王 伟
(上海绿地建筑工程有限公司,上海,200063)
【摘 要】基坑工程施工在遇到雨季,常出现变形过大,流沙、甚至倒塌等情况,一度给工程带来不小的打击,不但造成费用浪费,同时耽误工期。
【关键字】围护加固;基坑变形
1.工程概况
某工程总建筑面积为172021m2。拟建22 幢5 层别墅(设地下室)、5 幢18~27 层高层主楼(设地下室)、1 层大型地下车库以及门卫等配套设施。
基坑开挖面积约为46812 m2,基坑外周长约1016 延长米,高低差处周长约2212 延长米,围护总周长为3228 延长米。开挖深度部分达到6m,大部分区域为4m 多。
2.岩土情况
2.1 基坑开挖深度影响范围内土层情况如下
①素填土:主要由粘性土组成,夹植物根茎,碎砖、碎块等,场地内普遍分布,厚度为0.40~1.80m。
②1 粘质粉土:含云母,氧化铁斑点,夹薄层粉质粘土,密实度松散,中等压缩,场地内遍布,厚度1.40~2.50m。第②3 层粘质粉土,含云母及少量腐植物,夹薄层粉质粘土,密实度松散,中等压缩,场地内遍布,厚度7.40~10.70m。第②层总厚度较大约11.0m,具有较高的透水性,该地块其层底绝对标高为-6.48~-9.66m。
2.2 地下水影响
与本工程设计、施工有关的地下水类型为潜水,其水位动态变化主要受控于大气降水和地面蒸发等影响。勘探期间由钻孔中测得地下水稳定水位埋深一般为0.20~1.10m。
3.围护特点及施工要求
3.1 本工程有以下几个特点
(1)基坑开挖边线距离用地红线均较近;
(2)基坑开挖深度范围内分布有较厚的第②1 及②3 粘质粉土层,层底标高略有起伏,厚度约11m,土层渗透性较强,极易产生管涌、流砂现象,必须采取可靠的止水、降水措施;
(3)由于基坑面积较大,考虑到现场施工需要,施工便道及材料堆场的布置,基坑分三个区域进行施工,施工顺序为北区-南区-中间区域。
3.2 施工要求
本工程由于基坑面积较大,根据建设单位总体计划安排,基坑分三个区先后进行,先施工北区,再施工南区,最后施工中间的区域,每分区土方开挖及结构施工顺序如下:
(1)对于邻近地库的27F 主楼(先浅后深)
①先开挖主楼,主楼底板混凝土浇筑完成并养护7d 后方可开挖地下车库;
②车库底板混凝土未浇筑完成前,邻近主楼向上施工层不得超过±0.00;
③车库底板浇筑完成后,车库顶板未完工前,邻近主楼可向上施工不得超过地上3层;车库未回填前,临近车库主楼也不得回填;
④主楼脚手架采用悬挑脚手架形式,同时需确保主楼与车库立体施工时竖向防护的可靠。
(2)对于坑内别墅与地库落差处(先深后浅)
先开挖至别墅基础垫层底,施工基础垫层并设置钢筋网片,然后开挖地库,即先深后浅。
4.围护设计
4.1 止水帷幕
本工程采用两排双轴水泥土搅拌桩作为止水帷幕,在外圈形成封闭,止水搅拌桩隔断渗透性较高的②1 及②3 粘质粉土层,进入其下第④淤泥质粘土微透水层,桩端标高根据第④淤泥质粘土微透水层层顶标高进行调整。
4.2 重力坝
根据不同的挖深采用的双轴搅拌桩重力坝的围护型式也不尽相同,基本是坝体宽度和插入比为控制在1:1.19 以上。
对于个别需要加固的地方采用2.7m 宽重力坝+前后排内插φ600 钻孔灌注桩的围护型式,坑内设置8 排搅拌桩作为辅桩。搅拌桩桩长12.0m,插入比为1:1.22,前后排φ600钻孔灌注桩桩长11.50m,间距2.0m。
4.3 坑内加固
由于本工程坑底位于②3 粘质粉土层,土性较好,故设计坑底没考虑采用暗墩加固;基坑内部局部深坑处,对落深≥1.2m 局部深坑均采用双轴水泥土搅拌桩进行加固,基坑贴边深坑处,除深坑采用双轴水泥土搅拌桩进行加固外,坑外围护结构也相应加强。
5.基坑围护结构变形
基坑土方开挖将近90%时,恰逢当地雨量较多时期,且当时雨量远超往期雨量,受此影响,西侧人防地下室部位出现围护桩未咬合、断裂、塌方、流沙等现象,其余各边均有出现孔洞、渗水、流沙、围护开裂现象。同时基坑顶部压板出现开裂,缝隙均有在继续扩大迹象,总位移量已经达到12cm。
(1)土方开挖正值雨季,降水量超往年很多;
(2)基坑底板部位所处第②3 层粘质粉土中,易出现流沙;
(3)土方开挖后基坑底部暴露时间过长,围护施工时水泥掺量小于设计值;
(4)给部位地处人防地下室二层机械车位部位,基坑开挖较其他部位深2.2m;
(5)围护外围土体吸收大量雨水后,土体含水量猛增,致使围护外侧水压力过大,推动围护偏移。
7 抢险加固措施
为了确保基坑施工安全,工程上采取了加固原有围护,防止基坑变形进一步加大等一系列措施:
(1)人防塌方部位,采用自然放坡。因原有围护已经失去作用,周边环境条件允许放坡,先将基坑中水抽出,然后采用一大一小挖机将基坑中泥土挖出,同时修整边坡,边坡休整好后采用土体内打入¢48@1000 钢管3m 长,上部单层钢筋网片¢8@200 单层双向,钢筋与钢管焊接牢固,上部喷射混凝土。同时坑外加强降水。
(2)支护加固,对部分区域采用钢筋混凝土挡墙进行加固,混凝土挡墙采用250mm厚,高度2.2m,底部深入垫层下部500mm深,宽度自基础底部边到围护桩边。挡墙下部做盲沟,内填筑大粒径石子,以利于排水,每20m 设置集水井。
(3)已经产生裂缝的部分,采用坑顶用水泥砂浆处理,缝隙口部用油膏密封。同时在雨天用彩条布覆盖,变形较大的部位围护外侧增设轻型井点降水。在坑内增设明沟,购买直径160 管径排水泵加强排水。
(4)提高检测频率,对个别位置采用4次/天,发现日变量超出报警值,启动应急预案,避免人员伤亡。
8.效果
通过上述一系列措施,针对雨季基坑抢险加固措施得当,该工程基坑变形等险情得到了有效的控制,具体表现如下:
(1)基坑内无明水常积,基坑外轻型井点常抽不停,支护变形通过检测数据显示,基坑变形进一步收缓,趋于稳定;
(2)基坑内侧渗水、流沙现象明显减弱,基本可以控制;
(3)钢筋混凝土挡墙强度逐步上升,该部位变形趋于稳定;
(4)最后工程顺利完成地下工程,现正值装修阶段。
论文作者:王 伟
论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年5月总第198期供稿
论文发表时间:2015/9/15
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