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基坑支護(hù)典型工程實例設(shè)計方案(完整資料)(可以直接使用,可編輯優(yōu)秀版資料,歡迎下載)

第八章基坑典型工程實例基坑支護(hù)典型工程實例設(shè)計方案(完整資料)(可以直接使用,可編輯優(yōu)秀版資料,歡迎下載)

建筑基坑工程的設(shè)計與施工技術(shù)形式多樣,實際工程影響因素很多,與(一般)巖土工程特性一樣,基坑工程有著”先實踐,后理論”的特點,迄今為止,我國已有大量的較成功的深基坑工程實踐經(jīng)驗,但也有一些失敗的教訓(xùn)。為了全面地了解建筑基坑的設(shè)計與施工特點,便于設(shè)計人員在計算時參考工程經(jīng)驗,本章選擇了一些較成功的基坑工程實例.所選實例主要考慮以下幾點:(1)工程規(guī)模大且典型的深基坑;(2)在某一方面具有突出的特色;(3)對以后基坑工程有指導(dǎo)意義。另外,對幾種典型的懸臂樁墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算也通過實例進(jìn)行了詳細(xì)介紹。實例一樁墻結(jié)構(gòu)設(shè)計1。懸臂樁墻設(shè)計已知:懸臂樁墻結(jié)構(gòu)擋土高度=3m;砂土y=19kN/m2;P一30,無地下水,鋼板樁允許應(yīng)力[口]=240MPa,如圖8—1。確定板樁墻所需長度L和所需截面矩Ⅳ??蛇x用單位重度845N/m的300×300工字鋼(W--—-365cm3/m)。2.單支撐樁墻設(shè)計已知:擋土高度H=6m,砂土7=19kN/m3,無地下水,采用橫向支撐,間隔2m。作用點在墻后地面下1m處;鋼板樁,允許撓曲應(yīng)力240MPa,按"自由支座"進(jìn)行設(shè)計。求:板樁所需長度L、支撐作用力F和所需截面矩W(見圖8—2)。解3.拉錨板樁計算某工程挖土深6m,采用拉錨板樁擋土,將板樁后挖去1m深、1~2m寬的溝槽,地面荷載為條形荷載30kN/m2,寬6m,離板樁2m,地質(zhì)情況如圖8-3所示?;觾?nèi)為密集鋼筋混凝土樁,板樁外設(shè)井點降水,井點管長7m.解(1)選用的各層土的P、c值,在井點降水范圍內(nèi)的認(rèn)f值進(jìn)行調(diào)整,板樁后主動側(cè)壓力(2)地面荷載:由于在板樁后預(yù)先挖了Im深的溝槽,計算土壓力時以Im深處起算,該Im厚的土作為地面荷載,其值為4.多層支撐板樁墻計算某工程地下室,挖土深9m,樁基承臺厚4m,土質(zhì)情況如圖8-4所示。鋼板樁選用V號ESP,每延長米截面模量Ⅳ一3.82×106mm3,慣性矩,一9。55×108mm4,彈性模量E=2.06×105N/mm2。解由于在板樁內(nèi)設(shè)井點降水,且為密集樁基,故對板樁墻前在9m以下的內(nèi)摩擦角P和內(nèi)聚力f進(jìn)行調(diào)整,分別乘1.4和1.3系數(shù).挖土和支撐的程序為:第一階段挖土一第一層支撐一第二階段挖土一第二層支撐-一第三階段挖土—一第三層支撐—一第四階段挖土-一加層墊層—一拆除第三層支撐.現(xiàn)分別對各階段的板樁受力情況進(jìn)行分析計算.(1)第一階段挖土完成,板樁呈懸臂狀,挖土深3。2m。第一階段挖土板樁計算簡圖見圖8-5。實例二最大最深基坑工程—-上海金茂大廈金茂大廈位于浦東陸家嘴隧道出口處南面,工程占地2.3萬m2,建筑總面積29萬m2,地下3層,地上88層,塔尖標(biāo)高420m(見圖8-10)。地下3層面積約6萬m2,基坑開挖面積近2萬m2(見圖8—11),開挖深度主樓為19.65m,裙房為15.1m。主樓下有429根直徑914鋼管樁,樁長65m,送樁17.5m;裙房下有632根直徑609鋼管樁,樁長33m,送樁13.5m。該工程由中國上海對外貿(mào)易中心股份有限公司投資,美國SOM設(shè)計事務(wù)所設(shè)計,上海建工集團(tuán)總公司承包。1.基坑工程特點該工程是目前上海地區(qū)基礎(chǔ)工程施工中最大最深的工程項目。其主要特點為:(1)作為基礎(chǔ)外墻圍護(hù)工程的地下連續(xù)墻兼有承重墻的職能,地下墻壁厚1m,深36m.由于地下墻內(nèi)壁不設(shè)內(nèi)襯,這就要求施工單位在地下墻施工中確保施工質(zhì)量,尤其在槽段的接縫處理,槽底沉渣清理,整個墻體的防滲等方面,必須嚴(yán)格把關(guān)。(2)基坑的臨時支撐采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土支撐。(3)基礎(chǔ)土方量大,達(dá)30萬rn3。(4)由于基礎(chǔ)施工采用二階段開挖方案,所以在主樓核心筒和地下室鋼結(jié)構(gòu)吊裝時,混凝土支撐應(yīng)不碰這些結(jié)構(gòu),故支撐設(shè)計應(yīng)做到四避讓:避讓塔樓核心筒、避讓地下室鋼結(jié)構(gòu)、避讓裙房地梁、避讓基礎(chǔ)鋼管樁。這些都給支撐平面布置帶來了許多困難.2?;又ёo(hù)的設(shè)計(1)設(shè)計方案比選在金茂大廈基礎(chǔ)工程中,SOM設(shè)計事務(wù)所原設(shè)計是采用斜拉錨方案。在主樓部分,斜拉錨共設(shè)六道;在裙房部分,斜拉錨共設(shè)四道。斜拉錨的使用角度為45,錨固于7~2層砂土層,在根部10~15m范圍灌注水泥漿。斜拉錨由鋼筋束組成,斜拉錨的錨固設(shè)計強(qiáng)度為150t(使用荷載)。鋼筋混凝土內(nèi)支撐方案由上海建工(集團(tuán))投標(biāo)提出,在主樓部分,內(nèi)支撐設(shè)四道,第一道支撐標(biāo)高一3.4m;第二道支撐標(biāo)高~8.3m;第三道支撐標(biāo)高一13.1m;第四道支撐標(biāo)高一17.1m。在裙房部分,內(nèi)支撐設(shè)三道,標(biāo)高同主樓部分。由于這一施工方案在上海有成熟的施工經(jīng)驗,施工可靠性強(qiáng),在施工費用方面也不比斜拉錨施工方案多,所以最后經(jīng)過比選認(rèn)為對于金茂大廈基坑支護(hù)鋼筋混凝土內(nèi)支撐施工方法較適合。(2)巖土參數(shù)取值和土壓力在表8-1中,除主動土壓力由計算得到外,其余均由地質(zhì)資料獲得。對于基坑圍護(hù)擋土墻的主動土壓力,由于朗金理論的計算結(jié)果比較適合上海軟土地基的客觀情況,故可根據(jù)朗金主動土壓力計算公式得到土壓力分布。(3)基坑支護(hù)設(shè)計反力包絡(luò)圖根據(jù)主動土壓力分布圖進(jìn)行綜合,得到四道內(nèi)支撐作用點支撐反力包絡(luò)圖(見圖8-12)。根據(jù)朗金理論計算,第四道支撐的反力應(yīng)大于第三道支撐的反力,但從各種資料和文獻(xiàn)中查閱出,當(dāng)挖土達(dá)到一定的深度時,由于深層土的變形滯后性,可對支撐反力作適當(dāng)調(diào)整,故第四道支撐減為791kN/m。(4)基坑支護(hù)設(shè)計工況工況1:主樓和裙房第一次挖土結(jié)束;工況2:主樓第一道支撐和主樓第二次挖土結(jié)束;工況3:主樓第二道支撐和主樓第三次挖土結(jié)束;工況4:主樓第三道支撐和主樓第四次A挖土結(jié)束;工況5:主樓第四道支撐和主樓第四次8挖土結(jié)束;工況6:裙房第二次挖土結(jié)束;工況7:裙房第二道支撐和裙房第三次挖土結(jié)束;工況8:裙房第三道支撐和裙房第四次挖土結(jié)束;工況9:所有內(nèi)支撐拆除和地下室三層樓板均結(jié)束。根據(jù)以上分析的邊界條件以及各工況,用計算機(jī)SAP90程序進(jìn)行計算可得到地下連續(xù)墻和鉆孔灌注樁的彎矩包絡(luò)圖、剪力包絡(luò)圖和位移包絡(luò)圖。(5)地下連續(xù)墻和鉆孔灌注排樁配筋設(shè)計根據(jù)地下連續(xù)墻在各工況下的包絡(luò)圖可得地下連續(xù)墻配筋包絡(luò)圖,然后按配筋包絡(luò)圖配筋.圖8—13是以主樓某標(biāo)準(zhǔn)槽段配筋圖。根據(jù)鉆孔灌注排樁在各工況下的包絡(luò)圖得到排樁配筋(圖8-14),鉆孔排樁直徑為561200,間距為1400,樁頂標(biāo)高為一8。7m,樁長24m,樁底標(biāo)高為一32.7m。根據(jù)本工程鋼筋混凝土內(nèi)支撐四避讓原則得第一、第二、第三道內(nèi)支撐平面布置。用計算機(jī)SAP90程序進(jìn)行計算,可得各道支撐在各點的變位值,水平彎矩值,豎向彎矩值,軸力值以及各節(jié)點的反力值等。第一道水平支撐的腰梁段面1000×800(6×),塔吊行走支撐斷面800×1000,其它斷面分別為800×800、700×800、600×600。第二道水平支撐的腰梁1200×800,大開間側(cè)支撐斷面為900X800,其它支撐斷面為800X800和600X600。第三道水平支撐的腰梁為1200X800、大開間處大多為1000×800、局部桿件為ii00×800,其它支撐斷面分別為900×800、700×700。第四道支撐與第三道支撐相同。根據(jù)前面的分析可得各斷面的配筋圖,圖8—15及圖8-16是典型斷面的配筋圖.立柱支撐由兩部份構(gòu)成,埋入坑底以下的為鉆孔灌柱樁,坑底以上部份為格構(gòu)式鋼結(jié)構(gòu)柱,該柱插入鉆孔灌柱樁內(nèi)5m,塔樓區(qū)域的鉆孔樁徑為聲1000、樁長20m、格構(gòu)柱外形截面尺寸600×600、肢件為11600×14、裙房區(qū)域的鉆孔樁直徑為850、樁長22.5m、格構(gòu)柱截面尺寸為480x480、肢件為1140X14。格構(gòu)柱的鋼材為A3鋼。根據(jù)各道支撐反力圖進(jìn)行計算,可得鉆孔樁配筋(見圖8—17)。3.基坑支護(hù)的施工本工程設(shè)計方SOM要求采用剛性接頭,所以給施工帶來了難題。作為基礎(chǔ)支護(hù)工程的地下墻兼有承重的職能,且地下墻將作為地下室的外墻內(nèi)側(cè)面設(shè)有內(nèi)襯,所以對防水性和質(zhì)量均有較高要求。本工程首次使用了C40高強(qiáng)度水下混凝土,給工程帶來了新的課題,由于工程樁較地下連續(xù)墻先施工,而部分送樁孔距地下連續(xù)墻很近,給地下連續(xù)墻施工帶來了不利影響;又由于地下連續(xù)墻深36m,支承在7—2土層,而7-1土層和7-2土層土質(zhì)較硬,成槽極為閑難.