浅谈软土地基基坑围护施工及开挖对周边老旧房屋沉降分析论文_贾吉敏

上海市机械施工集团有限公司 上海市 200072

摘要:龙华街道161街坊33丘地块工程南侧为5栋70年代居民楼,房屋为砖混结构,无基础,抗变形能力差。基坑离该房屋距离为12米,且下部有人防结构以及原乐购超市底板结构,需在围护施工前进行清障处理。在进行施工作业期间,不可避免的对房屋造成影响。在施工过程中采取了多种方法减少施工作业对房屋的影响,并归纳整理相应时期的监测数据,希望能对以后类似工程有所帮助。

关键词:砖混结构;房屋沉降;清障;围护施工

1引言

现今,随着城市建设的高速发展,地下地上空间的大量使用,在建筑密集区域不可避免的出现了大量基坑施工工程。该类工程离周边建筑群体较近,施工过程中必定对建筑物群造成一定影响。特别是对建造年代较早,基础结构较差的建筑物,有着很大的损害。本文以龙华161工程为背景,以该工程南侧5栋70年代的房屋沉降数据为依据,分析基坑施工过程中对房屋的沉降影响情况。希望对本工程后续施工予以帮助,并给相类似情况提供借鉴。

2工程概况及房屋大致情况

2.1工程概况

龙华161工程地理位置位于龙华路与龙华港之间,临近龙华寺。运营的轨道交通11号线龙华路站横穿基坑南部,在建的轨道交通12号线龙华路站紧贴基坑西北侧。工程占地面积为4.15万平方米,地下部分建筑面积12.5万平方米。

地下共有三层,开挖深度为16米,由于房屋拆迁、道路翻交、地铁施工等各种原因共分为13个大小基坑。其中最靠近居民房屋的为1a、1b两个基坑(根据设计意图,特意将本工程靠近房屋位置划出一个宽度约为16~20米的狭长型基坑,编为1号基坑。后由于翻交道路占用了1号基坑西侧,故将1号基坑拆分为1a、1b两个基坑)。两个基坑均为狭长型,开挖深度均为16.245米。基坑采用地下连续墙作为围护体系,1a号基坑为二道混凝土支撑(第一、第三道)和二道钢支撑(第二、第四道),1b号基坑为一道混凝土支撑以及三道钢支撑。基坑南侧有隔离桩,深20米。

2.2房屋概况

基坑南侧共有5栋房屋,其中最东侧1号楼为箱型基础,基础底埋深2.8m。2、3、4、5号楼为条形基础,基础底埋深1.5m。此5栋房屋均为砖混结构,高5层,结构形式差,抗变形能力弱,房屋下部无桩基基础。房屋距离基坑约为12米,中间有一堵小区围墙,房屋距离围墙约为5米。

图1:房屋与基坑关系图

3施工流程及对房屋造成的影响

龙华161工程已完成了1a、2号基坑的围护、结构施工,1b号基坑已完成了地下墙施工。本文中将按照施工顺序,将各个施工工序对房屋造成的影响进行汇总,从而直观地了解各项施工的不同影响情况。其中,由于工程桩采用钻孔灌注桩,且施工时间较为分散,对周边影响较小,同时在其施工期间穿插进行了多项施工,故将工程桩引起的沉降变化归纳入其他施工工序中去。

在各个工序施工过程中,以附图1中F5、F13、F21、F29为对比点来进行数据分析。

3.11a号基坑第一段隔离桩施工

龙华161工程为保护房屋,首先进行了隔离桩施工。由于当时的施工位置关系,1a号基坑南侧隔离桩共69根,仅可施工西侧的45根,东侧的隔离桩被小区原有围墙挡住,且下部有人防结构,无法施工。

第一段隔离桩直径550mm,深20米,间隔1米,成梅花形布置,距离基坑边约为5米。施工时间为2017年11月17日至2017年11月25日。房屋沉降变化如下表:

表1:1a号基坑第一段隔离桩施工时房屋沉降汇总表

3.21a、2号基坑地下人防清障

在施工1a、2号基坑桩基施工过程中,发现了在1a、2号基坑下存在地下人防结构。该人防自1号楼与2号楼之间延伸至本工程基坑内,整体为南北走向,横穿1a、2号基坑。地下人防结构主要为上部2.5~2.7m的回填土,0.45m厚的粘土烧结砖结构,0.25m厚的混凝土垫层以及垫层下部0.5~0.7m块石垫层。地下人防整体埋深在6.5米左右。

