基坑支护论文合集.pdf

内部资料 免费交流内部资料 免费交流 华东建工勘察华东建工勘察 CONSTRUCTION ENGINEERING INVESTIGATION AND SURVEYING OF EAST CHINA CONSTRUCTION ENGINEERING INVESTIGATION AND SURVEYING OF EAST CHINA 2009 1 总总 87 期 期 上 海 岩 土 工 程 勘 察 设 计 研 究 院上 海 岩 土 工 程 勘 察 设 计 研 究 院 全国建筑工程勘察科技情报网华东情报站全国建筑工程勘察科技情报网华东情报站 华东建工勘察 编辑委员会名单 华东建工勘察 编辑委员会名单 名誉主编 黄 芝 主 编 张富根 副主编 严伯铎 姚天强 朱天林 张晓沪 常务 顾 问 陆学智 张文龙 莫群欢 袁雅康 王家钧 张克恭 费涵昌 胡世华 谢仲屏 编委会主任 龚 渊 编 委 名誉主编 黄 芝 主 编 张富根 副主编 严伯铎 姚天强 朱天林 张晓沪 常务 顾 问 陆学智 张文龙 莫群欢 袁雅康 王家钧 张克恭 费涵昌 胡世华 谢仲屏 编委会主任 龚 渊 编 委 以下按姓氏笔划排序 以下按姓氏笔划排序 方 磊 白 航 付宪章 叶枝顺 朱天林 朱建锋 何国松 李 彪 严伯铎 张富根 张晓沪 周文沂 周群建 姚天强 唐益群 夏 寅 龚 渊 葛民辉 熊 武 潘国荣 戴一鸣 编辑部主任 夏 寅 编 辑 陈国民 庄永乐 李德伟 朱森雄 林永峰 魏智勇 王宇平 姚志刚 胡根兴 张 璐 方 磊 白 航 付宪章 叶枝顺 朱天林 朱建锋 何国松 李 彪 严伯铎 张富根 张晓沪 周文沂 周群建 姚天强 唐益群 夏 寅 龚 渊 葛民辉 熊 武 潘国荣 戴一鸣 编辑部主任 夏 寅 编 辑 陈国民 庄永乐 李德伟 朱森雄 林永峰 魏智勇 王宇平 姚志刚 胡根兴 张 璐 本期组稿单位 山东建工勘察科技情报站 本期责任编辑 王宇平 夏 寅 张 璐 下期组稿单位 安徽建工勘察科技情报站 本期组稿单位 山东建工勘察科技情报站 本期责任编辑 王宇平 夏 寅 张 璐 下期组稿单位 安徽建工勘察科技情报站 华东建工勘察 华东建工勘察 季刊 季刊 2009 年第年第 1 期总期总 87 期期 1985 年年 1 月创刊月创刊 2009 年年 3 月出版月出版 上海市连续性内部资料准印证 上海市连续性内部资料准印证 K 第 第 0083 号号 主办 全国建工勘察科技情报网华东情报站主办 全国建工勘察科技情报网华东情报站 协办 上海市勘察设计行业协会协办 上海市勘察设计行业协会 编辑 华东建工勘察 编辑部编辑 华东建工勘察 编辑部 地址 上海市延安东路地址 上海市延安东路 34 号号 电话 电话 021 63233496 邮编 邮编 200002 E mail xiayin 印刷 上海申测技术开发综合服务部印刷 上海申测技术开发综合服务部 Contents geotechnical investigation and design Discussion about some questions in liquefaction estimation of saturated soil Deng Dingxing 1 Influence analysis about excavation to tunnel deformation Kong Lingrong et al 6 Drilling method and safety measures in Xiang Shan fang bridge of Ningbo Wang Yongsen 13 Liquefaction mechanism of sand around the Changjiang River delta and how to deal with it Jiang Hongjun 18 The influencing factors of horizontal displacement under Surcharge Loads Tang Yanlei et al 20 Study of some questions about stress mechanism of soil nailing wall Liu Xinquan et al 31 testing Application of engineering geophysics in city construction Huang Yongjin 35 Application of optical fiber sensing technology in underground engineering Sui Haibo et al 48 The action and modified of total station axis error Wang Wenhui 61 Some common faults of investigation tender in Shanghai Feng Mingzhang 67 Discussion some problems in final account for completed water conservancy construction project Wang Yong 72 The influence