淺談工程建筑基坑設(shè)計(jì)及施工

淺談工程建筑基坑設(shè)計(jì)及施工

1既有建筑定義該房產(chǎn)位于北京市通州。地塊西側(cè)約8.5m，位于現(xiàn)有市政道路上。地塊南側(cè)17.0m，建筑面積，東側(cè)北側(cè)空地，東側(cè)南側(cè)現(xiàn)有建筑，地塊北側(cè)12.18m。本工程建設(shè)用地面積19301.2m2項(xiàng)目的地理?xiàng)l件2.1建筑物地形空間擬建場(chǎng)地地貌單元為潮白河洪沖積扇中下部，地面標(biāo)高為20.98～23.61m，地形較為平坦，周邊有既有建筑，交通便利。擬建場(chǎng)地地下分布有不明地下管線，具體設(shè)施的分布、走向、埋深等情況需在施工前進(jìn)一步查明。2.2地表沉積特征根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆探與原位測(cè)試及室內(nèi)土工試驗(yàn)成果的綜合分析，在本次巖土工程勘察最大勘探深度范圍內(nèi)所分布的土層按沉積年代、成因類(lèi)型可分為人工堆積層、新近沉積層與一般第四紀(jì)沉積層3大類(lèi)，按地層巖性及工程特性進(jìn)一步劃分為9個(gè)大層，現(xiàn)分述如下:人工堆積層:該層分布于地表，主要為人工堆積之粉質(zhì)黏土-黏質(zhì)粉土素填土(1)層，雜填土(1)-1層。新近沉積層:該層分布于人工堆積層之下，主要為新近沉積之粉砂(2)層，粉質(zhì)黏土-重粉質(zhì)黏土(2)-1層，黏質(zhì)粉土-砂質(zhì)粉土(2)-2層，粉砂-細(xì)砂(3)層，細(xì)砂-中砂(4)層。一般第四紀(jì)沉積層:該層分布于新近沉積層之下，主要為一般第四紀(jì)沉積之粉質(zhì)黏土-重粉質(zhì)黏土(5)層，黏質(zhì)粉土-砂質(zhì)粉土(5)-1層，細(xì)砂-中砂(6)層，粉質(zhì)黏土-重粉質(zhì)黏土(7)層，黏質(zhì)粉土(7)-1層，細(xì)砂-中砂(8)層，粉質(zhì)黏土(8)-1層，細(xì)砂-中砂(9)層。2.3工程地質(zhì)類(lèi)型在勘察期間在40.0m的勘探深度范圍內(nèi)觀測(cè)到3層地下水，與本項(xiàng)目相關(guān)的僅為前2層地下水。第一層地下水的類(lèi)型為潛水，穩(wěn)定水位標(biāo)高在11.79～13.72m(埋深8.4～11.0m)左右，主要含水層粉砂-細(xì)砂(3)層，細(xì)砂-中砂(4)層。第二層地下水的類(lèi)型為承壓水，穩(wěn)定水位標(biāo)高3.25～5.79m(埋深16.2～19.1m)左右，主要含水層細(xì)砂-中砂(6)層。第三層地下水的類(lèi)型為承壓水，穩(wěn)定水位標(biāo)高-6.01～-3.69m(埋深25.3～27.9m)左右，主要含水層細(xì)砂-中砂(8)層，細(xì)砂-中砂(9)層。工程場(chǎng)區(qū)的潛水主要接受地下水側(cè)向逕流等方式補(bǔ)給，以地下水側(cè)向逕流及越流為主要排泄方式。天然動(dòng)態(tài)類(lèi)型屬滲入-逕流型，其水位年動(dòng)態(tài)變化規(guī)律一般為:11月份～次年3月份水位較高，其他月份水位相對(duì)較低，其水位年變幅一般為2～3m。工程場(chǎng)區(qū)的承壓水主要接受地下逕流補(bǔ)給，以地下逕流、人工開(kāi)采為主要排泄方式，其天然動(dòng)態(tài)類(lèi)型屬滲入～逕流型;承壓水的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律比潛水稍有滯后，當(dāng)年最高水位出現(xiàn)在9～11月，最低水位出現(xiàn)在6～7月，年變幅約為1～2m。