地下連續(xù)墻采用了新型的柔性接頭(見圖8-18),標(biāo)準(zhǔn)雌槽段長5。4m,標(biāo)準(zhǔn)雄槽段長6.Om,施工時采用間隔跳躍式施工方式。用兩臺進(jìn)口液壓成槽機(jī)分區(qū)流水進(jìn)行施工.在距地下連續(xù)墻較近的送樁孔進(jìn)行壓漿處理,保證地下連續(xù)墻成槽質(zhì)量.在完成的地下連續(xù)墻外側(cè)近接頭區(qū)域進(jìn)行劈裂壓漿施工,保證地下連續(xù)墻的坑滲能力。在7-1層,7-2層標(biāo)高處,若導(dǎo)桿式液壓成槽機(jī)成槽困難。即用導(dǎo)桿式成槽機(jī)成槽7-1層以上部分。由繩牽式成槽機(jī)成槽7-1層和7—2土層。采用兩只油壓千斤頂,加扁擔(dān),分節(jié)頂升法預(yù)拔接頭箱.導(dǎo)墻底部的土層必須是原狀土,防止成槽時上口坍方.使用導(dǎo)桿式成槽機(jī)施工時,用經(jīng)緯儀控制成槽垂直度;為了確保槽壁穩(wěn)定,槽內(nèi)泥漿液面高度要求控制在導(dǎo)墻頂面下200mm左右。在雄槽施工時,要求對雌槽進(jìn)行刷接頭處理,并隨時用清水沖洗接頭刷,使接頭連接的質(zhì)量達(dá)到要求。采用空氣吸泥方法進(jìn)行清基,使沉渣控制在200mm以內(nèi)。由于原沉樁孔距槽壁較近,孔隙水壓力較高,易造成槽壁坍方,為此,在成槽前對原沉樁孔四周進(jìn)行地基加固處理。鉆孔灌注樁是支護(hù)結(jié)構(gòu),共分為兩類:第一類是支承鋼筋混凝土內(nèi)支撐的,第二類是主樓擋土圍護(hù)排樁,各種類型鉆孔樁的直徑、孔底標(biāo)高見表8-2。用日產(chǎn)履帶式液壓鉆機(jī)(干鉆機(jī))成孔施工灌注樁。由于與地下連續(xù)墻同時施工,要求在使用場地上與地下連續(xù)墻施工進(jìn)行流水作業(yè)。聲850樁用聲1100護(hù)口管;聲1000樁用61300護(hù)口管;聲1200樁用聲1400護(hù)口管,護(hù)口管長6~7m。鋼筋籠分兩節(jié)吊放,鋼立柱在地面拼裝一次吊放,鋼筋籠與鋼立柱在洞口電焊連接。采用人造泥漿護(hù)壁保持孔壁穩(wěn)定,泥漿比重為1.06~1。15,粘度控制在20s~30s之間。二次清孔采用正循環(huán)方式,在清孔效果不理想時,結(jié)合反循環(huán)方式清孔,立柱樁沉渣控制在10Omm以內(nèi),排樁沉渣控制在300mm以內(nèi)。鉆孔灌注樁的標(biāo)號為C30水下,在現(xiàn)場進(jìn)行自拌?;炷猎跐补嘀?導(dǎo)管埋入混凝土中要求不小于3m,保證混凝土實度和翻漿能力.對于擴(kuò)孔現(xiàn)象較大的圍護(hù)排樁,采用外包錦綸布的做法施工.各道鋼筋混凝土內(nèi)支撐標(biāo)號均為C30。每次土方開挖到各道支撐底時,開始內(nèi)支撐施工,內(nèi)支撐腰梁與地下墻的連接用聲28錨固鋼筋,采用錐螺紋連接方式.內(nèi)支撐腰梁與鉆孔排樁的連接用5628錨固鋼筋,采用電焊連接方式,在主樓與裙房支撐分界處留設(shè)臨時施工縫,并預(yù)留插筋和預(yù)埋件,在裙房支撐施工時,將裙房連接鋼筋電焊在主樓支撐預(yù)件上,使主樓與裙房支撐連成一體。4.基坑降水工程的施工根據(jù)承壓水計算公式式中K—-分層土容重;ti—-分層土厚度;比——水的容重:f--基坑底至不透水層頂?shù)木嚯x;為了滿足主樓基坑挖土階段的降水要求,基坑降水采用淺層降水與深層降水相結(jié)合的方法。由于第一階段主樓挖土挖到一19.65m標(biāo)高,裙房挖到一4。0m標(biāo)高,所以第一階段主樓采用深層降水方法,而裙房采用淺層的降水方法。淺層降水采用sl輕型井點,井點管長7m,深層降水采用SB一1深井泵,井管長22m。在基坑內(nèi)深井泵的布置分兩種類型,一種是可以固定在主樓支撐上保留的,另一種是在支撐的大空間中,這部分深井泵將隨挖土過程分別拆除,在基坑內(nèi)深井泵共有28臺,其中9臺將隨挖土拆除。在第一次挖土前,在地下連續(xù)墻以內(nèi)整個基坑范圍內(nèi),打設(shè)6套輕型井點,輕型井點管間距控制在2.4m左右,井點管長6m,這部分輕型井點在第一次挖土后將拆除.在主樓施工時,為了保證土方邊坡及車道邊坡的穩(wěn)定,考慮在裙房區(qū)域主樓邊坡處及車道處共設(shè)8套輕型井點,輕型井點在第一次挖土后打設(shè)。5。土方工程施工本工程土方總量約30萬m3,開挖面積達(dá)2萬m2。為了加快主樓施工進(jìn)度,土方開挖分二期進(jìn)行。第一期為15萬m3,裙房開挖到一3.2m標(biāo)高,主樓開挖到一19。65m標(biāo)高.第二期裙房再開挖到一15.Im標(biāo)高。6.施工環(huán)境監(jiān)測為了指導(dǎo)基坑施工、基坑安全,施工期間進(jìn)行了內(nèi)容多樣的施工環(huán)境監(jiān)測.監(jiān)測工作自基坑開挖,到地下結(jié)構(gòu)施工完成止,歷時長達(dá)2年多,積累了大量的數(shù)據(jù),為今后基坑工程提供了非常有價值的資料.整個施工環(huán)境監(jiān)測的內(nèi)容如下:(1)地下連續(xù)墻變形監(jiān)測:地下連續(xù)墻頂端的沉降觀測;地下連續(xù)墻頂端的水平位移觀測;地下連續(xù)墻變形觀察(測斜)。(2)基坑支撐系統(tǒng)監(jiān)測:鋼立柱頂端沉降觀察;水平支撐和膜梁應(yīng)力測試.(3)擋土鉆孔灌注樁觀測:擋土鉆孔灌注樁變形觀測(測斜);擋土鉆孔灌注樁頂端水平位移觀測。(4)地下水位觀測:主樓和裙房基坑地下水位觀測.(5)鄰近土體觀測:基坑外深層土的水平位移觀測(埋設(shè)測斜管);基坑內(nèi)深層土體垂直位移觀測(基坑隆起)。(6)孔隙水壓力觀測。(7)施工區(qū)鄰近地下管線的水平、垂直位移觀測.(8)施工區(qū)周圍房屋觀測:施工區(qū)周圍房屋的垂直位移觀測;施工區(qū)周圍房屋的裂縫觀測。為了便于保存、充分利用基坑施工環(huán)境監(jiān)測資料,建立了《金茂大廈基礎(chǔ)工程施工期間監(jiān)測數(shù)據(jù)庫》。該數(shù)據(jù)庫包括打樁期間的監(jiān)測數(shù)據(jù)以及基坑開挖期間的監(jiān)測數(shù)據(jù),內(nèi)容非常豐富.7.結(jié)語通過該工程的基礎(chǔ)旋工,對于大面積超深基坑的支護(hù),只要采用合適的布局和鋼筋混凝土為主體的支撐即可取得預(yù)想的結(jié)果。金茂大廈為超深基礎(chǔ)的設(shè)計與施工創(chuàng)造了又一個典范。為了縮短總工期,采用分階段開挖土方,突出重點是有效的。超深基礎(chǔ)的施工要特別注意承壓水的影響,因此對原先的勘NSL要進(jìn)行嚴(yán)格封閉處理,以防承壓水從孔中涌出。對于特深的基礎(chǔ)工程如能結(jié)合半逆作法施工則將產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)和社會效益,達(dá)到事半功倍之效果。基礎(chǔ)施工中的監(jiān)測工作要做到信息化施工,通過監(jiān)測資料指導(dǎo)技術(shù)人員提高施工組織的指導(dǎo)和決策的水平,使基礎(chǔ)施工安然無恙。實例三北京特深基坑工程—-東方廣場東方廣場位于東長安街路北,王府井大街與東單北大街之間,占地面積約11萬m2,建筑面積約87萬m2?;娱_挖東西長約480m,南北寬約190m,開挖深度在15~23m,土方量176萬m3?;悠矫嫒鐖D8一19所示。1.地質(zhì)情況土層分布及水文地質(zhì)情況為:①雜填土:層底標(biāo)高在40.00~41。00,層厚約5~6m;以建筑垃圾為主,可塑,松散.②粉質(zhì)粘土:層底標(biāo)高在33。00~36。00,層厚約6~7m;黃褐色,土質(zhì)不均,局部夾粉土,飽和,可塑。③細(xì)砂:層底標(biāo)高在29.00-31.00,層厚約5~6m;黃褐色,含卵礫石,局部夾中粗砂,密實.④卵石層:層底標(biāo)高在25.00~27.00,層厚約4~5m,雜色,直徑一般為3~5cm,最大8cm,局部夾粉粘土和砂礫石層,飽和,密實。⑤粉質(zhì)粘土:層底標(biāo)高在19.00~21。00,層厚約5~7m;黃褐色,土質(zhì)不均,局部夾粉土和砂礫石薄層,飽和,可塑。⑥卵石層:層底標(biāo)高在8.O0~15.00,層厚約6~9m;雜色,以火成巖和堅硬的沉積巖為主,飽和,密實。地下水分為三層:上層滯水,水位標(biāo)高36。00~43.00;潛水,存在于第④層卵石層中,水位標(biāo)高27.00~29.50,是較穩(wěn)定的地下水;承壓水,存在于第⑥層卵石層中,靜止水位標(biāo)高在20。00~23.00左右,水頭高度約2.1m。2.深基坑支護(hù)設(shè)計東方廣場工程由香港巴馬丹拿國際公司設(shè)計,包括基坑工程支護(hù)設(shè)計。在1994年巴馬提出以下方案:基坑深度按16.0m計算,采用人工挖孔樁作擋土結(jié)構(gòu),樁長18.5m,樁徑分別為1000、1200、1500,樁間距為1000、1800、1500;設(shè)置三道錨桿,錨桿做在護(hù)坡樁上,為非預(yù)應(yīng)力錨桿,最大設(shè)計軸力1656kN,采用4聲40+5632粗鋼筋制作,錨桿鉆孔孔徑為200mm.經(jīng)研究原設(shè)計后,對土方工程、基坑支護(hù)重新安排,向甲方提出如下方案:采用護(hù)坡樁加錨桿的支護(hù)結(jié)構(gòu)是可行的,但擋土樁應(yīng)采用機(jī)械鉆孔,樁徑為800,樁間距為1500,錨桿層數(shù)減為二道,而且不應(yīng)做在護(hù)坡樁上,錨桿采用預(yù)應(yīng)力鋼鉸線,更有利于支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形控制。與原方案相比,僅材料用量就減少很多,如護(hù)坡樁的混凝土可減少50%,錨桿鉆孔長度減小60%,而增加的是樁頂上一道2m高的磚砌擋土墻.(1)擋土支護(hù)方案根據(jù)同深度、支護(hù)要求的不同,在基坑四周劃分六個部位九個類型,分別采用鋼筋混凝土灌注樁、H488工字鋼樁加錨桿的支護(hù)方式,錨桿分別有一層、二層和三層,局部位置加打土釘。(2)挖土方案土方挖運按"先中間、后四周"及”分層開挖”的原則進(jìn)行,全部采用內(nèi)坡道,挖土機(jī)、翻斗車進(jìn)入基坑.