of information technology development to construction project cost management Wang Yanli et al 75 勘察企业风采 勘察企业风采 上海建工勘察科技情报站上海建工勘察科技情报站 2009 年工作会议召开年工作会议召开 2009 年 1 月 14 日上海建工勘察科技情 报站召开 2009 年工作会议 出席会议的来 自上海站主任 副主任成员单位的 11 位代 表 会议由华东站龚渊主任委员主持 首先 由龚渊代表上海站作了 2008 年 工作总结和 2009 年度工作设想 对过去的 一年中 上海站在开展专题报告 研讨会 开展推荐评选先进情报工作者以及 华东建 工勘察 优秀论文活动 尤其在迎接奥运之 时 为增进成员联系 举办了首届迎奥运 勘信杯 乒乓球比赛 活动的展开得到了成员单 位的支持与认可 然后 由夏寅秘书长汇报 08 年度经费使用情况 最后 大家集思广益 畅所欲言 肯定了 2008 年上海站开展的各项活动以及成员单位的 理解和支持 肯定了主任委员单位作的努力以及每年一度工作会议提出要求与设想的落实 同时肯定了同济大学地下工程系对上海站的鼎力援助和帮助 没有他们的无私支助和热情支 持 没有成员单位和广大技术人员的理解和呵护 上海站没有今天所获的成绩 随后大家对 新一年的工作开展热烈地讨论和交流 提出了新的思路和合理化建议 与会代表一致认为 在过去的一年里 上海站在挂靠单位的指导下 在各成员单位的支持与配合下 努力地开展 活动 发挥成员单位作用 相互沟通与联系 坚持了每季度的专题报告和研讨交流 完成了 2008 年度的各项任务 展望未来 上海站还有更多的空间 更好的机遇 更大的交流平台 开展好各项交流活动 撰写出质高品优的论文 组织好精彩而又贴近实际的技术 科研 设 计咨询的报告 会议相信 上海站在成员单位和广大技术人员的努力和支持下 更扎实 有效地展开各 项活动 更努力 积极地发挥应有作用 取得更佳成绩 迎接世博会的召开 上海站 上海建工勘察科技情报站召开专题报告会 第二十一次 上海建工勘察科技情报站召开专题报告会 第二十一次 唐益群教授在作专题报告 黄雨教授在作专题报告 2009 年 1 月 14 日下午 上海站假座同济大学岩土大楼会议室召开 09 年度第 1 次上海建工勘察科技情报 站专题报告会 参加会议的来自上海 20 多个成员单位的 30 多位专业技术人员 报告会邀请邀请同济大学唐 益群教授作 地铁行车荷载下隧道周围饱和软粘土动力特性研究 和黄雨教授作 汶川地震诱发重大灾难性 滑坡的动力特征及其过程模拟 专题报告 会议由上海站夏寅秘书长主持 唐教授结合目前上海地铁隧道工程在饱和软粘土地质条件下 在运行动荷载作用下 引起周边土体以及 管线变形 从受力变形引起的漏水 漏泥 造成局部地面开裂和不均匀沉降产生的机理 途径 变形的规律 等进行论证 并结合科研项目采用现场测试 室内试验以及进行三维有限元模拟 微观试验等多种实验技术 对应力衰减规律发展趋势以及影响范围做出了定性 定量相结合研究 从而对上海乃至其他省市建造地铁隧 道工程中 在软土地质条件下的变形控制以及采取相应的对策或治理有着积极的推动作用 该课题研究报告 获得上海市科技进步二等奖 黄雨教授的报告结合 5 12 汶川大地震严重受损 造成及其重大地质灾害为课题背景 通过大量现场图片 以及理论研究阐明了青川 北川等地地质滑坡动力机理 运动特征 例举了 4 处较大规模滑坡实例 包括 青川东河口 映秀镇高速远程流动 寺前头滑坡以及青川马公乡滑坡 从而对产生滑坡稳定性分析以及如何 应对由于地质内力造成滑坡影响作出分析与评价 会上 上海建工科技情报站就 2008 年度工作总结及 2009 年度工作设想和与会的代表作了简单汇报 并 领取了 华东建工勘察 2008 年第 4 期杂志 图为报告会会场 上海站 报导 2009 年第 1 期 总第 87 期 华东建工勘察 1 2009 年第 1 期 总第 87 期 华东建工勘察 1 PHC 管桩在某基坑围护中的应用 王美云 上海岩土工程勘察设计研究院有限公司 提 要 对于开挖深度 5 6m 的基坑 常用的基坑围护方案有放坡开挖 复合 土钉墙 水泥土搅 拌桩坝体 SMW 工法以及钻孔灌注桩等形式 而采用 PHC 管桩作为基坑围护结构极为少见 本文结合工程实例 介绍了 PHC 管桩作为基坑围护结构在某基坑中的应用 关键词 基坑围护 PHC 管桩 钢绞线 1 概述 1 概述 随着城市地下空间的不断开发利用 基坑围护设计与施工工艺也得到了不断的发展 开挖 深度 5 6m 的浅基坑设计和施工都较为成熟 此类基坑根据周边环境的不同特点 常用的基坑 围护方案有放坡开挖 复合 土钉墙 水泥土搅拌桩坝体 SMW 工法以及钻孔灌注桩结合锚 杆或内支撑等形式 而对于某些特殊工程 由于各种客观条件的限制 一些非常规设计 施工 工艺应运而生 2 工程概况 2 工程概况 某基坑工程位于江苏省昆山市 基坑平面尺寸约 125 80m 基坑开挖深度一般为 5 55m 基坑东 西 南三侧环境条件比较简单 但其北侧靠近已建道路 且道路与基坑之间区域有管 廊分布 因此基坑围护设计 施工时应注意对管廊进行保护 具体见图 1 和图 2 根据岩土工程勘察报告 本工程场地所处区域为湖沼 滨海平原的太湖水网地带 浅层土 分布比较稳定 