混凝土支撑在紧邻既有地铁线的深基坑支护设计中的应用

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摘 要 以泰丰国际广场为例,介绍了在紧邻既有地铁线及高层建筑等复杂周边环境条件下,通过采用桩撑复合支护体系,通过信息化监控等措施,确保变形在安全的范围内,为今后同类工程的设计与施工提供一些经验。 关键词 深基坑;内支撑;地铁 中图分类号 TU 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2011)121-0184-02 建筑深基坑工程是地下基础施工中内容最丰富最复杂的领域,以其复杂的周边环境,多变的地质情况,理论落后于实践,以及由强度控制向变形控制的转变,已引起学术界和工程界的广泛关注,成为城市建设中不可忽视的重要课题。城市深基坑常处于密集建(构)筑物、地下管线、轨道交通的近旁,若支护失败,将造成巨大的经济损失和引起严重的社会问题。本文结合深基坑工程实例,介绍周边紧邻地铁隧道、高层建筑、市政道路和管线的环境下,采用人工挖孔桩+内支撑+锚索的方式进行支护,能有效的控制变形,对同类工程有一定的借鉴意义。 1 工程概况 泰丰国际广场项目,位于成都市人民中路二段27-31号,北邻中银大厦,南面为5-6层办公住宅楼,东面为5-7层住宅楼,西靠人民中路二段。 本工程基坑较深,平面呈较规则的正方形,长度约79 m,宽度约73 m,设五层地下车库,基坑开挖深度约22 m-23 m,地上37层,建筑总高度为149.50 m,总建筑面积为85 449.24 m2,属一类高层公共建筑。总平面图见图1。 2 场区工程地质、水文地质概况 2.1 场地工程地质概况 本场地位于成都市青羊区人民中路二段,地势平坦,地貌属成都平原岷江水系一级阶地,高程介于496.45 m-500.23 m。根据钻探揭示,场地地层结构简单,主要由第四系人工堆积(Q4ml)杂填土、素填土第四系全新统冲积(Q4al)粉土、细砂以及第四系上更新统冲洪积(Q4al+pl)砂卵石等及中生界白垩系上统灌口组(K2g)泥岩组成。 2.2 水文地质概况 场地地下水为赋存于第四系砂卵石层中的孔隙型潜水,受地下径流、大气降水补给;排泄方式以地面蒸发、地下径流为主。勘察期间正值枯水期,受邻近地区降水影响及测得场地部分地下水水位,其埋深为7.30~11.30m,其相对标高在489.50 m-490.00 m之间,。 3 基坑周边环境 场地东侧、南侧:此两侧为八栋6-7层民房。北侧为中银大厦38层办公楼,该建筑物设3层地下室,采用筏板基础,基础埋置深度约14.0 m,距基坑开挖线约7.0 m,该建筑物高123.33 m。场地西侧:为人民中路二段,该位置规划的地铁区间目前已建成,地铁顶标高约为-14.0 m,地铁基底标高约为-17.5 m,地铁开挖深度约17.5 m左右。由于地铁区间距本项目最近约4.8 m,是本工程需重点考虑的问题。 场地西侧、北侧、南侧分布较多地下管网,包括:通信电缆、给水管道、排水管道、电力电缆、市政设施电缆、消防、煤气管道。 4 基坑支护设计方案 4.1 基坑保护等级 因本工程基坑开挖深度为H=22.0 m,参照《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)、《成都市建筑工程深基坑施工安全管理暂行办法》,确定该工程基坑侧壁安全等级为一级,基坑侧壁重要性系数取r0=1.1。基坑变形报警值:绝对值累计达到3.0 cm或变化速率大于1 mm/d-3.0 mm/d或连续三天超过2.1 mm/d;地面沉降报警值15.0 mm,每天发展不得超过 2.1 mm;市政管网沉降和位移允许值10.0 mm,每天发展不得超过2.0 mm。 