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紧邻建筑的超深基坑施工措施探析

来源:个人技术集锦
紧邻建筑的超深基坑施工措施探析

摘要:在超深基坑施工过程中,超深基坑开挖容易对周边环境产生影响,必须引起重视,如何有效控制超深基坑开挖对周边建筑的影响,保障周边建筑安全,是人们一直探索的课题。本文就超深基坑开挖对紧邻建筑物的保护性施工措施进行了一些分析和探索。

关键词:紧邻;超深基坑;开挖;建筑物;保护性;施工

近年来,伴随着经济的发展,地下空间也不断被可发和利用。特别是在诸多城市的中心区域,周边的建筑密集、地下管线众多,对地下空间开发中的基坑工程施工,带来很多影响因素。伴随着基坑工程向超深、超大方向发展。给施工也带来更多不确定性,在基坑工程施工中,我们要更加注重基坑施工过程中对周边建筑和地下管线的保护,并且适当采取有效措施加以控制,以免危及邻近建筑物的安全。基于此,本文就紧邻建筑的超深基坑施工措施进行了一些探析。 1.工程概况

该工程位于北横通道新建工程 II 标筛网厂工作井,该段位于天目西路南侧,昌化路与西苏州路地块内,西接北横主线盾构,东接过苏州河段。里程 K8+808~K8+990.96,长约

182.96m。由于腾地及苏州河段基坑实施进度限制,本段在里程 K8+894.5 及 K8+954 处设置两道封堵墙,将基坑隔成三个基坑分期采用明挖顺作法施工,①号基坑里程K8+808~K8+894.5(含工作井);②号基坑里程 K8+894.5~K8+954;③号基坑里程K8+954~K8+990.96。基坑实施顺序为一期施工过苏州河东岸基坑及本段②号基坑,二期施工过苏州河段西岸基坑及本段①号基坑,三期施工本段东侧的③号基坑,最后施工北侧管理中心地块。每阶段基坑须待相邻上阶段基坑主体结构施工完成方可开挖。

筛网厂暗埋段(K8+854.40~K8+990.96)基坑开挖深度最大25m,涉及到的建(构)筑物主要为汉庭酒店北楼(5层)、南楼(5层)及附属用房(4层)。

北横II标筛网厂工作井紧邻汉庭酒店南楼,最小距离约6m,南楼距离加固区域最小距离仅为6.5m,且工作井施工过程中,南楼不拆除。汉庭酒店北楼距离基坑40m,南楼距离基坑41m,附属用房距离基坑26.3m,均在1倍基坑开挖深度以外,在基坑开挖过程中,对该3幢楼进行监测。

本段基坑施工完毕后,北楼及附属用房拆除,由于南楼不拆,需在工作井施工前对其采取保护措施,并在施工阶段进行保护。工程平面图如下图所示:

2.工程地质及水文条件 2.1 工程地质

本工程基坑开挖影响范围内的土层主要有: ①1 层填土、②3 黄~灰色砂质粉土、④层灰色淤泥质粘土、⑤1 层灰色粉质粘土、⑥层灰色粉质粘土夹粉砂、⑦1 层草黄~灰色粉砂、⑦2 层草黄~灰色粉细砂、⑧1-1 层灰色粘土、⑧1-2 灰色粉质粘土夹粉砂、⑨灰色粉细砂。工作井坑底位于⑦1 层,暗埋段坑底一般位于⑤1 层及⑥层。

2.2 水文地质

通过勘测发现,本工程暗埋段基坑抗⑦层承压水稳定性安全系数不满足上海市《基坑工程技术规范》要求,⑨层承压水稳定性安全系数满足规范要求;工作井基坑抗⑦、⑧2 及⑨层承压水稳定性安全系数不满足上海市《基坑工程技术规范》要求。 2.3 不良地质现象

1)软土地基:本工程基坑开挖影响范围内的④层流塑状淤泥质土及⑤1 层软塑~流塑状粘性土,开挖过程中易发生坍塌,对基坑稳定性影响较大,要引起重视。

2)流砂:本工程基坑开挖施工涉及②3、⑦1 及⑦2 层粉(砂)性土,当开挖揭露时在一定水头的动 水压力作用下易产生流砂现象,对基坑开挖施工造成威胁。②3 层对地墙成槽有影响。

3)厚填土:根据本次勘察查明,本段填土厚度普遍较大,普遍在 4m 左右。填土成分以杂填土为主, 含碎石、砖块,局部有建筑物基础。填土对基坑围护及开挖影响较大,设计施工时应引起注意,如对工程影响时,可采取换填等措施。 3.主要措施和工艺选择 3.1 主要措施

(1)前期排摸调查,了解汉庭酒店南楼的基本信息:

(2)施工前委托具有相应资质的第三方房屋检测单位对南楼进行房屋质量检测; (3)施工前,对南楼进行监测布点,并在施工过程中保持对南楼的动态监测; 3.2 工艺选择

筛网厂进洞加固邻近建筑物主要为汉庭酒店南楼(5层)。

汉庭酒店南楼距离进洞加固距离仅为6.5m,且进洞加固施工过程中,南楼不拆除,前期排摸调查,了解汉庭酒店南楼的基本信息:

