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市中心复杂情况下建筑基坑内撑式排桩支护的应用

来源:www.daxuelw.org  发布时间:2017-06-24  
1、工程情况简介

  某住宅小区项目由设有一层地下室的小高层和多幢多层组成。作为基础的预应力混凝土管桩的直径分别为 准500 和 准400。地下室底板底标高、承台底标高、基坑边地梁标高依次为-5.500m、-6.200m和-5.900m。在对地梁、承台和电梯井的间距和平面位置进行综合考虑的基础上,设计基坑开挖深度和基坑底标高决定分别取4.900m和-5.950m。该基坑西侧与用地红线相距1.25m,用地红线以西就是城市主干道,通信、电力、天然气管道密集。基坑的东侧、南、北侧都与待建裙房毗邻。


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  基坑场地的土质条件、地理位置、周围环境条件以及开挖深度等因素赋予了基坑工程如下特点:开挖面积为约为90m×40m,比较大;形状为规整的矩形,适于采用内支撑;场地地基土质不均,变化较大,浅层具有较大的渗透系数;周围环境较为复杂。基于上述基本情况,本着方便、经济、安全的原则,基坑的结构采用水泥搅拌桩止水帷幕+内撑式排桩维护结构。在维护结构的变形和弯矩方面,内撑式排桩墙维护结构可靠性优势较大、有效性较高。而采用水泥搅拌桩可以在基坑外层形成止水帷幕,这样可以对粉土层的深水具有防范作用,同时配合以轻型井点降水,可以确保地下室施工和基坑开挖时的施工环境干燥。

  2、内撑式排桩支护体系设计方案的确定

  根据基坑的实际情况和相关计算,对基坑围护体系做如下具体设计:

  (1)采用直径为准600的钻孔灌注桩做排桩墙,分别以800mm、900mm和1000mm作为中心距离,使用等级强度为C25的混凝土。

  (2)采用对撑和角撑相结合的平面支撑体系作为内支撑平面体系。这种形势下,施加在支撑杆上的力较为合理,大型机械可以通过基坑中部形成的三个较大的空间直接进到坑设置挖土的临时通道并进行挖土。设置一层钢筋混凝土内支撑作为竖向支撑,基于维护结构的变形、内力以及周围较为复杂的条件考虑,将支撑顶标高确定为-2.050m,主支持界面的高宽分别为550mm和500mm,压顶梁截面的高宽分别为550mm和700mm。均采用强度等级为C30的混凝土作压顶梁和支撑的材料。

  (3)采用截面积为400mm×400mm井字形钢结构做竖向立柱。由于预应力灌桩无法使用,在竖向立柱的下部增设700钻孔灌注桩。钢架下部插入钻孔灌注桩的深度为2000mm,上部有300mm的长度深入支撑。

  (4)止水帷幕采用准500mm、中心距分别为300mm和350mm的水泥搅拌桩构成,止水帷幕呈封闭状。为了确保坑内地下水位距离开挖面以下0.50~1.00m,在基坑内部采用轻型井点降水,轻型井点管长度为6.00、间距d≤1.0,采用1.00m长度滤管。

  (5)紧密结合基坑开挖步骤,在对内撑式排桩墙围护结构设计的进行计算是,分三种工况进行了考虑:土方开挖到-2.550m时,开始进行支撑和压顶梁的施工;土方开挖在支撑和压顶梁达到80%的强度时挖到基坑底,并对地下室底板和承台进行施工、设置底板传力带;支撑的拆除必须在地下室传力带和底板达到80%的强度以后进行。

  3、施工问题分析及处理措施

  3.1、施工过程中的难点问题

  难点一:坑底深度不一,高差大、不同的基底标高就有三种之多;难点二:基坑四周道路、住宅楼密集,管线较多,周边环境受到施工的影响较大;难点三:土方工程量较大,施工场地狭小,过多的雨水将会导致施工周期延长;由于有两道圈梁和水平支撑存在于基坑围护结构中,这给机械挖掘造成了难度,不得不使用大量人力用于土方的挖掘。

  3.2、施工难点问题解决措施

  措施一:在基坑内,沿着标高不同的坑边界使用水泥搅拌桩进行加固,以有效减少土方开挖量和基坑变形;措施二:为了降低成本,立柱尽量使用原工程桩;措施三:充分利用“时空效应”理论,采用信息技术对施工进行动态管理,严格执行支撑标准和限时开挖的要求,最大限度的减小基坑的变形。措施四:严格控制支撑和开挖的随意性,把挖土量控制在最小限度;措施五:将集水井设置在基坑内,并砌筑排水沟,不让地面水、雨水渗入墙后或流入坑内;措施六:支护钻孔灌注采用跳打的方式进行施工。

  4、结束语

  较之于别的基坑支护形式,水泥搅拌桩止水帷幕+内撑式排桩围护结构具有较高可靠性,不仅能有效控制基坑围护结构的弯矩,还能减小基坑围护结构的位移,对于地处城市繁华地带的基坑工程施工的优势十分明显。

  加之以科学的设计和规范的施工,可以大大减少给周边环境造成的影响,同时确保周边道路、管线及建筑物的使用安全。

  参考文献
  [1]李 钟.深基坑支护技术现状及发展趋势(一)[J].岩土工程界,2001(01).
  [2]孙淑贤.基坑开挖伴随应力状态改变对土压力的影响[J].工程勘察,1998(03).



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