施工中采用排孔将基坑范围内人防与延伸至小区房屋内的人防结构打断,然后采用分段开挖回填的方式进行清障,并将剩余小区房屋人防结构回填水泥土防止房屋有过大变形。

表2:1a、2号基坑人防清障时房屋沉降汇总表

3.31a基坑三轴搅拌桩施工

由于本工程下部有53t层,故设计在地下墙外侧采用43米三轴搅拌桩进行止水隔断,搅拌桩直径850mm,套打施工,内侧采用19米三轴搅拌桩进行槽壁加固,直径850mm,搭接施工,水泥掺量均为20%。设备采用JN250型,高度为50米,一次成桩。施工时间为2018年5月16日至2018年6月23日。

表3:1a号基坑三轴搅拌桩施工时房屋沉降汇总表

3.41a、2号基坑地下墙施工

1a号基坑围护结构采用地下连续墙,外侧结构墙为33米深,1米厚,内侧中隔墙为31米深,0.8米厚。1a号与2号基坑地下墙共43幅,施工时间为2018年8月17日至2018年9月17日。

表4:1a、2号基坑地下墙施工时房屋沉降汇总表

3.51a号基坑第二段隔离桩施工

完成了基坑内地下人防的清障施工后,由于小区围墙距离剩余隔离桩极近,部分隔离桩位置更是位于现状小区围墙下,因此无法进行围墙位置地下人防清障及剩余隔离桩施工。

8根据现状对隔离桩位置进行调整后,确保了隔离桩距离小区围墙有2米的施工距离同时也尽可能避免对已完成三轴搅拌桩的破坏。

因剩余隔离桩距离小区围墙仅2米,距离太近无法采用大开挖工艺进行清障施工。为了减少施工对居民的影响,针对隔离桩位置先采用旋挖钻孔设备进行清障施工,再采用长护筒配合钻孔灌注桩成桩。

地下人防外的剩余隔离桩,直接采用钻孔灌注桩机进行成桩。采用直径800mm旋挖机搭接50mm进行清障。隔离桩采用直径550mm,桩深20米,间距750mm。采用6.5米深护筒成桩。

施工时间为2018年10月15日至2018年10月29日。房屋沉降变化如下表:

表5:1a号基坑第二段隔离桩施工时房屋沉降汇总表

3.61a号基坑开挖及回筑施工

1a号基坑面积约为750平方米,采用明挖顺筑法施工,基坑布置二道砼支撑、二道钢支撑以及一道临时钢支撑,钢支撑采用Φ609钢管(t=16mm)支撑,土方量约为12000立方米。基坑回筑时,拆除第二道混凝土支撑前采用一道临时钢支撑,从而控制回筑过程中的基坑变形情况。

1a号基坑自2018年12月13日开挖,至2019年1月20日完成底板浇筑施工。至2019年4月24日完成顶板浇筑施工。

表6:1a号基坑开挖及回筑施工时房屋沉降汇总表

3.10数据整理

将各个工序的数据进行整理如下:

表10:各点沉降累计值汇总表

4结束语

目前,龙华161工程正在继续施工,就现有数据进行大概分析,大致可有以下结论:

(1)对于基础较差的房屋结构,其自身也有天然沉降,在其周边无施工作业时,其也有沉降发生。

(2)在基坑较差的房屋旁施工时,桩基施工以及浅部的开挖施工,有隔离桩隔离,对其造成的沉降影响不大。而较深的三轴搅拌桩施工,由于设备重,距离近,且深层搅拌时,压力较难释放,更多地影响了土体变形,反而对房屋沉降影响较大。

(3)基坑开挖及回筑过程是影响房屋沉降的最大因素,需吸取之前的经验教训,加快施工进度。根据此经验,调整后续基坑支撑形式,钢支撑将采用应力补偿系统,从而减少基坑变形。

希望随着本工程的继续施工,对相类似的基坑周边老旧房屋变形控制起到一定的指导作用。

参考文献

[1]黄声享.变形监测数据处理[M].武汉:武汉大学出版社,2002;

[2]张尚根,赵荣欣,龚晓南.软土地基基坑开挖地表沉降量的数值研究[J].浙江大学学报,1998,32(1):95~101;

[3]杨卫东.建筑设施管理的新趋势-动态变形监测[J].港工技术,2002(4):49-52 

论文作者:贾吉敏

论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期

论文发表时间:2019/8/30

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