杭鋼業(yè)務(wù)大樓基坑支護設(shè)計與施工實例深基坑支護方案

1、杭鋼業(yè)務(wù)大樓基坑支護設(shè)計與施工實例馬永良 江海波 金 玲 徐旭彪 （浙江省第一建筑工程公司一分公司)1 工程概況 杭州鋼鐵集團公司業(yè)務(wù)大樓位于杭州市體育場路與金祝南路交叉口南側(cè)，大樓地上13層，地下1層，局部2層，建筑總高度48.5m，總建筑面積18000m，地下室占地面積1515m。 工程樁采用鋼筋混凝土鉆孔樁，樁徑800和600。/AD軸采用片筏基礎(chǔ)，中心筒區(qū)局部板厚5m、板底標高10.50m，其余部分為承臺式片筏基礎(chǔ)，底板厚500mm、板底標高6.2m，其中/AC軸為7.7m，而板底均做厚200mm塊石墊層和厚100mmC10素混凝土墊層。本工程0.00相當于黃海高程7.00m，自然地坪

2、標高與0.00相同，因此，挖土深度深基部分為10.80m，淺基部分為6.50m、8.0m。為確保地下室施工期間周圍建筑物的安全及兩側(cè)馬路的正常使用，必須對整個基坑及深淺不一的基坑進行支護設(shè)計。2 周邊環(huán)境和地質(zhì)條件 工程場地北側(cè)為市中心交通要道-體育場路，地下室外邊線距體育場路人行道約7.1m(人行道寬約3m)，東側(cè)距金祝南路7.9m，西側(cè)為省建材工業(yè)設(shè)計院大樓，凈距8m，南側(cè)為三層電力局辦公樓，凈距9.8m。 據(jù)浙江省工程勘測院提供的工程地質(zhì)報告，該場地表層有厚3.46.0m雜填土，性質(zhì)不均 ；2a粉質(zhì)粘土，軟塑狀，中偏高壓縮性，性質(zhì)差，分布不均勻，總厚約2.2m；2b淤泥質(zhì)粘土，流塑，高壓

3、縮性，土層性質(zhì)極差，層厚3.75.3m；2c淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，流塑，高壓縮性，層厚9.612.4m。各土層主要物理力學指標如表1，據(jù)此分析土層中最大內(nèi)聚力cmax34kPa，最大內(nèi)摩擦角，平均指標c20kPa，。 場地淺部地下水屬潛水，水位埋深11.6m，隨季節(jié)變化，接受大氣降水補給。表1 各土層物理力學性質(zhì)指標土層名稱 層厚(m) w（） （kN/m) 固結(jié)快剪 三軸快剪 Kh(m/s) p(%) c（kPa) （） c(kPa) （） 1-雜填土 3.4 18.0 0 15.0 2a-粉質(zhì)粘土 5.6 31.5 19.1 34.0 7.0 41 0.2 1.43x10-6 14.4 0.90

4、 2b-淤泥質(zhì)粘土 9.3 49.8 17.9 20. 6.55 22 0.25 2.68x10-8 20.41 1.244 2c-淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土 39.2 18.1 14.5 9.3 13.3 1.248 3 圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計 經(jīng)多方案分析比較，最后決定采用一排鉆孔灌注樁加鋼筋混凝土內(nèi)支撐為主體的擋土體系，深基坑側(cè)800鉆孔樁，樁長21m，中心距1000mm，淺基坑側(cè)600鉆孔樁，樁長12.55m，中心距900mm，樁混凝土強度等級均為C25。止水帷幕采用兩排2700mm雙頭攪拌樁，樁間搭接100mm，水泥摻量為加固土重的15%。深淺基坑交接處挖土高差達45m，經(jīng)重力式擋墻計算，采用兩排700單

