• 某深基坑變形加固治理案例分析

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    日期:2018-01-10   瀏覽:1329

    案列說明

    1 工程概況

    某國際廣場基坑工程位于長沙市勞動路與體育中心大道交匯的西北角,基坑西側分布有5棟6層~8層建筑,基坑北側分布2棟6層建筑,其建筑均采用天然地基淺基礎。擬建場地原始地貌單元為湘江沖積階地,地勢呈北高南低勢。擬建建筑物地上30層,地下室2層,基坑支護高度為7.0m~14.0m,分別采用樁錨支護和土釘墻支護。基坑AB,BC段附近的房屋和基坑坑頂圍墻、地面均發現了裂縫,基坑東側FF1段土釘墻支護區段發生塌方,施工單位用砂土對基坑底部進行了反壓。

    2 場地工程地質及地下水條件

    2.1場地工程地質條件

    擬建場地原始地貌單元屬湘江沖積階地。場地內分布地層主要有人工填土、第四系沖積粉質粘土、卵石、第四系殘積粉質粘土、第三系泥質粉砂巖。

    2.2地下水條件

    勘察期間各鉆孔中均遇見地下水,主要為賦存于③卵石層中的潛水,受大氣降水、地表水及區域地下水補給,水位因季節而異,其水量較大,勘察期間測得各鉆孔中潛水的穩定水位埋深1.80m~5.20m,相當于標高51.70m~54.80m;另外在第三系泥質粉砂巖裂隙中賦存有少量的基巖裂隙水,其水量大小和徑流、補給受裂隙的發育程度、連通性以及區域構造的影響,未形成連續水位面,其水量不大,對本工程的基礎施工影響不大,埋藏較深。場地內③卵石層為強透水性地層,其余各地層均為弱透水性地層。場地地下水對混凝土結構不具腐蝕性。

    3 基坑變形原因分析

    3.1原設計方案

    原設計方案基坑底標高按48.00m考慮,AB,BC段采用樁錨支護,FF1段采用土釘墻支護。AB段支護高度5m,護壁樁采用直徑0.8mm人工挖孔樁,間距2m,設置一排錨桿,坑頂采用注漿止水幕墻進行止水處理;BC段支護高度10m,護壁樁采用直徑0.9m人工挖孔樁,間距2m,設置三排錨桿。

    3.2基坑支護施工情況

    實際施工過程中由于受建筑方案變更、現場實際地質條件等諸多因素影響,與設計方案有較大改變。

    基坑底標高由原設計的48.00m改為46.00m。

    AB段排樁間距2.27m~4.18m不等,錨桿2排,第一排錨桿距冠梁3.50m~3.70m,兩排錨桿間距2.00m~2.20m。錨桿拉筋為1Φ22鋼筋,第一排錨桿長5.00m~12.87m,錨固長度2.00m~11.87m,第二排錨桿長5.20m~22.00m,錨固長度2.08m~8.80m。

    BC段錨桿3排,第一排錨桿距冠梁3.00m~4.60m,錨桿拉筋為1Φ32鋼筋,部分為42鉆桿,錨桿長2.60m~21.80m,錨固長度1.50m~21.80m。第二排錨桿和第一排間距1.50m~3.40m,錨桿拉筋為1Φ28鋼筋,錨桿長13.70m~21.60m,錨固長度8.00m~21.60m。第三排錨桿和第二排間距1.50m~3.40m,錨桿拉筋為1Φ32鋼筋,錨桿長11.70m~17.70m,錨固長度7.20m~12.00m。

    東側FF1段于2007年7月開始施工,共施工了三排土釘,第一排土釘長度9m,第二排土釘8m,第三排土釘7.5m,于2007年8月開挖至基坑底,2007年8月19日FF1段塌方,塌方后施工單位立即采用回填土方反壓。

    3.3變形原因

    經綜合分析,有以下原因導致基坑變形:

    1)基坑高度加深2m,基坑支護方案未及時進行變更設計;

    2)由于場地內受地下障礙物影響,AB段支護樁間距大者達4.18m,遠遠大于設計樁間距,未采用相應補強措施;

    3)由于場地內卵石密實,且局部為漂石,錨桿成孔困難,錨桿長度未達到設計要求;

