蘇州某辦公大樓深基坑工程地質(zhì)設(shè)計

蘇州某辦公大樓深基坑工程地質(zhì)設(shè)計

1地下工程施工設(shè)計方案已建成的商務大樓位于蘇州工業(yè)區(qū)。建筑面積共計5120公頃，建筑面積45953.08公頃，地下4層（約18m），地上23層，建筑面積99.6m?；A(chǔ)形式為樁基礎(chǔ)。該項目基坑呈規(guī)則矩形,基坑長邊方向長度約74m,短邊方向長度約58m,基坑周長約266m,開挖面積約4290m2,開挖深度為17.1～18.3m。地下車庫深坑超挖0.8～1.6m,核心筒區(qū)域深坑超挖3.8～4.8m,基坑側(cè)壁安全等級為一級。本基坑的設(shè)計方案采用地下連續(xù)墻/鉆孔灌注樁擋土+三軸水泥土攪拌樁止水(局部高壓旋噴樁)+三道鋼砼水平支撐的圍護形式。其中臨地鐵側(cè)(南側(cè))采用1000mm地下連續(xù)墻擋土,L=34m,緊貼地墻內(nèi)外兩側(cè)為3Φ850@1200三軸水泥土攪拌樁,L=25.5m,地下連續(xù)墻與三軸攪拌樁間距為80mm;其余三側(cè)采用Φ1050@1250灌注樁擋土,L=30～32m,止水帷幕一般區(qū)域采用3Φ850@1200三軸水泥土攪拌樁,L=25.5m,核心筒區(qū)域深坑采用Φ800@500高壓旋噴樁圍護并封底。2工程和水文條件2.1項目的地理條件根據(jù)本工程地勘報告,自上而下分,對基坑有影響的7個土層分層描述如表1所示。2.2填土微承壓水賦存狀態(tài)本場地內(nèi)對工程建設(shè)有影響的地下水主要為潛水、微承壓水及第Ⅰ承壓水(上段)。潛水主要賦存于淺部填土層中,其穩(wěn)定水位標高在1.30～1.35m。微承壓水主要賦存于④層土中,富水性及透水性中等。其穩(wěn)定水位標高為1.00～1.05m。第Ⅰ承壓水主要賦存于⑦層土中,其富水性及透水性均較好,穩(wěn)定水位標高在-3.00m左右。3間隧道隧道概況本工程場地南側(cè)基坑內(nèi)邊線距離用地紅線1.9～3.1m,紅線外為蘇華路,路下為蘇州軌道交通1號線星海街站至星港街站區(qū)間隧道。其相互關(guān)系如圖1所示。根據(jù)蘇州市軌道交通集團有限公司提供的資料,軌道交通1號線區(qū)間隧道隧道埋深約為9.67～12.46m,盾構(gòu)外側(cè)距離本工程基坑內(nèi)邊線約10.9～12.1m,盾構(gòu)隧道管片設(shè)計相關(guān)參數(shù):管片寬度為1.2m,內(nèi)徑為5500mm,外徑為6200mm,管片厚度為350mm,管片分六塊錯縫拼裝。由于星海街站至星港街站區(qū)間長度僅為540m,軌道交通設(shè)計單位通過調(diào)整線路縱坡,在該區(qū)間沒有設(shè)置聯(lián)絡通道兼泵站。該區(qū)間隧道位于本基坑3倍挖深影響范圍內(nèi),且從埋置深度來看,正好位于本基坑變形較大的位置,對其保護不利,故為本工程基坑設(shè)計、施工過程中重點保護對象。因軌道交通區(qū)間隧道對變形控制要求極高,基坑施工、土方開挖所引起的各種卸載和加載活動對區(qū)間隧道的影響限度必須控制在其允許變形值之內(nèi)。4加載過程對運營區(qū)間隧道的影響根據(jù)蘇州市軌道交通集團有限公司的要求,周邊各種卸載和加載活動對運營區(qū)間隧道的影響限度必須符合隧道結(jié)構(gòu)設(shè)施絕對沉降量及水平位移量≤10mm的要求。監(jiān)測報警值如表2所示。5為鐵路區(qū)域隧道辯護5.1地下連續(xù)墻下樁間坑底蝦群樁方案(1)靠區(qū)間隧道一側(cè)的圍護結(jié)構(gòu)選用1000mm厚的地下連續(xù)墻,增大圍護體剛度。(2)靠區(qū)間隧道一側(cè)的坑內(nèi)被動區(qū)土體采用Φ850三軸水泥土攪拌樁壩體裙邊加固(坑底以上15.2m,水泥摻量10%;坑底以下4m,水泥摻量16%)。(3)地下連續(xù)墻內(nèi)外兩側(cè)先施工一排Φ850三軸攪拌樁,攪拌樁套打施工,與地下連續(xù)墻槽段凈間距80mm,形成“夾心餅”,以確保地墻成槽質(zhì)量。(4)增加地下連續(xù)墻底后注漿,減少因地下連續(xù)墻下沉對區(qū)間隧道的拖帶效應。(5)要求先施工三軸攪拌樁止水帷幕,再施工工程樁和圍護樁,以減少大規(guī)模灌注樁施工對區(qū)間隧道的不利影響。(6)南北方向設(shè)置鋼筋砼對撐,結(jié)合砼角撐和邊桁架,形成穩(wěn)定的支撐體系,控制地墻變形。鄰近軌道交通區(qū)間隧道的基坑剖面如圖2所示。