根據(jù)現(xiàn)場道路的出入口位置,設(shè)置若干臨時坡道,并隨著工程進(jìn)度交換坡道位置。最后一個坡道采用接力挖土法,布置8~10臺挖土機(jī)分4層挖土,以后留2臺在坑內(nèi)進(jìn)行土方倒運,基坑上用2臺拉鏟挖土機(jī)挖土.土方完成后,用50t汽車吊,將挖土機(jī)吊運出基坑.(3)降水采用管井井點帷幕法降低水位,在基坑邊按井距6m布井;在基坑內(nèi)中間按30m布井,同時設(shè)置水位觀測井若干。3.擋土支護(hù)設(shè)計混凝土灌注樁樁間距1.5m,樁徑局部為聲1000,其它地方為≠800;H488工字鋼樁樁間距為1m。使用材料:護(hù)坡樁、樁頂混凝土為C30強(qiáng)度等級,錨桿鋼鉸線采用低松弛1860級;錨桿灌漿水泥采用普通525號(素水泥漿);腰梁采用I258、I328、I368、I408普通工字鋼,其它鋼板采用3號鋼。附加荷載:協(xié)和醫(yī)院活荷載10kN/m,恒載45kN/m,其它部位,活荷載10kN/m;西側(cè)錨桿水平長度不大于18m,北側(cè)(西)首層錨桿標(biāo)高在一7m以下,北側(cè)(東)首層錨桿標(biāo)高在一8m以下。4。計算支護(hù)結(jié)構(gòu)按等值梁法計算。另外,用m法對所有類型進(jìn)行復(fù)核,并計算出各個類型的樁頂位移。計算結(jié)果同等值梁法比較參見表8-3。通過比較,可得如下結(jié)論:樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)安全的關(guān)鍵在于錨桿的安全性,而彎矩從各種試驗及經(jīng)驗看是可以折減的,其安全性有一定保障。所以選用等值梁法作為設(shè)計方法,其錨固力、彎矩計算結(jié)果都有一定的可靠度,是安全可行的。5.試驗與監(jiān)測(1)本工程錨桿施工、試驗、監(jiān)測基本按照《錨桿施工規(guī)范》(CECS22:90)進(jìn)行,在錨桿旋工前進(jìn)行了3組基本試驗,施工過程中對每根錨桿做拉拔位移記錄,并按5%的比例進(jìn)行驗收試驗,對各類型錨桿進(jìn)行長期的應(yīng)力監(jiān)測,對擋土樁做傾斜觀測?;驹囼灩沧隽?5根,根據(jù)試驗結(jié)果確定錨固體與土體間粘結(jié)強(qiáng)度,分析粉質(zhì)粘土與砂卵石的剪切強(qiáng)度,驗證錨桿設(shè)計參數(shù)與施工工藝的合理性.按錨桿總數(shù)5%的比例做錨桿驗收試驗,錨桿張拉力達(dá)到1.2倍設(shè)計軸力.凡是在張拉過程中位移不收斂視為不合格,按錨桿張拉方法做加強(qiáng)處理。(2)位移監(jiān)測在擋土樁錨桿標(biāo)高處、樁頂連梁上、錨桿標(biāo)高腰梁位置設(shè)置護(hù)坡樁的位移觀測點,由專門的位移測量小組負(fù)責(zé)每天監(jiān)測。從測量結(jié)果得出以下幾點結(jié)論:①由于混凝土灌注樁剛度大,除懸臂端位移較大,其它部位因錨桿的預(yù)應(yīng)力作用,位移較??;錨桿的預(yù)應(yīng)力大大減少了樁的位移,只要保證錨桿的預(yù)應(yīng)力,也就控制了樁的位移。②樁頂位移決定于樁的懸臂長度,可以看出,懸臂長度小于3m,樁頂位移在10ram左右,懸臂長度在5m以上,樁頂位移將增加很大。③由于理論計算未考慮錨桿的預(yù)應(yīng)力作用,所以錨桿理論計算位移比實際位移要大。(3)錨桿應(yīng)力的監(jiān)測錨桿軸力的監(jiān)測采用鋼弦式錨索計進(jìn)行長期監(jiān)測,錨桿鎖定后10天內(nèi)每天一次,10天后每10天一次,1個月后每月一次。共測試17根錨桿。錨桿應(yīng)力監(jiān)測除了用錨索計外,還對4%的錨桿采取再張拉方式監(jiān)測錨桿軸力的變化.再張拉的方法為:在錨盤上加反向肋承壓板,加千斤頂后施加荷載,肉眼觀察錨盤的移動,以錨盤脫離承壓板時的荷載作為錨桿的實際軸力。6.設(shè)計、施工問題(1)樁頂連梁上擋土墻的考慮樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計,其樁頂標(biāo)高往往比自然地面標(biāo)高下降2~4m,然后在樁頂上做混凝土連梁,在連梁上砌筑擋土墻.這種作法主要是考慮護(hù)坡樁施工因素,如在雜填土中鉆孔困難、容易塌孔。(2)樁嵌固段不足問題由于基坑設(shè)計深度的變化,使得原來已施工的護(hù)坡樁埋深減少,本工程中多個地方出現(xiàn)這種情況。尤其在基坑南側(cè),1994年開工時基坑設(shè)計標(biāo)高為28.375m,樁埋深3.8m,1997年復(fù)工后基坑標(biāo)高改為23.875m與25。935m,分別加深4.5m與2.44m,使得一部分樁已懸在空中,另一部分樁埋深只剩下1.36m。對此,咨詢公司提出多個方案,如接樁法、混凝土樁加錨桿法、土釘支護(hù)等,經(jīng)過與甲方、設(shè)計公司多次協(xié)商后采取以下方案:在基坑護(hù)坡樁邊留一個土臺,并向坑內(nèi)放坡,土臺高3~4m,寬1~4m,這樣在外觀上保留了樁的埋深;在土臺1:50公分加打一層錨桿,錨桿總層數(shù)由二層變?yōu)槿龑?,設(shè)計時按二層錨桿、土臺頂面標(biāo)高進(jìn)行設(shè)計,此時樁的嵌固段受到的被動土壓力為Ⅳ,不考慮土臺的作用,也就是說實際上不存在被動土壓力,將此力N用第三層錨桿力來代替。上述方案通過三層錨桿的作用平衡了主動土壓力,保證了樁的穩(wěn)定,實施后經(jīng)過軸力監(jiān)測和位移監(jiān)測,都沒有不利情況發(fā)生。(3)基坑外市政施工的影響由于工程的需要,在基坑開挖的同時,基坑北側(cè)進(jìn)行豎向電纜井及橫向電纜溝的施工。豎井及電纜溝距坑邊4m,方形豎井尺寸為4×5m,圓形豎井尺寸直徑為4m,電纜溝高約3m。在基坑挖至設(shè)計標(biāo)高后,其方形豎井挖至首層錨桿標(biāo)高,工人切斷了穿過井內(nèi)的4根錨桿,形成了基坑局部的不穩(wěn)定,樁的位移有所增大。由于發(fā)現(xiàn)及時,經(jīng)理部上報市建委,協(xié)調(diào)各方工作。設(shè)計考慮錨桿有一定的安全系數(shù),樁錨體系的整體性較好以及豎井開挖后的局部卸載作用,提出以下處理方案:①加強(qiáng)沉降位移監(jiān)測,由原來的一天一次改為一天兩次,并及時通報各方;②對其中2根切斷錨桿采用鋼鉸線連接器進(jìn)行連接,并重新施加預(yù)應(yīng)力;③對于其它部位的豎井、電纜溝施工遇到錨桿時,如需切斷,務(wù)必通知經(jīng)理部,并應(yīng)取得部門的同意后才能實施。(4)基坑內(nèi)塔基對樁的影響由于施工場地狹窄有多臺塔吊布置在坑內(nèi)護(hù)坡樁旁邊。塔吊基礎(chǔ)平面尺寸為6×6m,深1.7~2.3m。為保證樁的穩(wěn)定,采取土釘方式進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng):在基坑設(shè)計標(biāo)高上50cm處加打3~4根土釘,土釘采用粗鋼筋,長6m,設(shè)工字鋼腰梁一道,用螺帽將土釘擰緊固定在腰梁上,如果塔吊距樁邊有一定距離,則下挖1m塔基基礎(chǔ)后,在邊壁上采用土釘加噴射混凝土方式,間接地加固嵌固端,然后進(jìn)行挖土及塔吊基礎(chǔ)的施工。(5)對原麥當(dāng)勞舊樁的處理原麥當(dāng)勞建筑有一層地下室,四周有聲600護(hù)坡樁,拆除后,其西側(cè)護(hù)坡樁與現(xiàn)基坑邊及紅線基本重合,如何保證支護(hù)結(jié)構(gòu)不出紅線范圍又不影響結(jié)構(gòu)施工是必須解決的問題。實際中采取如下方案:①保留原麥當(dāng)勞護(hù)坡樁,對舊樁采取土釘噴錨方式進(jìn)行加固,保證原樁的穩(wěn)定;②為減少支護(hù)結(jié)構(gòu)的占用范圍,采用H488工字鋼作擋土結(jié)構(gòu),間距同原護(hù)坡樁,并采用先鉆孔再植入后灌漿的方法,減少了施工噪音,加強(qiáng)了支護(hù)結(jié)構(gòu)的剛度;⑧在工字鋼樁頂做混凝土連梁,頂住原護(hù)坡樁,在連梁上做第一層錨桿。7。結(jié)語(1)北京東方廣場特大深基坑工程的設(shè)計、施工、監(jiān)測是成功的.基坑的安全得到充分的保證:設(shè)計合理、精一L-施工、嚴(yán)密監(jiān)測、及時調(diào)整;經(jīng)濟(jì)上比原巴馬丹拿國際設(shè)計公司設(shè)計方案節(jié)約投資2000萬元。(2)樁錨支護(hù)體系按分層挖土用等值梁法計算是可行的。通過錨桿基本試驗、驗收試驗調(diào)整錨桿設(shè)計長度和傾角是適宜的方法.(3)計算位移與實測差20~30mm,說明計算并未考慮預(yù)應(yīng)力張拉的后果.對樁頂位移的控制應(yīng)從錨桿的預(yù)應(yīng)力與樁的懸臂長度兩方面著手.混凝土灌注樁的懸臂段長度不宜超過5m。(4)每根錨桿張拉,必須拉到設(shè)計軸力的1.1~1.2倍,十分鐘后(實際檢測)回到鎖定值,施工時考慮千斤頂鎖定過程的預(yù)應(yīng)力損失,鎖定值宜定為0。5~0.7倍設(shè)計軸力。(5)土釘與錨桿結(jié)合支護(hù),土釘起強(qiáng)化加固土體作用,提高土體的整體性,對錨桿起增長抗拔作用;土釘?shù)难a(bǔ)強(qiáng)作用也是基坑支護(hù)的一個靈活措施。(6)先中間后四周分層挖土,采用內(nèi)坡道,挖土機(jī)進(jìn)入深基坑挖土運土方案,顯示了優(yōu)越性。實例四位于廣州鬧市區(qū)基坑工程--荔灣廣場荔灣廣場位于廣州市荔灣區(qū)德星路之西側(cè),南至下九路,北至長壽路。該地段是廣州繁華的商業(yè)地區(qū),工程周圍商店林立,交通十分擁擠。該工程地下室二層,基坑深8m,寬101m,西側(cè)長324m,東側(cè)長284m,基坑平面面積為30700m2。工程場地的地質(zhì)情況為:①雜填土層:厚1~3m,松散,含水量較高。②淤泥層:厚1~4m,埋深1~3m,松散,含水量較高.③細(xì)砂、中砂層:厚2~13m,埋深3~7m,松散,含水量較高。④粉質(zhì)粘土層:厚7~11m,埋深4~13m,上部可向下逐漸變化為硬塑。⑤基巖。