基坑内支撑设计与施工实例

时间日期：2004-2-10 已被阅读次：[6759]

佛山市第一建筑集团公司　周伟流

[摘要] 本文介绍施工场地狭窄，附近旧建筑物地基软弱的情况下，深基坑采用钻孔桩内支撑与摆喷联合支护的施工方法。
[关键词] 内支撑，钻孔桩，摆喷，深基坑，检测。

一、前言
　　佛山市第二人民医院兴建的综合楼工程二层地下室，开挖深度达到9.70m，东、北侧为旧建筑物，临边离基坑仅有3～5米，南侧管线繁多，地质以砂层为主，水量丰富，为确保医院仪器设备不受影响，附近旧建筑物（其中一幢为天然基础）的使用安全，通过整体考虑设计四周采用钻孔灌注桩，混凝土内支撑，三重管法摆喷止水帷幕的联合支护方法，由于设计方案选择正确，精心施工，基坑开挖后达到使用要求。
　　二、工程地质情况
　　根据钻探揭露现场地其由人工填土每四纪冲积封、残积土及第三纪风化基岩组成，风化基岩组成，风化基岩上覆松散土层厚度18.30～21.40m。具体分层如下：
　　1、杂填土：分布全场地。层厚1.50～4.50m，平均3.28m。主要由红砖块、瓦砾、建筑余泥、砂土等组成。很湿～饱和，轻度压实～压实。
　　2、粉土：第四纪冲积土，层厚2.30m，土层呈褐黄色，粘性弱，很湿～饱和，稍密。
　　3、粉细砂：分布全场地。层厚6.90～9.60m，平均8.60m；土层稍密为主，局部松散。
　　4、粉土：分布全场地。层厚2.10～6.00m。
　　（5）粉砂～中砂层：分布全场地。土层呈浅灰色、灰色、黑色等，颗粒不均匀，局部含砾砂，饱和，属中偏低压缩性土层。
　　6、残积土：含粉砂，由粉砂质泥岩风化残积而成，稍湿，硬塑。
　　7、早第三纪风化基岩：主要为砂岩，其次有粉砂质泥岩、粉砂岩及泥质粉砂岩。按风化程度可分为强风化、中风化及微风化三个岩带；局部有夹层。
　　三、基坑支护结构设计
　　1、计算软件，理正深基坑支护基坑结构设计软件F～SPW（根据国家行业标准《建筑基坑支护技术规程》JGJ120－99编制）。
　　2、根据现场实际情况和建筑概况，本工程按一级基坑进行设计。由内支撑标高为－1.5 0m，即原地面以下1m，土压力按20KN/m2，采用一道钢筋混凝土内支撑，混凝土强度为C25。为节约资金，内支撑层与冠梁层统一设置。排桩采用Φ800钻孔灌注桩，0.95m，桩间设置摆喷止水帷幕。寇梁截面为1100×700，内支撑截面900×700，斜支撑和连系梁截面700×700 。内支撑布置时考虑支撑结构的整体性。南向留出位置土方道路以方便土方开挖和运输。详见图一、图二。
四、基坑开挖对周边对周边环境影响评估
　　1、地下室基坑支护结构采用内支撑结构，设一道内支撑，通过计算，基坑侧壁最大变形值≤30mm，在规范规定亮形控制值内。
2、工程地下室基坑止水帷幕采用钻孔支护桩桩间摆喷止水。钻孔支护桩以及摆喷桩要求不透水层（残积土层或强风化岩层），形成相对不透水的封闭体系，可将基坑内有效地下水分离，基坑内卫生清洁不会对基坑外地下水位产生较大影响，影响周边建筑物与环境。在开挖过程中，对场外地下水位进行监测，如发现地下水位不正常降低，必须立即停止基坑降水，同时对止水帷幕进行补强。
　　3、在基坑部分为天然基础，持力层均运低于基坑开挖深度。采用钻孔去搞结构内支撑的方案，不会对周边建筑物的基础土层产生扰动，故基坑开挖对周边建筑物基础承载力的影响很小。
　　五、基坑监测
　　1、基坑施工要求分层开挖，每层深度≤1.50m，开挖过程中必须加强对基坑支护结构的监测。土方开挖可在地下室基坑南向设置临时土方运输道路进行土方外运。
　　2、基坑工程监测项目
支护结构要求最大水平位移控制值为30mm，周围地面沉降变形的控制值为20mm，水平位移报警值为25mm，地面沉降报警值为15mm。
　　六、施工流程
　　施工放线→临时设施建设→钻孔灌注支护桩施工，基础桩施工，摆喷桩止水帷幕施工→ 桩检测→场地土方开挖至－1.50m→塔吊安装→混凝土内支撑施工→土方分层开挖。