主要基坑围护设计参数见下表 1 基坑围护设计参数 表 1 固结快剪峰值 建议 渗透系数 层序 土名 一般厚度 m 重度 0 kN m 3 C kPa o K cm sec 粉质粘土 1 5 18 7 22 17 5 1 6E 06 粉质粘土 3 2 18 2 12 18 0 1 4E 06 1 粉质粘土 3 6 19 4 43 18 5 1 0E 06 3 1 粉砂 6 0 18 9 4 34 0 4 2E 04 2 王美云 PHC 管桩在某基坑围护中的应用 2009 年第 1 期 总第 87 期 2 王美云 PHC 管桩在某基坑围护中的应用 2009 年第 1 期 总第 87 期 根据岩土工程勘察报告 基坑底部主要位于第 层粉质粘土层内 该层土体物理力学性 质相对较差 对基坑稳定性不利 基坑底部为土性较好的第 1层粉质粘土 该层土的存在对 于提高基坑的整体稳定极为有利 图 1 基坑与周边环境相对关系 图 2 基坑北侧管廊实景 3 基坑围护方案确定 3 基坑围护方案确定 本工程除场地北侧有管廊需要进行保护外 其它三边环境条件比较简单 均可采用放坡 开挖 造价经济 且施工周期较短 对于北侧靠近管廊一侧 放坡开挖空间不足 由于基坑宽度约 80m 无法采用排桩 内支 撑形式 因此需采用排桩 拉锚的围护形式 此外 鉴于本工程工期比较紧张 因此尽量避免 采用钻孔灌注桩或 SMW 工法等需要进行长时间养护的围护形式 而采用钢板桩和 PHC 管桩围 护形式较为理想 由于当时本工程正在进行工程桩施工 PHC 管桩 静压法 因此最终确定 基坑北侧采用 PHC 管桩 钢绞线拉锚形式 具体设计参数如下 围护桩采用 PHC AB 600 110 管桩 700mm C30 混凝土全长度填芯 长度 10m 上设 1200 800mm 围檩 C30 外侧采用钢绞线与场地外侧排水沟 配筋 拉接 拉接点间距 2000mm 止水围护采用管桩间压密注浆 基坑围护剖面图及节点详图见图 3 图 6 2009 年第 1 期 总第 87 期 华东建工勘察 3 2009 年第 1 期 总第 87 期 华东建工勘察 3 图 3 基坑围护剖面图 图 4 PHC 管桩填芯详图 图 5 钢绞线与道路连接详图 平面 图 6 钢绞线与道路连接详图 剖面 4 王美云 PHC 管桩在某基坑围护中的应用 2009 年第 1 期 总第 87 期 4 王美云 PHC 管桩在某基坑围护中的应用 2009 年第 1 期 总第 87 期 4 计算分析与实际开挖工况 4 计算分析与实际开挖工况 4 1 经计算 基坑围护结构变形包络图如图 7 所示 20100 10 20 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 深度 m 水平位移 mm Max 10 7 100500 50 100 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 深度 m 弯矩 kN m 16 3 84 9 500 50 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 深度 m 剪力 kN 40 6 36 8 53 6kN m 图 7 基坑变形计算结果包络图 4 2 钢绞线强度验算 按整个 120m 边长整体验算 1 围护体系所需拉力 F 1 25 53 6 120 8040kN 2 钢绞线 2 S12 9 抗拉强度 N 85 4 1 22 42 84 0 914 12375 kN 满足要求 钢绞线强度发挥率为 65 3 钢绞线拉伸变形 cm EA Nl l82 6 1000004 8595 1 17800126 8040000 总变形 cm EA Nl l34 5 1000004 8595 1 1780050000 施加 50kN 预应力完成变形 基坑开挖过程中引 起的附加变形为 1 48cm 4 排水沟内固定用 14A 槽钢挠度验算 2222 8040 1000 21 200 34 3 4004 200 0 05 4848 200000 5637000 Pb flbcm EI 钢绞线拉伸 变形与槽钢挠曲变形总量为 1 53cm 4 3 PHC 管桩抗弯验算 一般剖面的计算最大弯矩为 84 9 kN m 承台超挖区域的计算最大弯矩为 262kN m PHC AB 600 110 管桩 未填芯时 极限弯矩 332 kN m 满足要求 4 4 实施效果 2009 年第 1 期 总第 87 期 华东建工勘察 5 2009 年第 1 期 总第 87 期 华东建工勘察 5 基坑开挖到底后实际效果见图 8 截至基础底板浇筑完毕 基坑变形仅为 2cm 与计算数 据基本吻合 图 8 基坑开挖实际效果 5 结论与注意事项 5 结论与注意事项 1 实践表明 采用 PHC 管桩作为基坑围护结构是可行的 2 PHC 管桩抗弯 抗剪性能较差 因此采用其作为基坑围护结构时应进行填芯处理 改善管桩性能 3 PHC 管桩间距较小 施工时应注意控制垂直度 避免管桩下部产生碰头现象 4 钢绞线与围檩及外侧固定点应有可靠连接 为减少围护结构变形 钢绞线应进行预 应力张拉 5 PHC 管桩围护结构不具备止水能力 应辅以压密注浆等形式作为止水帷幕 参考文献 1 国家建筑标准设计 预应力混凝土管桩 03SG409 北京 