強(qiáng)風(fēng)化帶:巖質(zhì)近土狀,巖體較碎,厚度為5~12m,巖層面深度在18~25m之間;中風(fēng)化帶:巖質(zhì)較堅硬,但裂隙較發(fā)育,厚度為1.5~1.7m,巖層面深度在20~30m之間,單軸抗壓強(qiáng)度平均為5MPa;微風(fēng)化帶:巖質(zhì)堅硬,但裂隙發(fā)育,巖層面深度在25~39m之間,單軸抗壓強(qiáng)度平均為6.5MPa。地下水埋深為0.8~1。2m.本工程場地南北二區(qū)的地質(zhì)差異較大,南區(qū)巖面高,淤泥及細(xì)砂層較薄,粘土層以硬塑粘土為主;北區(qū)則巖面低,淤泥及細(xì)砂層較厚。1.支護(hù)結(jié)構(gòu)方案的選擇(1)鉆孔樁與粉噴樁組合加錨桿支護(hù)方案如圖8-20所示,在地下室邊墻外側(cè)周圍設(shè)置聲1000mm鉆(沖)孔樁,樁間距為1m,再在鉆(沖)孔樁外側(cè)另設(shè)550mm粉噴樁,間距為1m?;娱_挖采用錨桿支護(hù).此組合方案造價較低,有一定的防滲效果,同時由于南半?yún)^(qū)巖面高,采用錨桿支護(hù)較經(jīng)濟(jì),從經(jīng)濟(jì)角度分析,此方法是可取的,但從技術(shù)角度分析則存在以下幾個問題:①鉆孔樁擋土墻整體穩(wěn)定性差。②采用粉噴樁防滲,雖具有一定防滲效果,但止水不完全可靠,同時因為它的強(qiáng)度低,抗剪性能差,會隨鉆孔樁的位移而變形,產(chǎn)生裂縫,失去防滲作用;而在細(xì)砂層較厚的工程中,防水問題卻十分重要。③由于本工程范圍砂層較厚,在錨桿的施工過程中可能會出現(xiàn)涌砂現(xiàn)象,引起地面塌方,危及臨近建筑物,對工程質(zhì)量及進(jìn)度也會造成不良影響。(2)800mm厚連續(xù)墻加錨桿支護(hù)方案此方案采用800mm厚連續(xù)墻進(jìn)行地下室圍封止水,連續(xù)墻平均墻深16m,基坑開挖采用錨桿支護(hù)。水平間距為1m,位置為一3.5m標(biāo)高,錨桿每根施加50kN預(yù)應(yīng)力,單根長度20~35m。工程的圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻方案,防水性能遠(yuǎn)優(yōu)于其他形式的圍護(hù)結(jié)構(gòu),在地下室結(jié)構(gòu)施工時,往往采用復(fù)合墻的結(jié)構(gòu)作地下室的邊墻,即利用地下連續(xù)墻和襯墻作地下室的邊墻,這種結(jié)構(gòu)比較合理,防水性能是可靠的。但由于砂層較厚,采用錨桿支護(hù),錨桿的施工過程中會出現(xiàn)涌砂現(xiàn)象,引起地面塌方,危及臨近建筑物。同時,錨頭的滲水問題大大降低了地下連續(xù)墻的防水作用,不能充分發(fā)揮連續(xù)墻的優(yōu)勢,所以,這種支護(hù)組合不是最佳方案。(3)800mm厚連續(xù)墻加部分板帶與鋼支撐支護(hù)方案此方案采用800mm厚連續(xù)墻擋土圍封止水,墻深平均16m,為了避開錨頭滲水問題及消除錨桿施工引起地面塌方的現(xiàn)象,基坑開挖改采用600mm鋼管支撐支護(hù),鋼管壁14mm。鋼管撐設(shè)一排,高程為一2.Omm。因本工程場地較寬,支撐較長,故部分采用半逆作法施工,利用板帶與鋼管支撐共同支護(hù)。支撐與板帶平面布置見圖8-21。鋼管支撐和錨桿相比,消除了錨頭滲水的隱患,且制作安裝受地質(zhì)和場外環(huán)境影響小,施工方便,但因支撐工程量較大,且要增加支承板帶的鋼管柱的費用,經(jīng)濟(jì)上不合算。另一方面,鋼支撐及支承柱對基坑開挖帶來一定的困難,它防礙了大型機(jī)械的使用,由于本工程土方量較大,就這方面而言,工期將受到一定的制約。(4)800mm厚連續(xù)墻加斜鋼支撐支護(hù)順作法方案為了解決上述幾種方案的不足,在基坑支護(hù)方案選擇問題上,必須充分考慮設(shè)計與施工的實際情況,由于工程場地十分寬闊,如采用水平支撐,其撓度無法滿足要求,根據(jù)地質(zhì)資料,本工程場地細(xì)砂層較厚,由于細(xì)砂在無水狀態(tài)其內(nèi)摩擦角值會變大,也就是說被動土壓力與壓縮模量會變大,其阻抗地下連續(xù)墻位移的能力也增強(qiáng),利用這一特點,可以起到反壓土的作用;本工程基礎(chǔ)樁采用沖(鉆)孔灌注樁,基坑開挖是在基礎(chǔ)樁完成后才進(jìn)行,這樣,可以將樁墻加以綜合考慮。由于上述原因,選擇以下方案較為合理。如圖8-22所示,基坑開挖分區(qū)分層進(jìn)行,先進(jìn)行中部土方的開挖及基坑內(nèi)降水工作,擋土墻內(nèi)側(cè)周圍留反壓土,反壓土的邊坡視土質(zhì)情況作不同的修定,并且在反壓土面設(shè)置砂包以增加反壓土的穩(wěn)定性,待中部土方完成后,立即進(jìn)行樁承臺的施工,并埋設(shè)支撐底座,然后安裝鋼支撐,待承臺混凝土達(dá)到齡期后才進(jìn)行反壓土的開挖;鋼支撐待完成負(fù)一層樓板后才拆除。此方案既解決了鉆孔樁擋土墻整體穩(wěn)定性差及粉噴樁防滲止水不完全可靠的問題,同時解決了由于砂層較厚,采用錨桿支護(hù)時,在錨桿的施工過程中可能會出現(xiàn)涌砂現(xiàn)象,引起地面塌方,危及臨近建筑物安全等問題,工程質(zhì)量及進(jìn)度較為可靠。一方面,由于此方案支撐數(shù)量較小,經(jīng)濟(jì)上比板帶、鋼管支護(hù)較低;另一方面,土方工程可以實行大型機(jī)械化作業(yè),工期有保證,總體工程造價低。但在基坑開挖的施工階段,也就是在未安裝好鋼支撐之前,地下墻的位移能否在允許值范圍內(nèi),這是一個迫切需要解決的問題,下面對這個問題進(jìn)行深入的研討。2.支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算(1)無錨(撐)懸臂支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計的簡單計算方法無錨(撐)懸臂支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形與土壓力根據(jù)朗金土壓力理論,可得入土深度D,然后再求得危險截面處的最大彎矩,可進(jìn)行截面選擇。(2)單層或多層支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計由于不同的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式及基本假定,形成了不同的計算方法,本工程支護(hù)計算采用彈性地基桿系有限單元法。其基本思路為:將基坑底面以上的墻體理想化為橫梁單元,將入土部分墻體作為彈性地基梁單元,將錨(撐)作為兩端鉸接的彈性支承件。3.支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工(1)地下連續(xù)墻的施工該工程的地下連續(xù)墻主要作為地下室的外墻兼作施工過程的圍護(hù)用的防滲、擋土結(jié)構(gòu)。連續(xù)墻厚800ram,取大約5m為一槽段,采用工字鋼接頭。地下連續(xù)墻的施工流程參見有關(guān)手冊。連續(xù)墻"工字鋼”接頭設(shè)置是根據(jù)設(shè)計連續(xù)墻鋼筋網(wǎng)的外表尺寸作為”工字鋼”接頭的凈寬,以腹板作為界線。由于工字鋼與端孔間有相當(dāng)空隙,為避免澆混凝土?xí)r,混凝土繞過空隙填充槽段空位,造成Ⅱ期槽段施工困難,因此,安裝前,在工字鋼靠二期墻段一側(cè)綁扎10Omm厚泡沫塑料、與腹板同寬,鋼筋網(wǎng)安放完成、清孔完畢后,用砂包拋填工字鋼外側(cè)半圓空位.槽段劃分就是確定單元槽段的長度,在泥漿護(hù)壁條件下進(jìn)行施工,槽段劃分一般要考慮地質(zhì)條件、后續(xù)工序的施工能力、地面施工荷載、地下水位以及開挖深度。槽段長度宜?。担碜笥?。水下混凝土采用10~30mm粒徑的碎石,中砂,一級配,坍落度為180~220mm,澆筑時應(yīng)連續(xù)澆灌,并保證混凝土面的上升速度大于2m/h,埋管深度為1~6m,并做好試件取樣備檢。(2)土方開挖土方開挖主要采用大型機(jī)械進(jìn)行,用PC一200、220、300,斗容1。0m3的反鏟挖掘機(jī)直接挖掘,采用三菱8~13。5t自卸汽車出土。為保證開挖時連續(xù)墻的穩(wěn)定性,墻邊土方開挖采用分段跳間進(jìn)行,首先直挖至2m深,然后中間部分放坡挖至4m。并迭加反壓砂包,再將兩側(cè)土方放坡挖至4m并迭砂包,待迭好砂包后再將中間部分挖至6m并迭砂包,如此類推。(3)鋼支撐根據(jù)不同的地質(zhì)條件,鋼支撐采用單條IG工字鋼和用鋼板連接兩條。槽鋼的框架結(jié)構(gòu)兩種形式,并分別先用墻邊第一排的承臺或第二排承臺作為支撐后座。為加強(qiáng)鋼支撐與承臺的聯(lián)系,增加支撐穩(wěn)定性,在承臺施工時,預(yù)埋的鋼板底座與承臺鋼筋焊接。4。地下室結(jié)構(gòu)施工荔灣廣場為特大型的多塔樓的建筑群,地下室結(jié)構(gòu)共二層,每層面積為3。7萬m2,地下室底板厚度兩端為400mm,中部為500mm,混凝土的抗?jié)B等級及強(qiáng)度等級為s8、C30。圓柱設(shè)計尺寸直徑700—-1500mm,混凝土強(qiáng)度等級為C35。承臺有2樁、3樁、6樁、35樁等,厚度為1.5~2.0m,平面尺寸最大達(dá)18m×14m,剪力墻厚度為250~400mm,混凝土強(qiáng)度等級為C35.樓板厚為120mm,中部地下一層板厚400mm,首層板厚150mm,混凝土強(qiáng)度等級為C30。下面主要對其大面積底板與大體積承臺以及防水工程的施工工藝與技術(shù)作一些介紹和探討。(1)地下室底板面積約30000m2,厚400mm、500mm,采用商品混凝土、泵送澆筑,由于其面積非常之大,施工時采用分塊及留設(shè)后澆帶的澆筑方法,為保證施工質(zhì)量,在承臺、地梁、底板施工的同時,設(shè)置排水降壓系統(tǒng),以保證底板混凝土在澆筑時和澆筑后3d內(nèi)不承受壓力。(2)臨時降水井直徑為800mm,深度為從底板面深下1000mm,井底鋪設(shè)碎石過濾,井壁加設(shè)大號鐵絲網(wǎng)及過濾層。臨時降水井之間用排水暗溝縱橫貫通,以達(dá)到整體降壓效果,暗溝縱橫直接穿過地底并低于地梁底300mm。