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软土地区经济型快速施工支护设计实例

武星 韦永耀 杨光 李峰 郭杰
  
安家(建筑与工程)
2022年23期
南京苏杰岩土勘察设计有限公司 江苏 南京 210000

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摘  要:随着地产经济快速高效发展,对软弱土地区深基坑支护设计提出了满足经济性,施工周期短等一系列要求。本文依托南京市N0.2021G102地块项目及配建地下停车场工程项目工程地质条件及土建设计,对软土地区基坑支护设计中提出的快速高效诉求带来的技术难点提供多样解决方法。为类似基坑工程提供了借鉴意义。

关键词:深基坑;软土;工法桩 ;坑内加固;钢支撑。

1  工程概况

建设地点位于南京市浦口区,桥林街道双峰路以北,白檀路以西。场地西侧及南侧紧邻市政道路,目前现场场地及周边建筑情况与地形图一致,场地内含3m~5m厚淤泥质粉质黏土层,其上覆盖2m~5m素填土层。另根据调查了解该场地内部及周边道路有多条地下管线。西南角设售楼部先行基坑开挖运营。

基坑周长约680m,面积约17405m2。本工程±0.00=+7.15~+8.45m,地下室底板厚400mm,主楼底板厚500mm,垫层100mm。坑底标高+1.15m~+2.20m。基坑周边场地标高+6.10m~+7.70m,基坑挖深为4.25m~5.85m,局部临边深坑处6.85m。

2  工程地质条件

2.1 工程地质概况

2.1.1 地形、地貌

拟建项目位于南京市浦口区桥林街道,场地地势较平坦,勘探期间场地实测孔口标高为5.27~8.03m,相对高差2.76m。

根据南京地区地貌单元划分,拟建场地属长江漫滩地貌。

2.1.2工程地质条件

根据野外钻探、原位测试及室内土工试验资料,将勘探揭示深度以浅各岩土层分布情况评述如下:

1,素填土:灰黄色、灰色,软塑,主要由粉质黏土组成,含少量植物根茎及碎石,土质不均,局含碎石、砖块、混凝土块,局部硬质含量占20%~40%,层底局部分布厚约20~40cm可塑状粉质黏土,填龄约5~7年。场地局部原位水塘、水沟回填区域填土中混有淤泥。

2-1,粉土夹粉砂:灰色、灰黄色,稍密,湿,主要以粉粒为主,土质不均,局部夹软塑粉质黏土,含云母碎片,摇振反应中等,具水平层理,韧性、干强度较低。

2-2,淤泥质粉质黏土:灰色,流塑,局部为软塑粉质黏土,夹少量粉土、粉砂,土质不均,局部呈淤泥质粉质黏土与粉土粉砂互层状,具水平层理,光泽反应弱,韧性、干强度中等。该层局部为原水塘、水沟中淤泥。

2-3,粉砂夹粉土:灰色,稍密、局部中密,局部软塑粉质黏土,主要成份为石英、长石等,级配一般。

2-3A,淤泥质粉质黏土:灰色,流塑,局部为软塑粉质黏土,夹少量粉土、粉砂,土质不均,局部呈互层状,具水平层理,光泽反应弱,韧性、干强度中等。

2-4,粉细砂:灰色,中密、局部稍密,局部夹薄层可塑粉质黏土,主要成份为石英、长石等,级配一般,含云母碎片,局部夹少量粉土。

2-5,粉细砂:灰色,青灰色,中~密实,局部夹薄层可塑粉质黏土,主要成份为石英、长石等,级配一般,含云母碎片,局部夹少量粉土及砾石。

4,卵砾石:杂色,中密、局部密实,磨圆度一般,分选性较差,主要成份为石英、长石等,级配一般,以中粗砂充填,含量约50%~80%,粒径以2~80mm居多,局部大于100mm。

5-1,强风化泥质粉砂岩:棕红色,岩体组织结构风化强烈,岩芯呈砂土状及碎块状,手捏易碎,遇水极易软化,属极软岩,岩体较破碎,岩体基本质量等级为Ⅴ级。

5-2,中等风化泥质粉砂岩:棕红色,岩芯呈短柱状及柱状,岩芯采取率约80~90%,锤击易断,遇水易软化,属极软岩,岩体较完整,岩体基本质量等级为Ⅴ级。

2.2 水文地质条件

根据钻探揭示的地层结构特征,场地地下水类型为潜水、承压水和基岩裂隙水。

(1)潜水

潜水赋存于1层素填土、2-1层粉土夹粉砂、2-2层淤泥质粉质粘土中,在该土层中地下水较多;主要接受大气降水、地表水及侧向径流的补给,以蒸发、侧向径流形式排泄。

南京地区地下水水位最高一般在7~8月份,最低水位多出现在旱季12月份至翌年3月份。根据钻孔地下水位的量测结果,场地潜水初见水位埋深为0.60~3.60m,相应标高为4.28~5.44m,稳定水位埋深为0.80~3.70m,相应标高4.18~5.34m。场地地下水补给来源主要为侧向渗流和大气降水,水位变化除受人为因素影响外,主要受大气降水的影响,年变化幅度在1.0m左右,历史最高水位为地面以下0.5m。