2.4反應(yīng)譜特征周期根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306—2015)之附錄C(“全國(guó)城鎮(zhèn)Ⅱ類(lèi)場(chǎng)地基本地震動(dòng)峰值加速度和基本地震動(dòng)加速度反應(yīng)譜特征周期”)，擬建場(chǎng)地Ⅱ類(lèi)場(chǎng)地條件下的地震動(dòng)峰值加速度為0.20g，反應(yīng)譜特征周期為0.40s。本工程場(chǎng)區(qū)的地震動(dòng)峰值加速度為0.20g，又根據(jù)該區(qū)劃圖之附錄G，該地震動(dòng)峰值加速度所對(duì)應(yīng)的地震基本烈度為Ⅷ度。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011—2010)(2016年版)，擬建場(chǎng)區(qū)抗震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.20g，設(shè)計(jì)地震分組為第二組。3支持和降水計(jì)劃的選擇3.1錨索支護(hù)方案根據(jù)主地下室開(kāi)挖深度13.8m，并結(jié)合場(chǎng)地周邊既有建筑物位置或場(chǎng)地周邊未來(lái)建設(shè)規(guī)劃，考慮采用圍護(hù)樁+錨索支護(hù)，結(jié)合場(chǎng)地周邊已有施工經(jīng)驗(yàn)，樁徑初步擬定1000mm，樁間距1600mm。對(duì)距離既有建筑較近的北側(cè)基坑位置，單排樁+錨索中錨索會(huì)進(jìn)入既有建筑物樁基礎(chǔ)，該處為避免錨索對(duì)既有樁基破壞，而采用雙排樁+錨索支護(hù)方式。3.2管井降水方案根據(jù)場(chǎng)地地下水實(shí)際情況，結(jié)合最近幾年水位變幅，本場(chǎng)地地下水位按位于地面下7.50m考慮，對(duì)應(yīng)絕對(duì)標(biāo)高14.00m，按照常規(guī)經(jīng)驗(yàn)，本項(xiàng)目采用管井降水效果較好，且會(huì)降低支護(hù)結(jié)構(gòu)上水土壓力，管井降水是首選降水方案，但因本項(xiàng)目地理位置特殊，當(dāng)?shù)乇O(jiān)管部門(mén)為保護(hù)水資源，不允許采用降水方式，故本項(xiàng)目采用帷幕樁進(jìn)行止水，坑內(nèi)設(shè)疏干井配合疏干地下水。4工廠的設(shè)計(jì)和降水素填土(1)層q5基坑周邊建筑物比選問(wèn)題本項(xiàng)目設(shè)計(jì)荷載取值分為3類(lèi):(1)基坑周邊堆載取值按照不超過(guò)20kPa考慮，范圍按照基坑坡口線外2.0m考慮;(2)基坑周邊擬建建筑采用筏板基礎(chǔ)建筑，按照每層15kPa考慮，范圍按照建筑實(shí)際范圍取值;(3)基坑周邊采用樁基礎(chǔ)區(qū)域按照上覆建筑荷載0.3倍進(jìn)行折減或按照樁基礎(chǔ)中點(diǎn)采用上覆荷載全重考慮。6具體的設(shè)計(jì)方案6.1調(diào)整二次壓力注漿錨索長(zhǎng)度基坑北側(cè)主要采用單排樁+錨索支護(hù)，局部段落采用雙排樁支護(hù)。單排樁區(qū)域距離既有建筑約15.0m，該段設(shè)計(jì)1000mm直徑灌注樁，樁間采用3排錨索，通過(guò)調(diào)整錨索位置，使得最上排錨索基本距既有樁基礎(chǔ)范圍以?xún)?nèi)，第二排錨索剛好位于樁基礎(chǔ)以下，經(jīng)過(guò)計(jì)算按照常規(guī)直徑150mm錨固體的二次壓力注漿錨索長(zhǎng)度不能滿(mǎn)足要求，該處第一排錨索調(diào)整為直徑200mm錨固體的二次壓力注漿錨索以減短錨索長(zhǎng)度。