论文部分内容阅读
一、引言
自1998年发生“祖国广场”深基坑坍塌事故后,珠海市深基坑工程均采用桩锚结构支护,再未使用过内支撑结构支护方案。然而,在珠海地区,尤其是在沿海区域,内支撑结构支护方案具有比桩锚结构更多的经济性、安全性及可行性。2009年8月至2010年6月,我司受中华人民共和国拱北海关的委托,对其投资兴建的“单身员工及交流干部宿舍楼”工程实施监理,我们成功实践了内支撑支护结构在沿海地区深基坑工程中的应用。
二、工程概况
拱北海关单身员工及交流干部宿舍楼位于珠海市拱北迎宾南路与侨光路交叉路口东南角。本工程地下两层,地上十三层,总建筑面积为17557.15M2,其中地下室建筑面积为4845.76M2。基础采用Φ500×125的静压预应力管桩,结构采用现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构。地下室平面呈近似平行四边形,基坑各侧的支护设计安全等级为一级,东西向长59.4米,南北向宽51.88米,地下室底板底标高-9.55m,电梯井部分局部开挖深度为-12.55m;基坑周围环境较为复杂(见图1):
东侧:距基坑边约6米有几栋3层楼房,基础形式无法查实;楼房与地下室之间有地下排水管,位置、数量、大小及埋深无法核实;基坑距海边约800米。
南侧:距基坑边约8米有一栋6层楼房,基础为沉管灌注桩基础;楼房与地下室之间有地下排水管,位置、数量、大小及埋深无法核实。
西侧:距基坑边约2米有城市主干道、地下高压电缆及地下排水管,埋深2米至9米。
北侧:距基坑边约4米有城市干道、地下高压电缆及地下排水管,埋深2米至8米。
三、工程地质条件
根据钻探揭露,场地埋藏的地层主要为人工填土层①、第四系海陆交互相沉积层②及第四系残积层③,下伏基岩燕山期花岗岩④,各地层特征为(见表1):
地下水主要为赋存于第四系土层中的空隙水,受大气降水及地表水补给,水位变化因气候、季节及海水涨落潮而异,丰水季节,地下水位上升,第四系各地层多处于饱水状态,混合稳定水面埋藏深度介于1.10~1.70M之间,水位标高介于1.57~1.67M。
场地内粗砂②-4与粗砂②-6层为强透水性地层,含丰富的地下水,其余地层为弱透水性地层,为相对隔水层,表明粗砂②-4和粗砂②-6具有承压性,粗砂②-4水位标高介于1.29~1.42M,粗砂②-6水位标高介于1.17~1.3
四、基坑支护方案的选择
㈠原支护方案简介:桩锚结构支护方案
主要技术参数:
原方案主要采用钻孔灌注桩排桩加预应力锚索支护形式,双排水泥搅拌桩止水设计,桩间采用挂钢筋网喷射混凝土。
预应力锚索:采用3束7ф5高强低松弛钢绞线(fptk=1860Mpa)作为锚筋,钻机成孔,锚索钻孔直径为150mm,锚索采用二次注浆工艺,第一次为常压注浆,待第一次注浆初凝后随即进行第二次高压注浆,注浆压力不小于2.0MPa,待浆体强度达到70%以上进行张拉锁定。注浆材料用42.5普通硅酸盐水泥配制的水泥浆,水灰比不大于0.6。
我们通过深入研究本项目的现场情况后,对上述支护方案提出如下意见:
⑴ 周边建筑物距离近,基础型式不明(东侧)或已明确为沉管灌注桩(南侧),电缆及部分排水管线不明,锚索成孔钻进可能对已有建(构)筑物造成破坏;
