建筑基坑支护位移沉降问题探析
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摘要:本文通过某基坑支护工程的实例,从设计、基坑位移沉降过程介绍及原因分析等方面探讨了基坑支护位移沉降的相关问题,并在文中提出了具体处理方案。
关键词:建筑工程;基坑支护;位移沉降;方案
一、工程概况及地质条件
(一)概况
该基坑支护工程位于某市区中心位置,工程为高档住宅小区,总建筑面积114778.8m2,占地面积为30994.1m2,框架结构,设1层地下室,基坑深度5.45m。
(二)岩土工程地质、水文地质条件
支护设计涉及土层的物理力学性质指标见表一。
表一:支护设计涉及土层的物理力学性质指标一览表
土层名称 含水率 孔隙比 塑性指数 液塑指数
①杂填土
②粉质黏土 27.4 0.791 12.4 0.47
③粉土 32.0 0.905 8.9 0.80
④淤泥质粉土 33.6 1.002 8.8 1.02
④1粉质黏土 29.0 0.822 12.1 0.71
⑤粉质黏土 23.0 0.663 14.8 0.21
注:以上数值均为平均值
(三)场地地下水类型
场地地下水类型为潜水,潜水主要赋存于①层杂填土、②层粉质黏土、③层粉土及④层淤泥质粉土中,水位深度位于自然地面下0.2m～1.2m左右。
(四)坑周环境
基坑东侧:为民房(砖混结构),最近处约4m;基坑南侧:为住宅楼,距离基坑约17m;基坑西侧:50m以内无建筑,西北局部距离道路约6m;基坑北侧:为河道,距离约25m。
二、设计要求
(一)本工程高程
±0.00相当于绝对标高(黄海高程)6.80m,除东侧消防水池区段开挖深度为6.85m外,其余区段均为5.45m。基坑东侧局部基坑安全等级为一级,即r0=1.1,基坑其余段安全等级为二级,即r0=1.0。
(二)支护方案
1)基坑东段:采用双排双轴深层搅拌桩+轻型井点降水+土钉墙支护结构,坑底加设双轴深层搅拌桩暗墩;2)基坑南段:采用1∶0.5放坡+双排双轴深层搅拌桩+轻型井点降水+土钉墙支护结构,坡脚采用木桩加固;3)基坑其余段:采用1∶1放坡+双排双轴深层搅拌桩+轻型井点降水+挂网喷混凝土支护结构;4)坑内采用明排水+轻型井点降水。
(三)警戒值
基坑支护结构位移预警值为15mm,报警值为25mm,坑周建筑物沉降预警值为12mm,报警值为20mm。
三、基坑位移沉降过程介绍
(一)施工顺序
土方出土口设置在西北角,基坑从东南向西向北开始施工。
(二)基坑位移沉降情况
1)基坑位移沉降监测工作至关重要,施工前对位移沉降观测点进行了布设,布置位置详见图1,并且施工过程中对位移沉降进行了跟踪监测,因沉降未超警戒值,这里就不再列述。
2)基坑施工过程中出现的其他情况。
a.该段围墙上增设沉降观测点,仪器监测发现没有明显沉降,未出现裂缝;b.对地下水位进行了跟踪监测,每户居民家设有水井,在不使用井水的前提下,对水位进行监测,发现地下水位没有明显变化;c.基坑内井点降水出水量很少;d.I区因拆迁滞后,留有少许桩基未施工完毕,距离D1点100m左右,基坑支护施工至D1点时,静压桩才开始施工,施工时间为第28天～第38天;e.静压桩施工前施工了应力释放孔,孔径600,孔深15m,布设2排。
3)基坑位移沉降对周边建筑的影响。
a.DD1段1号民房(见图1),中间隔墙从上而下出现贯通缝,缝宽达12mm,前后屋檐墙也出现裂缝,缝宽达8mm,经鉴定为危房;b.DD1段民房外地坪均出现不同程度轻微裂缝,经检测不影响房屋结构安全。
四、基坑位移沉降原因分析
(一)深搅桩漏水的原因
如上所述基坑外地下水位没有明显变化,且基坑内井点降水出水量很少,可以断定深层搅拌桩止水效果良好,因此排除了深层搅拌桩漏水的原因。
(二)基坑开挖应力释放的原因
根据工程地质报告显示基坑底部为④层淤泥质粉土,该土层为:灰色,饱和,流塑,含有机质。虽经降水处理,但土质难以在短时间内得到改善,基坑开挖后,坑内土应力释放,导致基坑出现侧向位移。
(三)静压桩应力释放孔的影响
为减轻挤土效应,压桩前施工了应力释放孔,东侧由于坑外位置狭窄,释放孔布置在基坑内侧。土方开挖后受坑内应力释放孔的影响,基坑出现较大侧向位移,出现在基坑开挖后10d左右,位移量达到第一阶段峰值。在应力得到释放后,基坑位移进入相对稳定阶段,除雨天对基坑位移有一定影响外,均没有太大的变化,出现在基坑开挖后10d～28d左右。
五、处理方案
为防止未施工的基坑出现险情,图一中D1D2E段进行了加强处理:
1)坑外加设高压旋喷桩、坑内加设预应力土钉;2)高压旋喷桩:ф600ф500,桩长10.0m,2排;3)高压旋喷桩施工顺序:采用跳跃间隔式方法施工;4)预应力土钉:布设在原第二层土钉标高处,与原土钉间隔布设;注浆采用二次灌浆工艺,第一次注浆压力为0.4MPa～0.6MPa,第二次注浆压力为1.0MPa～1.5MPa;D1D2段长度为9.00m,D2E段为12.00m,D1D2段张拉值N张=80kN,锁定值N锁=50kN;D2E段N张=100kN,N锁=70kN。5)其余要求同原方案。依据加强方案,基坑D1D2E段施工后,位移量没有超出报警值,加强方案较为成功。
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