中国建筑标准设计研究院出版 2003 2 中华人民共和国行业标准 建筑基坑工程技术规程 JGJ 120 99 北京 1999 年 3 中华人民共和国国家标准 混凝土结构设计规范 GB 50010 2002 北京 2002 年 4 中华人民共和国国家标准 钢结构设计规范 GB 50017 2003 北京 2003 年 6 孙 徇 浅议岩土工程勘察钻探的现状及发展 2009 年第 1 期 总第 87 期 6 孙 徇 浅议岩土工程勘察钻探的现状及发展 2009 年第 1 期 总第 87 期 浅议岩土工程勘察钻探的现状及发展 孙 徇 孙 徇 华东电力设计院 提 要 工程建设项目的不断增多使得岩土工程勘察钻探面临一些新问题和新挑战 本文总结了钻探 工艺的应用现状以及在钻探过程中易出现的问题 并对新技术在钻探中的应用做了展望 关键词 岩土工程勘察 钻探 应用现状 问题 新技术 1 前言 1 前言 近年来 随着国民经济的持续发展 我国已经进入城镇化和城市机动化的快速发展期 一 方面 城市里的高层建筑大量涌现 另一方面 关于国计民生的各类大型生命线工程 如电厂 地铁 高速公路以及特大桥梁等也进入建设高潮 我国幅员辽阔 地形地貌种类繁多 地质条 件复杂多变 在工程建设的前期设计中 勘察作为了解土层地质条件的重要环节 对土建结构 设计的准确性起到了不可估量的作用 而钻探则是勘察的一个主要手段 其成果质量的优劣直 接影响到各个环节的设计工作 钻探若不能保质保量地完成 工程地质编录如果不能做到准确 地描述地层情况 提供第一手现场资料 整个勘察项目将成为无本之木 无源之水 本文将从 钻探现状及过程中易出现的问题等方面 浅议钻探技术的前景 2 岩土工程勘察钻探技术的应用现状 2 岩土工程勘察钻探技术的应用现状 钻探是一种常规且非常重要的勘探方法 也是采取岩土试样和进行孔内原位测试必不可少 的辅助手段 为了方便测试与取样 勘察钻进方法主要有锤击和回转两种 勘察过程中 往往 要将锤击和合金回转钻进综合运用 护壁堵漏则有冲洗液护壁 套管护壁和水泥护壁等方法 清水或钻孔自身造浆和套管护壁常较实用 在第四系中钻进 还要注意土质软硬变化对地层带 来的不利影响 特别是当钻头采用锤击方式从硬层进入软层时 硬土芯将产生堵截作用 层位 误差可达到该回次总进尺 1 对于厚度特别大的砂层 碎石土层和洞穴地区 钻探技术的开发 和创新更应值得高度重视 针对不同的地层条件 钻孔深度 地下水位以及设计要求 钻探工 艺的选择也各不相同 下面选择几个有代表性的类型进行分别阐述 1 结构松散无粘着力的砂层 2 可以利用小于套管直径一 二级的钻头在孔内钻进 钻进到一定深度将岩芯管提离孔底一 定高度 同时立即跟下套管 一般钻具提高不超过套管底部 防止涌砂 但水位高 涌砂严重 2009 年第 1 期 总第 87 期 华东建工勘察 7 2009 年第 1 期 总第 87 期 华东建工勘察 7 的地层可采用超前钻进 跟管 以达到钻孔深度 不断跟管隔砂 此种工艺选择合金钻头岩芯 管 2 上层为硬塑的粘性土 下伏岩层较为完整 上层可采用锤击 也可采用给水回转钻进且靠水压取芯 3 孔壁稳定 取样方便 可顺利 完成孔壁内触探等原位测试 岩层可采用裸孔清水硬质合金回转钻进 3 上层为硬塑的粘性土 下伏岩体含洞穴或裂隙 岩溶地区和采空区多洞穴 其表层采用常规硬粘性土的钻进方法 而下部的空洞或大的破 裂带常用套管隔离 尤其是发育多层洞穴时 还要安装多层套管 若岩体中溶蚀或裂隙张开性 不大 可用清水合金回转钻进 根据冲洗液的颜色或流量变化准确判断溶蚀的位置与规模 4 若溶蚀或裂隙张开性较大 影响清水上返时 则改用优质泥浆或水泥浆护壁堵漏 4 上层为无粘性土或软弱土 下层岩体完整 无粘性土可能源于河流冲积 岩石风化 急流洪积或人工堆积等 软弱土常由淤积或人工 堆积而成 钻进时 其孔壁难以稳定 故常跟管护壁 采用冲击 锤击或干法合金钻进 下部 完整岩体仍采用裸孔钻进 5 上层为无粘性土或软弱土 下层岩体含洞穴或裂隙 此种地层结构较为复杂 在综合 2 至 4 种情形的基础上 上层采用锤击 冲击或干 法合金回转钻进 跟管护壁至岩体 下部主要靠优质泥浆或套管护壁 采用回转钻进工艺 当 溶蚀强烈发育时 套管级数增多 孔内事故频繁 工期长 成本也会提高 3 岩土工程勘察钻探中常出现的问题及处理 3 岩土工程勘察钻探中常出现的问题及处理 5 6 由于地层的复杂性 在钻探之前往往不能将准备工作做到尽善尽美 在钻进过程中可能会 遇到一些突发事故 应急处理显得尤为重要 这里举几个常见的例子 1 难下套管 在巨厚层的可塑 软塑状的粘性土钻探时 土层易缩孔 需要跟管钻进 但因其粘性大 与管壁的摩擦力大 难以下套管 以致无法钻进 处理方法可先把难下的套管夹紧 再用两个 千斤顶慢慢把套管顶起 在孔壁间注水 以减小阻力 利用卷扬机反复拉动套管 并继续在孔 壁间注水 最大限度的降低管壁与土层间的摩擦力 在感觉到利用套管自重便能下到孔底时 在继续跟管钻进 在钻进中应经常在孔壁间注水 并来回提动套管 使套管始终保持 松 的 状态 2 卡钻 用抽砂筒跟管钻进砾石层时 当进尺过大 抽筒中的岩芯会溢出 导致卡钻 在我国南方 某些地区 圆砾层因承载力高 厚度大 分布稳定 一般作为高层建筑的地基持力层 钻探时 多需钻穿该层 而钻进时又大都采用抽砂筒跟管钻进方法 即边抽圆砾 边来回扭动套管钻进 