富榮輝,劉 昱
(中國(guó)水利水電第十三工程局有限公司,山東 德州 253009)
中國(guó)水電·云立方(成都)項(xiàng)目位于成都市龍泉驛區(qū)成龍路北側(cè)、大面西路西側(cè)。規(guī)劃建設(shè)凈用地面積85 605.73 m2。一期工程由12幢高層(30層)及地下車庫(kù)1層組成。建筑面積:地上181 000 m2、地下31 000 m2?;A(chǔ)采用鉆孔灌注樁,設(shè)計(jì)基坑安全等級(jí)二級(jí)?;舆呺x道路除會(huì)展路約12 m外,其余均小于5 m,道路下均有地下管線(給排水管、電力電纜、通信光纜、交通信號(hào)線等)。場(chǎng)地內(nèi)地下水埋深較淺,在勘察期間測(cè)得,地下水水位埋深為地表下0.45~4.06 m,主要為接受大氣降水和地表水滲入補(bǔ)給的淺層孔隙潛水,根據(jù)水化學(xué)分析表明,地下水水質(zhì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性作用。場(chǎng)地屬溫黃平原地貌,為海積軟土地基。場(chǎng)內(nèi)地勢(shì)基本平坦,經(jīng)勘察揭示,在基坑影響深度范圍內(nèi),地基土主要由上覆的第四系沉積物組成。
場(chǎng)地土層的透水性特征:①號(hào)土垂直滲透系數(shù)Kv=6.9×10-8cm/s、水平滲透系數(shù)KH=6.00×10-8cm/s;②-1號(hào)土垂直滲透系數(shù)Kv=8.2×10-8cm/s、水平滲透系數(shù)KH=6.90×10-8cm/s;②-2號(hào)土垂直滲透系數(shù)Kv=9.7×10-8cm/s、水平滲透系數(shù)KH=8.20×10-8cm/s,屬弱透水層。
由于基坑面大、形狀復(fù)雜,若采用常規(guī)的圍護(hù)樁加支撐方案,一是造價(jià)高,二是加撐拆撐施工周期長(zhǎng),三是增加基礎(chǔ)施工的難度。因此,此工程基坑采用灌注樁加(預(yù)應(yīng)力)錨桿和復(fù)合土釘墻的支護(hù)結(jié)構(gòu)。
樁加錨支護(hù)位于北、東兩側(cè)(距離道路較近),開挖深度5.40 m,主結(jié)構(gòu)采用¢800@1 000 mm鉆孔灌注樁加4排(預(yù)應(yīng)力)錨桿(1根¢22 mm鋼筋),壓頂梁設(shè)在-2.50 m處,壓頂梁高700 mm、寬1 000 mm,鉆孔樁有效樁長(zhǎng)為14.5 mm。
錨桿的孔徑為不小于110 mm,入射角度均為10°。第1排位于壓頂梁處,錨桿長(zhǎng)20 m,不施加預(yù)應(yīng)力;第2排設(shè)在標(biāo)高-3.70 m處,錨桿長(zhǎng)20 m,施加預(yù)應(yīng)力30 kN,并用槽鋼鎖定;第3排設(shè)在標(biāo)高-4.70 m處,錨桿長(zhǎng)22 m,采用預(yù)應(yīng)力錨桿施加預(yù)應(yīng)力30 kN,并用槽鋼鎖定,第4排設(shè)在標(biāo)高-5.70 m處,錨桿長(zhǎng)18 m,施加預(yù)應(yīng)力20 kN,并用槽鋼鎖定。
坑外(樁后)采用¢600@450 mm水泥攪拌樁止水,坑內(nèi)(被動(dòng)土區(qū))采用¢600@500 mm4排水泥攪拌樁加固,加固體深8 m(見圖1)。
圖1 樁加錨支護(hù)剖面
復(fù)合土釘墻支護(hù)位于南西側(cè),開挖深度6.40 m,頂部卸土2 m,主結(jié)構(gòu)采用¢600@450 mm4排水泥攪拌樁加3排錨桿(1根¢22 mm鋼筋),水泥攪拌樁有效樁長(zhǎng)12 m。
錨桿的孔徑為不小于110 mm,入射角度均為10°;第1排位于標(biāo)高-3.80 m處,錨桿長(zhǎng)15 m;第2排設(shè)在標(biāo)高-4.80 m處,錨桿長(zhǎng)17 m;第3排設(shè)在標(biāo)高-5.80 m處,錨桿長(zhǎng)17 m??觾?nèi)(被動(dòng)土區(qū))采用¢600@500 mm2排水泥攪拌樁加固,加固體深8 m(見圖2)。
土方開挖深度低于錨桿面300~500 mm,錨桿成孔采用鉻陽(yáng)鏟成孔,成孔后進(jìn)行錨桿安裝、洗孔、注漿,7 d后施加預(yù)應(yīng)力并鎖定(基坑排水和挖土按常規(guī)要求進(jìn)行)。
圖2 復(fù)合土釘墻支護(hù)剖面
