寧波某公寓基坑支護(hù)及挖土按全技術(shù)方案

PAGEPAGE8基坑支護(hù)安全技術(shù)方案本工程由美國xx建筑事務(wù)所和xx省建筑設(shè)計研究院聯(lián)合設(shè)計。主體工程由三幢主樓（29層北酒店公寓、30層西酒店公寓及27層辦公樓）和裙樓組成，設(shè)二層地下室，基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。工程概況基坑范圍三幢主樓呈品字形排列，主樓基坑外形呈凸字形，基坑南北向跨度約110m，南側(cè)東西向跨度115m，北側(cè)東西向跨度75m，總開挖面積約9500㎡。2、開挖深度根據(jù)xx（xx）建筑設(shè)計有限公司所提供樁平面圖，本工程設(shè)計±0.000相當(dāng)于絕對高程4.0m，場外自然地坪相鄰道路路面高程為絕對標(biāo)高2.5m，相當(dāng)于設(shè)計標(biāo)高-1.5m.。主樓設(shè)計樁頂標(biāo)高-9.75m，電梯井部位樁頂標(biāo)高-10.25m，主樓間聯(lián)接段樁頂標(biāo)高均為-9.15m，考慮10cm墊層及20cm塊石層，開挖深度分別為9.0m、8.6m及8.0m。考慮到基坑范圍較大，不同部位地質(zhì)條件、挖深、環(huán)境條件均不同，計算時按不同區(qū)段分別進(jìn)行計算。1）工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件根據(jù)勘察報告，擬建綜合樓地處寧波市老城區(qū)，原有建筑物星羅棋布且建筑密度大，場地南部原為居民住宅樓及單層樓房，據(jù)了解，場地淺部填土廣泛分布，原有建筑物老基礎(chǔ)縱橫交錯，局部尚有不同年代老基礎(chǔ)相互迭置，基礎(chǔ)埋深在1~2m局部可能更深。場院地南側(cè)彩虹橋旁邊的多層樓地下還有樁基礎(chǔ)。總之，地層條件較為復(fù)雜，雜填土層較厚?；娱_挖影響范圍內(nèi)，主要由①1層填土、①2層褐黃色粉質(zhì)粘土、②1層灰色淤泥質(zhì)粘土、②2層粘土、②3層灰色淤泥質(zhì)粘土、③層粉質(zhì)粘土、④層粘土層及⑤層粉質(zhì)粘土層組成，其中②層土性很差，為高壓縮性流塑狀淤泥質(zhì)粘土。表層填土結(jié)構(gòu)松散、富水性好、透水性強(qiáng)。地下水情況：地下水主要為淺部雜填土層內(nèi)孔隙潛水，經(jīng)判定，對混凝土和鋼筋無腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。周圍環(huán)境情況因先施工三幢主樓，基坑西側(cè)尚有部分樓房須保留使用。西北角數(shù)幢樓已緊貼基坑邊，包括2#樓客房（五層、水泥攪拌樁基礎(chǔ)）和二幢平房、一幢三層樓（均為淺基），西南角共四角樓房，二幢三層樓和一幢二層樓（淺基）均緊臨坑邊（如圖）。它們的基礎(chǔ)距圍護(hù)結(jié)構(gòu)幾乎沒有間距?；?xùn)|側(cè)為潛龍路，軸線距圍墻距離約8m。基坑北側(cè)為外潛龍巷，軸線距圍墻邊距離約11m。二、圍護(hù)方案選型分析本工程主樓開挖深度大部分在8.6m左右，局部9m，主樓間聯(lián)接段開挖深度約8m。在寧波地區(qū)，因淺部地層以淤泥質(zhì)土層為主，挖深在8m左右，基坑圍護(hù)以采用鉆孔灌注樁加內(nèi)支撐方案為主。本工程居市區(qū)中心地帶，周邊情況十分復(fù)雜，周圍環(huán)境要求圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形非常小，否則將對周圍建筑物造成十分不利影響。大直徑鉆孔灌注樁具有搞水平剛度大的優(yōu)點，為保證安全，采用鉆孔灌注樁排樁加內(nèi)支撐方案。鉆孔灌注樁排樁加內(nèi)支撐，在本市，已大量采用過此種結(jié)構(gòu)，設(shè)計計算、現(xiàn)場施工及監(jiān)測控制均具有相當(dāng)豐富的經(jīng)驗，造價亦低于不重復(fù)利用的地下連續(xù)墻。因主樓底板板厚可能為2m左右，底板澆筑結(jié)束后板頂至地表距離最大為7m，如采用一道支撐，支撐拆除后懸臂段距離為7m左右，如懸臂段距離過大，需要剛度大的圍護(hù)樁，造價亦偏高，換撐后坑邊可能會有較大的位移，周圍環(huán)境十分復(fù)雜，擋墻變形過大將造成不堪的嚴(yán)重后果。