【摘 要】深圳星河酒店基坑兩側緊鄰地鐵,周邊環境複雜,開挖深度達18.6m。該基坑支護主要為鑽孔及人工挖孔咬合樁,為適應基坑周圍環境的多樣性,還採用了錨杆、植筋牆,利用結構本體換撐,靜爆加切割拆除內支撐等工藝。 分析 了該基坑不同部位水平位移的原因,及基坑變形特徵。經監測,基坑變形各項指標均在設計的控制標準之內,取得了令人滿意的基坑支護效果。可供類似工程借鑑。
【關鍵詞】深基坑;內支撐;換撐;位移
0 引 言
在深基坑開挖的施工過程中,基坑內外的土體應力狀態將發生改變,即由原來的靜止土壓力狀態向被動或主動土壓力狀態轉變,其改變將引起圍護結構承受荷載並導致圍護結構和土體的變形,圍護結構的內力與變形中的任一量值超過容許範圍,都將造成基坑的失穩破壞和使周圍鄰近建築物及設施失效或破壞。因此基坑穩定及變形對周圍已有建築物的安全有著至關重要的作用,控制基坑變形尤其是複雜環境中的基坑變形成為工程界急需解決的一個難題。
1 工程概況
星河 發展 中心位於深圳市福田中心區,中心五路與福華三路交匯處。總建築面積122357.94m2
地下四層建築面積33879·06m2,裙樓為四層,兩座塔樓為酒店及辦公樓,酒店24層,辦公樓21層,最大高度為99.85m。基坑東西長55.75m、南北長176.0m,深18.6m,面積達8551.2m2。該工程為樁筏基礎,地下室底板標高-17.7m,電梯井部分局部開挖深度為22m。
基坑周圍環境極為複雜(見圖1),北邊緊鄰深圳地鐵一號線和會展中心5號出口,西邊緊鄰深圳地鐵四號線和會展中心地鐵4號出口,且4號出口已在建築紅線範圍內,東側為金中環商務大廈,其基礎埋深15.3m,為樁筏基礎。
2 工程地質條件
場地土層從上至下為①素填土:由粉質粘土堆填而成,層厚6m;②粉土:層厚1.5m;③淤泥質粉細砂:灰黑色,局部夾薄層淤泥和泥炭,層厚4m;④中粗砂:飽和,稍密、含粘土,層厚3.5m;⑤含礫粉質粘土:層厚2m;⑥礫質粉質粘土:層厚6m;⑦全風化中粒花崗岩:層厚7m;⑧強風化中粒花崗岩:層厚5m;⑨中風化中粒花崗岩:層頂埋深約26.5m。土層的物理力等性質指標見表1。
地下水賦存於④層中,穩定水位埋深6.2m。
3 基坑支護方案
1)基坑東西側支護方案
基坑西側支護採用鑽孔咬合樁加內支撐結構支護,樁徑1.2m,樁間距1.0m,素砼樁與鋼筋砼樁交錯咬合搭接。針對基坑東側金中環基坑,若採用鑽孔灌注樁支護,施工機械的行走對土的擾動可能對鄰近的基坑支護結構產生 影響 ,為避免本基坑的施工對金中環基坑支護結構造成損害,選用樁徑1.2m,樁間距1.15m的人工挖孔咬合樁支護,搭接20cm。此段單獨另設置止水帷幕。東側其餘部分,採用樁徑1.2m,樁間距1.5m的鑽孔樁支護,樁間旋噴止水。基坑東西兩側採用三道混凝土支撐結構,預防地鐵支護牆位移。支撐截面為1.0m×1.2m,砼C30澆築而成。基坑西側緊鄰深圳市4號地鐵,西北角處,基坑與地鐵距離僅為3.5m,經分析可在地鐵支護牆上植筋,形成基坑植筋牆,將內支撐撐到現澆的植筋牆上,以免支撐體系直接與地鐵一層支護結構接觸。
2)基坑南北側支護方案
基坑南側為高層建築和道路,採用鑽孔咬合樁加四道錨索支撐,角點處增加角撐。基坑北側距深圳地鐵1號線約18m,距會展中心5號出口7m,地鐵1號線開挖深度約15.8m,並且存在一條埋深達9m的電纜溝,結合本側距地鐵有一段距離的實際情況,設計考慮做鑽孔咬合樁加五道錨索的支撐體系(見圖2)。
4 基坑支護施工技術
為確保基坑變形不超過容許範圍,須控制每道工序質量,即支護樁成樁階段、土方開挖和內支撐施工階段、內支撐拆除階段。
4.1 支護樁成樁階段