8 孙 徇 浅议岩土工程勘察钻探的现状及发展 2009 年第 1 期 总第 87 期 8 孙 徇 浅议岩土工程勘察钻探的现状及发展 2009 年第 1 期 总第 87 期 但若回次进尺过大 会使进入抽筒中的岩芯过满溢出 掉入套管与抽筒间的管壁内 因圆砾粒 径常大于套管与抽筒间的间距 使抽筒被卡死 造成卡钻事故 可采用如下处理方法 在进尺 时要经常往套管中加注清水 做到勤起钻 回次进尺控制在抽筒长度的一半以下 防止岩芯过 满溢出卡钻 如发生卡钻 可用吊锤反打 将落入套管与抽筒间管壁的圆砾磨碎 使抽筒能顺 利提起 3 钻孔涌砂 沿海地区往往地下水丰富 而且在砂层或砾石层中往往存在承压水 钻探过程中常遇到 涌 砂 现象 此时若进行动探试验 会因动探头的推入 挤密孔内的砂砾石 使其与探头和套管 紧密结成一体 出现卡钻 可采用如下处理方法 试验前 实测套管内的 涌砂 高度 根据 此高度来决定套管的拔起高度 使触探头深度大于套管地步的深度 即可避免 卡钻 4 流砂 新近沉积的粉土和砂土广泛分布于我国很多地区 土质松散饱和 钻探时极易发生缩径和 钻孔孔壁坍塌 此即所谓流砂 主要原因有 抽吸和挤压造成孔内压力不平均 提钻具时 钻 具携土形成活塞与孔壁摩擦 破坏了已形成的泥皮 并使孔内泥浆外溢 孔底形成真空 泥浆 得不到及时补充 提钻后 泥浆急速回流 流程长 冲刷力大 破坏孔壁 泥浆回流后 由于 原有泥皮的破坏 泥浆对孔壁重新护壁时 亦可造成孔壁坍塌的一个原因 通过现场采用锤击 法钻进加双聚泥浆护壁以及麻花钻回转钻加入双聚泥浆护壁两种方法进行对比 发现后者的钻 进效率可以提高 1 6 倍 此外 采用合适的泥浆配比以及处理剂也能够有效的防止流砂 4 新技术在钻探中的应用 4 新技术在钻探中的应用 科学发展日新月异 面临不断出现的新问题 岩土工程钻探也需顺应潮流 大胆创新 逐 步提高自身的技术水平 目前在钻探中尝试以下新技术的应用 并取得了良好的效果 1 卫星定位 GPS 技术 GPS目前已经在汽车导航 测量定位等行业有了广泛的应用 在钻探作业中应用GPS技术可 以使钻机精确地完成事先设定的钻探模式 并能提供钻孔定位记录 加载记录和孔眼的间隔纪 录 如果在较大的工程项目中采用GPS 来进行钻孔定位 测量人员就不必在钻孔之前先标出孔 的位置了 而在较小的工程项目中应用GPS 钻机操作人员就不必按照设计图纸亲自划定每一 个孔的位置 GPS 系统也可用来精确地记录钻探作业的情况 并在一天工作结束的时候将记录 传到办公室 2 降噪技术 降低噪声是整个施工行业正在面临的另一问题 钻探行业也不例外 新出现的静音型钻机 对各个零部件进行了严格的配置 并在桅杆外面添加了一个特制的外罩 可以有效做到隔音效 果 对于城市中的市政工程钻探 这是非常有意义的 2009 年第 1 期 总第 87 期 华东建工勘察 9 2009 年第 1 期 总第 87 期 华东建工勘察 9 3 计算机技术 7 科学钻探离不开计算机技术 从钻探程序的设计 到钻探过程的控制 再到钻探数据的处 理 大量的工作都由计算机来处理 采用一套各个钻进过程最优化的计算机程序 使钻进技术 泥浆性能和水泥浆性能参数得到准确的控制 同时 钻进过程中获得的许多实际资料 都通过 计算机来进行综合整理 得出结论 再用于指导钻进 从而可以大大提高钻进速度和精度 5 结论 5 结论 同很多行业一样 岩土工程勘察钻探也是在摸索中前进 随着工程建设项目的增多 各种 地质新问题也将不断涌现 钻探技术水平的提高有赖相关专业技术人员多积累经验 多学习理 论知识 并借鉴国外先进成功的工程实例 使我国的勘察钻探技术走入可持续发展的良性轨道 参考文献 1 周德泉等 路基清淤检测的实践与探讨 中南公路工程 2001 1 2 林宗元主编 岩土工程勘察设计手册 辽宁科学技术出版社 1996 3 罗国屏 岩土工程勘察中的钻探新工艺 工程勘察 1997 3 4 周德泉等 岩溶地区桥位选址及勘察方法初探 勘察科学技术 1997 6 5 王建杰 梁俊勋 岩土工程钻探常见的事故及处理方法 广西水利水电 1998 2 68 69 6 张忠坤 岩土工程勘察中流砂层钻探技术探讨 水利水电进展 1997 8 49 51 7 孙友宏等 试论新技术革命下的科学钻探 探矿工程 1996 5 10 12 10 张 勇等 青岛火车站站房基坑支护工程设计实例 2009 年第 1 期 总第 87 期 10 张 勇等 青岛火车站站房基坑支护工程设计实例 2009 年第 1 期 总第 87 期 青岛火车站站房基坑支护工程设计实例 张勇 孙涛 李鹏 青岛火车站站房基坑支护工程设计实例 张勇 孙涛 李鹏 青岛市勘察测绘研究院 提 要 本基坑为青岛地区典型软土场区 土岩组合 地质条件下的基坑支护工程 根据基坑周边 环境 坡顶施工条件 分别采用了桩锚 复合土钉墙 土钉墙等支护体系 本基坑工程支护桩采用冲击钻成 孔 基岩面埋深较深部位采用桩锚支护体系 埋深较浅部位采用吊脚桩结合坑内留台护桩脚的支护措施 确 保了支护桩的合理嵌固深度 有效限制了土体位移 确保了基坑工程的稳定安全 关键字 土岩组合 桩锚 复合土钉墙 1 工程概况 1 工程概况 青岛火车站站房工程场区位于广州路与费县路交口处的原火车站旧址 上部结构 3 层 地 下 1 层局部 2 层 0 00 7 610m 绝对标高 基坑开挖平面范围较大 地下室面积约 