⑵ 地质土层中存在②-4及②-6 两层粗砂层,厚度分别为2.2~7.1M 、1.5~3.3M ,强透水性地层,具有承压性,在施工第三层锚索时,承压水会携带砂砾从钻孔孔口涌出,造成的后果是塌孔以致无法成孔和灌浆,同时造成基坑周边地下水位急剧下降,可能造成周边建筑物(天然基础)或场地、道路的不均匀沉降;
⑶ 地质土层中存在②-1 淤泥及②-3 淤泥质粘土,厚度分别为1.2~3.4M、1.1~3.9M,实际施工时将出现锚索锚固差、锚索力不足的现象;
⑷ 锚索施工时间较长,锚固后基坑变形较大,可能造成周边建(构)筑物损坏;
基于上述几点,我们要求施工单位先做锚索基本实验。施工单位在南侧及西侧选取了三处实施钻进,结果南侧钻进10M时遇异物被迫放弃,西侧钻进17~20M时出现塌孔而无法达到设计要求的36M,在20M孔深中放入锚索、灌浆,强度满足后试拔,锚索被完全拔出,无法达到设计抗拔力值。
实验结果证实了我们的担心。我们认为基坑面积不大,平面形状接近平行四边形,较为方正对称,四周场地十分狭窄,实施内支撑支护方案能够有效解决上述诸多问题,且安全性、经济性更优,工期更短。
㈡新支护方案详释:内支撑结构支护方案
主要采用钻(冲)孔灌注桩加内支撑支护形式,双排水泥搅拌桩(北侧、东侧)和单排单管高压旋喷桩(南侧、西侧)止水设计,桩间采用挂钢筋网喷射混凝土。
设计院第一版内支撑方案为两道支撑梁体系,出于工程造价、施工便利及缩短施工工期的考虑,我们建议降低第一道支撑梁位置,适当加大钻(冲)孔灌注桩刚度,采取优化施工顺序的方法,将地下室底板按A、B区分段施工,利用A区底板起支撑作用,从而取消第二道支撑梁;
⒈ 施工顺序:① 先施工水泥搅拌桩,再施工钻孔灌注桩,然后施工高压旋喷桩;② 待钻孔灌注桩达到设计强度后,基坑垂直开挖至-4.855m标高,施工内支撑梁、腰梁和立柱;③ 支撑梁达到设计强度后,基坑内开挖到-7.550m标高,A区开挖至-9.550m,及时浇筑A区地下室底板,同时用450厚C20混凝土将底板与支护桩之间空隙填实;④ 再开挖B区至-9.550m,及时浇筑B区地下室底板,同时用450厚C20混凝土将底板与支护桩之间空隙填实;⑤ 回填地下室负二层土,并在负一层板标高处(-5.250m)处用400厚C20混凝土将负一层板与支护桩之间空隙填实,待达到设计强度后逐步拆除上部支撑梁(见图2)。
2. 主要设计参数(见图3):
⑴ 水泥搅拌桩:桩径550mm,桩长18m,桩间距、排间距均为400mm,桩间搭接距离为150mm。相邻桩施工间隔时间不超过2h,成桩工艺要求四次搅拌二次喷浆。
⑵ 排桩采用钻(冲)孔灌注桩:桩径800mm,桩间距为1.0m(南侧),其余为1.2m,空桩1.0m,实桩长度17m。
⑶ 高压旋喷桩:桩径800mm,桩长18m,浆液水灰比1:1,水泥用量150kg/m,喷浆压力不小于20Mpa;为避免出现串孔、冒浆现象,需跳桩施工,并在水泥浆终凝后方可进行相邻桩的施工。
⑷ 噴射混凝土:钻孔桩桩身上竖向间距1200施工ф15膨胀螺钉,挂ф6@200×2OO 钢筋网。
⑸ 内支撑:采用混凝土梁,截面尺寸1200mm×850mm;立柱采用18根桩径为800mm钻(冲)孔灌注桩入岩。
五、内支撑结构支护施工技术详释
为确保基坑变形不超过容许范围,须控制每道工序质量,即支护桩成桩阶段、土方开挖和内支撑施工阶段、内支撑拆除阶段,其中贯穿基坑监测阶段。
⒈ 支护桩、止水桩成桩阶段