本階段控制的重點是:西、北側緊鄰地鐵處鑽孔咬合樁的施工。
咬合樁起到擋土止水作用要嚴格控制其施工質量,具體要求如下:
1)A類樁混凝土採用超緩凝混凝土,混凝土緩凝時間≥60h,混凝土強度C15,混凝土坍落度為14cm,混凝土的R3d不大於3MPa。要求必須在A類樁混凝土初凝前完成B類樁。施工順序為A1→A2→B1→A3→B2→A4→B3(見圖3)
2)樁定位誤差<10mm,樁的垂直度偏差<0.3%;
3)設計咬合厚度為200mm;
4)B類樁為鋼筋混凝土樁,混凝土強度C30,初凝時間10h。
4.2 基坑開挖及內支撐施工階段
基坑開挖和內支撐梁施工交替進行,內支撐主梁的截面為1.0m×1.2m,連繫梁為0.6m×0.8m,
內支撐柱直徑為1m,共68根。
1)內支撐柱採用鋼筋混凝土柱和部分鋼柱,用人工挖孔的 方法 在土方開挖前做好。
2)內支撐梁採用鋼筋混凝土結構,施工分三道四榀進行,與土方開挖配合施工,挖一層施工一層。
3)錨索施工:基坑北側五排錨索,基坑南側四排錨索,配合土方開挖分層施工。
本階段控制的重點是:土方分層開挖、對稱支撐和錨索施工以及工序間的配合與協調。
4.3 內支撐拆除階段
對於該基坑的內支撐拆除,若單純用切割,此法對地鐵無影響,但基坑內垂直吊運的廻轉半徑有限制,且機械設備使用頻繁施工造價較高。採用固體膨脹擠壓靜態爆破的方法進行支撐梁的拆除,此法基本無振動,對地鐵影響較小,但混凝土清渣量大。綜合以上考慮,本工程考慮採用以靜爆為主,切割為輔的方法進行支撐梁的拆除作業。沿基坑西側、基坑東北側汽車吊站位點廻轉半徑範圍內,儘可能採用切割方法。支撐樑柱結點處採用切割方法,切割點距離支撐柱150mm,防止靜爆鑽孔振動影響。支撐梁及腰梁採用靜爆拆除。
拆除作業在下層結構本體(含該層延伸到支護體的梁板)混凝土強度達到設計強度的90%以上後進行,用下層結構本體替換上層水平支撐,即為換撐。換撐是否成功將直接影響基坑的水平位移和基坑支護安全。
【關鍵詞】深基坑;內支撐;換撐;位移
0 引 言
在深基坑開挖的施工過程中,基坑內外的土體應力狀態將發生改變,即由原來的靜止土壓力狀態向被動或主動土壓力狀態轉變,其改變將引起圍護結構承受荷載並導致圍護結構和土體的變形,圍護結構的內力與變形中的任一量值超過容許範圍,都將造成基坑的失穩破壞和使周圍鄰近建築物及設施失效或破壞。因此基坑穩定及變形對周圍已有建築物的安全有著至關重要的作用,控制基坑變形尤其是複雜環境中的基坑變形成為工程界急需解決的一個難題。
1 工程概況
星河 發展 中心位於深圳市福田中心區,中心五路與福華三路交匯處。總建築面積122357.94m2
地下四層建築面積33879·06m2,裙樓為四層,兩座塔樓為酒店及辦公樓,酒店24層,辦公樓21層,最大高度為99.85m。基坑東西長55.75m、南北長176.0m,深18.6m,面積達8551.2m2。該工程為樁筏基礎,地下室底板標高-17.7m,電梯井部分局部開挖深度為22m。
基坑周圍環境極為複雜(見圖1),北邊緊鄰深圳地鐵一號線和會展中心5號出口,西邊緊鄰深圳地鐵四號線和會展中心地鐵4號出口,且4號出口已在建築紅線範圍內,東側為金中環商務大廈,其基礎埋深15.3m,為樁筏基礎。
2 工程地質條件
場地土層從上至下為①素填土:由粉質粘土堆填而成,層厚6m;②粉土:層厚1.5m;③淤泥質粉細砂:灰黑色,局部夾薄層淤泥和泥炭,層厚4m;④中粗砂:飽和,稍密、含粘土,層厚3.5m;⑤含礫粉質粘土:層厚2m;⑥礫質粉質粘土:層厚6m;⑦全風化中粒花崗岩:層厚7m;⑧強風化中粒花崗岩:層厚5m;⑨中風化中粒花崗岩:層頂埋深約26.5m。土層的物理力等性質指標見表1。