5、頭水泥攪拌樁，轉(zhuǎn)角及中間局部加強至四排，樁間搭接100mm。 設(shè)置兩道作井字型網(wǎng)格布置的混凝土內(nèi)支撐：第一道支撐面標高2.50m，網(wǎng)格間距6.6m8.8m，支撐斷面600mm700mm，四周設(shè)置斷面500mm600mm的角撐。第二道支撐面標高5.90m，在深坑以內(nèi)采用網(wǎng)格布置，網(wǎng)格間距同第一道支撐，其斷面南北向600mm800mm，東西向600mm600mm，支在西、北兩側(cè)，通過加強淺基墊層板的方法傳遞荷載，墊層板厚300mm，內(nèi)配12200縱橫網(wǎng)片，墊層板直接與樁墻頂緊。支撐及墊層板混凝土強度等級均為C25?？v橫支撐交界處，設(shè)500mm500mm角鋼桁架立柱，并插入800鉆孔灌注樁2000m

6、m。表2 圍護結(jié)構(gòu)具體設(shè)計圍護結(jié)構(gòu) 直徑或斷面(mm) 配 筋 主 筋 箍 筋 鉆孔灌注樁 深坑部位 8001000 1625 8200 淺坑部位 8001000 1625 8200 壓頂梁 斷面6001650 2622 8200 支撐 第一道 斷面600600 2525 8200 第二道 斷面600800 2625 8200 圍護結(jié)構(gòu)考慮按地面荷載q15kN/m和土層物理力學性能8.3、18.3kN/m、c20.6kN/m進行計算，得第一道、第二道支撐力40.4kN/m和628kN/m以及圍護樁最大彎矩880kNm，于是圍護結(jié)構(gòu)具體設(shè)計如表2。4 圍護結(jié)構(gòu)的施工4.1 鉆孔樁施工 鉆孔灌注樁

7、采用跳打法施工，避免相鄰樁相互擠壓。施工中認真檢查復(fù)核樁機位置，盡可能保證樁的垂直度在允許誤差范圍內(nèi)，以免影響主體結(jié)構(gòu)的施工，同時做好復(fù)核樁長、成孔深度、垂直度、孔底沉渣的原始記錄。鋼筋籠必須按設(shè)計要求驗收合格后，才允許下籠入孔，并安排專職人員監(jiān)督灌注樁的混凝土澆搗質(zhì)量，嚴格控制操作過程，達到要求的充盈系數(shù)。實施交叉流水作業(yè)法，在圍護樁施工到一半工程量時，開始止水樁攪拌施工，重點控制好水泥摻量、入土深度和搭接寬度。4.2 止水帷幕施工 施工程序為基坑及樁位放線圍護溝清障(取消表層障礙物)安置攪拌系統(tǒng)兩攪兩噴工藝養(yǎng)護。施工中必須保證樁基施工的連續(xù)性，保證樁的垂直度，噴漿、攪拌應(yīng)均勻，供漿必須連續(xù)

8、。為確保樁頂質(zhì)量，當提升噴漿至樁頂時，應(yīng)坐漿數(shù)秒鐘，相鄰樁搭接時間不超過12h，超過時應(yīng)在搭接處加樁或在此部位增加注漿量。4.3 壓梁、內(nèi)支撐施工 壓梁施工前，必須認真控制鑿樁工藝，特別是要嚴格控制樁頂標高，確保樁端嵌入壓梁內(nèi)50mm，且要整齊鑿平。圍護支撐的鋼筋均采用電焊搭接10d的方法，以改善鋼筋的受力狀況，避免施工不當造成偏位。 為確保內(nèi)力計算與實際工作狀態(tài)接近，根據(jù)以往工程施工的經(jīng)驗，須對細部構(gòu)造進行加固處理，凡在支撐交叉處及支撐與壓梁連接處，均采用鈍角135加大斷面，并配置附加轉(zhuǎn)角筋，以保證圍護樁墻在工作狀態(tài)時能確保安全和牢固。同時又對圍護樁墻和支撐的施工質(zhì)量、土方開挖的工況和施工順