24201 周长约 2500m 结合工程实际 基坑开挖时平面划分为四个区域 分别为 区 16 9m 区 8 2m 9 2m 区 11 2m 区 8 2m 9 2m 详见基坑支护平面图图 1 2 场地条件 2 场地条件 2 1 工程及水文地质条件 场区地形平坦 岩土层层序清晰 地层结构简单 第四系最厚约 16m 主要由素填土 含 有机质粘土 粉质粘土和砾砂组成 根据勘察资料 场区主要地层情况简述如表 1 地下水类 型为第四系孔隙潜水及弱承压水 稳定水位埋深 1 00 2 20m 土的物理力学性质 表1 直剪强度指标 土层 土 名 平均厚度 m r kN m 3 Ck kPa k 素填土 3 0 18 0 10 20 含有机质粘土 3 0 19 0 25 18 粉质粘土 5 0 19 5 30 20 粉质粘土 3 3 19 5 10 20 砾砂 1 1 20 0 10 35 强风化花岗岩 1 7 21 0 0 45 中等风化花岗岩 6 3 23 0 0 50 2009 年第 1 期 总第 87 期 华东建工勘察 11 2009 年第 1 期 总第 87 期 华东建工勘察 11 2 2 环境条件概况 本工程西区附近既有建筑物已拆除 与主干道广州路相邻 南区与费县路相临 坡顶拟 作为大型施工运输车辆和材料集中堆放场地 东区北侧紧靠益群地下商场 基坑开挖将暴露其 地下室外墙 该段仅需做简易支护 东部南段基坑紧邻火车站标志性建筑钟楼 为支护设计重 点 现已查明广州路及费县路有多条管线 从图中距离推断 管线不会对基坑支护施工造成影 响 详见基坑支护平面图图 1 石 青 岛益群地下 商城 石 0 89 1 06 0 11 0 07 0 07 0 12 0 12 0 12 图1 基坑支护平面图 12 张 勇等 青岛火车站站房基坑支护工程设计实例 2009 年第 1 期 总第 87 期 12 张 勇等 青岛火车站站房基坑支护工程设计实例 2009 年第 1 期 总第 87 期 3 基坑支护设计 3 基坑支护设计 3 1 方案论证 基坑开挖最深约17 0m 支护设计的主要目的是确保基坑周边建筑物 尤其是东南角钟楼 的结构安全 同时确保基坑边坡安全 稳定 为大型施工车辆运输和钢材等建筑材料堆放创造 有利条件 因此基坑所处环境条件较为复杂 建设单位原考虑全基坑采用桩锚支护体系且桩嵌 入基底以下不小于3 0m 同时采用双排旋喷搅拌桩止水帷幕 我方认为该设计方案可行 但如 果考虑造价 工期等因素 存在一定不合理性 原因有如下几点 该工程为市重点工程 计划2008年7月投入试运行 所有分部工程工期必须服从该原则 所以如果全部采纳桩锚方案 首先支护工期不能满足要求 其次因基坑开挖深度范围内岩性主 要为 土岩组合 对于基岩面埋深较浅地段 桩的入岩施工难度极大 相应工程造价将大大 提高 如果采用双排旋喷搅拌桩止水帷幕 则只有等帷幕施工完成后方可进行土方 支护施工 因此该项施工将额外增加工期 同时因基坑周长过长 止水帷幕造价约600万 工程造价大 我方在认真研究以上方案存在问题的前提下 因地制宜 根据基岩面埋深 周边环境 地 下水赋存特征和坡顶位移限制等综合环境条件 采用桩锚 8 8 9 9剖面 桩锚结合留台 9 9 剖面 复合土钉墙 1 1 2 2剖面 土钉墙等支护体系 同时 根据紧邻原青岛益群地下 商城基坑开挖地下水的赋存情况 建议取消旋喷桩止水帷幕 既能确保基坑安全 稳定 同时 又满足经济 合理 节省工期的原则 3 2 支护设计 根据不同周边环境和地质条件采用不同的支护技术 主要包括 基坑东侧钟楼和基坑南 侧东段采用桩锚支护技术 基坑南侧西段和基坑西侧南段采用复合土钉墙支护技术 基坑 西侧北段及其余各侧采用土钉墙支护技术 如图1为基坑各支护单元平面图 图2至图6分别为典型支护单元的支护剖面图 2009 年第 1 期 总第 87 期 华东建工勘察 13 2009 年第 1 期 总第 87 期 华东建工勘察 13 图2 基坑南侧东段和钟楼部位支护剖面图 9 9 9 9 剖面 14 张 勇等 青岛火车站站房基坑支护工程设计实例 2009 年第 1 期 总第 87 期 14 张 勇等 青岛火车站站房基坑支护工程设计实例 2009 年第 1 期 总第 87 期 图3 钟楼部位支护剖面图 8 8剖面 图4 基坑南侧西段支护剖面图 1 1剖面 2009 年第 1 期 总第 87 期 华东建工勘察 15 2009 年第 1 期 总第 87 期 华东建工勘察 15 图5 基坑西侧北段支护剖面图 2 2剖面 图6 基坑北侧中段支护剖面图 4 4剖面 4 施工中遇到的问题及解决办法 4 施工中遇到的问题及解决办法 4 1 灌注桩施工 8 8 9 9支护单元采用桩锚支护 对灌注桩入岩有一定要求 先期采用钻孔灌注桩施工工 艺 入岩段施工效率极低 进尺速率小于100 24h 无法满足施工工期要求 后改用冲击钻成 孔工艺 大大提高入岩段施工效率 进尺速率大于250 12h 从而即能确保施工工期 又能 确保设计方案的执行 4 2 锚杆施工 本工程在基坑南侧1 1支护剖面MG2成孔施工过程中 锚杆孔内涌水量突然加大 钻机操作 手未感觉有异常地层变化 因1 1支护剖面紧邻费县路主干道 且管线较多 锚杆孔涌水存在 导致路面塌陷 管线压断的危险 所以现场立即采取各种措施 例如用装有速凝剂的砂袋封堵 孔口 利用挖掘机将杉木杆 