关于高层建筑中深基坑施工技术的分析

关于高层建筑中深基坑施工技术的分析摘要：本文是笔者结合自己多年的工作实践，根据工程实例，对建筑工程深基坑技术的工程情况、施工工艺、监测方案进行了分析，并解决了复杂环境所带来的难题，达到加快工程进度，减短工期，节约成本，是符合当今节约能源与提高经济效益的目的。笔者有幸参与了武汉江尚天地项目深基坑支护设计、施工工作。现以此工程为例，简要介绍基坑支护施工及拆除的特点和相关的注意事项，可供同行参考。关键词：深基坑；降水；支护；方案中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：1、工程概况武汉江尚天地项目是由武汉联发瑞成置业有限公司投资兴建的城市综合体项目，项目位于武汉市武昌区和平大道918号，原武汉铁路职业技术学院校内，规划净用地面积34930m2，总建筑面积227588.80m2，其中地上建筑面积174650m2，地下建筑面积52938.80m2。基坑周长约为668.0米，土方开挖方量约为40万m。该建筑物结构型式为：1#4#楼（3844层）为剪力墙结构，5#SOHO楼（43层）为筒中筒结构，各栋楼之间设置23层商业裙房，为框架结构。各栋楼地下部分连为一体，为二层地下室，主楼以外地下室部分考虑抗浮设计。该场地自然地面标高为22.1423.99m，0.000为23.400m，地下室底板顶面标高-9.70m，筏板厚2.30m。基础设计等级为甲级，建筑物安全等级为二级，设计使用年限为50年，抗震设防类别为丙类。1.1工程现场的勘察情况根据中煤科工集团武汉设计研究院进行的岩土勘察报告:该场地上部为近代人工填土层及第四系全新统冲积一般粘性土、淤泥质土、粘性土夹粉土；中部为第四系全新统冲积砂土层及冲洪积中细砂混卵砾石；下伏白垩-下第三系东湖群泥质砂岩、砂砾岩。根据本次勘探成果，结合室内土工试验成果报告，本次勘察揭露的地层由新至老分述如下：杂填土（Qml）：杂色，表层主要为混凝土路面及其碎石垫层、建筑垃圾等组成，底部为素填土。该层分布于整个场地。钻孔揭露厚度介于0.4m8.5m之间。粘土（Q4al）：褐黄、黄褐色，湿饱和，以软塑状态为主，局部呈流塑状态，局部为淤泥质土。层顶埋深介于0.8m4.5m之间。1粉质粘土夹粉土、粉砂（Q4al）：褐灰色，饱和，呈流塑状态，局部夹淤泥质粉质粘土。层顶埋深介于4.6m9.2m之间。2粉细砂夹粉土（Q4al）：层顶埋深介于6.7m11.9m之间。1细砂（Q4al）：灰色，饱和，呈稍密中密状态。层顶埋深介于10.2m15.9m之间。2细砂（Q4al）：灰色，饱和，呈中密密实状态。层顶埋深介于15.1m23.3m之间。3中细砂（Q4al）：青灰色，饱和，呈密实状态。层顶埋深介于23.5m34.2m之间。中细砂混卵砾石（Q4al+pl）：杂色，饱和，呈密实状态。层顶埋深介于48.4m53.2m之间。1强风化泥质砂岩、砂砾岩（K-E）：灰白色棕红色，以泥质砂岩为主，泥质胶结。层顶埋深介于49.7m54.4m之间。钻探过程中未见洞隙。2中风化泥质砂岩、砂砾岩（K-E）：灰白色棕红色，以泥质砂岩为主，泥质或钙质胶结，镶嵌碎裂状块状结构，层顶埋深约65.085.5m。施工场地的地下水状况为:上层滞水赋存于层填土之中，主要接受大气降水和地表散水垂直入渗的补给，无统一自由水面，水位及水量随季节性大气降水及周边生活用水排放的影响而波动，稳定水位埋深为0.81.8m，相应标高为22.3021.88米。