天津远洋大厦基坑支护应用技术
摘要: 1、工程概况 本工程总建筑面积75414平方米。主楼40层，总高度151.8米；附楼16层，高68.75；裙房5层，高23.20米。主楼地下三层，附楼、裙房地下二层。地下一层层高为4.8米；地下二层层高4.2米，槽底标高—— ...
| 1、工程概况 本工程总建筑面积75414平方米。主楼40层，总高度151.8米；附楼16层，高68.75；裙房5层，高23.20米。主楼地下三层，附楼、裙房地下二层。地下一层层高为4.8米；地下二层层高4.2米，槽底标高——9.7米；地下三层槽底标高——14.23米。 2、结构概述： 本工程主楼为简中简结构，基础形式为桩基箱形基础，底板厚1.2m；附楼、裙房分别为框架剪力墙、框架结构，基础形式为桩基筏板基础，底板厚0.6米，主梁断面为1.3m×2m；室外地下部分底板采用筏板式，板厚0.6m，主梁断面为0.8×2m.主楼桩基采用梅花式灌注桩，b×h=800mm×800mm，有效桩长48m；附楼、裙长桩基采用φ800灌注桩，有效桩长为36m；室外地下室基础部分桩基采用φ600灌注桩，有效桩长为22m. 3、地质概况： 该场地最大勘察钻深85.50m，此范围内揭露了第四系全新统，上更新统及上到中更新统海相与陆相相互积层。 （1）人工填土层：全场地均有分布厚度为2.3——4.8m，由杂填土及素土组成。 （2）第四系全新统新近沉积层厚度0.4——2.5m为坑底淤泥物，流塑状态。 （3）第四系统全新统土河漫滩新近冲击层厚8.5——12.3m，上部粉质粘土，中部粘土及底部粉质粘土组成，呈软可塑——可塑状态。 （4）第四系全新统中组海相沉积层厚0.6——3.0m，粉质粘土可塑状态。 （5）第四系全新统下组沼泽相沉积层厚0.7——1.6m可塑状态。 （6）第四系全新统下组陆相沉积层厚3.2——5.1m粉质粘土可塑状态。 （7）第四系上更新统第五组陆相沉积层厚11.7——13.5m，上部粉质粘土、粉砂，中部粉质粘土和下部粉土，砂性大的粉质粘土组成。 以上为挖深及围护结构所涉及的主要土层。 4、场地环境条件： （1）该场地东西南三面临街，北侧紧临一幢五层办公楼和一幢四层办公楼，其余均为1——2层建筑物，建筑物与基础外墙最小净距为3.9米，三侧临街部分有市政管线，距红线最小距离为1.2米。 （2）周围环境的调查： 北侧周围建筑物的四层、五层办公楼基础槽深——1.5m其基础外边缘距外墙1.1m.下水管道在民生路处距建筑物外墙14m，深3.8m（室外地坪），海河东路处距建筑物外墙7-12m，深2.3——2.5m，博爱道处距建筑物外墙15m，深2m.在民生路距地连墙4m有电话电缆，标高为室外地坪下2.2m，在海河东路距地连墙最小距离1.5m处有消防管道、自来水管、路灯电缆标高为室外地坪下1.8m. 5、支护方案选择： 根据建筑平面布置形式呈“”状及基坑深度、周边建筑物、道路等特征，经专家论证提出以下两个方案进行比较。 方案Ⅰ 方案Ⅱ 基坑支护造 地加墙总价1582万元 地连墙 总体1582万元 价估算对比 800灌注桩总价163.28万元 800灌注桩总价163.28万 挡水帷幕总价62.28万元 800钢管总价262.91万元 锚杆 总价190万元 腰梁 总价60.93万元 总计 2002万元 总计 2167万元 支护形式 800厚地加墙 800厚地连墙加钢管内支撑 加锚杆、内支撑和格构式灌注桩 １、施工周期短 钢支撑材料有可能在其它工程 优点 ２、机械化程度高 周转总工期145天 ３、结构质量易保证 ４、总工期105天 １、一次性投资大 缺点 部分节点需进一步推敲 ２、钢支撑倒撑与土方开挖困难 ３、倒撑时地连墙变形较大 6、基坑支护结构： 本工程最后选定采用800mm厚地下连续墙，既作为基坑开挖时的围护结构，又作为建筑物地下室的结构外墙，支撑方式采用叠合梁内撑，土层拉锚，钢格构角撑及砼围护桩等综合支护方法。 6.1地下连续墙加预应力土层锚杠： 本工程地连墙底标高-30.3m，通常配筋率100kg/立方米，分82个槽段，每个槽段长2.7——5.4m不等，槽段形式分为T型，孤型，直线段，折线段等几种形式。接头形式为型钢接头。 为了保证基坑开挖安全，我们在博爱道B——E～B-A圆孤段，民生路一侧B——5～B——12轴及海河东路B——A～A——J轴采用外拉锚，锚杆中心杆高——3.7m，水平间距900～1000mm，锚杆与水平线的夹角以15度和20度。间隔布置。