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浅谈地下室土方开挖的方法

2012-04-23陈正立

城市建设理论研究 2012年35期
关键词:支撑坡道深基坑

陈正立

[摘要] 随着城市建设的飞速发展,杭州地区高程、超高层建筑和大中型地下市政设施日益增多,深基坑工程呈现出“数量多、规模大、深度深、难度大”的趋势,而且在土方开挖过程中由于地质条件、荷载条件、材料性质、施工条件和外界其他多种因素的复杂影响,为地下室施工带来了很大的难度,本基坑大面积深度为16.10m,通过合理的坡道留设及挖土顺序,为今后类似的基坑挖土施工提供可借鉴的经验。

[关键词] 深基坑;坡道;支撑;

中图分类号:TV551.4 文献标识码: A文章编号:

城市化进程和全球经济的迅速发展带动了一大批大型化、复杂化的高层建筑涌现,许多建筑不仅是结构复杂、高度高,最重要的一点是融合了工期要求苛刻、质量要求严格、周围环境复杂、施工空间狭窄等一系列难题,对深基坑的土方开挖加大了难度。

杭政储出(2010)3号地块商业金融用房,由5个单体建筑及地下3层大底盘地下室组成,总建筑面积为213591m2,该工程基坑长约277.2m,宽约118.9m,地下室面积约为82367m2,地下3层。基坑面积非常大,土方量约为46万立方米。基坑四周自然地面相对标高为-0.700米,主要开挖面标高-16.10m、-17.25m、-19.50,则计算开挖深度为15.45m、16.55m、18.80m。

基坑围护采用钻孔灌注桩+三道钢筋混凝土内支撑围护,止水帷幕采用高压旋喷桩的形式,顶部-0.7m至-3.7m处采用喷锚护壁,坑中坑(电梯井)部位采用土钉墙+28C槽钢。

地质条件分析

各土层的土性描述与特征自上而下详细如下:

1 第四纪地层(Q)

①-0a 人工填土(mlQ44):灰褐色、灰黄色、杂色,碎石、碎砖瓦等建筑垃圾含量约占50%~80%,层顶高程为5.07~4.12m,层厚0.50~2.80m。

①-1b 粉质粘土(al-lQ43):灰黄色、灰褐色,软塑为主,层厚0.40~3.90m。

①-2 砂质粉土(al-mQ43):灰色、灰黄色、灰褐色,稍密,切面粗糙,摇振反应迅速,干强度低,韧性低,层厚1.10~6.10m。

②-1 淤泥质粘土(mQ42):灰色,流塑,切面光滑,无摇振反应,层厚0.60~4.20m。

③-1a 粘土(al-lQ41):灰黄色、灰褐色、浅灰色,可塑为主,局部软塑,层厚0.90~9.50m。

③-1b 粉质粘土(al-lQ41):褐黄色、灰黄色、灰褐色,软塑,切面粗糙,干强度低,韧性低,层厚3.40~9.20m。

③-2 淤泥质粉质粘土(mQ41):灰色,流塑,切面光滑,无摇振反应,干强度中等~高,韧性中等~高,含有机质及腐殖质,层厚1.10~7.50m。

④-1a粉质粘土(al-lQ32-2):褐黄色、灰黄色、灰褐色、青灰色,可塑~硬可塑,局部软塑,切面光滑,无摇振反应,干强度中等~高,韧性中等~高,含有机质,层厚5.50~13.70m。

④-1b 粉质粘土(al-lQ32-2):灰褐色、灰黄色、青灰色,可塑~硬可塑,层厚9.20~15.90m。

④-3 含砾中粗砂(alQ32-2):灰黄色、青灰色,中密,以中粗砂为主,层厚0.50~5.70m。

④-3夹 含砂粉质粘土(alQ32-2):灰色、灰黄色、青灰色,可塑为主,层厚1.10~4.10m。

2、周围环境分析

基坑东侧为莫干山路,莫干山路上车流量较大,据现场观察,离围护桩由远到近依次为:燃气管道(距离基坑边69.2m,埋深1.39m)、给水管道(距离基坑边62.2m,埋深1.48m)、污水管道(距离基坑边60.3m,埋深3.17m)、雨水管道(距离基坑边53.10m,埋深1.22m)、通信管线(距离基坑边39.7m,埋深0.72m)和电力管线(距离基坑边38.3m,埋深1.02m)。