孔隙承压水主要赋存于1粉质粘土夹粉土、粉砂、2粉细砂夹粉土、单元砂土层及层中细砂混卵砾石层中，水量较大，与长江有密切的水力联系，丰水季节，长江水补给地下水，枯水季节，地下水补给长江，二者是互补关系。该场地距离长江小于1000m，其承压水头变化幅度更大，勘察期间（2010.12.20）于抽水试验孔内观测承压水头结果显示，承压水水头（枯水期）位于地面下8.258.30m（相当于绝对标高14.45m）。1.2施工过程中的难点分折在该项目工程中，由于施工场地比较狭窄，而且场区两侧都已有建筑物，土方边坡在1:1以内，所以在施工过程中一定要避免损害邻近建筑物。为此，基坑支护设计采用钻孔灌注桩加一道钢筋砼梁支撑系统进行边坡支护，另在支护桩外侧设置三轴搅拌桩8501200形成止水帷幕。对于电梯井坑中坑区域，由于开挖深度达到-16.3米，为防止产生突涌，采用高压旋喷桩进行封底处理。这样既可确保基坑安全，又能方便土方开挖和运输，同时支护桩、降水井、高压旋喷桩和三轴搅拌桩也能交叉作业，将大大缩短工期。2、施工过程中主要采取的技术方案2.1利用支护桩加钢筋砼梁支撑进行基坑支护支护桩采用钻孔灌注桩，桩径d=1000、1200mm，桩中心距s=1500mm，砼强度为C30，沿基坑四周布置。另在基坑四周设置三轴搅拌桩形成止水帷幕，与钻孔灌注桩联合作用，既能挡土又能止水。三轴搅拌桩的设计方法为:8501200，相邻两个搅拌桩之间搭接的长度为250mm，搅拌桩的长度为1417m。内支撑梁为钢筋砼梁（1000mm800mm，600mm500mm），砼强度为C30，支撑梁下立柱为钢立柱，为防止地下水底板渗水，在地下室底板施工时，在各钢立柱与钢筋砼底板连接处要设止水钢板，满焊在钢立柱的四周。2.2地表水处理1、对基坑周围地面用厚50mm的素砼进行硬化，基坑坡顶四周设置排水沟，以截地表水流入基坑；2、在基坑四周和基坑底部沿坑底四周修筑一条排水沟，截面尺寸300400mm，砼浇筑，流入集水井中，统一排入市政排水系统；2.3下部砂层承压水处理为防止基坑降水对周边环境造成影响，结合勘察时进行的抽水试验成果，设计采用井深35m的中深井进行降水，成井直径550mm，单井出水量为80m/h(1920m/d)。井管采用274钢管和缠丝包网填砾石（规格23mm）过滤。井管底部为沉淀管，长度2.0m，其上为长度L=27m的滤水管，再上为井管达井口。深井潜水泵采用总扬程不低于45m，额定流量为80m/h，泵体最大外径不大于250mm的类型，抽出的地下水含砂量应满足长期运行1/10万的设计要求。根据本工程特点和需要，共设置34口降水井，基坑内另设6口观测井（兼备用降水井）。对深井降水抽出的地下水采用400的钢管进行排水，统一排入市政排水系统。2.4高压旋喷封底由于本工程承压水头比较高，电梯井坑中坑区域开挖深度达到-16.3米，并且基坑开挖面正好在3-2粉砂夹粉土层或4-1细砂层中，土的渗透性极强，为防止电梯井局部深坑产生突涌，对电梯井坑中坑区域采用高压旋喷桩封底：其中高压旋喷桩坑底加固（800600，桩长L=3.0m）；4排高压旋喷桩坑侧挡墙（800600，桩长L=7.0m），使封底区域形成闭合的箱体，确保土方开挖安全。2.5换撑拆撑本工程基坑支