(3)后澆帶由于底板面積很大,澆筑時需分塊進(jìn)行,在塊與塊之間設(shè)置后澆帶,確保主體結(jié)構(gòu)受混凝土的溫度變形與干縮變形的影響減至最小值,后澆帶混凝土采用UEA微膨脹混凝土.在主體混凝土完成48d后澆筑.(4)UEA摻加技術(shù)UEA微膨脹混凝土的施工與普通混凝土相類似,澆筑時采用插入式振動器逐層振搗密實,直至混凝土表面開始泛漿和不冒氣泡為準(zhǔn)。澆筑后及時澆水養(yǎng)護(hù),并用砂袋、草桿等覆蓋,使其表面經(jīng)常保持潮濕狀態(tài),其養(yǎng)護(hù)時間在14d左右.5.大體積承臺混凝土的施工(1)本工程的承臺有2樁、6樁、35樁承臺等,厚度為1.5~2。0m,其中35樁承臺平面尺寸達(dá)18m×14m,厚2m,體積較大,在進(jìn)行此部分的混凝土澆筑時,采用分段分層踏步式推進(jìn)的澆筑方法,第一段采用8m,其后按5m一段向另一邊踏步推進(jìn),如此邊加高邊推進(jìn),加高厚度約為400mm一層,每一層都做好振搗工作并控制推進(jìn)速度不能過大,在澆筑時,做好泌水的處理,當(dāng)混凝土大坡面的坡腳接近頂端模板時,改變混凝土澆筑方向,從頂端往回澆筑,與原斜坡相交成一個集水坑,此時有意識地加強(qiáng)兩側(cè)模板的混凝土澆筑強(qiáng)度,這樣集水坑逐步在中間縮小成水潭,用軟軸泵及時排除。采用這種方法排除最后階段的所有泌水。(2)溫度裂縫的控制對于大體積的混凝土澆筑,從施工角度主要是防止混凝土發(fā)生溫度裂縫。大體積混凝土旋工階段產(chǎn)生的溫度裂縫,是內(nèi)部產(chǎn)生的溫度應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度而產(chǎn)生的結(jié)果,其產(chǎn)生的原因主要有水泥水化熱、外界溫度變化、混凝土收縮變形等。施工時主要采取了減少混凝土內(nèi)外溫差的措施,在混凝土澆筑前,綁扎鋼筋時在2m深處長邊每隔3m埋設(shè)一條鋼管,鋼管彎曲引至承臺上邊,澆筑結(jié)束后在鋼管一端注入自來水,從另一端排出,以降低承臺混凝土內(nèi)外溫差,鋼管在養(yǎng)護(hù)完畢后灌漿封閉。鋼管排出的水,不直接外瀉,而在承臺表面積蓄,以延緩混凝土的降溫速度,進(jìn)一步縮小混凝土中心和表面的溫差值,從而控制混凝土的裂縫開展。(3)大面積側(cè)向防水施工側(cè)向防水是指側(cè)向地下墻及其與地下室底板連接處的防水,由于地下連續(xù)墻是分段施工,其接頭處的滲水現(xiàn)象一直是個施工難題,加上基坑開挖深度較大,地下水位高,為保證地下室的良好使用,做好防水、防潮的設(shè)計與施工工作,尤為重要.在進(jìn)行掛網(wǎng)噴漿前,清除連續(xù)墻外壁上的余泥浮碴,將壁面清掃干凈,然后在墻上設(shè)置膨脹螺絲或在墻筋上焊出一截鋼筋,將鋼絲網(wǎng)上掛,用噴漿機(jī)將加石米的砂漿噴至墻面,砂漿噴射厚度約50ram左右,然后進(jìn)行抹平。6。結(jié)束語對大面積深基坑的工程情況,從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)及工期等方面分析各種支護(hù)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)缺點,提出了支護(hù)設(shè)計的合理計算方法,并通過現(xiàn)場監(jiān)測進(jìn)行驗證和分析.對于放坡開挖的反壓土的土壓力的取值問題仍有待進(jìn)一步研究。實例五具有五層地下室基坑工程—-廣東工商行業(yè)務(wù)大樓廣東省工商銀行業(yè)務(wù)大樓工程位于廣州市沿江西路與新堤三橫路相交處的西北角,建筑物地上29層,地下5層,基坑開挖深度為20.10m。工程由廣州市規(guī)劃設(shè)計院設(shè)計,廣東省基礎(chǔ)工程公司承擔(dān)±o.000以下基坑開挖、支護(hù)結(jié)構(gòu)及地下室結(jié)構(gòu)部分的施工。工程占地面積為2196m2,地下室平面面積為1720m2,東西向長約60m,南北向長約28~36m。工程地下連續(xù)墻邊線以外施工場地幾乎沒有;東、南邊地下連續(xù)墻布置于現(xiàn)有道路的人行道上;西、北邊離現(xiàn)有建筑物的距離0.3~1。Om.1.地質(zhì)條件場地地層自上而下依次為:①雜填土:層厚1.4~2。5m.②中細(xì)砂層:淺灰一淺黃色,飽和,松散,層厚2.9~5.Om;淤泥層:深灰色,土質(zhì)軟滑,含有機(jī)質(zhì),偶見貝殼,飽和,軟塑,層厚2.2~3.Om;細(xì)砂層:淺灰色,顆粒均勻,濕時稍有粘結(jié),手壓即散,擾動出水,飽和,松散,層厚0.9~1.8m。③殘積土層:褐紅色,為下伏基巖風(fēng)化產(chǎn)物,土性為粉質(zhì)粘土,土體密實,局部殘存強(qiáng)風(fēng)化泥巖,層厚0.7~1.1m。④強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖:褐紅色,原巖強(qiáng)風(fēng)化呈半巖半土狀,巖芯手捏易碎散,殘存少量半風(fēng)化狀碎塊,失水干裂,層厚5。5~7。8m.⑤中風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖:層厚1.8,9.0m,最大深約17.5m。⑥微風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖與粉砂巖。場地地下水水位約在地面以下1。2m(漲潮時為0.8m)。2.支護(hù)設(shè)計本工程采用了地下連續(xù)墻加二層錨桿、二層鋼支撐的支護(hù)結(jié)構(gòu).①地下連續(xù)墻:周長180m,厚度100cm,平均深度30m,承重墻入微風(fēng)化Im以上,非承重墻入強(qiáng)風(fēng)化和中風(fēng)化5m以上且大于等于24m;②錨桿共二層,標(biāo)高為一2。5m和一3.5m;③鋼支撐共二層,標(biāo)高為一5.0m和一12.0m。本工程開挖深度較深(設(shè)計為日=20.10m),緊靠珠江等不利因素決定采用Im厚地下連續(xù)墻兩道錨桿加三道支撐的支護(hù)體系。其標(biāo)高及鋼支撐平面布置詳見圖8—23、圖8—24。(1)地下連續(xù)墻和支護(hù)的受力計算根據(jù)大量計算結(jié)果的比較,以及以往的設(shè)計、施工經(jīng)驗,取地下水位以下透水層考慮100%水壓力(其土壓力按浮容量計算),基坑開挖面以上的不透水層考慮50%靜水壓力(其土壓力按浮容重計算)?;娱_挖面以下不計靜水壓力(其土壓力按容重計算)。地下連續(xù)墻厚度100cm,承重墻深度入微風(fēng)化以上,擋土側(cè)主筋聲32@200(~7.o~一26.0布置加密筋≠32@200),開挖側(cè)主筋聲32200(一4.5~一20.5布置加密筋聲32@200);非承重墻入強(qiáng)風(fēng)化和中風(fēng)化5m以上且大于等于24m,擋土側(cè)主筋聲32@200(一7。0~一23.0布置加密筋聲32200),開挖側(cè)主筋廬32@200(一5.5~一17.5布置加密筋聲25@200).水平筋均為≠18100。(2)錨桿共兩層第一層:標(biāo)高一2.50m,計算水平拉力為17.9t/m,按傾角30間距2000mm,安全系數(shù)取1.6,錨桿設(shè)計軸力為66.14t,錨桿直徑為#150,自由段和錨固段長度根據(jù)不同的地質(zhì)情況而定(自由段長度從7.0~17.0m不等,錨固段長度6.6~13.4m不等,錨桿總長度從13。6~29.7m不等)。第二層:標(biāo)高一3.50m,計算水平拉力為14.4t/m,按傾角30.間距2000mm,安全系數(shù)取1。6,錨桿設(shè)計軸力為53。21t,錨桿直徑為150,自由段和錨固段長度根據(jù)不同的地質(zhì)情況而定(自由段長度從5.o~15.Om不等,錨固段長度從4.1~11.3m不等,錨桿總長度從9。1~26.3m不等)。每根錨桿采用4根聲15的鋼鉸線,施工時進(jìn)行預(yù)張拉,張拉至30t時鎖定。(3)鋼支撐鋼支撐共三層,標(biāo)高分別為一7.Om、一11.Om、一15.Om。按以下參數(shù)設(shè)計:計算水平推力取50t/m,按間距8m一根布置,安全系數(shù)取1。6,鋼支撐主撐軸力為800t,因此主撐采用2×2145、腰梁采用2145。①地下連續(xù)墻及其壓頂梁完成之后,開挖一3.8土方,施工一2.5、一3.5錨桿;②一2.5、一3.5錨桿張拉完成后,分層開挖土方(每層約3~4m),根據(jù)監(jiān)測反饋數(shù)據(jù)來決定是否分別設(shè)置一7.0、一11.0、一15。0鋼支撐,并對鋼支撐進(jìn)行合理的調(diào)整即進(jìn)行反饋設(shè)計。(4)基坑開挖監(jiān)測設(shè)計本工程采用信息法施工技術(shù),監(jiān)測項目共設(shè)置以下六項:①在地下連續(xù)墻擋土面埋設(shè)土壓力盒,用以監(jiān)測地下連續(xù)墻所受的土壓力值;②在地下連續(xù)墻主筋上設(shè)置鋼筋應(yīng)力計,用以監(jiān)測鋼筋應(yīng)力,推算地下連續(xù)墻所受的彎矩值;③在地下連續(xù)墻墻身埋設(shè)測斜管,用以監(jiān)測地下連續(xù)墻豎向各點的位移;④在地下連續(xù)墻頂部設(shè)置位移觀測點,用以監(jiān)測地下連續(xù)墻的墻頂位移;⑤在錨桿錨頭上安裝應(yīng)力傳感器,用以監(jiān)測錨桿所受的拉力值;⑥在鋼支撐上安裝應(yīng)變儀,用以監(jiān)測鋼支撐所受的力。以及對基坑周圍建筑物、馬路、管線的監(jiān)測。3.施工情況(1)本工程的施工順序依次為:地下連續(xù)墻施工一土方開挖至一3.7m一錨桿施工一平臺制作一土方一部分開挖至一13.Om一一5.5m鋼支撐安裝一一12。Om鋼支撐安裝一土方開挖至一17。Om一設(shè)計修改(加固一12.0m支撐、取消一15。0m支撐)一開挖至設(shè)計標(biāo)兩一20。1m。施工的整個過程都對連續(xù)墻、錨桿、支撐、水位、周圍地面進(jìn)行監(jiān)測,反饋再指導(dǎo)施工,為支撐的設(shè)計修改提供了有力的證據(jù),不僅節(jié)約了一層支撐,而且大大縮短了工期,減少了土方開挖的費用等.