设计、施工与监测课件

珠海丽景湾花园基坑支护设计、施工与监测毛怡法冯诚2010.11一、工程概况珠海市丽景湾二期B区综合楼基坑支护工程位于珠海市海燕路与凤凰路交汇处东北角，属市区繁华地段。其东侧北段为7~8层住宅楼，基础型式为管桩和天然地基，东侧南段为在建的高层建筑，东侧距离海边约100米；南侧为海燕路；西侧为凤凰路，西南侧为9层明珠酒店，天然地基；北侧6米处为已建的扬名广场。该项目占地面积10000m2，建筑面积约100000m2，地下三层，地上13层，总高度近80m，框架剪力墙结构，桩基础为预应力管桩。本工程基坑开挖深度为17.2~19米，是目前珠海市最深基坑。二、基坑支护设计概况本基坑设计采用直立开挖，主体支护结构为桩锚加支撑支护，即钻孔灌注桩加预应力锚索，基坑角部采用钢筋砼支撑，其中钻孔桩桩径为1.2米，桩间距为1.4米，预应力锚索分为两种，上部砂层采用自进式预应力锚索，锚索长度一般为24m，每根锚（两索）设计抗拔力280KN；下部粘性土层中采用成孔预应力锚索，成孔直径为150mm，锚索长度为28~34米，设计抗拔力500~600KN；2、旋喷桩施工本工程采用二重管高压旋喷施工工艺，为确保基坑止水效果，在高压旋喷施工中，一定要严格控制两项重要施工指标，即注浆压力和提升速度。在旋喷桩施工前，先进行施工参数对比试验，试验采用了三组比较适当的施工参数进行试喷，待成桩后开挖出桩体，测量桩体直径，检验情况如下表：序号注浆压力（Mpa）提升数度（㎜/min）成桩桩径（㎜）126150500230100750333701000根据试验结果，决定采用第2序号参数作为施工控制参数。3.1自进式预应力锚索施工

自进式预应力锚索，无需钻进成孔，无需使用循环液。它利用钢管（φ48×3.0）端部制成锥形，沿钢管四周间隔一定距离开设注浆孔（自由段部位不开孔），钢绞线制作完成后将其固定于钢管端部，用振冲器将钢管及钢绞线一起振入易坍塌地层中，钢管不再拔出，清洗钢管内进入的泥砂后封堵钢管壁于防渗墙之间的间隙，然后在钢管内压浆，压浆采用灌浆压力及压浆量来控制，以保证锚索质量。其锚杆结构如下图：该工艺存在如下优缺点：1）虽材料成本中增加了钢管费用，但无需成孔，其机械和人工成本大大降低，综合施工成本降幅大。2）施工效率大大提高，同样的作业班组，施工速度是常规工艺的2倍以上。3）由于设备简单，可几十根锚索同时施工，大大缩短工期。4）无需进行泥浆护壁，对周边环境影响小。5）锚索与土体结合紧密，同样条件下锚索抗拔力相对较高。6）由于挤土施工阻力，锚索长度受到限制，且目前同一根锚索钢绞线未超过3束，因此锚索总抗拔力受到限制。MDL-120D1型履带钻机使用上述工艺成孔存在如下优缺点：1）施工效率有很大的提高，同样的作业班组，施工速度是常规工艺的2倍以上。2）遇到复杂地质状况一般工艺难以解决时（如遇较大孤石），使用该工艺能较快解决难题。3）同条件下，施工的锚索抗拔力有大大提高。4）其机械施工成本有相应提高。4、角撑施工角撑施工部分按照钢筋混凝土施工规范进行。角撑其监测内容为以下几点。a)沉降及水平位移监测：主要是观测钻孔桩顶、支撑、周边3H（H为基坑深度）范围内的地下管线及建筑物的水平位移和沉降。b)深层位移监测：监测基坑开挖过程中围护结构本身及深层土体位移，埋设在基坑四周支护桩体及土体内。1）支护桩内力：选择有代表性的支护桩，在挡土侧和开挖侧分别安装钢筋应力计，钢筋长度方向每隔3m一个，用于监测基坑开挖期间支护桩的受力情况；2）锚索内力：对于预应力锚索，在锚头处安装测力计，对锚索的受力情况进行监测；3）角撑内力：在支撑内水平钢筋上安装钢筋应力计，通过钢筋受力计算出支撑受力而进行监测。c)内力测试：分析结果如下：1、6a剖面段桩顶位移及深层位移监测6a剖面基坑边距离扬名广场主楼仅6米远，且该剖面段存在一阳角。该段桩顶位移最大点为阳角处的s18号点，对该点监测数据统计如下图。从曲线图可以看出，总体上该点位移一直处于上升趋势，直到11月份才接近平稳，但最大位移量即将达到报警值（桩顶位移报警值为40mm）。短时间范围内位移量存在波动现象。从曲线图可以看出，明珠酒店大楼北侧一直处于不均匀沉降状态，东侧角比西侧角下沉量较大，从下沉数据可算出大楼倾斜度达到1.7%0，且东侧角下沉速率有增大趋势。经分析认为，明珠酒店下沉，前期由于开挖基坑，锚索施工造成水土流失以及基坑位移引起。现沉降尚未稳定，可能由于建筑物本身排水系统管道破裂，引起水流冲刷基础造成。现仍需加强监测，若继续沉降，拟对房屋周边进行压浆并进行地下水回灌。3、4a剖面角撑梁内应力监测根据设计监测方案，角撑梁上均布有内应力检测装备。4a剖面N7号第一层角撑梁内应力监测点监测数据曾出现异常现象，现对其数据统计如下图：从曲线图可以看出：此支撑梁内应力处于上下起伏状态，其最大值达到26.8Mpa，可计算出该梁当时受力值为15000KN。当支撑梁内应力达到最大值时，建设单位曾组织专家对支撑梁进行安全性评价，评价结果认为：根据当时基坑开挖情况，支撑梁受力远远大于基坑侧土压力值，监测数据异常。可能造成的原因为该监测设备灵敏度受温度影响较大或在安装设备时设备遭到破环，导致出现异常监测结果，该支撑梁处于安全状态。4、1剖面水位监测基坑东侧北段为7~8层住宅楼，基础型式为管桩和天然地基，地层中砂层较厚，地下水位下降时易引起房屋沉降。该处布置有H1号水位监测孔，对该处地下水位进行准确检测。现对该处水位下降数据统计如下图：从曲线图可以看出，该处水位前期处于下降趋势，后期趋于稳定，最大水位下降值为5.81米，已接近设计允许值，（水位下降设计允许值为6米），较短时间内水位有波动现象。经分析认为：该处水位下降的主要原因为基坑内锚索经张拉锁定后锚头渗水，导致基坑外砂层中水体流入坑内。应对基坑内渗水位置封堵，尽量避免坑外水体流失，且对水位下降较大区域进行地下水回灌措施，把基坑外水位控制在报警值之内，以免引起附近建筑物大幅沉