(2)承压水

承压水主要赋存于2-3层粉砂夹粉土、2-4粉细砂、2-5层粉细砂和4层卵砾石中,上部2-2层淤泥质粉质黏土以及下部基岩为隔水层(潜水含水层局部与承压水含水层贯通,具有弱承压性)。

承压水富水性较强,以上部潜水垂向越流补给、地表水系的侧向径流补给为主要来源,以侧向径流形式为主要排泄方式。

(3)基岩裂隙水

本次勘察通过部分钻孔进行观测,未发现基岩裂隙水。

拟建场地内基岩岩性为粉砂岩,岩石浅部以风化裂隙水为主,深部风化裂隙减弱,以构造裂隙水为主。岩层构造裂隙多闭合或遭风化物充填,富水性较差,其渗透性、连通性较差,富水性不均匀,水量较贫乏,呈各向异性,无统一水位。

3支护设计参数

3  基坑支护设计方案

3.1基坑支护需要解决的重点及难题

(1)地质条件复杂。场地地质条件不均,基坑周边有多处水塘回填区,增加了支护的难度。

(2)场地地层多处存在2-2层淤泥质粉质黏土且1层素填土层厚较大,主动土压力大。

(3)场地规划西南角设售楼先行基坑开挖运营,对售楼部建筑保护严格。

(4)基坑南侧临边电梯坑较多,挖深达6.85m,支护难度大。

(5)基坑形状不规则,阳角较多,危险较大。

(6)场地周边道路存在包含燃气管在内的多条管线,对变形控制要求较为严苛。

3.2处理措施

(1)场地地质条件不均,基坑周边有多处水塘回填区。为了兼顾基坑造价的经济性与施工周期,采用双轴水泥搅拌桩内插型钢(管桩)抵抗地质不均带来的可能风险。

(2)场地地层层淤泥质粉质黏土且1层素填土层厚较大,设计采取了双轴水泥土搅拌桩加固坑内土抵抗主动土压力;增加水泥土渗入量等工艺技术措施,以提高止水帷幕的成桩质量保证水泥土桩起到桩间止淤效果。

(3)场地规划西南角设售楼先行基坑开挖运营,为保障售楼部顺利运营,为保障基坑施工顺利有序的进行,设计对此处阳角采用桩撑支护形式控制变形。

(4)基坑南侧临边电梯坑处挖深达6.85m,此处采用双排桩支护形式,刚度较大。

(5)基坑受场地限制形状不规则,存在多处阳角,安全隐患较大。设计采用阳角钢支撑,阳角后做拉板等措施保障阳角点的安全。

(6)因临近已建成市政道路,场地外的管线需加强保护。设计通过控制变形并加强监测管线沉降情况,确保基坑周围管线的安全。

3.3方案选型及设计方案

综上分析,基坑整体采用双轴水泥搅拌桩内插型钢(PHC管桩),同时对基坑风险源较大的售楼部保护区域、大阳角区域、基坑周边荷载较大区域采取了增加一道钢管支撑加强,出土口区域、电梯坑临边导致挖深变深区域采用双排桩支护形式加强;基坑北侧、东侧可采用放坡形式开挖,并采用双轴水泥搅拌桩加固坡脚;此方案相对灌注桩,大大缩短了施工周期;为防止基坑在施工过程中渗水对施工地下室造成影响,设计采用止水帷幕将整个基坑的地下水与外界隔开,土层较差处通过增加复搅次数、增加水泥土掺入量等工艺措施确保止水帷幕的成桩质量。同时基坑内每20m范围内设置疏干井,于施工前2周开始降水,确保基坑施工的顺利进行。

3.4工程实施

本基坑采用明挖顺作法施工,施工方法及主要施工顺序如下:

(1)进行场地整平及清障工作,复核周边场地标高达到设计要求整平标高;

(2)测量放线,施工双轴搅拌桩、内插型钢或PHC管桩;

(3)土方开挖至冠梁底后施工冠梁及钢支撑;

(4)待钢支撑施工完成后,土方开挖至坑底,场地北侧、东侧放坡开挖;

(5)施工底板,进行底板换撑;

(6)拆除钢支撑;

(7)结构出±0.00后,回填基槽。

4  小结

总结本次基坑的经验主要有如下几点:1)SMW(PCMW)工法桩可显著缩短施工周期2)软土地区复杂环境下的基坑可先行对坑内土进行加固以抵抗土压力;3)面对形状不规则、多阳角的基坑支护,阳角点后可增加一道保障措施——拉板。4)基坑周边环境复杂,有建筑物需要保护的情况下,应严格控制变形,做好监测工作。

参考文献

[1] JGJ 120-2012 建筑基坑支护技术规程[S]. 2012.

[2] 刘国彬、王卫东《基坑工程手册》[M] (第二版) 北京 中国建筑工业出版社.

[3] DG/TJ08-61-2010 基坑工程技术规范[S]. 2010.

[4]庞高慧.南京市桥林G102地块岩土工程勘察报告.南京苏杰岩土勘察设计有限公司.2021.

[5]宁建规字(2012)4号 南京市房屋建筑和市政基础设施深基坑工程质量监督管理细则[S]. 2012.

[6] GB 50497-2009 建筑基坑工程监测技术规范[S]. 2009.

作者简介:武星(1994—),女,籍贯江苏扬州,本科毕业南京工业大学土木工程专业,助理工程师,主要从事结构设计有基抗支护设计相关工作。

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