(2)地下連續(xù)墻施工本工程地下連續(xù)墻施工,具有以下三個特點:①地下連續(xù)墻靠近舊有建筑物與市政馬路;②地下連續(xù)墻入巖深;③地下連續(xù)墻深度深.地下連續(xù)墻周長180m,混凝土量共4500m3,用4個月時間完成了地下連續(xù)墻的施工。(3)錨桿施工錨桿在本工程中由于標(biāo)高布置在一2.5m和一3.5m,因此從各方面來說,都沒有什么特殊性,采用平常普通的施工方法。在此,不再作詳細(xì)介紹.(4)施工平臺制作由于本工程位于廣州黃金地段,因此周圍根本沒有施工場地,只能在土方施工前制作一個施工平臺作為后續(xù)施工場地,根據(jù)現(xiàn)場條件及道路情況,將平臺設(shè)計成類似于時裝舞臺的。T,字型,這樣既很好地解決了出口問題又使吊機(jī)能顧及整個場地,同時又巧妙地利用平臺立柱作為支柱,因此平臺立柱采用鋼管混凝土柱,以提高其強(qiáng)度,其上采用鋼平臺,設(shè)計荷載以土方開挖期間堆土為最大荷載,約5t/m2。(5)土方開挖及鋼支撐施工本工序是該項目最關(guān)鍵又是最敏感的步驟,也是信息化施工最主要的步驟。首先根據(jù)設(shè)計開挖到——3。8m,進(jìn)行錨桿的施工,此時連續(xù)墻的內(nèi)力與理論設(shè)計出入不大,位移等監(jiān)測也屬良好,待錨桿施工完畢,又將土方開挖到-—7.0m,到此時連續(xù)墻的各項指標(biāo)都比理論值少得多,根據(jù)這種情況決定將鋼支撐調(diào)整到一9。0m,土方開挖到一9。0m時連續(xù)墻彎矩僅達(dá)設(shè)計值的1/2,約70tm;墻頂位移僅11.5m,完全有安全貯備,為盡可能發(fā)揮連續(xù)墻的剛度,又決定將鋼支撐調(diào)整到一12.Om,邊開挖邊施工支撐.但當(dāng)土方開挖到一半時,部分錨桿的夾片由于材質(zhì)問題出現(xiàn)了松脫的現(xiàn)象,造成了彎矩及位移值較大范圍跳動,暫時停止挖土,針對這一事故進(jìn)行處理,在一5.Om邊加一鋼支撐代替錨桿,然后連續(xù)完成一12.Om支撐的施工,同時設(shè)置大量的測力計監(jiān)測支撐的受力。在基本開挖到——18m左右時,設(shè)計修改,將——192m基坑改變一20.10m基坑,以滿足第五層雙層停車需要,雖然如此仍按原計劃完成了整個基坑的開挖,并且根據(jù)觀測數(shù)據(jù)取消了一15.Om這一層鋼支撐,同時只對一120m這層最關(guān)鍵的支撐進(jìn)行了加固,起到了事半功倍的效果。(6)其他部分施工其他部分,包括人工挖孔樁、地下室結(jié)構(gòu)部分等施工,基本上也是采用較平常的施工方法,在此不再詳細(xì)介紹。4.信息法施工技術(shù)由于本工程所具有的工程特點,及其設(shè)計過程中的不同觀點與設(shè)計方案,為了保證地下室支護(hù)結(jié)構(gòu)施工的安全,同時又做到經(jīng)濟(jì)、合理并縮短工期,因此決定采用信息法施工技術(shù)來指導(dǎo)設(shè)計與施工。信息法施工的監(jiān)測內(nèi)容:①地下連續(xù)墻內(nèi)力監(jiān)測直接獲得的是其內(nèi)部鋼筋的軸力,而通過軸力,可以近似計算出墻的彎矩值。②土壓力監(jiān)測,測得的壓力值是水土合一的結(jié)果。從測得的數(shù)據(jù)可以看出壓力值變化幅度不大,開始值較大一些,隨著墻體受力變化后其值逐漸減少趨于穩(wěn)定。③鋼支撐受力監(jiān)測,鋼支撐監(jiān)測以1996年底為限主要有兩個階段。第一個階段主要是一12m支撐設(shè)置后西側(cè)部分挖至一17m的情況,第二階段則是全部挖至基底的情況。④地下連續(xù)墻水平位移監(jiān)測,由于錨索對變形的控制不力及部分錨索的失效,使這一階段的變形發(fā)展很快,尤其是在開挖至一13.Om時呈階梯狀跳躍式發(fā)展,且線性全是敞開式的,預(yù)示著錨索已基本達(dá)到極限值,這道錨桿所起的支撐作用正在喪失,因此,及時地在一5。Om處增設(shè)了加強(qiáng)鋼支撐.變形已經(jīng)得到了有效的控制。在一5。Om處增設(shè)加強(qiáng)鋼支撐是非常必要的,不僅控制了變形,而且為錨桿分擔(dān)了荷載,使錨桿仍然可以保持部分作用。當(dāng)挖至一17.Om時,當(dāng)時面臨的問題:一是一15.Om支撐要不要加,二是一12.Om支撐強(qiáng)度夠不夠。根據(jù)支撐的受力監(jiān)測情況的結(jié)果判斷,一12.Om處墻體的受力是關(guān)鍵,這時墻已呈現(xiàn)出撓曲變形,內(nèi)支撐的關(guān)鍵點也在此附近。據(jù)此,決定取消一15.Om支撐,同時決定對一12.Om支撐進(jìn)行局部加固。較大變形均發(fā)生在一10。Om以上(最大位移量為49mm),而從-10。Om至一20。Om則顯示出從40多mm到0的基本線性變化。因此,從變形控制角度來看,取消一15.Om支撐是合理的??傮w來看,兩層錨桿、兩層鋼支撐共同作用,對地下連續(xù)墻的變形起到了很好的控制作用,在這個前提下也取消一15.Om鋼支撐對地下連續(xù)墻的變形控制基本沒什么影響。綜合分析所示監(jiān)測結(jié)果可有如下體會:(1)施工順序的不同對鋼支撐的受力有一定的影響;(2)加強(qiáng)的鋼支撐作用沒有得到很好的發(fā)揮;(3)鋼支撐的強(qiáng)度潛力很大,至第2階段,1號、2號、3號、4號鋼支撐的軸力已接近和超過800t仍未有失穩(wěn)跡象;(4)根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測資料反映,溫度對鋼支撐的應(yīng)力影響很大,溫度每升降1度,鋼支撐力就增減約5t,因此在鋼支撐受力設(shè)計分析時,溫度因素也是不可忽略的。綜觀本項目的測試工作,可以看出監(jiān)測所得結(jié)果質(zhì)量較高,進(jìn)一步證明所設(shè)計之監(jiān)測方案是合理的,所選擇之探頭非常適合巖土工程測試,具有可靠的長期穩(wěn)定性,數(shù)據(jù)重復(fù)和可比性很好,這次監(jiān)測有效地指導(dǎo)了本基坑工程的設(shè)計與施工,對以后的基坑工程也有重要指導(dǎo)意義.實例六廣州最深基坑工程之一--金匯大廈金匯大廈位于廣州市解放南路西側(cè)與大新路北側(cè)交界處,西、北兩面緊鄰高層建筑及多層民居.占地面積約4000m2,總建筑面積為66000m2,包括地面以上28層,地下室5層,建筑物高度為100m,主體結(jié)構(gòu)采用外框架內(nèi)筒體結(jié)構(gòu)體系,基礎(chǔ)采用人工挖孔灌注樁,樁基礎(chǔ)坐落在微風(fēng)化巖層上。其中地下室層數(shù)及深度為廣州市最多、最深的工程之一.地下室基坑南北向長65.8m,東西向?qū)挘?。Om,裙樓基坑開挖深19.Om,塔樓部分挖深22m.根據(jù)地質(zhì)條件、基坑深度和環(huán)境保護(hù)要求,基坑支護(hù)采用24m深、800mm厚地下連續(xù)墻。坑內(nèi)采用三層水平≠600mm、14mm厚鋼管支撐。另外,考慮本工程位于繁華地段,場地相當(dāng)狹小,開挖周邊至工地圍墻約1m(南面約有3m),故施工設(shè)計考慮在地下室基坑面東西向架設(shè)一面積為695m2的施工鋼平臺,一方面解決了施工場地狹小的矛盾,另一方面提高圍護(hù)支撐體系的整體剛度.圍護(hù)支撐體系布置見圖8-25、圖8—26所示。1。地庾概況根據(jù)工程地質(zhì)勘察報告,該場地地質(zhì)情況如下:①第四系人工填土層,層厚1.2~6.5m。②第四系全新統(tǒng)海沖積層。淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土:頂面埋深1.2~6.5m,層厚2.7~8。Om;細(xì)砂:頂面埋深5.7~10.7m。層厚3.1~10.7m;粉質(zhì)粘土:僅局部地方,層厚6.3m。③第四系殘積土層頂面埋深兒.4~16.8m,層厚1.6~7。2m。④白堊系上統(tǒng)基巖。強(qiáng)風(fēng)化質(zhì)粉砂巖:頂面埋深13.8~23.4m,層厚2.7~8.6m;中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖:頂面埋深20.6~28。4m,層厚2.7~9.3m;微風(fēng)化質(zhì)粉砂巖:頂面埋深22.5~31.2m,層厚4.4~13。1m。地下水靜止埋深0.65~1.5m,場地地下水埋藏條分為松散土層的孔隙水和基巖裂隙水,場地的主要含水層為細(xì)砂和中粗砂層,其它為相對隔水層,地下水補(bǔ)給來自大氣降水和珠江河水。2.基坑支護(hù)工程設(shè)計與施工(1)支撐方案的選擇結(jié)合基坑開挖平面及開挖深度,提出以下比較方案:①采用錨桿錨拉?;娱_挖工作面大,8m以內(nèi),可直接采用KATOPC一300挖掘機(jī)挖土,施工快,地下室施工采用順作法,施工工藝簡單,易保證工程質(zhì)量,但場地北側(cè)為解放大廈,西側(cè)有多層居民樓,東側(cè)為解放南路主干道,相距很近,而且淤泥、細(xì)砂層很厚,錨桿施工極可能引起地面下沉,故不宜將錨桿伸入其地下。②采用逆作法施工。利用地下室工程的梁板結(jié)構(gòu)作支撐,連續(xù)墻變形小,可節(jié)約大量支撐工具,大大降低工程造價,但其施工難度很大,地下室施工進(jìn)度慢,地下主體結(jié)構(gòu)與支承柱的連接點相當(dāng)復(fù)雜,且預(yù)留鋼筋接頭較多,施工技術(shù)要求高,施工質(zhì)量較難保障。③采用圓拱圈梁加鋼支撐。由于此工程地下室范圍接近正方形,采用和地下連續(xù)墻相內(nèi)切(外切)的圓弧圈梁作支護(hù),拱與連續(xù)墻之間加鋼支撐,整個支撐系統(tǒng)受力較合理,圈梁支護(hù)受力最小,材料用量小,投資較省,但圓拱與主體結(jié)構(gòu)的關(guān)系及施工難度較大,拆除支撐時。將有很大難度,而且拱要求受力比較均勻,若各向受力差異較大時,拱易發(fā)生扭fHj破壞。后果相當(dāng)嚴(yán)重。④采用水平鋼支撐。不受混凝土齡期影響,施工速度快,地下室主體結(jié)構(gòu)部分按順作法施工避免在作梁板時預(yù)留鋼筋接頭,挖土較半逆作法方便同時可在支撐位置施加預(yù)應(yīng)力,改善連續(xù)墻的受力情況,雖然鋼支撐投資較大,但鋼支撐重復(fù)使用,其綜合經(jīng)濟(jì)效益較好。