中的实际应用
摘要:介绍了武汉地区某基坑工程的支护方案,介绍了项目中采用的多种支护形式的方案选型思路,结合实际监测数据分析施工效果以及对周边环境的影响。
关键词:无支撑、经济效益、锚索、多种支护类型。 1 工程概况
该项目包括1栋中学(一、二层配套用房和教学用房)及一层地下室(局部两层)。上部结构为钢筋混凝土框架结构,纯地下室采用桩基础,局部采用筏板基础。基坑总面积约为21000㎡,基坑开挖深度为5.7m-8.4m。
该项目位于武汉市汉阳区琴台大道以南,江城大道以西。基坑东侧为售楼部,基础形式为锚杆静压桩基础;南侧为旧厂房(将改造),为天然地基。周边主要管线为东侧售楼部的污水管。基坑重要性等级为一至二级。设计使用年限为一年。
2 工程地质条件和水文地质条件 2.1 工程地质条件
在拟建场地最大勘探深度56.0m范围内,拟建场地表层为填土(Q),其下土层为第四系湖积(Q)的淤泥及全新统冲洪积(Q4al+pl)黏性土;第四系上更新统冲洪积(Q3
al+pl
l
ml
)的黏性土、碎石土;下伏基岩主要由二叠系(P)泥岩、砂
岩、泥灰岩、灰岩,泥盆系(D)泥岩、砂岩和志留系(S)砂岩、泥岩组成。拟建场地地基土的分布主要有以下特点:
(1)上层1-1杂填土、1-2素填土、1-3淤泥,杂填土由由砼块、砖渣、碎石、旧房基础等建筑垃圾混黏性土组成;素填土以黏性土为主,含少量碎石、碎渣,硬物质含量一般约20%~30%;淤泥为流塑状,含黑色腐殖质,土质不均匀,
土样易变形,淤泥整体分布于基坑北部,基坑北侧淤泥层分布最厚,最厚约2.3m。工程性质差。
(2)第2层为灰黄色粉质黏土层,为软塑到可塑状态,土质较均匀,切面较光滑,厚度和埋深具有一定变化,场地大部分有分布。
(3)第3层和第4层为Q3粉质黏土层,整体为可偏硬塑-硬塑状态,土质较均匀,切面较光滑,含少量铁锰氧化物和高岭土,韧性和干强度较高。场地整体全有分布,工程性质较好。
(4)第5层、第 6层、第7层为下层强风化-中风化岩层。 土层基本参数见下表:
天然重度 地层编号 r (kN/m) 3黏聚力 状态 C(kPa) 内摩擦角 渗透系数K φ(度) (cm/s) 1-1 杂填土 18.9 松散 8 18 1.0×10-2 1-2 素填土 18.3 松散 8 7 6.0×10-4 1淤泥 16流塑 10 4 1.0×10-7 -3 .1 2-1 粉质黏土 19.0 软塑-可塑 16 10 2.0×10-6 2-2 粉质黏土 19.4 可塑 25 14 2.0×10-6 3-1 粉质黏土 19.6 可偏硬塑 30 15 2.0×10-6 3-2 粉质黏土 19.8 硬塑 37 16 2.0×10-6 3-2a 粉质黏土夹粉土 19.3 硬/密实 22 18 6.0×10-5 3-3 粉质黏土 19.0 可偏硬塑 29 13 3.0×10-6 3-4 黏土 19.4 硬塑 37 16 4.0×10-7 4-1 粉质黏土 19.1 可塑 24 11 4.0×10-6 2.2 水文地质条件
在勘探孔揭露的深度范围内,场区地下水类型为上层滞水、孔隙水、基岩裂隙水。
上层滞水主要赋存于1-1层杂填土、1-2层素填土中,水位不连续,无统一自由水面,其水量直接受大气降水垂直渗入补给和生活用水侧向渗入补给,动态变化主要受大气降水和蒸发的影响,勘察期间测得上层滞水水位在0.80~1.90m之间,相当于绝对标高21.62~24.33m。
孔隙水主要赋存于4-2层含黏性土碎石和4-4层碎石中。上述两层土埋藏较深(层顶埋深33.10~44.50m),以粗颗粒土为主,含少量黏性土,零散分布于场区内。勘察单位在D16号孔内将上层滞水阻隔后测得4-2层的孔隙水水位埋深为孔口地面下32.10m,相当于绝对标高-6.53m;在Z17号孔内将上层滞水阻隔后测得4-4层的孔隙水水位埋深为孔口地面下33.10m,相当于绝对标高-7.64m;本场区孔隙水年变化幅度约为1.0~2.0m。从本场区的勘察结果看,两层土中的孔隙水并无直接水力联系,且其上部均为深厚隔水层,无法接受大气降水和地表水的垂直入渗补给,具有弱承压性。该层水对工程影响较小。
