某工程深基坑支护的设计与施工

内容提示 介绍某工程通过对深基坑支护方案的选择 支护设计 支护施工等方面采取有力措施 从 而确保了工程质量和施工安全的成功经验 延伸阅读 支护 施工 深基坑 设计 摘 要 介绍某工程通过对深基坑支护方案的选择 支护设计 支护施工等方面采取有 力措施 从而确保了工程质量和施工安全的成功经验 关键词 深基坑 支护 设计 施工 1 工程概况 某工程位于城市中心地带 北向为城市主要大道 南临某勘察设计研究院 东侧为 某公司的宿舍区 西侧与一家新华书店相毗邻 占地面积 16526m2 总建筑面积 130000m2 主楼为 33 层 高 99 80m 设地下室二层 基坑深度为 9 80m 地下水 位埋深介于 5 40 8 70m 2 场地工程地质条件概述 场地土层自上而下依次为 2 1 人工填土 Qml 主要为杂堆土 属老填土 主要由粘性土 碎石 砖块等 组成 含硬杂质 30 左右 成分复杂 密度程度不均匀 结构较密实 层厚为 0 80 5 50m 2 2 第四系新近淤积 Q14 淤泥质粉质粘土 灰褐色 呈饱和 软塑 流塑状态 具臭味 摇震无反应 切面稍有光滑 零星分布 层厚 1 00 1 70m 2 3 第四系冲积 Qal 层粉质粘土 褐黄 褐红色 夹灰白色 呈网纹状 稍 湿 很湿 硬塑 坚硬状态 不均匀含 5 15 粉细砂 层厚 2 20 8 80m 2 4 粉质粘土 褐黄色 底层逐渐过渡为粉土 稍湿 可 硬塑状态 层厚 0 60 4 30m 2 5 砾砂 黄 褐黄色 石英质 含约 10 25 的圆砾 呈饱和 中密状态 层 厚 0 30 3 00m 2 6 卵石 黄 褐黄色 饱和 中密状态 不均匀含中粗砂及粘性土约 20 30 层厚 0 40 2 90m 2 7 第四系残积粉质粘土 褐红 紫红色 系第三系泥质粉砂岩风化残积而成 原 岩结构清晰 局部夹少量岩块 硬塑 层厚 0 30 3 50m 2 8 强风化泥质粉砂岩 褐红 紫红色 大部分砂物成份已风化变质 节理裂隙发 育 岩芯呈块状及碎块状 分布于整个场地 厚度为 0 50 2 30m 2 9 中风化泥质粉砂岩 紫红色 岩芯呈柱状及长柱状 岩石较完整 揭露厚度为 1 10 17 50m 2 10 地下水 经勘察 各钻孔均遇见地下水 按性质分为上层滞水和潜水二种类型 其中上层滞水主要分布于人工填土和第四系冲积粉质粘土中 受大气降水和地表水补 给 一般水量不大 潜水主要赋存于第四系冲积砾砂和卵石中 受大气降水和上层滞 水补给 略具承压性 勘察测得地下水的混合稳定水位埋深介于 5 40 8 70m 由于第四系冲积砾砂和卵石均属强透水性地层 是场地内主要含水层 在桩基施工 期间须制定适合场地水文地质条件的排水 降水施工方案 确保周边建筑物正常使用 避免因降水或排水引起周边建筑物的开裂或下沉等现象发生 3 基坑支护方案选择 基坑支护的方案有放坡 护壁桩 锚杆 喷锚等 各种方案有其优点和局限性 因 此 选择合理的方案是保证基坑支护工程质量和施工安全的关键 该工程在深入掌握 和研究已有工程地质 水文地质资料和周边环境条件的基础上 进行多种方案的分析 论证与优化 并着重考虑了以下因素 3 1 北边为城市主要道路 地下管网 地下电缆及光缆等管线较多 埋深在 2 0m 左 右 且分布有 5 6 层多层建筑物 条型基础 施工期间暂不拆除 距基坑边缘只有 2 4m 进行基坑支护时 不能对其造成破坏影响 3 2 东向为已有宿舍区 与基坑垂直分布有四栋多层住宅楼 南向分布有二栋多层住 宅 间距为 2 5m 进行基坑支护时 不能对其造成破坏影响 3 3 当该工程采用人工挖孔桩基 持力层选择中风化泥质粉砂岩时 将穿越砾砂 和 卵石 该两层属强透水性地层 如不进行有效降 排水措施 将较难穿越砾砂和卵 石层或因抽排水对周边管线及建筑物造成不良影响 综上所述 东 南 北侧段基坑支护方案采取桩锚支护型式 东段基坑支护方案采 取土钉墙支护方式 4 设计原则 4 1 设计方案是根据建筑基坑总平面图范围 场地岩土工程条件 场地周边环境条件 及基坑开挖深度等要求确定 4 2 地面一般附加荷载为 