本工程選用此方案。(2)鋼平臺的設(shè)計施工與土方開挖由于挖掘運土石方約6萬m3,挖土深度最深22m,工程量較大,而且施工中必須與鋼支撐安裝穿插進(jìn)行,考慮本工程場地狹小,連續(xù)墻至周邊圍墻距離只有1.Om,基本沒有位置用作施工場地,臨時設(shè)施的布置也比較困難.為方便土方開挖和地下窒施工,設(shè)置一個施工鋼平臺是十分必要的。鋼平臺位置的確定,主要根據(jù)有兩點:第一是鋼平臺的進(jìn)出口與外界道路相連,確保車輛能順暢地進(jìn)出工地;第二是鋼平臺支承柱的設(shè)置要結(jié)合人工挖孔樁來設(shè)置,同時結(jié)合永久結(jié)構(gòu)柱綜合考慮。支承柱底端埋于人工挖孔樁混凝土中。鋼平臺方案確定為:以東門為基準(zhǔn),將鋼平臺設(shè)置于E—E軸與D—D軸之間,另加寬D軸與C軸之間的位置,該平臺面積約為695m2,平臺面采用間距為350mm的I20b組成的聯(lián)系小梁上覆10mm鋼板,立柱采用2140a組成的鋼構(gòu)架柱,主梁采用161.5型鋼。吊車和載重汽車直接在平臺上運行,鋼平臺平面布置見圖8—25。鋼平臺的立柱施工與支撐立柱同時進(jìn)行,按要求與工程樁鋼筋籠連接固定后插入人工挖孔樁內(nèi),鋼立柱安放垂直度誤差≤1%,鋼平臺的制作安裝與水平鋼支撐的安裝統(tǒng)一考慮,與土方開挖相互配合,穿插進(jìn)行。土方開挖嚴(yán)格按先撐后挖的原則,根據(jù)該工程需制作平臺作為后續(xù)工序的施工場地及支撐布置情況,土方開挖要結(jié)合基坑降水、鋼平臺的制作和水平鋼支撐安裝統(tǒng)籌施工,整個基坑開挖分四個階段進(jìn)行,采用四級輕型井點降水。(3)鋼支撐的施工鋼支撐的旋工在土方開挖至相應(yīng)高程時穿插進(jìn)行,首先進(jìn)行鋼托架及三角支架的安裝,鋼托架采用21--16槽鋼及2180X10角鋼呈井字型焊接在已預(yù)埋于基礎(chǔ)樁中的構(gòu)架樁上,三角支架用2180×10角鋼加膨脹螺栓固定在連續(xù)墻體上,然后進(jìn)行鋼管支撐的安裝,鋼管長度1~2m不等,用螺栓連接,兩管之間每隔1m用180×10角鋼相連,端部用2136a組合型鋼及136a工字鋼斜撐與地下連續(xù)墻相接.根據(jù)場地狀況及受力合理性,東西向支撐在下,南北向支撐在上,呈井字形布置.施工完相應(yīng)樓層的梁板后,待混凝土強(qiáng)度達(dá)到相應(yīng)強(qiáng)度時,即拆除相應(yīng)的剛支撐,圓形鋼管可以重復(fù)利用。(4)地下室結(jié)構(gòu)施工由于施工場地十分狹窄,僅有施工鋼平臺可供運輸車輛進(jìn)出及臨時轉(zhuǎn)運材料使用,因而在東側(cè)大門旁安裝一臺塔式起重機(jī)供材料的水平及垂直運輸使用.鋼筋制作在加工廠加工成型后運至施工現(xiàn)場安裝綁孔,模板采用18mm厚夾板及20mm,25mm厚松木散板,80mmX10Omm松木枋,≠48×3.5mm鋼管等,采用門式活動腳手架作支頂,模板腳手架備料為二層板面用量?;炷敛捎蒙唐坊炷?,用兩臺混凝土泵輸送至倉面澆筑。同時結(jié)合本工程結(jié)構(gòu)特點及施工工藝的需要,地下室分三段進(jìn)行施工,以形成流水作業(yè),提高工作效率。三個施工段的面積為750m2,1570m2,830m2.考慮到澆筑混凝土后的溫度、干縮等因素引起的變形,在底板及襯墻施工縫處設(shè)立了兩道寬800mm的后澆帶。根據(jù)土方開挖完成情況及分段工程量,施工順序為:第三段一第一段一第二段;各樓層每一結(jié)構(gòu)施工段工藝流程為:柱、墻豎筋駁接,鋼筋綁扎一柱、墻模板安裝一柱混凝土澆筑一+柱拆模-一放線、抄平—一墻混凝土澆筑—一樓面模板安裝—一樓面鋼筋綁扎-一樓面混凝土澆筑一養(yǎng)護(hù)、放線。柱、墻模板安裝后,即進(jìn)行樓面模板安裝,柱、墻混凝土澆筑,柱拆模,放線,抄平等工序穿插進(jìn)行,以充分利用時間,抓緊工期.包括基礎(chǔ)地梁、承臺施工,僅用了120d的時間就優(yōu)質(zhì)、高效地完成了五層地下室的施工任務(wù)。3.幾點體會(1)地下連續(xù)墻在地下水豐富地區(qū),深基坑開挖采用地下連續(xù)墻支護(hù),有三重作用:①在基坑開挖時,作為基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)可以擋土、擋水;②輔以襯墻作為地下室側(cè)壁承受側(cè)壓力;③根據(jù)本工程的結(jié)構(gòu)特點,作為主體結(jié)構(gòu)的邊框支承,其承受主體結(jié)構(gòu)梁板的垂直力.隨著施工技術(shù)的改進(jìn)和提高,剛性防水的地下連續(xù)墻接頭基本上解決了地下室的滲水問題,加之對地下連續(xù)墻的位移有嚴(yán)格的控制,在施工過程中,充分考慮”時空效應(yīng)”的影響,控制開挖的順序和時間、支撐及底板的澆筑時間,保證了整個支護(hù)結(jié)構(gòu)的位移比較均勻并滿足要求,充分發(fā)揮了連續(xù)墻的強(qiáng)度和剛度。(2)施工平臺本工程施工鋼平臺與水平鋼支撐統(tǒng)一考慮,解決了井字型支撐深基坑開挖問題,尤其適用于周邊場地狹小的基坑。由于鋼平臺的水平鋼梁又作為水平鋼支撐,結(jié)構(gòu)布局合理,施工簡便,并節(jié)省了材料,縮短了工期,降低了造價,爭得了場地。在地下結(jié)構(gòu)施工中還可作為施工便道,加快了施工進(jìn)度,從設(shè)計角度來看,中部設(shè)置施工鋼平臺對于提高基坑支護(hù)體系的安全度,以及限制連續(xù)墻位移等無疑也是十分有益的。(3)圓鋼管支撐鋼支撐的鋼管制成工具型式,以便于安裝、拆卸,每段鋼管長度1~4m不等,用螺栓連接,兩管之間每隔1m用180×10角鋼相連,鋼管支撐結(jié)構(gòu)受力好,重復(fù)利用率高,綜合經(jīng)濟(jì)效益好。實例七平面格構(gòu)式拱撐環(huán)基坑工程-—天津澳東大廈澳東大廈是一座地上27層、地下2層、高度為99m的綜合性寫字樓。該大廈西靠友誼路,北鄰中環(huán)線,南側(cè)與6層高的染化研究所大樓相距9.1m,東側(cè)相距1。5m是圍墻和平房。本工程地下水位較高,土質(zhì)較差,以粉質(zhì)粘土為主.基坑長69.4m,寬42.7m,深9。3m。1.基坑支護(hù)方案設(shè)計本工程擋土結(jié)構(gòu)由鋼筋混凝土鉆孔灌注樁和素混凝土鉆孔灌注樁相間布置構(gòu)成,鋼筋混凝土樁樁長15。8m,直徑800mm,間距1。3m;素混凝土樁樁長14。1m,直徑500mm,間距1。3m。樁外做l道深15.8m、直徑為700mm的全封閉水泥攪拌樁防水帷幕.在鋼筋混凝土樁頂澆筑1道斷面為1200mm×400mm的鋼筋混凝土帽梁,在一4.1m標(biāo)高處設(shè)置1道主要承受側(cè)壓力的鋼筋混凝土大環(huán)梁,其斷面為1800mm×800mm。在基坑長邊的中間段一4.Om標(biāo)高處設(shè)置5根斷面為600mm×600mm,由4根160mm×14mm角鋼焊接而成的工具式水平鋼支撐支頂在大環(huán)梁上,承受環(huán)梁傳來的側(cè)壓力,抵御環(huán)梁和圍護(hù)樁的變形.在基坑的兩個端部,依靠半圓形環(huán)梁承擔(dān)側(cè)壓力,因大環(huán)梁脫離圍護(hù)樁,在大環(huán)梁與圍護(hù)樁上的連系梁及之間設(shè)置了兩種不同形式的鋼筋混凝土構(gòu)件荷載.在3個模角處設(shè)計成大拱梁上套上拱,在西南角則采用格構(gòu)架連接大環(huán)梁和圍護(hù)樁上的連系梁.全部環(huán)梁(連系梁)與鋼筋混凝土灌注樁咬合成一個整體,形成了平面格構(gòu)式拱撐環(huán)梁支護(hù)結(jié)構(gòu)(圖8-27)。整個大環(huán)梁形成大部分受壓或彎壓、少部分受彎的鋼筋混凝土構(gòu)件.2.施工工藝該支護(hù)結(jié)構(gòu)形式的施工工藝流程如下:打圍護(hù)樁、防水帷幕和降水井一沿圍護(hù)樁頂環(huán)狀挖土(一步土)—一破樁頭、做帽梁—一混凝土達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度及淺層降水符合要求后開挖環(huán)梁底面以上土(--步土)一做環(huán)梁、連系梁及二者之間的連接構(gòu)件一混凝土達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度及深層降水符合要求后,邊安裝鋼支撐邊”凹"形開挖剩余土方(三步土)一墊層、基礎(chǔ)及地下室簏工一回填土一環(huán)梁及鋼支撐的拆除。澳東大廈基坑支護(hù)工程的施工關(guān)鍵要處理好以下兩項內(nèi)容:第三步土方的開挖和鋼支撐及其支柱的設(shè)置.3.第三步土方的開挖該支護(hù)結(jié)構(gòu)中第三步土方的開挖有兩處必須注意施工方法。(1)半圓拱內(nèi)土方的開挖。東部半圓拱內(nèi)土方的開挖是從拱頂向后左右對稱進(jìn)行,在1號鋼支撐未設(shè)的情況下挖土至拱腳附近時,要按圖8-28所示方法開挖。西部半圓拱內(nèi)土方開挖時,5號鋼支撐已架設(shè),先挖拱腳土后挖拱頂土,使5號鋼支撐一度承擔(dān)了過大的荷載,拱頂土方挖除后,5號支撐內(nèi)力雖有所降低,但仍超過其設(shè)計值,在施工中拱未能起到應(yīng)有的作用。因此,在半圓拱內(nèi)挖土應(yīng)從拱頂開始向后左右對稱開挖,不允許先挖拱腳處土方。(2)鋼支撐下土方的開挖。為方便機(jī)械挖土,本工藝執(zhí)行隨挖土隨設(shè)撐,即先開挖支撐下中部土方,在坑邊預(yù)留一定范圍(約6m左右)土方,待該支撐安裝后隨下根支撐中部土方一起開挖,即"凹"形開挖鋼支撐下土方(見圖8—28).此法挖土與”先支撐后開挖"并不矛盾。如果先挖撐下坑邊土再設(shè)撐,必然會給支護(hù)結(jié)構(gòu)帶來危害。4。鋼支撐施工施工支撐的程序:打設(shè)支柱一環(huán)梁內(nèi)下預(yù)埋件一坑外組裝鋼支撐、放線定位、開挖環(huán)梁面以下土方一焊支撐托座、處理支柱頂部一鋼支撐就位安裝一水平桿系安裝。(1)支柱的施工。支柱的承載往往比較復(fù)雜.