基坑南侧为杭州建华建筑租赁有限公司,围墙离基坑距离为3米。

基坑西侧为永固路,根据管线图显示,离围护桩由远到近依次为:雨水管线(预埋)距离基坑边18.7m,埋深1.3m。污水管线(预埋)距离基坑边16.9m,埋深3.00m、燃气管线(预埋)距离基坑边13.4m,埋深1.50m。

基坑北侧为萍水路,根据管线图显示,离围护桩由远到近依次为:雨水管线(距离基坑边31.5m,埋深1.3m)、污水管线(距离基坑边29.4m,埋深3.17m)、电力管线(距离基坑边19.2m,埋深1.11m),污水管井(距离基坑边13.3m,埋深3.17m)。

3、基坑围护结构设计

基坑原设计采用钻孔灌注桩+三道内支撑的形式,水泥搅拌桩作为止水帷幕;后期由于现场的施工操作空间的不足及地下地质条件的改变,将双轴水泥搅拌桩改为旋喷桩止水帷幕的形式。

围护总平面图见图一

4、基坑开挖难点

1)开挖深,大面积开挖至-16.10m,局部开挖至-17.25m及-19.50m处。

2)支撑多,需在挖土前充分做好施工车辆的行走线路;

3)坡道的留设,为了能使车辆顺利行驶,局部部位需要在支撑梁上回填30至50cm方能行驶车辆,局部需要在上下2道支撑梁间进行行驶。

5、土方开挖施工步骤:

本基坑土方开挖分三阶段开挖,第一阶段-0.7至4.5m;第二阶段-4.5m至-9.4m;第三阶段-9.4至-14.1m;第四阶段-14.1至-17.25m(局部至-19.50m)。

出土口设置三处,分别在永固路,萍水东路,莫干山路个一处(永固路为主出土口),第一、二、三阶段挖土结束后,以退挖的形式挖除2个次出土口。

第一阶段:

1)按照1:7的坡度放坡至-4.5m处,大面积开挖土方至-4.5m,分3层土开挖,每层开挖厚度为1.5m。

2)凿桩头,浇制压顶梁,做第一道支撑。

第二阶段:

1)待第一道水平支撑达到80%设计强度后,开始第二阶段土方开挖,第二阶段按照1:7的坡度放坡至标高-9.4m处;全场地开挖至-9.40米,浇制围檩、第二道支撑施工及养护,待第二道水平支撑达到80%设计强度后,再进行下道土方开挖。

2)分4层土开挖,每层开挖厚度为1.5m,分段开挖长度不超过20m。

第三阶段:

1)待第二道水平支撑达到80%设计强度后,开始第三阶段土方开挖,第三阶段全场地开挖至-14.10米,浇制围檩、第三道支撑施工及养护。

2)分4层土开挖,每层开挖厚度为1.5m,分段开挖长度不超过20m。

3)大面积土方开挖采用大型挖机,支撑梁下方的土大挖机难以进入,采用小型挖机挖土。挖土机械布置在上面垂直向下开挖,小型挖土机械在支撑梁下面将土翻出,堆高,由上面的挖机将土方翻至运土车内,由场地东侧向西侧后退式开挖。

第四阶段:

1)待第三道水平支撑达到80%设计强度后,开始第四阶段土方开挖,土方开挖至-16.10m。

2)大面积土方开挖采用大型挖机;支撑梁下方高度约为1.750m,挖机难以进入,采用挖土机械布置在支撑梁上面垂直向下掏挖、堆高,由外面的挖机将土方翻至运土车内,由场地东侧向西侧后退式开挖。

3)因第三道支撑梁下空间不够,且支撑梁下承台土方量大,为确保工程进度,支撑梁下承台土方随第四道土方一起挖出。

第五阶段:

1)第五阶段承台土方(-17.25/-19.50)开挖采用原出土坡道由永固路出土口出土。

2)土方开挖顺序自东向西后退挖掘;出土道路随土方开挖顺序退挖收坡。

3)电梯井承台(-19.50)土方采用挖机层层开挖至底。

5、结束语

(1)通过在每个土方开挖阶段的合理施工安排,保证了在90天内完成土方的开挖,为后期的顶板施工预留了较充足的施工时间;

(2)通过合理的施工流水线的安排,达到了甲方要求的年底前完成±0.00的顶板施工要求;

)通过合理的坡道留设,达到了挖土阶段对格构柱及塔基的保护。

参考文献:

[1]《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002),中国建筑工业出版社.

[2] 建筑施工手册(第四版):中国建筑工业出版社.

[3]《建筑安全检查标准》(JGJ59-2011),中国建筑工业出版社.

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