4.2 基坑支护结构选型 西侧地铁盾构距本项目护壁约5 m,地铁控制线距离红线仅1.7 m。为控制变形该侧采用三道内支撑支护。 东侧紧临居民小巷,本项目红线距离六栋五至七层居民民房,最近点3.0 m,最远点7.5 m,建筑红线距地下室边线3.6 m,该地段东南侧采用一道内支撑和三道锚拉联合支护;东北采用二道内支撑和二道锚拉联合支护。 北侧紧邻中银大厦38层办公楼,该地段东北采用二道内支撑和二道锚拉联合支护。 南侧紧临居民小巷道路,本项目红线距离二栋六层居民民房和一栋五层办公楼,距离大约6.0 m,建筑红线距地下室边线2.0 m,该地段采用一道内支撑和三道锚拉联合支护。 根据成都地区实际情况,围护结构采用Φ1 000 mm@3 000, Φ1 200 mm@3 000人工挖孔桩,护壁厚度150 mm,嵌固深度5 000 mm,混凝土强度C30。支撑体系采用混凝土内支撑,支撑间距约9m。各构件截面尺寸为:第一道内支撑600 mm×800 mm,连梁500 mm×500 mm,腰梁1 100 mm×1000 mm;第二道内支撑800 mm×1 000 mm,连梁 500 mm×500 mm,腰梁1 100 mm×1 000 mm;第二道内支撑 800 mm×1 000 mm,连梁500 mm×500 mm,腰梁1 100 mm×1 000 mm;锚索采用高强度低松弛钢绞线,规格为4φs15.2钢绞线(1 860 MPa),锚固段应剥离出裸线,并除油、除锈,锚索预留1.3 m张拉段。锚索设在人工挖孔桩上,水平间距为3.0 m,竖向间距为5.5 m,锚索长度为18.0 m。锚索钻孔直径150 mm,卵石层内采用跟管钻进工艺,基岩破碎,有塌孔现象时同样采用跟管钻进。锚索注浆采用纯水泥浆,水灰比0.5,注浆压力0.2 MPa-0.5 MPa,注浆体强度M25。根据工期要求,水泥浆内可加入适当比例的早强剂。 5 基坑降水 根据成都地区砂卵石层透水性好的特点,本工程采用重型管径降水,降水控制在人工挖孔桩底下0.5 m。基坑顶部设置截水沟,沟底设置排水沟,注意排走低洼处的积水,防止水流入基坑或冲刷护壁。 6 基坑监测 本工程周边环境要求极高,为了检验基坑效果,总结經验,对基坑周边地下管线、建筑物、围护结构的沉降和变形进行观测,主要监测项目见表1。 本基坑目前已施工完毕,通过目前监测结果来看,支护结构最大水平位移为8.1 mm,地面最大沉降量为15 mm,地下管线最大沉降量为6.67 mm,周边建(构)筑物最大沉降7.46 mm,表明变形控制良好。 7 结束语 通过对紧邻地铁隧道和高层建筑的深基坑实例介绍,表明内支撑+桩支护结构是一种有效的复合支护结构。随着轨道交通的发展、锚索穿越红线引起的纠纷问题日益突以及超深地下室的大量涌现,桩撑复合支撑发展潜力巨大。 参考文献 [1]刘国彬,王卫东.基坑工程手册(第二版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2009. [2]范加令,张令刚,张金科.关于深基坑开挖防护措施的研究[J].四川建筑科学研究,2011,37(5):123-126. [3]侯学渊,刘国彬,黄院雄.城市基坑工程发展的几点看法[J].施工技术,2000,29(1):5-7. [4]张光辉,彭松,朱宝华.深基坑开挖与支护的有限元分析[J].武汉理工大学学报,2010,32(3):54-57. [5]赵锡宏,李蓓,杨国祥.大型超深基坑工程实践与理论[M].北京:人民交通出版社,2005. 作者简介 任东兴(1981—),男,硕士,助理工程师,主要从事基坑工程设计、勘察与施工等工作。
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