地下水賦存於④層中,穩定水位埋深6.2m。
3 基坑支護方案
1)基坑東西側支護方案
基坑西側支護採用鑽孔咬合樁加內支撐結構支護,樁徑1.2m,樁間距1.0m,素砼樁與鋼筋砼樁交錯咬合搭接。針對基坑東側金中環基坑,若採用鑽孔灌注樁支護,施工機械的行走對土的擾動可能對鄰近的基坑支護結構產生 影響 ,為避免本基坑的施工對金中環基坑支護結構造成損害,選用樁徑1.2m,樁間距1.15m的人工挖孔咬合樁支護,搭接20cm。此段單獨另設置止水帷幕。東側其餘部分,採用樁徑1.2m,樁間距1.5m的鑽孔樁支護,樁間旋噴止水。基坑東西兩側採用三道混凝土支撐結構,預防地鐵支護牆位移。支撐截面為1.0m×1.2m,砼C30澆築而成。基坑西側緊鄰深圳市4號地鐵,西北角處,基坑與地鐵距離僅為3.5m,經分析可在地鐵支護牆上植筋,形成基坑植筋牆,將內支撐撐到現澆的植筋牆上,以免支撐體系直接與地鐵一層支護結構接觸。
2)基坑南北側支護方案
基坑南側為高層建築和道路,採用鑽孔咬合樁加四道錨索支撐,角點處增加角撐。基坑北側距深圳地鐵1號線約18m,距會展中心5號出口7m,地鐵1號線開挖深度約15.8m,並且存在一條埋深達9m的電纜溝,結合本側距地鐵有一段距離的實際情況,設計考慮做鑽孔咬合樁加五道錨索的支撐體系(見圖2)。
4 基坑支護施工技術
為確保基坑變形不超過容許範圍,須控制每道工序質量,即支護樁成樁階段、土方開挖和內支撐施工階段、內支撐拆除階段。
4.1 支護樁成樁階段
本階段控制的重點是:西、北側緊鄰地鐵處鑽孔咬合樁的施工。
咬合樁起到擋土止水作用要嚴格控制其施工質量,具體要求如下:
1)A類樁混凝土採用超緩凝混凝土,混凝土緩凝時間≥60h,混凝土強度C15,混凝土坍落度為14cm,混凝土的R3d不大於3MPa。要求必須在A類樁混凝土初凝前完成B類樁。施工順序為A1→A2→B1→A3→B2→A4→B3(見圖3)
2)樁定位誤差<10mm,樁的垂直度偏差<0.3%;
3)設計咬合厚度為200mm;
4)B類樁為鋼筋混凝土樁,混凝土強度C30,初凝時間10h。
4.2 基坑開挖及內支撐施工階段
基坑開挖和內支撐梁施工交替進行,內支撐主梁的截面為1.0m×1.2m,連繫梁為0.6m×0.8m,
內支撐柱直徑為1m,共68根。
1)內支撐柱採用鋼筋混凝土柱和部分鋼柱,用人工挖孔的 方法 在土方開挖前做好。
2)內支撐梁採用鋼筋混凝土結構,施工分三道四榀進行,與土方開挖配合施工,挖一層施工一層。
3)錨索施工:基坑北側五排錨索,基坑南側四排錨索,配合土方開挖分層施工。
本階段控制的重點是:土方分層開挖、對稱支撐和錨索施工以及工序間的配合與協調。
4.3 內支撐拆除階段
對於該基坑的內支撐拆除,若單純用切割,此法對地鐵無影響,但基坑內垂直吊運的廻轉半徑有限制,且機械設備使用頻繁施工造價較高。採用固體膨脹擠壓靜態爆破的方法進行支撐梁的拆除,此法基本無振動,對地鐵影響較小,但混凝土清渣量大。綜合以上考慮,本工程考慮採用以靜爆為主,切割為輔的方法進行支撐梁的拆除作業。沿基坑西側、基坑東北側汽車吊站位點廻轉半徑範圍內,儘可能採用切割方法。支撐樑柱結點處採用切割方法,切割點距離支撐柱150mm,防止靜爆鑽孔振動影響。支撐梁及腰梁採用靜爆拆除。
拆除作業在下層結構本體(含該層延伸到支護體的梁板)混凝土強度達到設計強度的90%以上後進行,用下層結構本體替換上層水平支撐,即為換撐。換撐是否成功將直接影響基坑的水平位移和基坑支護安全。
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