⑴ 钻(冲)孔灌注桩与高压旋喷桩咬合起到挡土止水作用要严格控制其施工质量。我们建议旋喷桩中心线向基坑外侧偏移200mm,形成外侧尺寸大内侧紧贴钻孔桩壁的楔形体,此时支护结构在受到主动土压力时变形不会造成帷幕的严重开裂和失效。具体要求如下:A代表钻(冲)孔灌注桩,B代表高压旋喷桩,要求必须在A类桩终凝后开始B类桩。施工顺序为A1→A2→B1→A3→A4→B3→B2→A5→B4
(见图4),止水效果理想。
⑵ 以往的施工实践发现,单管高压旋喷的成桩直径一般为200~300mm,特别是在粗砂层中,20Mpa的压力很难切割土层,但采用单管方案时注浆压力过大会造成喷浆雾化,且水泥用量150kg/m严重偏低,无法达到800mm直径。经我们建议及现场试验,高压旋喷桩修改为直径600mm、双管、水泥用量250kg/m、喷浆压力不小于25Mpa,止水效果十分理想。
⒉ 土方开挖和内支撑施工阶段
① 为了缩短工期,内支撑梁应采用早强型混凝土,7天可达到90%以上设计强度。
② 内支撑梁应预留静力爆破孔及安全防护栏杆孔。
③ 内支撑梁未考虑大型机械设备及重型卡车施工荷载,该设备车辆不能直接碾压或经过,采用梁上覆土超过500mm、再盖5厚钢板搭设临时通道的方法。
④ 由于内支撑梁间距限制,并且基坑内预应力管桩较密,尤其是核心筒处,PC200型大型挖掘机无法下坑挖土,而在内支撑梁上方展臂够不着坑底标高;只能改用PC220型长臂挖掘机由里跨退挖,再放入PC60型小型挖掘机在坑内修整及倒运(见图5)。
⑤ 开挖过程中出现预应力管桩“寸断”现象,每30cm左右一条环通缝,多数集中在边桩。分析原因,应与小型挖掘机碾压及淤泥质土层有关,开挖时,桩体在该土层中受到侧向挤压,随着挖土逐层加深,出现有规律的断缝。经检测,承台标高以下的桩体完好无损。
⒊ 内支撑梁的拆除阶段
⑴ 对于该基坑的内支撑拆除,若单纯用切割,此法虽对周边建筑物无影响,但基坑东侧、南侧通道狭窄,西侧、北侧是市政主干道,无法使用汽车吊;基坑内塔吊垂直吊运的廻转半径有限制。采用固体膨胀挤压静态爆破后再使用风镐破碎的方法进行支撑梁的拆除,此法振动小,但噪音较大,且混凝土清渣量大,工期较长。综合以上考虑,本工程只能考虑采用静爆后风镐破碎的方法进行支撑梁的拆除作业。
⑵ 拆除作业在负一层板结构(含该层延伸到支护体的梁板)混凝土强度达到设计强度的90%以上后进行,用负一层板结构本体替换上层水平支撑,即为换撑。换撑是否成功将直接影响基坑的水平位移和基坑支护安全。
⑶ 拆撑应遵循对称、均匀的原则,从支撑梁两端同时进行。为了缩短工期,本工程先将地下室侧墙以外的支撑梁结构拆除,让出空间使负一层侧壁主体工程继续施工,待负一层模板拆除后,在室内继续进行拆撑作业。这样有如下优点:① 主体施工不受任何影响,可继续向上施工,节省项目总工期;② 减少风镐噪音对周边环境的影响,可在夜间施工。缺点是:① 拆撑功效降低,时间较长;② 受室内高度限制,不能使用大型运输工具。
⒋ 基坑监测及地下水回灌(见图6)
⑴ 水位观测
施工过程中:基坑挖土及降水过程周边水位下降严重,B区承台底板混凝土浇筑完成后,坑内停止降水,但基坑周边水位未见回升;检查基坑壁情况良好,未见明显出水点;为保证周邊建(构)筑物安全,全面持续开启回灌系统,但回灌水速度缓慢,水位观测仅见略微回升,核查原因,在此基坑800m处有一新深基坑开挖降水,使附近区域地下水头大幅下降,但桩后土体及周边建(构)筑物观测未见异常沉降。基坑回填后水位明显回升。(见图7)