5.2基坑變形及支護(1)土方開挖階段是區(qū)間隧道保護的關(guān)鍵階段,對土方開挖的方向、順序、分層等均嚴格按照專家評審通過的施工方案進行施工。(2)加快土方開挖進度,立足一個“搶”字,即力爭以最快的施工速度完成基坑工程施工,這對支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定,區(qū)間隧道的安全無疑都是極其重要的。土方開挖時現(xiàn)場設(shè)專人負責、指揮。(3)及時進行砼支撐的施工。(4)當基坑變形速率大、水平位移超標時,立即停止開挖,及時查找原因,采取補設(shè)鋼支撐等措施,直至變形穩(wěn)定。(5)明確行車和出土方向,空車從南側(cè)進,重車從北側(cè)出,避免重車在靠近區(qū)間隧道區(qū)域行走。(6)第一道支撐下的每一層土方(最后一層土方除外)采用“盆式”開挖,即先開挖中間對撐區(qū)域的土方,到標高后72小時內(nèi)必須形成南北向或東西向的對撐,最后開挖角部土方,盡快形成完整的支撐體系。(7)基坑最后一層土方分塊開挖,每一小塊限時在24小時之內(nèi)完成開挖,配筋墊層隨挖隨澆,無墊層暴露面積不超過200m2,無墊層暴露時間控制在8小時以內(nèi),等其中的一小塊墊層澆筑完畢后才能開挖另一小塊。(8)南側(cè)裙房區(qū)域的下翻承臺很多,落深不一,與主體結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)后仍無法改變。為了盡快形成平整的墊層傳力體系,要求每一小塊統(tǒng)一開挖到普遍的承臺底標高,在8小時內(nèi)澆筑好該區(qū)域300mm厚的配筋墊層。對于沒有下反承臺的區(qū)域,利用磚胎膜結(jié)合素砼快速回填到設(shè)計標高,再盡快綁扎底板鋼筋,澆筑基礎(chǔ)砼。(9)等南側(cè)裙房區(qū)域基礎(chǔ)大底板澆筑完成后才允許開挖主樓核心筒土方。(10)搶險材料準備:開挖前準備足夠優(yōu)質(zhì)木樁和腳手板,裝土袋,以備護坡。5.3降低對區(qū)間隧道的影響(1)區(qū)間隧道是基坑施工監(jiān)測的重點?；幽蟼?cè)的區(qū)間隧道監(jiān)測由蘇州市軌道交通集團有限公司委托第三方監(jiān)測機構(gòu)全權(quán)負責,其監(jiān)測項目、測點位置、監(jiān)測頻率和報警值均應取得蘇州市軌道交通集團有限公司的認可。根據(jù)區(qū)間隧道的監(jiān)測情況及時調(diào)整施工工況,項目參建各方應服從軌道公司的統(tǒng)一指揮,真正做到信息化施工,把基坑開挖對區(qū)間隧道的影響降低到最小程度。(2)對土方開挖加強基坑施工監(jiān)測,采用信息化方法指導施工。由業(yè)主聘請第三方觀測,并及時將監(jiān)測信息反饋給施工方等單位,便于其掌握信息,調(diào)整施工方法,必要時采取緊急措施。(3)對于監(jiān)測項目在基坑開挖前應測得初始值,且不應少于三次?；娱_挖過程中,每天監(jiān)測2次,位移及變形穩(wěn)定后每天監(jiān)測1次,直至基礎(chǔ)工程施工結(jié)束。特殊情況下加密監(jiān)測。(4)建立監(jiān)測險情預報制度,施工單位自行監(jiān)測的有關(guān)數(shù)據(jù)達到預警值時,首先應復測,以確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的正確性;其次與專業(yè)的第三方監(jiān)測單位的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行對比分析,證實確為達到預警值時,方可預警。預警步驟為:①監(jiān)測數(shù)據(jù)經(jīng)過復測超過預警值時,立刻口頭通知監(jiān)理。②針對預警部位,2小時內(nèi)整理監(jiān)測報告,提供給監(jiān)理。③6小時內(nèi)出預警通知,提供給監(jiān)理、業(yè)主及施工方等單位。6基礎(chǔ)施工方法6.1基坑支護施工根據(jù)本工程的特點,按照業(yè)主、監(jiān)理對安全質(zhì)量和工期的要求,擬將本工程按施工順序劃分為六個施工階段。第一階段:施工準備階段,主要是組織專家對本工程施工方案進行二次評審、場地臨設(shè)搭建、設(shè)備進場調(diào)試等。第二階段:基坑圍護工程的三軸攪拌樁止水帷幕、鉆孔灌注樁、地下連續(xù)墻施工以及坑底加固施工;期間穿插完成工程樁試樁施工及其靜載測試工作。