雙排樁位置排間距原為1700mm，采用4排錨索方案，第一排位于既有樁基礎(chǔ)范圍內(nèi)，存在第一排錨索侵入既有建筑物樁基礎(chǔ)，該處經(jīng)過(guò)反復(fù)溝通，最終將外排樁移動(dòng)到紅線范圍外，排距增大到2700mm，采用200mm錨固體錨索使得錨索排數(shù)調(diào)整為3排錨索，第一排錨索位于既有樁基礎(chǔ)之下，避免對(duì)樁基礎(chǔ)的破壞。6.2灌注樁3座錨索232主基坑?xùn)|側(cè)及南側(cè)為擬建建筑，西側(cè)為既有市政道路，基坑?xùn)|、西及南側(cè)支護(hù)設(shè)計(jì)基本不受場(chǎng)地限制，采用1000mm灌注樁，樁間距1600mm，樁長(zhǎng)13.8m，樁間設(shè)3排錨索?；?xùn)|、西及南側(cè)不同之處僅在于基坑邊荷載大小不同，基坑西側(cè)主要控制基坑變形，保護(hù)西側(cè)既有市政道路的管線等埋藏物，東側(cè)及南側(cè)主要考慮到擬建建筑的建造速度引起基坑周邊的超載，基坑變形及超載的問(wèn)題最終都會(huì)影響到支護(hù)樁的長(zhǎng)度、錨索長(zhǎng)度、支護(hù)樁配筋大小不同。6.3土釘墻支護(hù)設(shè)計(jì)根據(jù)各單體建筑筏板基礎(chǔ)埋深及換填處理厚度，考慮到本項(xiàng)目實(shí)際場(chǎng)地較小，為給施工單位保留較大的施工場(chǎng)地，本項(xiàng)目采用筏板開(kāi)挖及換填處理一次土釘支護(hù)，故本項(xiàng)目單體建筑實(shí)際開(kāi)挖深度為4.10～5.60m，比筏板埋深更大，放坡坡率采用1∶0.50，土釘墻支護(hù)，土釘水平間距1500mm，豎向間距1000～1500mm，共設(shè)3～4排土釘，土釘長(zhǎng)度4.0～4.5m，采用先成孔后灌漿方式。6.4隔水層深度本項(xiàng)目降水采用止水帷幕+疏干井，止水帷幕采用三軸攪拌樁，樁徑650mm，樁長(zhǎng)10.5～20.0m(進(jìn)入隔水層深度不小于1.50m)，間距450mm，搭接200mm;疏干井直徑600mm，間距35.0m，井深20.0m，具體位置可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖時(shí)實(shí)際出水情況進(jìn)行調(diào)整。為預(yù)防局部止水帷幕漏水失效，帷幕附近布置備用井，同時(shí)兼作觀測(cè)井。7基坑降水井施工1)當(dāng)既有建筑采用樁基礎(chǔ)且位于基坑周邊時(shí)，既有建筑荷載大小及作用位置如何考慮，本文雖然采用了30%的上部荷載折減，但取值沒(méi)有相關(guān)根據(jù)，即該處存在一定的不確定性。2)本項(xiàng)目位置原為既有建筑，建筑周邊項(xiàng)目所在位置基礎(chǔ)及管線埋藏較多，基坑周邊土釘施工時(shí)應(yīng)采用洛陽(yáng)鏟成孔，避免損傷周邊管線。3)根據(jù)本項(xiàng)目實(shí)際施工情況，場(chǎng)地周邊降水井與帷幕樁之間應(yīng)保持大于2.0m的間距，或施工時(shí)先做帷幕樁再進(jìn)行降水井施工，以此保證降水井功能。4)本項(xiàng)目根據(jù)咨詢(xún)單位意見(jiàn)對(duì)支護(hù)樁樁底及樁頂進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)彎矩分布曲線決定優(yōu)化長(zhǎng)度，對(duì)樁頂及樁底配筋進(jìn)行優(yōu)化進(jìn)一步降低造價(jià)。5)因本項(xiàng)目工期較緊，