⑵ 挡土桩顶水平位移、桩后土体沉降、支撑梁内力监测(见图8、图9、图10、图11
上述曲线仅取自部分监测点数据。由观测数据显示,基坑开挖至A区-9.550m时(2010年1月20日左右),水平位移及桩后土体深层位移变化不大、支撑梁上下缘内力变化不大;2010年2月15日左右开始开挖B区时,由东南角向东北角退挖(见图5),水平位移及桩后土体深层位移出现较明显波动、支撑梁上下缘内力反而出现下降现象;至2010年3月17日左右,B区土方(含承台、地梁)全部完成,周边地下水位降至最低点(见图7),水平位移及桩后土体深层位移出现变形最大值(见图8、图9),支撑梁上下缘内力随着B区土方开挖进度逐日加大,至开挖完成后增至最大值,之后保持稳定(见图10、图11)。
六、结束语
内支撑支护方案特别适用于平面相对规则、基坑周围埋有管线、对环保要求高、周边建筑物较接近或基础型式不明、不适宜锚索施工的沙层地质条件、施工工期紧迫、基坑周边场地狭窄缺少作为材料和机械设备的堆放场地的深基坑施工。经过本项目总结可知,从支撑施工到土方施工阶段里,相对桩锚结构支护方案节省工期30%,节约综合造价约15%,具有显著的经济效益。
综上所述说明,整个基坑工程支护是成功的。这是自1998年“祖国广场”深基坑坍塌事故以来在珠海地区第一个成功实施的内支撑结构支护的深基坑工程,为以后在珠海地区乃至沿海地区类似工程提供了新的范例。
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
自1998年发生“祖国广场”深基坑坍塌事故后,珠海市深基坑工程均采用桩锚结构支护,再未使用过内支撑结构支护方案。然而,在珠海地区,尤其是在沿海区域,内支撑结构支护方案具有比桩锚结构更多的经济性、安全性及可行性。2009年8月至2010年6月,我司受中华人民共和国拱北海关的委托,对其投资兴建的“单身员工及交流干部宿舍楼”工程实施监理,我们成功实践了内支撑支护结构在沿海地区深基坑工程中的应用。
二、工程概况
拱北海关单身员工及交流干部宿舍楼位于珠海市拱北迎宾南路与侨光路交叉路口东南角。本工程地下两层,地上十三层,总建筑面积为17557.15M2,其中地下室建筑面积为4845.76M2。基础采用Φ500×125的静压预应力管桩,结构采用现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构。地下室平面呈近似平行四边形,基坑各侧的支护设计安全等级为一级,东西向长59.4米,南北向宽51.88米,地下室底板底标高-9.55m,电梯井部分局部开挖深度为-12.55m;基坑周围环境较为复杂(见图1):
东侧:距基坑边约6米有几栋3层楼房,基础形式无法查实;楼房与地下室之间有地下排水管,位置、数量、大小及埋深无法核实;基坑距海边约800米。
南侧:距基坑边约8米有一栋6层楼房,基础为沉管灌注桩基础;楼房与地下室之间有地下排水管,位置、数量、大小及埋深无法核实。
西侧:距基坑边约2米有城市主干道、地下高压电缆及地下排水管,埋深2米至9米。
北侧:距基坑边约4米有城市干道、地下高压电缆及地下排水管,埋深2米至8米。
三、工程地质条件