第三階段:工程樁的施工。期間穿插完成本工程21口管井的施工。第四階段:基坑土方分層開挖,本工程根據(jù)支護結(jié)構(gòu)設(shè)計方案,土方分四次進行開挖,第一次開挖自然地面至-2.60m,進行第一道支撐的施工;待支撐養(yǎng)護至設(shè)計要求強度后,分層進行第二次開挖至-9.60m,進行第二道支撐的施工;待支撐養(yǎng)護至設(shè)計要求強度后,分層進行第三次開挖至-14.60m,進行第三道支撐的施工;待支撐養(yǎng)護至設(shè)計要求強度后,分層進行第四次開挖底板底設(shè)計標高(17.6m)以上20～30cm,人工清土后完成墊層澆筑,再開挖承臺及局部坑中坑。第五階段:工程竣工驗收完工、基坑移交階段。在基坑開挖過程中對支護結(jié)構(gòu)進行監(jiān)測,并提交竣工資料;在基坑開挖至設(shè)計坑底標高后,組織有關(guān)單位對基坑支護工程進行竣工驗收。第六階段:地下結(jié)構(gòu)施工階段,根據(jù)設(shè)計工況分別完成結(jié)構(gòu)施工及傳力帶施工,待結(jié)構(gòu)及傳力帶強度達設(shè)計要求后,自下而上拆除支撐。最后具備條件時回填基坑。6.2撐梁與第三道支撐梁之間的土體開挖基坑設(shè)計三道混凝土內(nèi)支撐,根據(jù)每道支撐的布置情況及相互凈高度,為減少基坑的位移,土方開挖采取“盆式”開挖方法:(1)第一層土體從北側(cè)出入口出土。出土方向是從南向北依次出土。(2)第二層土體(第一道支撐梁與第二道支撐梁之間的土體),利用大型挖土機接力駁土,土方車在棧橋上,不下入基坑。該層土體再分兩個亞層開挖,分別是-2.60～-6.10m和-6.10～-9.60m,每層高度為3.50m。開挖剖面如圖3～圖4所示。(3)第三層土體(第二道支撐梁與第三道支撐梁之間的土體),由于深度達12m,利用小型挖機進入基坑底部翻土,長臂挖機在棧橋上裝車外運。該層土體再分兩個亞層開挖,分別是-9.60～-12.10m和-12.10～-14.60m,每層高度為2.50m,如圖5～圖6所示。(4)第四層土體(第三道支撐梁與坑底之間的土體),按照設(shè)計思路,此階段是基坑變形最大階段,必須合理安排挖土工序,為此,采取以下方法:①合理分塊。為嚴格控制地鐵區(qū)間隧道的變形,將第四層土體在平面上分為7塊,如圖7所示。②合理安排施工順序。經(jīng)項目參建各方協(xié)調(diào),實際施工中按以下順序進行開挖:首先,開挖分區(qū)1-1、1-2、1-3,分區(qū)1-1開挖至相對標高-18.900m、分區(qū)1-2開挖至相對標高-18.700m、分區(qū)3開挖至相對標高-17.700m。其中分區(qū)1-1設(shè)置300mm墊層(內(nèi)配12@200×200,基礎(chǔ)墊層底至-18.900m標高處采用素砼填實)。其次,開挖分區(qū)2-1、2-2,分區(qū)2-1開挖至相對標高-18.900m、分區(qū)2-2開挖至相對標高-17.700m。其中分區(qū)2-1設(shè)置300mm配筋墊層(內(nèi)配12@200×200,基礎(chǔ)墊層底至-18.900m標高處采用素砼填實)。再次,施工分區(qū)1-(1～3)、2-(1～2)底板,待以上底板達到一定強度后,開挖分區(qū)3,施工核心筒區(qū)底板。最后,開挖分區(qū)4。③合理利用棧橋加快土方外運。由于開挖第四層土體時,基坑坑底深度已達17m,采用普通長臂挖機無法完成施工任務,因此選用抓式挖土機在棧橋上裝車外運,坑底采用挖機短駁、翻土。詳細剖面如圖8所示。6.3控制分塊開挖、墊層澆筑的并按照要求范圍施工(1)基坑開挖至坑底后應先限時澆筑墊層,再開挖施工局部深坑。(2)在開挖最后一層土方時,土方從分塊開挖到墊層澆筑完必須控制在12～24小時內(nèi)。(3)施工必須編制每塊土方的詳細施工進度計劃,并應得到設(shè)計、監(jiān)理單位的認可,土方開挖實際工況自始至終應與設(shè)計各計算工況相吻合。(4)開挖施工過程中,應同時保證坑內(nèi)臨時邊坡穩(wěn)定,防止臨時邊坡的突然坍塌造成基坑坑壁瞬間超大位移的產(chǎn)生。7基坑地下水位基坑施工從2010年12月1日開工至2011年9月1日總包方底板澆灌完畢,歷時300天,比計劃工期提前20天。根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù),基坑施工期間,基坑東、西、北三側(cè)最大的位移量僅18mm。基坑南側(cè)區(qū)間隧道的最大位