南楼建造于上世纪90年代,原设计、施工单位已无从查考;结构体系为5层框架结构,平面形式不规则,纵向6跨,跨度6m,横向4跨,跨度7m;东西向总长为28.24m,南北向总长为36.24m;房屋一层层高为5.00m,二至四层层高为4.30m,五层层高为4.3m;墙体主要采用砖、砂浆砌筑,楼面及屋面板为钢筋混凝土现浇板,房屋基础采用柱下独立基础; 为保护南楼,减少进洞加固时对南楼的影响,本次进洞加固采用φ850厚TRD隔水墙隔断⑦2层承压水,TRD隔水墙与地下连续墙之间的接缝采用对周边影响较小的

φ2000@1500MJS止水帷幕(深度46m),洞门加固采用φ850@600三轴搅拌桩(搭接250mm,深度34.7m)、夹缝加固采用φ1200@800双高压旋喷(深度34.7m)。

TRD止水帷幕、三轴搅拌桩加固须在基坑开挖前进行,先施工TRD止水帷幕,再实施三轴搅拌加固,夹缝加固须在工作井内衬结构完成后进行。 4.保护施工措施 4.1 钻孔桩隔离桩措施

1)具体措施:在工作井基坑与汉庭酒店南楼间打设了一排φ600@800的钻孔桩,并用砼支撑将钻孔桩顶圈梁与工作井顶圈梁相连,如下图所示:

2)工作量:

施工内容 规格及工作量

钻孔桩 φ600@800,C30,桩长36.4m(除顶圈梁),共22根 顶圈梁 800mm×600mm,C30,总长17.4m 砼支撑 600mm×600mm,C30,总长23.3m 4.2 坑内加固及进洞加固的加强措施

1)具体措施:在工作井坑内设置的φ850@600三轴搅拌桩坑内加固,南侧的加固深度加深为第三道支撑底至第五道支撑底以下2.5m(其余三侧为第三道支撑底至第三道支撑底以下2.5m),即总长14.1m,并将坑外进洞加固区φ850@1800的三轴搅拌桩加固南侧一半区域从地面至地面以下34.7m加长为地面至地面以下46m,如下图所示:

2)工作量:

4.3 支撑体系加强措施

1)具体措施:为有效降低工作井地墙变形及坑外土体位移,坑内设置的砼支撑截面增大,并在开挖过程中增设了3层钢围檩及临时钢支撑(每层7道),其中,前面2道临时钢支撑经过设计同意,第3道是根据现场变形情况确定补加的,如下图所示:

2)工作量:

4.4 沉降监测措施

基坑监测控制值的设定对于基坑施工来说是一个极其重要的关键点,控制值是判断基坑施工流程合理与否、周边环境安全评价、基坑稳定性的重要依据,现场工作人员可以结合监测数据与控制值来判断监测位置处的变形状况,以便于及时地反馈信息与进行方案调整。 本项目中,我们对基坑周边的建筑物变形情况进行了严密监测,在施工区域30米范围内,设置了建筑物沉降监测点12个,建(构)筑物变形监测,监测报警值为累计≥±20mm,监测频率基坑开挖前速率≥±2mm/d,基坑开挖到底板浇筑完成后每3天1~2次/周,底板浇筑完成后3d到基坑回填1次/天1~2次/周。

基坑施工期间,监测频率根据施工进度和各监测项目变形速率的大小适当调整。一般在基坑施工期间:基坑开挖深度≤10m时1次/天,基坑开挖深度>10m 时1~2次/天,底板浇筑结束至基础顶板浇筑结束期间1次/3天;直至土方回填结束监测工作。 5.结论与展望

当今科技发展日新月异,各类工程技术推陈出新,对保护基坑周边环境,减免基坑邻近的建、构筑物受到来自基坑施工的影响已经越来越受到重视。在使用加固手段减小基坑工程

对周边环境的影响方面,还需要继续改善和研究:进一步对土体加固的形状、位置、厚薄、加固区土体的参数、加固方式,遮蔽范围等方面还有深入研究,为今后的深基坑邻近建筑物地基土进行保护性加固提供参考。

同时也需要对基坑支撑体系进一步研究和改进,使得土体加固的局部位置支撑体系在针对土体加固区所带来的变形荷载均摊的特点更加有针对性的进行布置,充分发挥加固土体的自稳特性与扰动阻断特性,进一步减小基坑周边环境所受影响的程度。

由于各类建筑物自身结构和力学特性的不同,适用的安全性评级模型也各有不同。针对不同的建筑类型、不同的地基土类别等情况,可以创建更多有针对性的模型,从而得到更加准确的评价结果。 参考文献

[1]张露露. 城市深基坑施工对周边环境的影响研究[D]. 陕西: 西安建筑科技大学,2016. [2]董月英. 深基坑开挖对周边环境影响的有限元分析[J]. 西部探矿工程, 2008, 12(3):1-13. [3]张博. 基坑施工期周边建筑物变形监测与预报方法研究[D]. 成都: 成都理工大学,2012

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