根据钻探揭露,场地埋藏的地层主要为人工填土层①、第四系海陆交互相沉积层②及第四系残积层③,下伏基岩燕山期花岗岩④,各地层特征为(见表1):
地下水主要为赋存于第四系土层中的空隙水,受大气降水及地表水补给,水位变化因气候、季节及海水涨落潮而异,丰水季节,地下水位上升,第四系各地层多处于饱水状态,混合稳定水面埋藏深度介于1.10~1.70M之间,水位标高介于1.57~1.67M。
场地内粗砂②-4与粗砂②-6层为强透水性地层,含丰富的地下水,其余地层为弱透水性地层,为相对隔水层,表明粗砂②-4和粗砂②-6具有承压性,粗砂②-4水位标高介于1.29~1.42M,粗砂②-6水位标高介于1.17~1.3
四、基坑支护方案的选择
㈠原支护方案简介:桩锚结构支护方案
主要技术参数:
原方案主要采用钻孔灌注桩排桩加预应力锚索支护形式,双排水泥搅拌桩止水设计,桩间采用挂钢筋网喷射混凝土。
预应力锚索:采用3束7ф5高强低松弛钢绞线(fptk=1860Mpa)作为锚筋,钻机成孔,锚索钻孔直径为150mm,锚索采用二次注浆工艺,第一次为常压注浆,待第一次注浆初凝后随即进行第二次高压注浆,注浆压力不小于2.0MPa,待浆体强度达到70%以上进行张拉锁定。注浆材料用42.5普通硅酸盐水泥配制的水泥浆,水灰比不大于0.6。
我们通过深入研究本项目的现场情况后,对上述支护方案提出如下意见:
⑴ 周边建筑物距离近,基础型式不明(东侧)或已明确为沉管灌注桩(南侧),电缆及部分排水管线不明,锚索成孔钻进可能对已有建(构)筑物造成破坏;
⑵ 地质土层中存在②-4及②-6 两层粗砂层,厚度分别为2.2~7.1M 、1.5~3.3M ,强透水性地层,具有承压性,在施工第三层锚索时,承压水会携带砂砾从钻孔孔口涌出,造成的后果是塌孔以致无法成孔和灌浆,同时造成基坑周边地下水位急剧下降,可能造成周边建筑物(天然基础)或场地、道路的不均匀沉降;
⑶ 地质土层中存在②-1 淤泥及②-3 淤泥质粘土,厚度分别为1.2~3.4M、1.1~3.9M,实际施工时将出现锚索锚固差、锚索力不足的现象;
⑷ 锚索施工时间较长,锚固后基坑变形较大,可能造成周边建(构)筑物损坏;
基于上述几点,我们要求施工单位先做锚索基本实验。施工单位在南侧及西侧选取了三处实施钻进,结果南侧钻进10M时遇异物被迫放弃,西侧钻进17~20M时出现塌孔而无法达到设计要求的36M,在20M孔深中放入锚索、灌浆,强度满足后试拔,锚索被完全拔出,无法达到设计抗拔力值。
实验结果证实了我们的担心。我们认为基坑面积不大,平面形状接近平行四边形,较为方正对称,四周场地十分狭窄,实施内支撑支护方案能够有效解决上述诸多问题,且安全性、经济性更优,工期更短。
㈡新支护方案详释:内支撑结构支护方案
主要采用钻(冲)孔灌注桩加内支撑支护形式,双排水泥搅拌桩(北侧、东侧)和单排单管高压旋喷桩(南侧、西侧)止水设计,桩间采用挂钢筋网喷射混凝土。
设计院第一版内支撑方案为两道支撑梁体系,出于工程造价、施工便利及缩短施工工期的考虑,我们建议降低第一道支撑梁位置,适当加大钻(冲)孔灌注桩刚度,采取优化施工顺序的方法,将地下室底板按A、B区分段施工,利用A区底板起支撑作用,从而取消第二道支撑梁;