不只是鋼支撐的自重和施工荷載,往往還有其上拱或下拱力,如在澳東大廈基坑支護(hù)中拆除支柱后,鋼支撐有的上拱達(dá)50ram,其下支柱就處于受拉狀態(tài)。因此,支柱下端支承在工程樁上時,要與工程樁的主筋焊牢,滿足錨固要求。對單獨設(shè)樁支承的支柱,也必須保證足夠的埋入長度,使支柱既可承壓又能受拉,確保水平鋼支撐在豎向的約束可靠。對于支柱未能可靠錨入其下支承樁,出現(xiàn)吊腳現(xiàn)象的,處理起來相當(dāng)困難,因此,在打支柱下的支承樁時,必須嚴(yán)格控制樁頂標(biāo)高,寧高勿低。(2)鋼支撐的安裝。鋼支撐的拼接要保證各節(jié)在同一軸線上。由于土方的開挖,支護(hù)結(jié)構(gòu)已產(chǎn)生一定的變形,鋼支撐就位前,需根據(jù)兩邊環(huán)梁支撐位置的實際距離,用氣割截平鋼支撐的1,個端頭,然后吊裝就位并與預(yù)埋件焊牢固定.對先安裝的第1根鋼支撐要采取措施保證其水平面內(nèi)的穩(wěn)定。兩根相鄰鋼支撐間也應(yīng)用水平桿系連接牢靠,控制鋼支撐水平面的側(cè)向穩(wěn)定.5.技術(shù)措施及施工注意事項(1)破圍護(hù)樁樁頭時必須鑿凈浮漿層露出硬灰,達(dá)到設(shè)計標(biāo)高后,鑿毛樁頭并清理干凈,以保證樁頂與帽梁混凝土連接可靠。另外,帽梁底邊一般在樁頂以下50mm以上,包裹住樁頭(圖8-29所示),保證帽梁與樁可靠地傳遞剪力。(2)圍護(hù)樁頂縱向鋼筋的錨固。對不作為首道支撐撐點的帽梁,一般將樁的縱筋伸至帽梁上層鋼筋即可,當(dāng)個別樁的鋼筋長度不夠伸入帽梁時,可將樁的縱筋隔一接一,錨入帽梁內(nèi).(3)為增強(qiáng)環(huán)梁(連系梁)與圍護(hù)樁之間混凝土的咬合力,應(yīng)盡量將環(huán)梁(連系梁)高度范圍內(nèi)的樁間土掏凈,增大其與圍護(hù)樁的接觸面,并剔鑿該范圍內(nèi)的樁身混凝土保護(hù)層.(4)環(huán)梁施工放線必須準(zhǔn)確。否則將嚴(yán)重影響環(huán)梁及整個支護(hù)結(jié)構(gòu)受力。(5)為保證環(huán)梁可靠受力,在環(huán)梁與連系梁交叉處,應(yīng)盡可能多地延長相交段長度;鋼筋綁扎應(yīng)先環(huán)梁后連系梁,連系梁鋼筋插入綁扎。(6)環(huán)梁和連系梁的混凝土澆筑一般不留施工縫,需留設(shè)時應(yīng)避開環(huán)梁與連系梁的結(jié)節(jié)處、鋼支撐的端部及懸空部分的環(huán)粱段上。(7)環(huán)梁和鋼支撐的拆除應(yīng)逐段、逐根進(jìn)行.不要同時拆除.6.結(jié)語通過澳東大廈基坑支護(hù)工程的施工實踐證明,平面格構(gòu)式拱撐環(huán)梁支護(hù)結(jié)構(gòu)利用圓拱形鋼筋混凝土環(huán)梁及鋼:踅撐作內(nèi)支撐來抵抗外荷載,控制土體位移,技術(shù)可靠,經(jīng)濟(jì)合理,社會效益顯著。實例八護(hù)坡排樁兼作承重墻基坑工程-—石家莊福滿樓大酒店福滿樓大酒店位于石家莊市中山東路,建筑面積約1萬m2,地上10層,地下2層,框架結(jié)構(gòu),筏形基礎(chǔ)。基坑開挖深度一13。Om,室內(nèi)外高差0.6m。該工程施工場地狹窄,基坑開挖時無法放坡。經(jīng)過研究與分析,將護(hù)坡排樁與地下室連成整體,使護(hù)坡排樁成為地下室外墻結(jié)構(gòu)的一部分,且排樁在基礎(chǔ)以下的埋深部分兼作外墻的樁基。這樣既可改變護(hù)坡排樁作用的單一性,又降低工程造價,同時也減少施工難度。按該設(shè)計方案,作為地下室外墻組成部分的排樁,在基坑西側(cè),與現(xiàn)有12層樓房的基礎(chǔ)底板距離為0.7m,在南側(cè),與現(xiàn)有2層樓房的基礎(chǔ)邊緣距離僅0.3m,基本達(dá)到了預(yù)期目的。1。護(hù)坡排樁的布設(shè)和施工要求在滿足建筑物地下室結(jié)構(gòu)要求的前提下,根據(jù)不同的周邊狀況設(shè)置了不同樁徑、不同間距和配筋的排樁,如圖8—30所示.在基坑的西側(cè),由于地面附加荷載較大,故設(shè)置了14根直徑為0。8m的排樁,樁間距為1.2m.每根樁體內(nèi)配設(shè)5根5628和2根聲25Ⅱ級鋼筋,并在標(biāo)高為一9.6m處增設(shè)1道錨桿。在基坑周邊的其他部位,共布設(shè)了120根直徑為0.6m的排樁,樁間距為1。Om,樁體內(nèi)配設(shè)6根j528和2根聲25的Ⅱ級鋼筋。樁頂標(biāo)高為一1.75m,底標(biāo)高為一20.6m,樁體在基礎(chǔ)以下的埋深為7.6m。在排樁施工中,垂直度誤差控制在3‰以內(nèi),位移不大于20mm,以確保建筑物各部位的幾何尺寸。2。護(hù)坡排樁與地下室外墻的結(jié)合方式與施工護(hù)坡排樁與地下室外墻緊密地結(jié)合成一體、共同受力是設(shè)計和施工的關(guān)鍵,兩者結(jié)合方式的選擇尤為重要,它直接決定整個建筑物的結(jié)構(gòu)安全,經(jīng)過慎重考慮。采取了以下兩項措施.(1)在進(jìn)行護(hù)坡排樁的設(shè)計時,將樁位與地下室的頂梁和外墻邊柱的位置相互錯開,使頂梁和邊柱嵌入柱間0。35m,樁凈距為0.4m。為了加強(qiáng)護(hù)坡排樁與地下室外墻結(jié)合的整體性,設(shè)計時使地下室外墻包裹住排樁樁體0.35m。同時在排樁與地下室外墻及邊柱的結(jié)合部位沿樁體自上而下埋設(shè)一排U形的聲10拉結(jié)鋼筋,其間距為0.4m,方向與地下室外墻面相垂直。施工中在開挖基坑土的同時,邊清理樁間土邊將預(yù)埋的拉結(jié)鋼筋剔出、調(diào)直,并將樁體的裸露面全部鑿毛,以使兩者結(jié)合更加牢固,具體構(gòu)造見圖8-31.(2)為了使護(hù)坡排樁與地下室外墻緊密地包容成整體,設(shè)計時將護(hù)坡排樁頂部的拉梁兼作地下1層頂面外環(huán)梁.此梁不與排樁同時施工,而是與地下1層頂面一起澆注,以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性.3。沉降差的調(diào)整措施護(hù)坡排樁與地下室外墻結(jié)合成整體以后,外墻基礎(chǔ)即為樁基,其承載能力得到了提高,沉降量很小。而建筑物中間筏形基礎(chǔ)下面為天然地基,筏基中間每個柱傳遞的荷載必將引起筏基底板與梁的沉降量大于地下室外墻的沉降量,從而產(chǎn)生沉降差異,并使基礎(chǔ)底板和梁在柱周圍產(chǎn)生較大的集中應(yīng)力。為了調(diào)整這一沉降差異,消除應(yīng)力的過度集中,使筏基與地下室外墻同步沉降,設(shè)計時在筏基中的每個柱下面設(shè)置l根直徑為0.6m、埋深為7.6m、配筋同相應(yīng)直徑排樁的短樁(見圖8-30),以滿足工程結(jié)構(gòu)的要求,保證工程的質(zhì)量和安全。實例九鋼支撐體系基坑工程--北京國貿(mào)中心國貿(mào)中心二期工程位于現(xiàn)國貿(mào)中心院內(nèi),地上39層,地下3層,框架一剪力墻結(jié)構(gòu).基坑?xùn)|西長約256m,南北寬約51m,開挖深度18。6m?;又車ㄖ锩芗?南、北兩側(cè)相鄰建筑物距基坑邊約10m,現(xiàn)有建筑物基礎(chǔ)埋深僅有8m和15m,遠(yuǎn)小于本基礎(chǔ)的深度,所以本基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)體系必須保證周圍高大建筑物和施工過程的絕對安全。本工程場區(qū)內(nèi)土層自上而下依次為:①填土,厚度3.Im;②砂質(zhì)粉土,厚度6.2m;③粉砂,厚度1.6m;④細(xì)砂,厚度2.8m;⑤圓礫,厚度3。9m;⑧中砂,厚度1。6m;⑦砂質(zhì)粉土,厚度2。8m.地下水位I5~25m。1.基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)方案根據(jù)本工程基坑條件和環(huán)境條件,經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,提出了如下支護(hù)方案:基坑四周采用鉆孔灌注樁作為圍護(hù)結(jié)構(gòu),基坑開挖深度設(shè)3層水平支撐:第1、2層為鋼支撐,第3層為預(yù)應(yīng)力土層錨桿.此方案解決了該場地的諸多制約條件,可以確保鄰近建筑物的安全。2.支護(hù)結(jié)構(gòu)體系設(shè)計與計算(1)支護(hù)結(jié)構(gòu)體系根據(jù)基坑內(nèi)主體工程的功能要求、規(guī)模布局、地下結(jié)構(gòu)幾何尺寸、結(jié)構(gòu)特點、施工方法及基坑所處的環(huán)境、土層條件等,綜合考慮支護(hù)結(jié)構(gòu)體系為:①圍護(hù)結(jié)構(gòu):采用j5800@1600的鉆孔灌注樁。②內(nèi)支撐系統(tǒng):在一2.5m和一8m采用2道橫向鋼支撐,中間設(shè)3個鋼立柱。③外支撐系統(tǒng):在一14.5m設(shè)1道錨桿。④在一2.5m處設(shè)鋼筋混凝土帽梁;在一8m處設(shè)型鋼腰梁。(2)錨桿設(shè)計錨桿傾角25~30,孔徑150mm,間距1.6m;錨桿采用低松弛預(yù)應(yīng)力鋼鉸線(ASTMA416)聲15.24(7聲5)。(3)鋼支撐設(shè)計鋼支撐的布置:本工程在長約256m、寬約56m的基坑中,每隔8m左右布1道橫撐,角部斜撐,在基坑寬度方向設(shè)3排立柱,在支撐與立柱交匯處設(shè)桿系(圖8-32)。支撐的計算模型:由于工程基坑長寬尺寸相差較大,其空間效應(yīng)不太明顯,可以按平面受力分析,故每道鋼支撐可簡化為相互獨立的受壓桿件。因此在計算分析時,每層支撐和圈梁(腰梁)可簡化為平面封閉框架,即在平面框架周邊作用均布荷載;圈梁(腰梁)為封閉框架梁,支撐、桿系為桿件單元,立柱處認(rèn)為該處豎向位移為零。支撐與圈梁(腰梁)的節(jié)點為鉸接,支撐與桿系之間的節(jié)點為剛接。利用結(jié)構(gòu)分析通用程序SAP84進(jìn)行內(nèi)力分析,計算結(jié)果是:上層鋼支撐最大軸力為1200kN,上層圈梁最大變形22mm。下層鋼

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