陳亮 徐冬 劉念
【摘要】以石化總醫(yī)院綜合樓工程為背景,對基坑在排樁支護下基坑的設(shè)計方案及施工方案進行了分析,并與現(xiàn)場實際進行比較。根據(jù)計算及實測結(jié)果對灌注樁支護方案的效果進行評價。為以后類似工程提供了可借鑒的依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】工程;基坑;排樁;錨桿;降排水
一、引言
近年來,全國各地涌現(xiàn)城市建設(shè)的熱潮,高層建筑越來越多,基坑支護新工藝、新工法不斷涌現(xiàn)。基坑支護常用的工法有排樁法、水泥土墻、鋼板樁及鋼管樁、錨桿、土釘墻或者上述多種工法的結(jié)合。
二、工程概況
本次擬建石化總醫(yī)院醫(yī)用綜合樓位于原石化總醫(yī)院院內(nèi),場地占地面積2130m2,擬建建筑物層數(shù)為15層,一層5.05m地下室,樁承臺基礎(chǔ),框剪結(jié)構(gòu),長55.4m,寬32.0m,高68.3m。本工程地下1層,開挖深度(由地面計算)為7.6-8.0米。
根據(jù)遼寧有色勘察研究院提供的《關(guān)閉回遷、翻建——石化總醫(yī)院醫(yī)用綜合樓翻建工程巖土工程勘察報告》(2010),場地地基土在鉆探深度內(nèi)自上而下依次敘述如下:
素填土①:雜色,稍濕~飽和,中密~松散,主要由回填碎石土、砂土等組成,附近存在混凝土構(gòu)件或基礎(chǔ)。層厚2.5~3.5m,層底埋深2.5~3.5m。該層普遍存在。
粉細砂②:黃褐色,松散,飽和,成分以長英質(zhì)為主,間含約10%云母。層厚0.7~2.2m,層底埋深3.5~5.2m,該層分布不連續(xù)。
中粗砂③:黃褐色,松散,局部稍密,飽和,成分以長英質(zhì)為主,級配較好。層厚1.0~3.8m,層底埋深4.2~6.7m,該層分布不連續(xù)。
淤泥質(zhì)砂④:灰黑色,飽和,松散狀態(tài),成分長英質(zhì)為主,間含少量植物根系等有機物,粉細砂為主。該層局部相變?yōu)橹写稚凹胺圪|(zhì)粘土。層厚0.9~4.7m,層底埋深6.0~8.9m,該層勘察范圍內(nèi)普遍存在。
中粗砂⑤:黃褐色,飽和,松散~很密,成分以長英質(zhì)為主,級配較好,層厚1.0~2.0m,層底埋深7.8~9.0m,該層分布不連續(xù)。
圓礫⑥:飽和,稍密~中密狀態(tài),礫石原巖以閃長巖、石英巖為主,微風(fēng)化,顆粒亞圓形,其中粒徑大于2mm約占60%以上,砂填充,級配較好。層厚0.7~3.0m,層底埋深8.8~9.1m,該層在場地東側(cè)存在。
強風(fēng)化混合巖⑦:灰綠色~灰黑色,中粗粒變晶結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,成分以石英、角閃石為主,礦物分布不均勻,節(jié)理裂隙發(fā)育,巖芯破碎。層厚0.4~3.0m,層底埋深8.3~12.0m,該層廣泛存在。
中風(fēng)化混合巖⑧:灰黑色,中粗粒變晶結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,成分以石英、角閃石為主,礦物分布不均勻,節(jié)理裂隙發(fā)育,巖芯呈柱狀、塊狀??刂粕疃?.8~8.2m,該層廣泛存在。
場地的地下水主要位于中粗砂、礫砂和圓礫中,屬潛水,水位埋深2.0~2.8m。滲透系數(shù)k=30m/日。
三、基坑支護設(shè)計參數(shù)
根據(jù)場區(qū)巖土工程勘察報告,基坑巖土設(shè)計參數(shù)采用如下:
四、樁錨支護設(shè)計參數(shù)
①護坡樁設(shè)計參數(shù)
樁頂標高:-0.40m(相對于自然地面),設(shè)計樁徑:800mm,樁間距:1200mm,樁長:11.0m(嵌固段長3.0m),鋼筋籠直徑:680mm,樁主筋:樁上部2.0m為6Ф18,中部為12Ф18,下部1.5m為6Ф18;加強筋:Ф14@2000;箍筋:φ8@200;樁身材料:C25砼;坡頂荷載不得超過15kPa.