钻杆顶入孔内等 但均未取得止水效果 经专家现场分析涌水 原因 调查基坑所处环境 地下人防分布图后认定涌水原因是将一段未经查明的地下人防干道 外墙打穿所至 而后在施工中设计及时变更 调整锚杆角度及标高 避免了类似情况的发生 通过这次施工意外事件 明确了基坑设计前环境调查的重要性 环境调查的细致与否 直接决 定了基坑设计的可靠性 4 3 设计变更 考虑施工工期这一关键因素 将钟楼西侧北段的桩锚支护体系做如下调整 详见9 9 剖 面 因9 9 支护剖面段基岩面埋深较浅 因此将桩底标高由原设计 20 9上移至 13 5位置 桩 16 张 勇等 青岛火车站站房基坑支护工程设计实例 2009 年第 1 期 总第 87 期 16 张 勇等 青岛火车站站房基坑支护工程设计实例 2009 年第 1 期 总第 87 期 前采取留台措施 台宽1 5m 桩嵌入留台内2 0m 设计变更大大缩短灌注桩工程量 赢得了施 工工期 确保了钟楼的安全 火车站长途汽车旅游站停车场 费 路 广 砖 砖 砖 砖 砖 砖 砖 沥 州 路 支 县 单 县 路 青岛益群地下商城 0 89 1 06 图 8 基坑监测平面布点图 2009 年第 1 期 总第 87 期 华东建工勘察 17 2009 年第 1 期 总第 87 期 华东建工勘察 17 5 监测结果 5 监测结果 5 1 监测内容及监测数据 监测内容主要包括支护结构水平位移监测 周边建筑物水平位移监测 周边建筑物地面沉 降监测 基坑监测平面布点见图8 支护结构S1单元布设3个位移监测点 S2单元布设2个位移 监测点 W1单元布设2个位移监测点 W2单元布设1个位移监测点 E1单元布设3个位移监测点 E2单元布设3个位移监测点 各点的位移监测结果如表2 监测点水平位移及水平位移速率表 表 2 点号 最终水平位移量 mm 最终平均水平位移速率 mm day SP1 16 0 14 SP2 19 0 14 SP3 17 0 14 SP4 15 0 11 SP5 12 0 10 SP6 14 0 11 SP7 16 0 12 SP8 10 0 08 SP9 10 0 08 SP14 6 0 04 SP15 14 0 01 SP16 12 0 01 SP17 8 0 01 SP18 7 0 01 SP19 21 0 13 SP20 20 0 12 SP21 28 0 17 SP22 23 0 14 SP23 13 0 07 SP24 13 0 07 SP25 22 0 12 SP26 20 0 11 SP27 13 0 07 SP28 18 0 10 SP29 7 0 04 SP30 16 0 09 SP31 10 0 05 SP32 8 0 04 SP33 12 0 07 SP34 15 0 08 SP35 7 0 04 18 张 勇等 青岛火车站站房基坑支护工程设计实例 2009 年第 1 期 总第 87 期 18 张 勇等 青岛火车站站房基坑支护工程设计实例 2009 年第 1 期 总第 87 期 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 3 30 4 13 4 27 5 11 5 25 6 8 6 22 7 6 7 20 8 3 日期 水平位移 mm SP2 SP4 SP6 SP7 图 9 基坑北侧水平位移 时间曲线 0 2 4 6 8 10 12 14 16 4 17 5 1 5 15 5 29 6 12 6 26 7 10 7 24 8 7 日期 水平位移 mm SP15 SP16 SP17 SP18 图 10 基坑东侧水平位移 时间曲线 5 0 5 10 15 20 25 30 2 17 3 3 3 17 3 31 4 14 4 28 5 12 5 26 6 9 6 23 7 7 7 21 8 4 8 18 日期 水平位移 mm SP23 SP24 SP25 SP26 SP27 SP28 SP29 图 11 基坑南侧水平位移 时间曲线 2009 年第 1 期 总第 87 期 华东建工勘察 19 2009 年第 1 期 总第 87 期 华东建工勘察 19 2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 2 17 3 3 3 17 3 31 4 14 4 28 5 12 5 26 6 9 6 23 7 7 7 21 8 4 8 18 日期 水平位移 mm SP31 SP32 SP33 SP34 SP35 图 12 基坑西侧水平位移 时间曲线 如图 9 图 10 图 11 和图 12 分别为基坑北侧 东侧 南侧及西侧主要监测点的水平位 移时间曲线图 主要反映水平位移变形在整个监测过程中的发展 由图可知 基坑东西南北侧整体水平位移变形在监测期间达到稳定 围护结构处于安全稳定的使用状 态 基坑四侧水平位移达到稳定的时间 变形主要出现在基坑开挖阶段 至基坑垫层施工阶 段 基坑变形基本上进入稳定状态 基坑北侧变形 4 月底进入稳定状态 最大位移发生在点 SP2 基坑东侧水平位移变形较平缓 6 月下旬进入稳定状态 最大位移发生在点 SP15 基坑 南侧至 3 月份变形较大 其后逐渐进入稳定状态 最大位移发生在点 SP26 基坑西侧主要变 形发生在至 3 月底 其后逐渐进入稳定状态 最大位移发生在点 SP31 6 6 小结 小结 