【摘要】: 本文根据某地铁站上盖商住楼基坑规模、周边环境、岩土工程条件,经安全、力学、经济、技术等因素比较分析,采用了“桩—锚”综合基坑支护方案,有效地解决了周边建筑多、地下水丰富等技术问题,结构安全,节省工期,经济实用,实测表明该方案可行。 【关健词】:“桩—锚” 基坑 支护方案 施工 安全 案例
Foundation pit using pile+anchor plateretaining for program analysis
[Abstract]: Based on the some Metro Station mixed-use commercial pit size, surrounding environment,
geotechnical engineering conditions for their safety, mechanical, economic, and technological factors such as comparative analysis, using a \"pile - anchor\" Comprehensive Foundation Pit programs to effectively address the surrounding buildings and more technical issues such as groundwater-rich, structural safety, save construction time, economical and practical, measured show that the scheme is feasible.
【Key Words】: pile+anchor plateretaining construction safety program bolting case.
1.工程概况
某地铁站上盖商住楼项目共有27~50层高度不同的8个高层建筑群,设有2层地下室、4层商场,地面面积7万1千平方米,总建筑面积42万平方米,周边分别为交通繁忙的某某大道、某某路、某某路和某某路等主要交通道路,铺设有给水、污水、雨水、电信、电气、燃气等多种管线,地下贯穿某地铁1号线,变形要求很严格,需特殊处理。 2.场地地质条件
根据工程勘察地质资料
⑴人工填土层,场区内均有分布,厚度1-1.3米,为杂填土,松散。 ⑵冲积层,细砂,厚度为3-6米
⑶残积层:厚度为1-4.2米,土性主要为粉土、粉质黏土、棕红色。
⑷基岩:主要为白垩系泥质粉砂岩和粗砂岩,按风化程度分为强、中和微风化3个带。
各土(岩)层主要物理力学参数见表1
各土(岩)层主要物理力学参数指标值 表1
参数 重度γ(KN/M³) 黏聚力C(kPa) 内摩擦角φ(°) 抗剪强度Τ(kPa) 人工填土层 18 8 11 16 细砂 17 0 11 15 残积层 20.0 32.2 28.0 50.0 强风化层 21 80 40 150
地下水位与珠江水位一致,埋深为1.0~1.58米,透水性强,渗透系数在1.93~34.4m/d 3.围护设计
本工程采用坑外降水风险太大,因为周边环境要么是主要交通干道和6种管线靠在一
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起,要么是采用浅基础的民房,这些对降水引起的固结沉降都十分敏感,因此采用防渗帷幕隔绝基坑内、外的地下水,使坑内降水不至于显著影响周边环境。施作防渗帷幕的方法可以是高压喷注浆、水泥土搅拌桩墙、或者地下连续墙。地下连续墙造价太高,水泥土搅拌桩墙通常所用的单头、双头搅拌桩都不易在粉砂、细砂等砂质地层中施工,经比较决定采用三重旋喷止水桩,避免过多接缝。这是因为三重旋喷注浆可封闭钻孔灌注桩之间的缝隙,相互搭接可靠,防渗效果良好,因此设计采用桩锚支护+桩间止水方案,见图,钻孔灌注钢筋混凝土护坡桩深度要求穿过冲积层,进入残积层内约0.5米,故桩长为15米,止水桩伸入渗透性较小残积层,护坡桩桩径0.8米,桩中心距1.2米,桩与桩相互搭接形成连锁状帷幕,一桩一锚,二层锚索,分别锚在±0.000和-3.000处,入射角25-30°,锚索长25米,设计拉力为360KN,压顶梁(宽*高)800×600,内配双向钢筋网连成整体以增加刚度及作为锚杆承压板,二层锚索处排通长200*300C20钢筋混凝土腰梁作为锚杆承压板,锚管注浆在腰梁、压顶梁浇注24h后进行。
计算结果经某理工大学教授进行审查,基坑内侧最大弯矩710kNm,外侧最大弯矩601 kNm,最大剪力600KN,最大位移量46mm,整体稳定安全系数K=1.5,抗倾覆安全系数=1.3>1.2安全。计算表明,选择此方案满足规范要求,验证了其可行性。 4.支护施工主要技术措施
⑴桩+锚支护施工流程:平整场地→降水井成井→测定桩位→埋设护筒→制备泥浆→成孔→清孔→下钢筋笼→水下浇筑混凝土→三重管旋喷止水桩施工→基坑降水系统启动→基坑开挖→破桩头做压顶梁→锚杆施工→挖土方至-3.000→做腰梁→锚杆施工至开挖到基坑底.
