某基坑支护工程加固实例
2015-10-21陆法潭
陆法潭
【摘 要】某基坑在开挖过程中支护结构变形过大,后采取卸载、锚拉、水平支撑等措施,基坑变形趋于稳定。本文分析了基坑变形的原因,详细介绍了加固方案,可为类似工程借鉴。
【关键词】支护工程;水平位移;分析研究;加固措施
0.前言
建筑基坑工程是指建筑物或构筑物地下部分施工时,需开挖基坑,进行施工降水和基坑周边的围挡,同时要对基坑四周的建筑物、构筑物、道路和地下管线进行监测和维护,确保正常安全施工的一项综合性工程。建筑基坑工程的设计与施工,既要保证整个支护结构在施工过程中的安全,又要控制结构和其周围土体的变形,以保证周围相邻建筑及地下公共设施的安全[1]。
1.工程概况
本工程基坑深度17.50m,水位埋深5.5m,采取钻孔灌注桩+预应力锚索与土钉墙支护相结合的联合设计方案。
基坑北侧1m处是运行的铁路,其它周边没有建筑。
根据基坑开挖深度和地面建筑物荷载的分布情况,支护方案设计如下:上部3.5m采用土钉墙,下部采取钻孔灌注桩垂直支护,桩中心距1.4m,桩径800mm,桩长17m。设置二排锚索,局部三排,锚索水平间距第一排为1.4m,锚索长度16m,第二排锚索长度15m,间距仍为1.4 m,桩间喷射素混凝土,防止桩间土的局部脱落。
场地原为剥蚀岗坡地貌,地形高差变化较大,总体上第四系地层西北厚,东南薄,东南个别地段基岩面已接近于地表。由于进场前已进行了场地整平,大范围的挖方与填方使得上部素填土层的分布范围及厚度变化均较大。场区地基土自上而下为:
(1)①层素填土:由粉质粘土﹑粉土﹑砂﹑碎石组成。
(2)②层粉质粘土:分布不广。
(3)②-1层粉质粘土:局部含有少量碎石与少量氧化铁、铁质结核。
(4)②-2层粉质粘土:多呈透镜体夹在可塑状态的粉质粘土层中。
(5)②-3层淤泥质粉质粘土:可塑,灰黑色,含腐殖质,中密,湿。
(6)②-4层淤泥质粉质粘土:软塑,灰黑色,含腐殖质,稍密,饱和。
(7)粉土:硬塑,黄褐色,红褐色,中密~密实,稍湿~湿,局部含少量碎石。
区域地下水基本属于第四系孔隙潜水,只有少数地段稍显承压性。水质经分析判定,对各类水泥无侵蚀性。
2.工程事故特征
本工程土方开挖与锚索的施工交叉进行, 5月15日进行了第三层土的开挖,深度为5.6米,从晚上至第二天中午挖至坑底, 没有发现异常,但是5月20日下午发现坑北侧铁路有沉降现象,坑上冠梁出现裂纹,且变形有不断加大的趋势,监测结果见表1。
3.事故原因分析
通过对上面事故特征的描述可知,本基坑事故发生的原因如下:
(1)锚索或锚杆养生时间较短,锚固体未达到设计强度,就进行了挖土作业,致使抗拔力达不到设计值,导致支护结构变形较大,部分区域地表出现裂缝现象等。
(2)第三层土6米的土层一次开挖,开挖土层深度过大,更加劇了支护结构的变形。
(3)铁路的运行,使基坑上部土体产生震动,降低了土体剪切强度,也加剧了基坑的变形。
4.加固方案
为确保支护结构的安全,经现场实地调查,综合分析变形、施工工况,并对基坑支护结构现状进行相关验算,提出如下加固处理措施[2]:
(1)停止最里侧铁路的使用,至基坑回填完毕。
(2)对地表裂缝用水泥砂浆填充,防止地表水的侵入。
(3)加大变形观测密度,每天早晚各一次,至变形稳定后再适当加大观测间隔;加强周边巡视,并做好巡视记录。
(4)对场地东侧及南侧部分区域进行卸载处理,减小土压力,卸载后表面重新作硬覆盖,防止地表水侵入。
(5)转运站冠梁顶部加水平支撑(详见图1),这样一方面可以传递基坑不同侧的土压力,使部分土压力抵消,另一方面可提高基坑支护体系的整体性,该阶段施工期间基坑内部停止作业。
(6)由于基坑东侧跨度长(30.8米),在其局部采取地面锚拉的措施,通过对桩体进行直接预应力锚拉(详见图2),提高桩体水平支护力,以减小基坑的变形,该阶段施工期 基坑内部停止作业。
(7)支撑及挖土作业结束后,根据支护结构变形情况,确定是否需要局部增设锚杆的方案[3]。
图1 水平支撑施工图 图2 地锚施工图
5月20日开始加固,实施过程中,基坑北侧和东侧变形逐渐变小。5月24日加固工程施工完毕,基坑基本停止变形,加固过程和加固后水平变形观测结果如表1。
表1 加固施工前后水平位移观测值
注:数据都为向基坑内偏移数据。
5.结论 (下转第149页)
(上接第100页)(1)深基坑开挖不仅要保证基坑本身的安全与稳定.而且还要严格控制基坑周围地层变形。
(2)基坑工程获得实时变形监测数据非常必要。
(3)施工进度是影响基坑变形的重要因素之一,在施工过程中土方开挖必须等到锚杆或锚索强度稳定之后方可进行。 [科]
【参考文献】
[1]高大钊.深基坑工程设计(M).北京:机械工业出版社,1999.
[2]冶金工业部主编.地基处理技术5基坑开挖与支护(M).冶金工业出版社,1993.
[3]刘建航,侯学渊.基坑工程手册.北京:中国建筑工业出版社,1997.