单根锚杆水平设计拉力为329KN/m，轴向极限承载力为461KN/m.锚杆锚固长度18.5m，自由段长6.5m，其安全系数为1.4.杆体材料采用φ25Ⅱ级热轧螺纹钢筋，锚杆共168根。锚杆的试验结果均达到了设计拉力329KN. 6.2叠合梁支撑： 叠合梁支撑是一种无附加支撑的支护体系，避免了炸掉支撑中断工期，减少了爆破砼废弃物。在B——2～B——5轴处，因其基坑变形要求严格，而该部分结构主体柱网规则，故采用地连墙内增设环梁，内部叠合梁内撑方案。利用负一层结构梁作为叠合梁，进行水平支撑叠合梁截面尺600×750mm，垂直支撑为D430钢管桩，钢管厚度δ=8mm，钢管桩底标高为-14.00m，顶标高为-4.7m. 6.3钢格构支撑： 在海河河东路与水利局夹角处加二道钢格构支撑，截面形式为650×550mm，型钢为4L100×100.深浅坑阶梯部分作钢砼桩格构档墙。在基坑开挖到-5.9m后，设置了钢撑L3、L4、L9、L10等，这些梁的设置有效地阻止了附近地连墙的位移。 6.4悬壁灌注桩： 主楼与裙房基坑深相差4.53m，为坑中坑形式。主楼围护结构采用悬臂密排灌注桩，桩径φ600，桩长17.8m，桩底标高——26m，桩顶标高——8.2m，共160根，为保证周边建筑物及边坡稳定，在靠二轻局处，地连墙与主楼之间采用旋喷桩，桩径600mm，桩长12m，桩底标高为——19.5m，平均强度4MPa，共120根。 7、基坑降水方案： 本工程与海河相距仅30余米，县地质情况为粉质粘土，渗透系数大，为保证基坑的顺利开挖，同时保证相邻建筑物不因不均匀降水而开裂，我们采用基坑内降水，外不降水的施工方案。在基坑内共设置23口大口井，孔径为φ700，采用φ500无砂陶粒管，孔周围用0.02～0.05石屑回填。地下二层～9.7m处井深16m，共设置16口；地下三层～14.23m处井深20m，共设置7口。 坑内地连墙根部做等粒径碎石回填盲沟配合降水，并在靠近原有建筑物一侧，设置4口观测井，井深12m.设专人观测井中水位变化，发现水位变化较大时，可将观测井改为回灌井，进行地下水补充。 大口井封堵措施：本工程大口井封堵采用法兰盘封堵，井里设置永久水泵直至砼垫层完成将法兰和大口井安好，待后浇带垫层完成后将法兰和大口井安好，待后浇带浇筑完毕后，将上口用提高一级强度的砼浇筑封堵。 8、土主开挖： 由于本工程坑大，槽深，土方量大，根据工期要求选用三台挖土机，其中二台同时施工，一台备用，自卸汽车20- 40辆。 8.1挖槽时对地连墙的位移及周围建筑进行沉降观测 （1）地连墙水平位移观测：地加墙墙体平面共计26个观测点，每天观测两次。设计要求控制在3.5cm之内。 （2）地加墙墙体垂直度观测：墙体垂直面，有5个槽段设观测点，每天观测两次。 （3）周围建筑物的观测：对周边二轻局和水利局楼房在挖槽过程中随时观察其女儿墙、门窗口、勒角、墙面等处的倾斜，设观测沉降点15个，每天观测两次。 8.2土方开挖分三步进行： （1）第一步开挖至——5.6m，土方量为28000立方米，叠合梁此时开始施工。为方便——3.7m标高处锚杆施工，在靠近北、西、南三个方向的地加墙附近约3m范围内挖至——3.9m左右，作为锚杆施工的临时场地，待锚杆施工完毕，将土方挖至——5.6m.（2）第二步土方从——5.6m挖至——9.2m，土方量为27000立方米。开挖之前，叠合梁砼内撑及钢格构支撑和锚杆均需达到设计要求。 （3）第三步土方挖至——13.9m，土方量5985立方米，三步土开挖之前，二道钢格构内撑达到设计要求。三步槽挖完后，挖土机沿坡道退出，随退随挖，不能挖到的地方换9m特殊加长臂杆挖土机施工。 9、施工后效果 由于在施工时采用了地加墙加锚杆，钢支撑及砼支撑的综合支护方法，从施工监测结果看，在本工程中锚杆的支护效果最好，它既为施工创造了较为宽阔的工作面，又没有使地连墙产生过大的位移，其支护效果相当理想。长期以来，关于在软土地区使用功杆支护关于技术的利弊有过很多争议，本工程的实践证明，只要因地制宜地使用该项技术，就能取得较好的效果。通过采用此项综合支护方法，保证了基坑的稳定，加快了施工进度，取得了较好的经济效益。 9.1通过不同的支护方法，充分利用机械，提高工期40天。保证了基坑的稳定性，确保了施工顺利进行，使工程质量达到了业主及规范要求。 9.2经济合理，同全钢支撑相比节约资金165万元，同时，取得了较好的社会效益。 |
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