⒈ 施工顺序:① 先施工水泥搅拌桩,再施工钻孔灌注桩,然后施工高压旋喷桩;② 待钻孔灌注桩达到设计强度后,基坑垂直开挖至-4.855m标高,施工内支撑梁、腰梁和立柱;③ 支撑梁达到设计强度后,基坑内开挖到-7.550m标高,A区开挖至-9.550m,及时浇筑A区地下室底板,同时用450厚C20混凝土将底板与支护桩之间空隙填实;④ 再开挖B区至-9.550m,及时浇筑B区地下室底板,同时用450厚C20混凝土将底板与支护桩之间空隙填实;⑤ 回填地下室负二层土,并在负一层板标高处(-5.250m)处用400厚C20混凝土将负一层板与支护桩之间空隙填实,待达到设计强度后逐步拆除上部支撑梁(见图2)。
2. 主要设计参数(见图3):
⑴ 水泥搅拌桩:桩径550mm,桩长18m,桩间距、排间距均为400mm,桩间搭接距离为150mm。相邻桩施工间隔时间不超过2h,成桩工艺要求四次搅拌二次喷浆。
⑵ 排桩采用钻(冲)孔灌注桩:桩径800mm,桩间距为1.0m(南侧),其余为1.2m,空桩1.0m,实桩长度17m。
⑶ 高压旋喷桩:桩径800mm,桩长18m,浆液水灰比1:1,水泥用量150kg/m,喷浆压力不小于20Mpa;为避免出现串孔、冒浆现象,需跳桩施工,并在水泥浆终凝后方可进行相邻桩的施工。
⑷ 噴射混凝土:钻孔桩桩身上竖向间距1200施工ф15膨胀螺钉,挂ф6@200×2OO 钢筋网。
⑸ 内支撑:采用混凝土梁,截面尺寸1200mm×850mm;立柱采用18根桩径为800mm钻(冲)孔灌注桩入岩。
五、内支撑结构支护施工技术详释
为确保基坑变形不超过容许范围,须控制每道工序质量,即支护桩成桩阶段、土方开挖和内支撑施工阶段、内支撑拆除阶段,其中贯穿基坑监测阶段。
⒈ 支护桩、止水桩成桩阶段
⑴ 钻(冲)孔灌注桩与高压旋喷桩咬合起到挡土止水作用要严格控制其施工质量。我们建议旋喷桩中心线向基坑外侧偏移200mm,形成外侧尺寸大内侧紧贴钻孔桩壁的楔形体,此时支护结构在受到主动土压力时变形不会造成帷幕的严重开裂和失效。具体要求如下:A代表钻(冲)孔灌注桩,B代表高压旋喷桩,要求必须在A类桩终凝后开始B类桩。施工顺序为A1→A2→B1→A3→A4→B3→B2→A5→B4
(见图4),止水效果理想。
⑵ 以往的施工实践发现,单管高压旋喷的成桩直径一般为200~300mm,特别是在粗砂层中,20Mpa的压力很难切割土层,但采用单管方案时注浆压力过大会造成喷浆雾化,且水泥用量150kg/m严重偏低,无法达到800mm直径。经我们建议及现场试验,高压旋喷桩修改为直径600mm、双管、水泥用量250kg/m、喷浆压力不小于25Mpa,止水效果十分理想。
⒉ 土方开挖和内支撑施工阶段
① 为了缩短工期,内支撑梁应采用早强型混凝土,7天可达到90%以上设计强度。
② 内支撑梁应预留静力爆破孔及安全防护栏杆孔。
③ 内支撑梁未考虑大型机械设备及重型卡车施工荷载,该设备车辆不能直接碾压或经过,采用梁上覆土超过500mm、再盖5厚钢板搭设临时通道的方法。
④ 由于内支撑梁间距限制,并且基坑内预应力管桩较密,尤其是核心筒处,PC200型大型挖掘机无法下坑挖土,而在内支撑梁上方展臂够不着坑底标高;只能改用PC220型长臂挖掘机由里跨退挖,再放入PC60型小型挖掘机在坑内修整及倒运(见图5)。
⑤ 开挖过程中出现预应力管桩“寸断”现象,每30cm左右一条环通缝,多数集中在边桩。分析原因,应与小型挖掘机碾压及淤泥质土层有关,开挖时,桩体在该土层中受到侧向挤压,随着挖土逐层加深,出现有规律的断缝。经检测,承台标高以下的桩体完好无损。