②冠梁參數(shù):
冠梁標高:-0.00m(相對于自然地面)冠梁截面:900mm×500mm,主筋:6Ф16,箍筋:φ8@200。
③錨桿設(shè)計參數(shù)
設(shè)計兩道錨桿。第一道設(shè)置于-2.5m;鉆孔孔徑:150mm,傾角:15°,長度:19m(其中自由段長6.5m,錨固段長12.5m),桿體材料:2根低松弛鋼絞線(2фs15.2(1×7)*,fptk=1860MPa),布置間距:一樁一錨,軸向設(shè)計拉力值:187.0kN,鎖定荷載:140kN。腰梁:2根20a#槽鋼組裝鋼梁,并設(shè)加勁肋和輟板。墊板采用普通熱軋?zhí)克劁摪?,?guī)格:250mm×250mm,厚度20mm。第二道設(shè)置于-5.50m;鉆孔孔徑:150mm,傾角:15°,長度:15m(其中自由段長6m,錨固段長9m),桿體材料:2根低松弛鋼絞線(2фs15.2(1×7)*,fptk=1860MPa),布置間距:一樁一錨,軸向設(shè)計拉力值:210.0kN,鎖定荷載:150kN。
五、基坑降水、排水方案
5.1基坑降水方案
5.1.1降水管井井點數(shù)
根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗取井點數(shù)29眼。
5.1.2降水管井井深設(shè)計
1)按地下降水水力坡度消減值10%來估算,降水井外的水位降深s1=6.6+12*10%=7.8m。井內(nèi)水躍值取經(jīng)驗值1.5m,則降水井的水位降深為s2=7.8+1.5=9.3m。
2)預(yù)留沉淀管的設(shè)計:由于在抽水過程中井內(nèi)產(chǎn)生沉淀物較多,因此考慮設(shè)置沉淀管,沉淀管長度設(shè)為2.0m。
5.1.3降水井布置
1、采取管井井點降水,整個基坑共布設(shè)降水管井23眼,平均井間距12~25米,其中沿基坑四周布置間距為12米,基坑中間的降水井為地下水靜儲量疏干井,間距250米。井深9~10米,采用水泥濾管。
2、降水井結(jié)構(gòu)
設(shè)計降水井成孔直徑600mm,成井直徑400mm。井壁管采用內(nèi)徑為300mm水泥濾管,底部封閉。
3、填料要求
采用的濾料應(yīng)滿足降水及排水設(shè)計方案的要求,一般為5~10mm的礫石。含水層段礫料應(yīng)具有一定的磨圓度,礫料含泥量(含石粉)≤3%;對含水層以上部分的礫料,在磨圓度和粒徑方面可適當(dāng)降低要求,但嚴禁使用片狀、針狀的石屑。
5.2基坑排水方案
1、外排水的線路
本工程設(shè)計23眼降水井,經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查,地下水直接通過匯水管道流入市政污水管線。
2、基坑內(nèi)排水管線的設(shè)計
考慮到本工程的特點,在場地內(nèi)采用Ф325鋼管進行匯水,管線采用Ф325鋼管。經(jīng)過集水池排向外排水管路,經(jīng)過外排水管線將水排入城市污水管道,管線采用Ф325鋼管。冬季越冬時需采取防凍措施,該工程施工用水、雨水等地表水有可能浸入坑頂、坑壁土體中,影響基坑邊坡穩(wěn)定,本設(shè)計考慮了坡頂及基槽內(nèi)的防排水措施(坡頂噴射砼面層高于自然地面10.0cm,坡底設(shè)排水盲溝)。
六、結(jié)束語
綜上所述,在深基坑施工過程中,根據(jù)地質(zhì)報告選取適合的支護方案是工程施工的重中之重,是確保工程安全可靠運行的必要前提,是贏得企業(yè)利益的保證。其次,施工人員應(yīng)對深基坑施工高度的重視,及時準備的測定沉降及位移的變化,是保證工程安全的重要手段。
參考文獻:
[1]設(shè)計依據(jù)《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》(JGJ120-99)
[2]《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(GB50330-2002)