預(yù)應(yīng)力錨桿在成都地區(qū)3萬(wàn)多平方米的大基坑為首次應(yīng)用,為慎重起見,在基坑開挖前先對(duì)錨桿在淤泥土中進(jìn)行抗拔試驗(yàn),結(jié)果表明錨桿抗拔力完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
監(jiān)測(cè)前,先對(duì)基坑周圍環(huán)境、地下管線及周圍建筑物進(jìn)行了解。在此基礎(chǔ)上,于該基坑四周布設(shè)13個(gè)深層位移監(jiān)測(cè)孔,按照監(jiān)測(cè)計(jì)劃,2012年5月20日開始監(jiān)測(cè)基坑周邊土體分層水平位移情況。直至10月27日,先后對(duì)埋設(shè)的CX1~CX13孔各進(jìn)行了歷時(shí)4個(gè)多月,共160多次測(cè)試。另外對(duì)周圍建筑物道路及地面進(jìn)行沉降位移觀察。
1)埋設(shè)測(cè)斜管采用¢90 mm有定向刻槽的PVC塑料管,一組對(duì)準(zhǔn)基坑的導(dǎo)槽,為監(jiān)測(cè)的基準(zhǔn)方向。
2)土體分層水平位移監(jiān)測(cè)采用SX-20型高精度測(cè)斜儀。監(jiān)測(cè)從孔底開始,由下向上逐點(diǎn)完成。測(cè)點(diǎn)點(diǎn)距一律為l m,雙向測(cè)試。
3)以孔底為位移零位點(diǎn),必要時(shí)采取零位值校正措施,以確保觀測(cè)資料的準(zhǔn)確性。實(shí)際監(jiān)測(cè)誤差不大于2.0 mm。
4)根據(jù)中國(guó)水電·云立方工程基坑施工進(jìn)度,采取跟蹤測(cè)試方式進(jìn)行監(jiān)測(cè),并根據(jù)位移大小調(diào)整監(jiān)測(cè)頻率。
3.3.1 水平位移觀察
對(duì)開始至結(jié)束監(jiān)測(cè)獲得的土體分層水平位移和沉降觀察原始數(shù)據(jù),通過(guò)計(jì)算、匯總并繪制出土體分層水平位移—深度曲線圖(見圖3)。
1)位移變化主要顯示在0~13 m內(nèi),13 m以下位移變化較小。
2)土體開始開挖位移增幅較明顯,開挖完成墊層澆筑后逐漸趨于穩(wěn)定;位移最大量均沒(méi)有超過(guò)設(shè)計(jì)值,最大位移位于深度1~7 m處,這和設(shè)計(jì)位移分析和彎距、剪力最大處分析情況完全相符。
3)CX12位于樁加錨支護(hù)結(jié)構(gòu),位移曲線呈突出狀,不同于CX8,說(shuō)明2種不同的支護(hù)結(jié)構(gòu)的位移變化不同。
3.3.2 沉降觀察
圖3 土體分層水平位移——深度曲線圖
基坑周圍地面沉降很小,最大處為2.95 mm(位于13軸北端),故對(duì)周圍道路及管線均末造成任何影響。
1)實(shí)測(cè)表明,預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)比鋼管土釘墻支護(hù)具有更高的安全性及可靠性。
2)施工期間對(duì)基坑土體及周圍建筑物的位移、沉降監(jiān)測(cè)的及時(shí)性和變化信息的精確性,有利于及時(shí)采取相應(yīng)措施,保證基坑施工和周圍建筑物的安全。
3)預(yù)應(yīng)力錨桿在每個(gè)施工面完成后,應(yīng)進(jìn)行4~6 d的養(yǎng)護(hù)期,再進(jìn)入下一層施工面。不能超速超挖,然后用槽鋼(2排)將鋼筋錨桿鎖定后再施加預(yù)應(yīng)力,這樣才能有效發(fā)揮預(yù)應(yīng)力錨桿的支護(hù)作用。
4)從預(yù)應(yīng)力錨桿的抗拔力試驗(yàn)來(lái)看,還沒(méi)有施加預(yù)應(yīng)力,錨桿抗拔力就已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了設(shè)計(jì)值(還沒(méi)有達(dá)到極限破壞值),說(shuō)明鋼筋土釘?shù)目拱瘟?yīng)該比鋼管土釘?shù)目拱瘟σ?,再施加預(yù)應(yīng)力,則對(duì)整個(gè)基坑的支護(hù)具有更好的穩(wěn)定性及安全性,本項(xiàng)目3萬(wàn)多平方米的基坑整體開挖至今已有半年之久,基坑變形狀況良好,其作用是顯而易見的。
5)該支護(hù)體系柔性好、自重輕,能承受較大變形,并具有良好的抗動(dòng)荷載能力。施工期間噪音小、無(wú)振動(dòng),對(duì)周圍環(huán)境干擾小,且施工便利。
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