    4)人工挖孔護壁樁成孔施工時未采用相應抽水保護措施,在加固錨索注漿施工時,注漿量極大,證明挖孔樁施工抽水將卵石層中細顆粒帶走,形成了空隙;

    5)原設計方案考慮欠周全,雖然原設計方案是按基坑規范進行計算設計,設計參數完全按經典法計算結果選取,但設計理論存在著欠缺,巖土工程處于半經驗半理論狀態,需要設計者根據地區經驗對按理論計算出來的數據進行分析校核,AB,BC段坑頂分布有多層天然地基建筑,基坑支護應按變形控制設計,基坑土壓力進行調增,樁錨計算方法應采用考慮施工過程的彈性增量法,同時方案應考慮采用預應力錨索對支護結構施加預應力,控制基坑變形在允許范圍內;

    6)FF1段坡頂分布有地下水管,采用土釘墻方案不能有效控制基坑變形,基坑變形造成地下水管漏水,軟化土體造成FF1段塌方。

    4 支護結構加固方案

    綜合考慮以下因素:AB段上部4m范圍內原有建筑物基礎眾多,錨索無法施工;場地內卵石層較厚,錨索(桿)成孔困難;鋼管內支撐方案施工快捷,但對地下室施工影響較大。基坑西側AB段采用鋼管內斜撐加固,BC段增設三排預應力錨索(桿)加固,在卵石層成孔采用偏心潛孔錘跟管鉆進施工工藝,FF1段采用上部土釘墻支護下部樁錨支護方案。

    5 基坑加固施工

    1)基坑開工前建立好完善的變形觀測體系,并做好初始值的觀測,詳細調查基坑頂、坑壁及坑頂建(構)筑物的裂縫情況,并做好裂縫標識、編號、照相(攝像)、公正及裂縫封堵(純水泥砂漿或M5水泥砂漿)工作,并將裂縫部位作為施工工程的觀測點,定期觀測。

    2)為避免錨桿(索)支護施工對基坑穩定性造成的不良影響,采取諸如斜支撐、壘砂包等臨時支護措施,確保基坑支護施工安全。

    3)卵石層中錨索成孔采用偏心潛孔錘跟管施工工藝。

    4)注漿材料應采用水灰比0.45的純水泥漿,水泥用42.5MPa水泥,拌和均勻,隨拌隨用。注漿前,應先用清水將孔內清洗干凈,注漿必須密實、飽滿,當注漿開始返濃水泥漿時,應用水泥紙袋或其他材料堵住孔口;第一次注漿要求達到孔中返出濃漿,當出現漏漿時應及時補注;第二次注漿是在第一次注漿初凝后進行,注漿壓力控制在1.0MPa~2.0MPa。

    5)錨索注漿體強度達到其設計強度的80%且大于20MPa時,方可進行張拉鎖定。錨索成孔灌漿及后期張拉應跳隔施工,當發現預應力損失時,應及時進行補償張拉。

    6)加固體系完成后,檢查原支護體系的有效性,原錨桿與腰梁連接薄弱部位應加幫焊補強,盡量保證新加固體系和原有支護體系能協調作用。

    6 結語

    1)經過上述加固處理后,在地下室施工過程中加強對基坑的監測,結果顯示基坑變形控制在規范允許范圍內,說明本支護加固措施是成功的,取得了預期效果。基坑周邊原地面裂縫用水泥漿封閉后未重新開裂,周邊房屋道路、管線新增沉降量也很小。

    2)通過對該工程變形原因分析和成功加固經驗,有如下幾點體會:

    a.基坑工程必須采用信息施工法進行施工,受特殊原因不能按原方案施工時,應及時進行設計變更。

    b.巖土工程設計理論存在著欠缺,巖土工程處于半經驗半理論狀態,需要設計者根據地區經驗對按理論計算出來的數據進行分析校核。

    c.在支護加固工程中應根據基坑周邊環境及基坑壁失穩程度不同,結合地區工程經驗采用不同的支護方法及其相關參數,因地制宜,可以有效減少工程造價。

    d.密實卵石層中錨索成孔采用偏心潛孔錘,跟管施工工藝效果好,值得在類似工程中推廣。

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