　　七、关键施工技术及工艺
　　1、钻孔桩施工
　　1、钻孔桩除按规范施工外，必须对桩的垂直度加强控制，使桩与桩之间距离≤200mm，以保证两桩之间的摆喷止水效果。
　　2、长度要求入强风化岩2000mm，由于在－1.50m处整体有内支撑，同钢筋均匀分布，纵向钢筋优先采用焊接并错开驳接，横向加加劲筋及螺旋箍筋。
　　3、清孔要求：冲洗液含渣量小于4％，应注意泥浆护壁过厚会造成摆喷工艺的止水效果。
　　三重管法摆喷桩施工
　　1、三重管法摆喷桩在同一位置的支护钻孔桩完成5天后方进行施工，避免影响钻孔桩质量。
　　2、平整场地，测定孔位，深度一般入残积土或强风化层0.50m，由于地形局部变化，每点应根据钻孔取样而定，以防止地下夹层或未注入不透水层。
　　3、注浆技术参数：水泥浆液水灰比根据工程实际情况取1.0～1.5，灌入水泥浆液的比重取1.5～1.6，返浆比重取1.2～1.3。
　　4、施工前应核实高压喷射处无杂物、管道、管线、洞穴等障碍物。
　　5、采用高压喷射注浆工艺应隔孔施工，应同时送高压水和压缩空气，在孔底喷射切割1 min后，再泵入水泥浆，自下而上喷射注浆，停机时先关高压应和压缩空气再停止送浆，严禁在－2m处注浆喷射，以保施工安全。
　　内支撑及压顶梁施工
　　1、内支撑及压顶梁的施工按钢筋混凝土施工规范施工。
　　2、应注意钻孔桩锚固钢筋应与压顶梁钢筋采用焊接，其余内支撑主筋也进行焊接斜梁及支撑与压顶冠梁的位置加密箍。
　　3、由于部分跨度大，支撑梁中设支承柱，在浇筑底板时应留出后浇部分并加止水钢板。
　　4、加强淋水养护，支撑梁应达到80％强度后方可进行土方开挖。
　　土方开挖
　　1、挖土机械采用中型反铲式挖土机2台。
2、开挖顺序：开挖路线机械下基坑斜道的设置，车辆进出道路详见土方开挖流程图（如图三）。
3、土方开挖应在基坑内分级设置排水沟，除坑内设井点排水外，利用集水井将场内地下水及时排出坑外，减少土方含水使运输时对四周环境的污染。
　　4、一般应按分层开挖、先撑后挖的原则施工，采用对称开挖，严禁超挖，在护壁留300 ～500厚土层用人工挖掘修整，严禁碰撞工程及支护桩。剩余部分可采用塔吊配合清理。
　　八、基坑监测
　　由于该工程设在旧城区，附近民房多，基坑监测由广东省水利水电科学研究院进行监测，监测项目在土体侧向位移，基坑顶水平位移，支撑轴力，地下水位，基坑周边建筑物及地面沉降共五项。
根据监测记录，开挖至底板实测15次，具体数值如下：
1、轴力测试结果，共设8点。
2、土体侧向位移：（≤30mm）见下图。
3、周边建筑物沉降结果：
　　共测33点，最小为0.61mm，最大17.30mm，平均为11mm。
　　4、顶部水平位移：
结束语
　　由于设计合理，施工认真，支护工程不但安全而且可干作业施工。有效保证地下室顺利完成。在狭窄施工现场四周民房基础不详及管道多的场地采用该方案是安全可靠的。
　　参考文献
　　[1]国家建设部，《建筑基坑支护技术规范》（JGJ120－99），中国建筑工业出版社，1 999年9月。
　　[2]广东省建设委员会，《建筑基坑支护工程技术规范》（DBJ/T15－20－97），1998年 1月。
　　[3]国家建设部，混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204－2002），中国建筑工业出版社，2002年3月第一版。
　　[4]国家建设部，建筑地基基础工程质量验收规范（GB50202－2002），中国计划出版社，2002年4月第一版。
　　[5]龚晓南，深基坑工程设计施工手册，中国建筑工业出版社，1998年7月第一版。
　　[6]刘建航，侯学渊，《基坑工程手册》，中国建筑工业出版社，1997年4月第一版。

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