⑵基坑监测 整个基坑分块、分段、分层从中心向外进行开挖并支护,土方开挖过程中及时做好排水、疏水和止水工作,整个基坑支护施工及地下室施工中委托专业测量单位进行严密监测,对地下水位、基坑沉降和位移、周围管线、坡顶及邻近道路沉降、民房的沉降和深层土体位移等
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进行量测。本工程基坑从2005年2月开始至同年8月完成开挖和支护,同年底完成底板施工,2006年6月地下室施工至±0.000,基坑监测从开挖至2006年6月底结束,历时1年多,数据表明其基本满足基坑规程及设计要求,确保了施工过程中的安全。
⑶.施工中的技术处理
①注浆是锚索施工的重要工序,注浆的作用是充填岩层的裂隙及土层的孔隙,形成锚固段,将杆体锚在岩土层中,同时防止杆体腐蚀,在施工过程中,为保证锚索的锚固效果,对锚杆进行二次注浆,其工艺流程为:锚杆定位→打锚钻孔→插入锚杆→清孔→第一次常压注浆→二次压浆→张拉锁定。
二次注浆施工的锚杆安装两根注浆管,分别为一次注浆和二次注浆,并设置止浆装置,注浆压力为0.5~1.5MPa,注浆体为纯水泥浆,水灰比为0.4~0.5,强度不小于20MPa,当锚固强度大于15MPa时,方可进行张拉锁定。
②桩间止水方案在施工过程中,由于孔位偏差,注浆质量等原因,常会出现护坡桩侧漏水、涌砂现象,影响了基坑的局部稳定性。基坑开挖过程中若发现局部桩间止水桩漏水涌砂,应先向漏水部分砂层中置入塑料管引水,并用预先准备好的砂袋封堵,防止渗水带走砂、土粒而造成坍塌,然后采用水泥浆(加入水玻璃一定量)逐个堵漏,实践表明,此方法能有效解决桩间漏水、涌砂问题。
⑷锚改撑
基坑四周转角处由于应力集中等因素,变形较大,为安全起见,由锚杆改为斜支撑。具体工艺是:钢支撑一端利用承台底板安设钢支撑,另一边顶在压顶梁及腰梁上,并施加一定的预加轴力,采用φ529﹡10的钢管,极限承载力3200kN,设计荷载1800kN,两端焊接,能传递压力和剪力。实践证明,该工艺除施工较麻烦外,其他方面表现良好,保证了基坑工程安全。 5.效果分析。
⑴节省工期
本工程为某公司开发的项目之一,采用桩—锚支护方案,支护施工与基坑土方开挖同步进行,随挖随支,基本不占或少占独立工时。本方案相对与早前传统设计方案相比, 由于早前传统设计方案是采取内支撑的方法,是先做支护后做支撑的,工序比桩—锚支护方案多了一道,所以工期也比桩—锚支护方案多了一倍。本工程采用桩—锚支护方案,缩短了建设总工期150天。
⑵经济实用
本工程采用桩—锚支护方案,直接节省工程造价2000多万元之巨,效益显著。原方案采用传统内支撑设计方案,因场地大需要支撑的大口径钢管太多,总重达12500吨,在本地区一次性难以找到如此大口径钢管的材料,而且数量是那么多的钢管,大口径钢管体积大,重量重,无论用塔吊、钩机等常规设备移动安置,由于现场条件限制都无法顺利输送到施工位置,安装起来非常困难,自然造价高。另外,安装后还需拆除,施工和机械费也可观。采用传统内支撑设计方案施工,原预算为12000万元,本工程实际采用桩—锚支护方案施工,最后结算为9900万元。
⑶结构安全
本工程采用桩—锚支护方案施工,没有出现任何工程质量事故和安全事故,证明了该方案设计模式是结构安全的。 6.工程回访情况
2009年12月,我和某理工大学有关教授到已投入使用了2年的某地铁站上盖商住楼进行工程质量回访调查,没有发现任何工程质量问题。这说明工程采用桩—锚支护方案,是成功的,尤其是应用在中心城市施工的大型地下室,体现了其科学性和先进性,具有显著的
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技术、安全、经济效益和广阔的推广应用前景。附图2为某地铁站上盖商住楼项目的使用情况
; 附图2为某地铁站上盖商住楼项目
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参考文献:
1.《建筑基坑支护设计规程》中国建筑工业出版社JGJ120-99 2.《岩土锚固技术的新发展与工程实践》人民交通出版社
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