為確保安全，宜采用二道內(nèi)支撐以嚴(yán)格控制基坑變形?；游恢迷O(shè)置因基坑西側(cè)有數(shù)幢樓房需保留使用，該樓群大部分為淺基，如上部土層大開挖太深，水位降低后會對該樓群造成不良影響。故將第一道支撐設(shè)置在地坪下-1.0m左右位置。由于一層地下室底板標(biāo)高大部分為-4.5m，第一道支撐梁底距板頂凈空高約1m。二層地下室底板頂標(biāo)高為-8.75m?？紤]施工方便，將第二道支承點設(shè)在-6.2m標(biāo)高處。支撐梁底距底板面凈空距2.1m。圍護(hù)排樁空隙處流土現(xiàn)象初步分析由于采用了非連續(xù)封閉的排樁作為圍護(hù)擋墻，在設(shè)計圖中相鄰樁間由于造價及施工條件等原因限制，約留有150mm左右寬的空隙，但在實際施工中，由于放樣、設(shè)備就位偏差、成孔垂直度偏差、樁徑局部變化等原因，某些部位的空隙必然大于此值，在基坑挖開后，間隙處土體在坑內(nèi)側(cè)向土壓力需靠樁間土自身強(qiáng)度形成土拱并將壓力轉(zhuǎn)移到相鄰圍護(hù)樁上承受，但對于高含水量、高靈敏度的淤泥、淤泥質(zhì)土而言，土拱在較短時間內(nèi)難以形成，因而必然出現(xiàn)流土，而一旦流土發(fā)生，主動側(cè)土體受到擾動，強(qiáng)度下降，主動土壓力增大，使圍護(hù)樁將承受到更大的土壓力，流土嚴(yán)重時，將可能導(dǎo)致坑外地面下沉，圍護(hù)樁彎曲開裂，支撐軸力大增，節(jié)點斷裂等工程事故。按摩爾-庫侖強(qiáng)度理論，本基坑開挖至4m以下深度時，2層土將由于受到大于其抗剪強(qiáng)度（τ=c+otgΦ=11×18.5×tg6.9°≈20Kpa）的主動土壓力而被擠出，但由于樁間土形成的土拱效應(yīng)，在實際施工中此時基本不會發(fā)生流土，而對于深達(dá)5m以下的2③層土，樁間土拱就難以形成，因此必然會發(fā)生流土，本市區(qū)挖深達(dá)6～7m以下的基坑開挖實踐亦充分證明了這一點。基于以上原因，本基坑當(dāng)采用Φ900＠1000鉆孔排樁作為擋墻時，尚須在樁間隙處設(shè)置擋土樁，如深層攪拌樁，素砼樁，高壓旋噴樁等。五、止水、降水及排水本工程地下水如前述將大部分來自于雜填土中，周圍廢棄破損的原有上下水管（溝）為地下水的補(bǔ)給通道，大氣降水及鄰近排放的生活用水是主要水源。因此坑外截水十分重要。由于擬開挖地層土的K值均很小，坑內(nèi)排水主要為排出上部漏入的水及大氣降水。1、坑外截水及降水由于壓頂梁下降，在坑邊形成邊坡，開挖施工時視下雨及地下水量須采用局部挖深明排水，并盡快澆注坑邊護(hù)坡砼（或砌筑磚墻），形成環(huán)繞基坑的截水溝及局部集水井，用泵將其中水外排。此集水井亦可起到坑邊降水的效果。2、止水及樁間流土處理措施由于雜填土層厚度大，部分地段厚達(dá)5米以上，因此不連續(xù)排樁式圍護(hù)擋墻須設(shè)置止水結(jié)構(gòu)。1）采用深層攪拌樁形成封閉擋水帷幕2）采用高壓旋噴樁在排樁間進(jìn)行封閉3）采用壓漿素砼樁填充排樁間隙由于雜填土層成分復(fù)雜且厚度大，攪拌樁施工前可能要開挖清障換土，高壓旋噴效果雖最佳但其費用較大，壓漿素砼樁造價不高，施工難度也不大，但如果現(xiàn)場施工控制不嚴(yán)，尚難做到完全封閉。上述止水結(jié)構(gòu)亦同時起到封閉樁間流土間隙的作用。尤其是基坑西側(cè)，緊鄰坑邊已有淺基建筑物，對地基土流失極為敏感，更需將圍護(hù)排樁間進(jìn)行封閉處理。3、坑內(nèi)排水在開挖到設(shè)計坑底前，可局部深挖約0.5m形成低凹溝槽，作為臨時集排水設(shè)施，用泵明排。開挖到設(shè)計坑底后，按基礎(chǔ)布置，在坑底設(shè)置盲溝及集水井用泵明排。六、施工1、圍護(hù)樁按照J(rèn)GJ94-94規(guī)程施工鉆孔灌注樁，各有關(guān)質(zhì)量控制指標(biāo)與工程樁（亦為鉆孔灌注樁）相同，由于壓頂梁頂面下降到設(shè)計標(biāo)高-2.5m處，圍護(hù)樁的有效樁頂標(biāo)高則相應(yīng)為-3.25m，為確保樁頂砼強(qiáng)度，要求施工控制超灌高度為0.8m，即成樁時，灌注至-2.4m標(biāo)高，再鑿至-3.25m。2、各梁按照GB50204-92“混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范”施工，梁頂標(biāo)高差不大于30mm，各梁軸線彎曲矢高不大于30mm，要求盡可能一次性澆注，不留施工冷縫。