9、序作了詳細的交底和嚴格的規(guī)定。 4.4 土方開挖 1998年6月20日開始挖土，挖土前做好測量工作，觀察省建材工業(yè)設(shè)計院大樓、電力局辦公樓是否有陳舊裂縫，并做好1.5m標高等原始記錄，鄰近道路也相應(yīng)做好變形、標高等記錄。 工程選用0.8m3和0.3m反鏟挖土機各1臺，配備自卸式載重運土車15輛。挖土分三階段進行：第一階段挖至3.1m，施工第一道內(nèi)支撐(壓梁在圍護樁打完時已同步跟上，并相應(yīng)完成與各支撐留出的搭接頭)；第二階段挖至6.2m，樁墻邊均留三角土，不允許一次挖到位，所留土方采取人工修土，挖至西北角，留出土方，做運輸通道，并為深坑挖土方作臨時堆放場地，深坑部分第二道混凝土支撐同步跟上，并用

10、圍檁同樁墻連接起來，淺基面先澆平板，板底塊石墊層要深深壓進土內(nèi)，與土緊緊摩擦；第三階段，深坑部位挖土主要為人工挖土，土方量3500m。此部位工程樁比較密，不利機械開挖，為保證進度，用0.3m挖掘機開進深坑，轉(zhuǎn)運土方。 在深、淺基坑內(nèi)各設(shè)置3只集水井，各井通過排水明溝連通，集水井采用800鋼筋籠，外包鋼板網(wǎng)，周邊用卵石填充，孔深1.20m。在集水井內(nèi)安放潛水泵，將坑內(nèi)水抽至場外下水道。 在整個挖土過程中，基本沒有滲水，為快速施工創(chuàng)造了優(yōu)良的條件，從6月20日7月30日土方全部挖運完畢，高考期間，夜間停止施工。8月10日完成深跨底板第一次澆搗，8月17日拆除第二道支撐，8月31日拆除第一道支撐，至

11、此圍護工程施工基本結(jié)束。5 監(jiān)測 由于工程基坑較深，場地狹小，并且南、西均有建筑物，東、北面又是城市交通要道，基礎(chǔ)的開挖對道路和附近建筑物影響較大，為確保安全，施工中進行了全過程監(jiān)測，以便及時獲取基坑開挖對周邊環(huán)境的影響，借以有效地指導(dǎo)施工，及時調(diào)整施工措施。工程由浙峰工程顧問公司進行全過程監(jiān)測，具體方法如下： (1)用測斜儀測量圍護樁墻的水平位移、基坑開挖所引起的土體水平移動及隨時間的變化情況。 (2)用鋼筋應(yīng)力計測量基坑水平支撐的軸向力及其隨土方開挖的變化情況?；娱_挖中，定時進行觀測，如發(fā)現(xiàn)異常，及時研究，以便采取相應(yīng)應(yīng)急措施。 (3)用水準儀測量電力局辦公樓、省建材工業(yè)設(shè)計院大樓、體育場路、金祝南路的沉降裂縫產(chǎn)生和發(fā)展；測量地面、地層內(nèi)各點及基坑圍護結(jié)構(gòu)施工前的標高與施工中沉降及其基坑內(nèi)支撐的差異沉降。 (4)用經(jīng)緯儀測量基坑的角點、邊線的放樣及施工中的位移，測量建筑物軸線和圍護結(jié)構(gòu)曲線的放樣及施工中的位移，測量基坑圍護結(jié)構(gòu)頂面及支撐的水平位移。6 體會 本工程地下室結(jié)構(gòu)復(fù)雜，底板標高變化多，且高差達45m，基坑又屬淤泥質(zhì)軟土開挖。在圍護設(shè)計和施工方面作了如下有益嘗試：深、淺基坑交界處采用水泥攪拌樁擋土，深基中的第二道支撐通過加強淺基墊層板傳遞荷載，經(jīng)監(jiān)測證明該支護方