q 10 15Kpa 北侧原有建筑物条基下均布荷载为 240KPa 东南侧原多层住宅条基下均布荷载为 160Kpa 该三段基坑侧壁安全等级为 一级 重要性系数 ro 取值 1 10 其它地段安全等级为二级 重要系数 ro 取值为 1 00 4 3 设计所需参数系根据勘察报告并结合工程经验确定 相关指标如表 1 5 基坑支护施工 5 1 桩锚支护型式 护坡桩布置在基坑东南北侧 采用人工挖孔桩和锚杆支护 桩径 900mm 桩长 13 8m 桩芯砼强度等级为 C25 桩间桩为 2000mm 单排 人工挖孔桩施工各技术 参数允许偏差为 桩径偏差 5mm 垂直度 0 5 主筋间距 10mm 使整排护 坡桩为一体 设置一道桩顶圈梁 尺寸为 500 900 h b 砼标号为 C25 桩主筋 入圈梁 450 为增加其抗滑动力矩 设置两道腰梁并铺设预应力锚杆 桩锚支护总体施工程序为 首先进行人工挖孔桩施工 接着施工桩顶圈梁 然后随 着基坑挖土的同时完成腰梁和预应力钢筋的施工 人工挖孔桩施工流程为 场地整平 放线 定桩位 挖第一节桩孔土方 支 模浇筑第一节混凝土护壁 在护壁上二次投测标高及桩位十字轴线 安装活动井 盖 垂直运输架 起重电动葫芦 活底吊土桶 排水 通风 照明设施等 重复挖 土 支模 浇筑混凝土护壁工序 循环作业至设计深度 13 8m 扩底 清理 虚土 钢筋笼制安 浇筑桩身混凝土 制作桩顶圈梁时应凿除桩头部分混凝土 露出钢筋 让挖孔桩与桩顶圈梁相互锚固 使整排护坡桩连为一个整体 预应力锚杆施工工艺流程 定位 锚杆钻机就位 钻进成孔 安放锚杆及止 浆塞 注浆 养护 安装腰梁 台座 安装锚头张拉锁定 成孔采用锚杆钻 机用泥冰钻进方法进行 锚杆采用 28 钢筋 中间每隔 2m 设一个对中支架 注浆管 随锚杆下入孔内 注浆管距孔深 50 100mm 锚杆自由段桩用塑料布包裹 灌浆采用 压力灌注入泥浆 一次灌浆采用 1 1 的水泥砂浆 压力为 0 1 0 3Mpa 二次注浆采 用水灰比为 0 45 0 5 的水泥浆 压力为 2 5 5Mpa 桩上设置二排锚杆 锚杆施工 参数如表 2 锚杆锁定在锚梁上 锚梁由两根 20 槽钢和钢垫板等组成 当锚固体达到 75 的强 度时 可进行锁定 锁定荷载值在 30 60KN 5 2 土钉墙支护型式 基坑东侧段采用喷锚支护 按 80 放坡 当基坑顶面有放坡的 余地时 放坡的坡角尽量放缓 锚杆自上而下设五排 锚杆施工参数见表 3 锚杆成 孔施工各技术参数允许偏为 孔深 50mm 孔径 5mm 孔距 100mm 成孔 倾角 5 支护要求分层自上而下进行基坑开挖 边挖边支护 第一层挖深 2 0m 往下每层挖深不超过 1 8m 基坑侧面留 0 10m 以便修土坡 坡度为 1 0 25 其施工 工艺流程 放线修坡 凿孔 安装锚杆 注浆 挂钢筋网 焊接加强筋 喷射砼 养护 测量 当锚杆完成注浆后 在坑壁上挂 6 5 钢筋网 网孔 200 200 并通过 16 1800 1800 加强筋与锚杆主筋焊牢 然后喷射砼 喷射作业 层分段施工 喷层厚度为 100mm 一次喷射厚度为 50mm 分两层喷射 砼标号为 C20 及时加强养护 使其强度稳定 不至于出现裂缝 锚杆抗拔力按表 4 取值 5 3 排水措施 采取基坑内排水措施 基坑边坡设置泄水孔 纵向孔距 3 00m 横向孔距 3 00m 用长度 500mm 的 50PVC 管做排水管 基坑底修筑排水沟 尺寸 300 300mm 按 3 坡度流向集水井 集水井靠转角处共设置 4 个 尺寸 1500 1500 1500mm 排水 沟及集水井用 1 2 水泥砂浆抹面 厚度 10mm 5 4 施工安全监测 监测内容 地下水位 邻近建筑物和道路的水平位移 支护结构水平位移及坡顶沉 降 预应力锚杆的预应力监测 在支护施工阶段 要每天监测 1 次 在完成坑开挖 变形趋于稳定的情况下 可适当减少监测次数 直到支护退出工作为止 对降水引起沉降的观测主要设置在目前邻建筑物上 对支护位移的监测 包括水平 和垂直沉降 测点设在基坑四周 每边 3 个 另外 应特别加强雨天和雨后监测 以 及对各种危及支