同规定,标准规定取在土的有效自重压力下预固结的不排水三轴试验确定的抗剪强度指标,标准规定取三轴固结不排水剪指标(有可靠经历时采用直接剪切指标),我省标准规定主动土压力取固结快剪指标,被动土压力取快剪指标计算,本工程方案1取快剪指标,方案2取快剪与固结快剪指标的平均值,方案3按标准的取值方法,由于土层力学指标取值的不同,土压力计算结果就不同,方案1土压力计算值较大,需采用3层支撑,支护构造造价偏高;方案2取值在理论上难以成立,方案3根据本省标准计算土

8、压力,符合我省土层实际情况,由于土压力计算结果不同,造成支护构造造价很大不同,因此弄清土压力分布,对于支护设计合理与否关系重大。3.5支护桩钢筋笼配筋支护桩主要承受程度作用力(土压力),为受弯构件,不同深度弯矩不同,方案2采用均匀布筋,方案3采用围护桩(基坑内外)两侧双面不对称、分段配筋方式,有利于钢筋强度的充分发挥,节省钢材,但施工要求较高。方案3围护桩配筋率虽然比方案2高,但两者分别设置一层和二层支撑,不具可比性,综合比照,方案3造价节剩3.6挡水与挡土与基坑开挖有关的地下水主要赋存于杂填土中,水量小,冠梁施工时,开挖顶部杂填土流出的地下水,采用集水明排,可将其大局部水疏干,冠梁施工后周边

9、作一排水沟排水,由于杂填土中赋存的为上层滞水,雨季积水,水位较高,旱季水位下降,甚至疏干,周边环境已经经受屡次杂填土中水位变化的影响,因此疏干杂填土地下水对周边影响不大。排桩间距大小选择主要考虑桩间是否产生流泥,根据以往经历,当桩净距小于0.2时,桩间不会流土,方案2排桩净距0.2,采用旋喷桩止水,是不必要的浪费;当桩净距大于0.3时,桩间容易产生流土,应在桩间外侧进展搅拌桩加固处理,方案3选择桩净距0.3,桩间进展搅拌桩处理,比选择桩净距0.2(桩间不处理)节省造价约15万元。3.7支护构造变形计算方案13三个支护方案围护桩变形最大值分别为32、28、30,计算结果根本接近。论文联盟综上所述

10、,方案1、2采用多层内支撑造价较高,施工工期较长;方案1支撑采用井字形内支撑对土方开挖及地下室施工影响较大;经比较方案3以造价节省,构造合理简洁,便于开挖和地下室施工中标。4方案3支护设计与施工场地北侧开挖深度8.5,考虑到有一办公楼,桩基建筑承台或底板下仍承受一定荷栽,取地面超载q=30kPa,其它位置开挖深度h=9.4,临近建筑间隔 较远,取地面超载q=10kPa,支护桩采用法计算。计算最大弯矩=895.2kN,最大变形30,支护桩配筋率1.0311.71%,开挖侧最大配筋928,非开挖侧最大配筋525,桩间水泥土搅拌桩直径0.5,桩长9。支撑力224.6kN/,冠梁与园形支撑梁高度0.8

11、,园形支撑宽度1.4,配筋率1.07%,冠梁宽度1.2,配筋率0.85%,两端园拱与冠梁联结支梁高0.6,宽0.4,配筋率1.01%。跨过基坑东西两端的园弧支撑局部共设置8根直径0.8钻孔灌注桩与钢格构组合的立柱。支护构造混凝土强度30,支护构造施工时,实行严格的监理,孔底沉渣小于0.1;钢筋笼方向偏向小于5;孔深偏向小于0.1;孔斜小于1;钢筋笼方向控制采用4根12吊筋引出地面,用经纬仪控制校正引筋方向,到达控制围护桩钢筋笼方向的目的;支护桩桩顶超灌0.8,砍去桩头后,经检测,钢筋笼方向偏向小于5,10%支护桩(21根)动测检验,19根I类桩2根II类桩,满足设计要求。5基坑开挖与施工监测本

12、工程围护桩及水泥土搅拌桩施工完成后,周边先用机械放坡(1:1)开挖2.3深,斜坡面采用砂浆抹面,抽出杂填土中积水,砍去围护桩桩头至设计标高,然后铺设垫层,布置钢筋、制作冠梁、圆形支撑梁。支撑梁强度到达设计强度80%后,开始开挖土方,由于土层软弱,为防止机械挖土对已打入的工程桩的影响,决定深度2.3以下采用小型挖土机并配合人工分层开挖,在开挖过程中,没有出现积水,经过48d的开挖,土方挖完,此时,正好进入雨季,连续下雨半个多月,影响施工进度,加上由于局部工程桩送桩深度偏大,需挖孔接桩,致使土方开挖完毕后,基坑暴露了两个月时间,而后才开始浇注底板混凝土、施工地下室,第二层地下室施工完成后,采用粘土

13、回填地下室与围护桩间隙,并设置厚0.2隔板,然后撤除内支撑,施工一层地下室。在整个基坑开挖过程中,都进展施工监测,监测结果说明:支护桩程度位移-深度曲线呈弓形,支护桩在开挖面深度位置位移最大,土方挖完时,位移最大值21.135.3,桩底滑移小于35;此后基坑长期暴露,围护桩变形继续增大,底板施工完成后,位移最大值26.546.8。土压力测试与计算结果根本接近。理论证明:本工程基坑支护采用一层支撑的排桩支护构造,尽管出现雨季和基坑长期暴露的不利情况,但圆形支撑稳固,施工质量好,经受了考验,基坑支护获得成功,比两层或两层以上支撑的支护方案节省造价78166万元,节省工期至少一个月。6结语从本文的讨论可以得出如下结论：土压力取值是基坑支护设计的关键,按标准取值计算的土压力与实际土压力较接近。在巨厚淤泥层、两层地下室的条件下,本工程采用多种方案论证、比选的方法,选用一