⒊ 内支撑梁的拆除阶段
⑴ 对于该基坑的内支撑拆除,若单纯用切割,此法虽对周边建筑物无影响,但基坑东侧、南侧通道狭窄,西侧、北侧是市政主干道,无法使用汽车吊;基坑内塔吊垂直吊运的廻转半径有限制。采用固体膨胀挤压静态爆破后再使用风镐破碎的方法进行支撑梁的拆除,此法振动小,但噪音较大,且混凝土清渣量大,工期较长。综合以上考虑,本工程只能考虑采用静爆后风镐破碎的方法进行支撑梁的拆除作业。
⑵ 拆除作业在负一层板结构(含该层延伸到支护体的梁板)混凝土强度达到设计强度的90%以上后进行,用负一层板结构本体替换上层水平支撑,即为换撑。换撑是否成功将直接影响基坑的水平位移和基坑支护安全。
⑶ 拆撑应遵循对称、均匀的原则,从支撑梁两端同时进行。为了缩短工期,本工程先将地下室侧墙以外的支撑梁结构拆除,让出空间使负一层侧壁主体工程继续施工,待负一层模板拆除后,在室内继续进行拆撑作业。这样有如下优点:① 主体施工不受任何影响,可继续向上施工,节省项目总工期;② 减少风镐噪音对周边环境的影响,可在夜间施工。缺点是:① 拆撑功效降低,时间较长;② 受室内高度限制,不能使用大型运输工具。
⒋ 基坑监测及地下水回灌(见图6)
⑴ 水位观测
施工过程中:基坑挖土及降水过程周边水位下降严重,B区承台底板混凝土浇筑完成后,坑内停止降水,但基坑周边水位未见回升;检查基坑壁情况良好,未见明显出水点;为保证周邊建(构)筑物安全,全面持续开启回灌系统,但回灌水速度缓慢,水位观测仅见略微回升,核查原因,在此基坑800m处有一新深基坑开挖降水,使附近区域地下水头大幅下降,但桩后土体及周边建(构)筑物观测未见异常沉降。基坑回填后水位明显回升。(见图7)
⑵ 挡土桩顶水平位移、桩后土体沉降、支撑梁内力监测(见图8、图9、图10、图11
上述曲线仅取自部分监测点数据。由观测数据显示,基坑开挖至A区-9.550m时(2010年1月20日左右),水平位移及桩后土体深层位移变化不大、支撑梁上下缘内力变化不大;2010年2月15日左右开始开挖B区时,由东南角向东北角退挖(见图5),水平位移及桩后土体深层位移出现较明显波动、支撑梁上下缘内力反而出现下降现象;至2010年3月17日左右,B区土方(含承台、地梁)全部完成,周边地下水位降至最低点(见图7),水平位移及桩后土体深层位移出现变形最大值(见图8、图9),支撑梁上下缘内力随着B区土方开挖进度逐日加大,至开挖完成后增至最大值,之后保持稳定(见图10、图11)。
六、结束语
内支撑支护方案特别适用于平面相对规则、基坑周围埋有管线、对环保要求高、周边建筑物较接近或基础型式不明、不适宜锚索施工的沙层地质条件、施工工期紧迫、基坑周边场地狭窄缺少作为材料和机械设备的堆放场地的深基坑施工。经过本项目总结可知,从支撑施工到土方施工阶段里,相对桩锚结构支护方案节省工期30%,节约综合造价约15%,具有显著的经济效益。
综上所述说明,整个基坑工程支护是成功的。这是自1998年“祖国广场”深基坑坍塌事故以来在珠海地区第一个成功实施的内支撑结构支护的深基坑工程,为以后在珠海地区乃至沿海地区类似工程提供了新的范例。
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。