该基坑为青岛地区典型软土场区 土岩组合 地质条件下的基坑支护工程 根据基坑周边 环境 坡顶施工条件分别采用了桩锚 复合土钉墙等支护体系 确保了基坑的安全 稳定 为 火车站早日竣工奠定了基础 本基坑工程支护桩采用冲击钻成孔 基岩面埋深较浅部位结合坑 内留台的设计措施 有效地限制了土体位移 确保了支护桩的嵌固深度 支护系统稳定安全 且施工速度较快 造价相对较低 值得进一步研究推广 20 戚庆学等 河南省人民医院医技楼基坑支护工程实录 2009 年第 1 期 总第 87 期 20 戚庆学等 河南省人民医院医技楼基坑支护工程实录 2009 年第 1 期 总第 87 期 河南省人民医院医技楼基坑支护工程实录 戚庆学 陆秋生 唐安业 沈卓昌 戚庆学 陆秋生 唐安业 沈卓昌 山东正元建设工程有限责任公司 1 工程概况 1 工程概况 河南省人民医院医技楼基坑工程东西长约 178 0m 南北宽约 98 0m 平面上整体呈 凹 字形 环抱着紧邻的已建病房大楼 该工程建成后 两楼的地下室将直接连通 该工程设两 层地下室 从现有自然地坪算起 整体开挖深度为 8 5m 电梯井处深 10 1m 基坑东北角局部 深 2 4m 西北角基坑局部深 5 3m 南侧基坑局部深 5 6m 2 周边环境条件 2 周边环境条件 基坑周边环境极为复杂 有多栋老旧建筑物需加以特别保护 基坑南边坡临近核磁共振室 和放射科楼 距核磁共振室仅 3 06m 距放射科楼 11 1m 核磁共振室为单层 砖混结构 条 形基础 基础埋深约 1 0m 放射科楼为四层 条形基础 基础埋深 1 5m 距门诊东楼 18 3m 楼高四层 条形基础 基础埋深 2 0m 距门诊西楼 19 5m 楼高九层 采用沉管灌注桩基础 地下室底板埋深 5 5m 基坑东北部距 6 层后勤楼最远处为 3 8m 最近处仅 1 2m 该楼采用筏板基础 基础外挑 1 5m 基础埋深 2 4m 基坑北边坡紧邻已建的 22 层病房楼 与基础边线最近处仅 3 6m 病房楼的 500m 3消防水 池最近处已贴近基坑边线 水池埋深 4 6m 病房楼采用静压桩基础 基坑东距经二路 15 0m 西距经三路 15 0m 业主要求 基坑开挖与施工必须确保周边建 构 筑物的安全与正常使用 其中又以后勤 楼 消防水池 磁共振室最为重要 作为本工程的重点保护对象 基坑支护平面示意图如下 2009 年第 1 期 总第 87 期 华东建工勘察 21 2009 年第 1 期 总第 87 期 华东建工勘察 21 深5 3m 深2 4m 深8 5m 共振室 1层 深5 6m 坡度15 后 勤 楼 放 射 科 3 4层 门 诊 东 楼 5 6层 深8 5m 11 1m 18 3m 车 库 出 入 坡 道 坡度 15 车 库 出 入 坡 道 A 区 段 B 区 段 C 区 段 J 区 段 E 区 段 G 区 段 H 区 段 B 区 段 A 区 段 K 区 段M 区 段 A 区 段 深10 1m 深10 1m 3 06m 3 80m N 区 段 门 诊 西 楼 9 11层 1 50m 19 5m 3层 L 区 段 L 区 段 O 区 段 500立方水池 22 层 病 房 楼 F 区 段 设备井口 水 管 基础边线 旋喷桩 后 勤 楼 筏基边线 经 二 路 经 三 路 图 1 基坑支护平面示意图 3 岩土工程条件 3 岩土工程条件 3 1 地层条件 拟建场地地形平坦 地貌单元为黄河冲积平原 场地地层主要为全新统新近冲洪积物 工 程性质较差 尤其基坑开挖工程所涉及的浅部地基土层属黄泛区新近沉积土 其工程稳定性极 差 根据业主提供的地质资料 开挖深度范围内地层主要由杂填土 粉土及粉质粘土组成 各 项相关岩土指标如下 基坑支护设计参数表 表 1 层 号 岩土名称 平均厚度 m 重度 kN m 3 粘聚力 Cu kPa 内摩擦角 u 0 锚杆极限摩阻力 标准值 kPa 杂填土 0 97 18 5 10 0 15 0 20 粉土 3 81 20 1 9 0 21 0 50 粉土 2 40 20 1 15 0 22 0 50 粉质粘土与粉土互层 2 25 19 8 23 0 18 0 60 粉土 4 58 20 0 21 0 20 0 50 粉质粘土 4 30 19 0 70 粉砂 4 80 20 5 70 3 2 地下水条件 场地水文地质条件较复杂 分上层潜水和下部承压水两个含水层 上层潜水水位埋深约 1 5m 主要含水层为松散 稍密的粉土 综合渗透系数为 0 5m d 相对隔水层 第 层粉质 22 戚庆学等 河南省人民医院医技楼基坑支护工程实录 2009 年第 1 期 总第 87 期 22 戚庆学等 河南省人民医院医技楼基坑支护工程实录 2009 年第 1 期 总第 87 期 粘土 顶板埋深约 14 0m 下部承压水含水层顶板埋深约 18 0m 主要含水层为中密 密实的 粉砂和细砂 承压水水头位于地表下 8 0m 综合渗透系数为 6 0m d 4 基坑支护设计方案 4 基坑支护设计方案 4 1 工程特点 本工程是当地的一个重点和难点工程 本工程具有以下几个明显的特点 1 场地土层为黄泛区新近淤积而成 工程性质差且不稳定 具有较明显的蠕变性 失 水变形明显 2 场地水文地质条件复杂 潜水埋深浅 且承压水水头较高 3 基坑周边狭窄 无放坡空间 必须垂直开挖 且基坑周边环境复杂 需保护的老旧 建筑物较多 对变形