广州汇水景台高层住宅基坑止水支护结构的应用

广州汇水景台高层住宅基坑止水支护结构的应用

基本工程具有工作量大、技术难度高、不可避免的因素多、事故风险大等特点。其防洪设备结构的安全可靠性不仅影响到基工程本身，还影响环境，威胁邻近建筑物。整个工程工程中支架结构的成本是相当有的。因此，在设计基工程时，选择信息安全、经济合理的支架结构非常重要。1住宅建筑工程地质概况本工程为两座34层的住宅楼,位于珠江南岸,北侧为沿江绿化带,南侧为城市规划路,与之相邻的东西两侧建筑均为33层的住宅建筑,与东侧的建筑距离仅5～7m,距离西侧的建筑约30m.基坑东西长约105m,南北长约60m,平面周长约为340m,平面面积约7048m2,基坑深度-6.40m.现场情况如图1和图2所示.工程地质简况:场地地层由上而下主要由人工填土层、冲积层、风化残积层及白垩系基岩组成,见表1.2结构确定的方案及实施效果由于本工程紧靠江边,珠江江面水位-2.1m.基坑开挖后,施工截排水的成功与否就成为工程能否顺利进行的关键因素之一;基坑除了深度比较大之外,由于东侧距33层的住宅建筑仅为5m,若支护不可靠,不仅严重影响本工程的施工,而且将危及该建筑的安全,造成难以想象的后果.因此合理地选择止水和支护的结构,是保证本工程顺利进行的关键.鉴于东西两侧的建筑均已完成,这两个工程基坑的止水支护结构就成为本工程的重要参考.经调查,这两个工程的止水支护结构分别采用的是搅拌桩和旋喷桩,故本工程的止水支护最初打算在这两个方案中确定一个.但经过对相邻两个工程的止水支护结构的实施效果调查分析后发现,采用搅拌桩或旋喷桩支护效果较好,但止水效果不尽人意,达不到本工程提出的止水要求.由于这两个工程的止水效果差,基础工程的人工挖孔桩在施工时大量地下水涌入并带入泥砂,孔桩工程难以实施.其中一个工程的人工挖孔桩不得不增加钢护筒才使得工程顺利进行,但工程造价却增加了近400万元.经分析止水效果差的原因主要是旋喷桩的凝固体密实度欠佳,而搅拌桩在与岩层结合面处的止水措施无法控制,导致结合面漏水严重.另外,工程造价高也是一个重要因素.在总结前两个工程支护经验的基础上,本工程的止水支护提出了摆喷板墙止水、锚喷支护结构的方案.3设计完成供水支持结构3.1透水层与不透水层衔接沿基坑外侧1.7m施工一排摆喷板墙,摆喷角度为30°,与施工轴线夹角为5°,间距为1.5m,平均孔深为14.36m,每孔入不透水层不小于1m.为了确保有足够的喷射能力,采用三重管摆喷方法.摆喷板墙水泥掺入量约420kg/m,水泥浆的水灰比为1:1.为了增加板墙的密实度,喷具提升速度适当减小:淤泥层15cm/min,砂层8～10cm/min.施工过程中,首先采用地质钻机成孔,在透水层与不透水层交接部位进行取芯、鉴别,确保止水帷幕穿过透水层并进入不透水层,以保证透水层与中风化交接部位止水效果.3.2防护结构3.2.1纯水泥浆喷射混凝土锚管采用《48mm钢花管,间距1.3m,钢管倾角10°,排距1.5～2.0m,长度为10～12m.管内注入水灰比约0.5的纯水泥浆,灌浆压力0.5～1.0MPa,挂钢筋网《6@200mm×200mm,喷射混凝土强度为C20,厚度100mm;焊《16mm加强筋,间距与锚管间距相同.在东侧由于与既有建筑距离仅5～7m,故在东侧与现有建筑相邻处的锚管为4排,间距1.2m,排距1.2～1.3m,长度为5～7m,角度10°,另增设一排《130mm的钢管树根桩35条,间距1m,长度10m.3.2.2支撑结构施工1锚管注浆与管锚管注浆相结合先采用钻机开孔,钻穿摆喷板墙,然后使用潜孔冲击钻机振冲打入锚管,达设计要求后灌注水灰比约0.5的纯水泥浆,注浆压力为0.5～1.0MPa.2喷混凝土喷混凝土厚度100mm,混凝土强度等级C20,分两次施喷.第一次喷射厚度约为30mm,然后挂钢筋网《6@200mm×200mm,焊《16mm加强筋,完成后再喷射混凝土厚度为70mm.4效果4.1充填墙企业水岸结构为了确保摆喷板墙的渗水性能达到要求,先在基坑北侧(靠近珠江一侧)用4孔摆喷设置成一围井(见图3),中间钻一孔径为500mm的抽水孔,井深13.5m,入不透水层0.5m,采用钻孔简易抽水的方法进行试验,检测其渗水性能.由潜水完整井单井抽水试验计算法得出的渗透系数为0.91×10-7?m/s.通常粉质粘土的渗透系数经验值为k=1～6×10-6?m/s,由此初步判定摆喷板墙可以达到止水的目的.整个工地的摆喷板墙施工完毕后,采用钻孔取芯、取样检验止水帷幕入不透水层和墙体强度的情况,抽芯结果表明,墙体底部与不透水层胶结良好,墙体强度满足止水要求.根据基坑开挖后的施工效果,基坑内的渗水量非常少.在基坑、基础施工期间,基坑内共设15个抽水井,用以排除基坑内贮存的原有地下水.坑内水抽完后,仅留4～5个抽水井排除少量渗水,地下工程基本是在干燥的状态下进行的.合理有效的止水措施,为整个工程创造了良好的作业环境,保证了工程的顺利进行.4.2基坑边坡位移检测为了监测基坑边坡位移,沿基坑共布设18个观测点.基坑边坡的位移监测与基坑开挖同步进行,观测次数为开挖时每1～2d1次,其余为每3～5d1次,共进行基坑边坡位移监测28次,其累积位移量见表2.根据相关规范,基坑支护结构设计的最大水平位移应小于0.02h(h为基坑深度,本工程的基坑深度为6.4m),由表2可知,本工程基坑的实际最大水平累积位移量位于2号测点,为40mm≤0.02h=128mm.符合规范要求和设计要求.4.3旋喷桩和锚喷支护结构预算造价本工程的基坑止水支护结构,由最初提出的地下搅拌桩和旋喷桩方案,到最终确定的摆喷板墙止水锚管支护,经过了详细的论证和技术经济比较.当采用双排搅拌桩时,其预算造价为330万元;当采用旋喷桩止水和锚喷支护结构时,其预算造价为335万元;采用摆喷板墙止水锚管支护方案,其最终的实际造价仅为230万元.不但比旋喷桩止水支护结构节省了100多万元,而且工程实施的止水效果远优于相邻两个工程所用方案.另外,本工程的人工挖孔桩的总造价约800万元,如果止水效果不好,将造成人工挖孔桩由正常施工改为水下浇注混凝土,仅此一项将增加工程费用240万元,这还不包括由此造成的工期延长所增加的费用.5喷板墙结构的应用地下工程的止水结构,除了应保证结构本身的渗透性足够低以外,更重要的是保证挡水结构要与岩层结合紧密.本工程的止水结构采用摆喷板墙结构,一方面保证了摆喷板墙凝固体的密实度,另一方面对结构与岩层结合处的防水