3、止水帷幕（或樁間素砼樁）按JGJ79-91（1998年版）“建筑地基處理技術(shù)規(guī)范”有關(guān)章節(jié)，要求施工。4、挖土按寧波市作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“軟土深基坑支護(hù)設(shè)計與施工暫行技術(shù)規(guī)定”有關(guān)章節(jié)施工，各層挖土必須待相應(yīng)支撐強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計值的70%后方可進(jìn)行。由于本基坑為二道水平支撐且壓頂梁下置，施工場地又十分狹小，因此分層分區(qū)挖土難度相當(dāng)大，必須采取以下順序進(jìn)行：A、第一層挖土自現(xiàn)有地坪標(biāo)高挖到第一道砼支撐底，標(biāo)高為-2.5m，本層土方大部分為原拆建筑磚后雜填土，除可能原拆能舊建筑物的少量條石等障礙物外，尚未觸及到淤泥土層，地下水等不利因素。挖掘性能較好，挖土機(jī)械及運(yùn)土車輛可在原地坪上進(jìn)行。挖土自西北向東退挖，同時第一道支撐的模板、鋼筋同樣由西北向東插進(jìn)施工，在第一層挖土完成后，即可進(jìn)行第一道支撐的商品砼澆灌工作。B、第二層挖土本層土方自第一道支撐底2.5標(biāo)高挖至第二道支撐面-6.2m，挖土厚度為4.7m，本層土方已進(jìn)入淤泥層，大部分為淤泥質(zhì)粘土，含水量大，挖運(yùn)時功效差，并對圍護(hù)結(jié)構(gòu)影響大，故在挖掘時，須有一定專業(yè)實際經(jīng)驗技術(shù)專家進(jìn)行現(xiàn)場指揮，并由專人專業(yè)觀察圍護(hù)四周的監(jiān)測點。本層挖土設(shè)小坡道，以便挖掘機(jī)裝土，運(yùn)土車輛進(jìn)入-2.5m標(biāo)高層進(jìn)行裝運(yùn)，并由人工進(jìn)行修挖輔助。本層挖土方向自北向南進(jìn)行。第二層挖土?xí)r，采用機(jī)械與人力相應(yīng)配合，以便挖掘第一道支撐以下土方時，由人力挖出支撐外，再機(jī)械駁掘裝車。當(dāng)挖到1/3左右，插進(jìn)下道砼支撐的模板、鋼筋及商品砼澆灌工作。C、第三層挖土本層挖土自第二道支撐面-6.2m挖至坑底即-10.1m（平均），總厚度為3.9m，本層工程難度較大，需要大量的人力修挖，為使基坑施工安全，挖掘方向與第二層相同，挖至1/4或更小時，插進(jìn)下道工序施工，包括鑿樁頭及樁動靜測試，毛石墊層鋪設(shè)，地梁磚胎模，素墊層等各道工序的施工，做到挖完一塊插進(jìn)施工一塊，并在挖掘時，時刻監(jiān)視基坑四周情況，采取相應(yīng)的加固措施，以確?；邮┕さ陌踩?。七、地下室挖土排水方法地下室挖土排水以明溝及集水井排水為主，下部為塊石墊層作盲溝排水，上部在圍護(hù)壓頂梁邊加筑素砼明排水?；A(chǔ)排水集水井積水用水泵抽入上部明溝排水，必要時使用真空排氣。八、安全技術(shù)措施1）開工前，應(yīng)對現(xiàn)場施工人員進(jìn)行安全技術(shù)、施工方法及質(zhì)量要求的交底工作。2）挖土機(jī)在作業(yè)時，司機(jī)應(yīng)集中思想，服從指揮并按施工方案的開行路線挖土，確保工程順利進(jìn)行。3）施工時應(yīng)在挖土、卸土區(qū)域的汽車進(jìn)出口處，配備糾察以維持交通秩序。4）施工時應(yīng)指派專門人員負(fù)責(zé)清、沖洗工程道路，汽車輪子，不能由汽車帶出泥土或泥漿污染市政道路，確保市容整潔及交通安全。5）在挖土，卸土區(qū)域內(nèi)配備足夠的照明設(shè)備，并配備電工夜值班，以保證夜間施工的正常進(jìn)行，現(xiàn)場工作時間為早上6：00至晚上10：00點，超過10：00點時提前申請辦妥夜間施工許可證。6）挖土機(jī)作業(yè)時不準(zhǔn)在挖土機(jī)臂下回轉(zhuǎn)半徑內(nèi)站人，以防發(fā)生安全事故。7）挖土機(jī)、推土機(jī)司機(jī)應(yīng)做好機(jī)械的保養(yǎng)工作，并做好交接班工作，以保證機(jī)械正常運(yùn)轉(zhuǎn)，從而確保工程順利進(jìn)行。8）開工前，應(yīng)做好地下管線的交底工作，防止管線發(fā)生事故。9）為保護(hù)臨