基岩裂隙水主要赋存于场区下伏5-3强风化砂岩、6-1极破碎砂岩夹黏土岩、6-2中风化破碎砂岩、7-1强风化砂岩和7-2中风化砂岩的裂隙中,对于本场区基岩上伏为深厚层黏性土,基岩裂隙水水量主要受侧向基岩裂隙水补给。该层水水量总体匮乏有限,对工程影响较小。勘察期间未能测到基岩裂隙水水位。
地下水对本工程影响有限。采用集水明排的方式。 3 基坑方案
本项目基坑为公开招标项目,方案选型在安全合理的情况下充分进行了工程造价比对,比选出最经济合理的方案。
3.1 基坑北侧一层地下室支护方案
基坑北侧地下一层区域基坑深度5.7m,基坑深度较浅,且基坑边缘距红线边缘较远,具备管桩的施工空间,且通过计算管桩的强度是足够的,因此该侧采用PHC500(100)AB型管桩悬臂(局部留土)的支护形式,管桩桩长9.0m,间距1.2m。
3.2 基坑东北侧二层地下室方案
东北侧地下两层区域基坑深度7.9m,相对更深采用H500*300型钢水泥土搅拌桩+预应力锚索的支护形式,型钢长度12m,间距1.35m;一二层交界处基坑深度2.9m-4.2m,采用PHC500(100)AB型管桩悬臂桩和管桩悬臂桩+锚索的支护形式。
3.3 基坑东侧一层地下室方案
基坑东侧地下一层基坑深度为5.6m-6.8m,东侧售楼部距基坑红线最近约8m,采用拉森钢板桩+预应力锚索的支护形式,锚索避开售楼部基础。
3.4 基坑南侧方案
基坑南侧地层较好,浅层为1.5m-2m厚的填土层,下层土为Q3老黏土层,采用拉森钢板桩跳打+锚索的支护形式。基坑东南角具备放坡空间,采用两级放坡的形式。
3.5 基坑西侧方案
基坑西侧较为空旷,采用两级放坡的形式。西侧靠北采用PHC500(100)AB管桩+预应力锚索的支护形式。
3.6 监测方案
综合基坑支护形式和周边环境情况,对支护桩顶水平位移、竖向位移、深层位移、坡顶水平和竖向位移、锚索轴向拉力、周边地表沉降以及地下水位进行监测。
支护顶水平和竖向位移监测点共17个,边坡水平和竖向位移监测点共21个,周边建筑和周边道路监测点共45个,地下水位监测点5个,深层水平位移监测点9个。
3.7 基坑开挖至坑底现场照片
东侧地下一层钢板桩+锚索 东北侧两层地下室型钢水泥土搅拌桩+锚索
南侧单根钢板桩跳打+锚索 西侧两级放坡 4 施工过程监测指标分析
根据监测单位提供的监测数据,截至2021年12月21日,支护桩顶水平位移累计值约5.0mm-12.6mm,桩顶竖向位移累计值约12.0mm-20.0mm,坡顶水平位移累计值约12.5-17mm,坡顶竖向位移累计值约18.0mm-26.0mm,周边建筑和周边道路竖向位移累计值为2.0mm-6.0mm,锚索拉力值最大监测值41.3KN,深层水平位移监测无异常。坑内有一定积水,水位无明显变化。
总体监测数据显示,支护桩身位移无明显异常,施工实际效果较好,对周边环境基本无影响。
5 结果和效果
(1)本工程充分考虑了工程的经济效益,根据各个部位的基坑条件以及支护结构施工条件以及各种支护类型的经济性比较,分别采用了PHC管桩悬臂桩(+预应力锚索)、型钢水泥土搅拌桩+预应力锚索、钢板桩+预应力锚索以及放坡开挖的支护方式,最终使得本项目总造价较为经济。
(2)基坑支护结构和周边环境较为安全稳定,没有明显异常情况。 (3)基坑施工工期较快,支护桩施工工期约60天,从开工到开挖至坑底约100天。
参考文献 1.
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张建春, 张建成. 深基坑开挖工程监测实录[J]. 岩土工程师, 1998, 10(4):7.
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