第39卷第13期 2 0 1 3年5月 山 西 建 筑 SHANXI ARCHn CTURE V01.39 No.13 May. 2013 ・79・ 文章编号:1009-6825(2013)13・0079-04 和合国际中心基坑支护工程实例 徐摘辉刘洪刚 袁伟林 100161) (中国建筑一局总承包公司,北京要:以和合国际中心基坑支护工程为例,根据基坑周边环境、地质条件等,对采用复合土钉墙、桩锚等支护体系的方案进行了 介绍,并且阐明了采用三轴水泥土搅拌桩、高压旋喷桩等止水措施,有效的限制了土体的位移和沉降,确保了基坑的稳定,为同类 深基坑工程提供了参考。 关键词:深基坑支护,复合土钉墙,桩锚 中图分类号:TU463 文献标识码:A 表1场地土层统计表 岩土层名称 密实度 层厚/m 层底标高/m ①填土 ②粉土 ③粉细砂 松散 稍密 稍密 4.1 工程概况 和合国际中心工程位于太原市长风商务区万国汽贸城北侧, 主要成分 主要以煤屑、砖屑、氧化物为主,局 部为粉质粘土 含云母、氧化物、煤屑等,局部夹有 粉细砂粉质粘土薄层 、上部结构为33层和29层的两栋塔楼,分别位于基坑的西北角和东 南角,地下3层,-4-0.00=781.5 m(绝对标高),室内外高差0.6 m。 基坑平面尺寸约113 m x82 m,基坑开挖深度15.50 m,核心筒位 置开挖深度达到20.55 m。 98 —4.98 —10.46 548 .7.59 —18.O5 —25.43 —29.85 —36.O9 以石英、长石为主,局部为中砂 砂及砾砂 ④细砂 ⑤粉土 ⑥细砂 ⑦粉土 ⑧细中砂 中密 中密 中密 7.2场地条件 2.1 工程及水文地质条件 场地地形基本平坦,场地不存在影响稳定性的不良地质作用 和地质灾害,场地地貌单位属汾河西岸河漫滩。根据岩土工程勘 察成果报告(详勘),地下稳定水位在自然地表下6.40 m一6.80 m 之间(相应高程773.68 m~774.08 m),该区域地下稳定水位位于 自然地表下5.00 m左右(相对高程776.50 m),地下水类型粉土 层中为潜水,其下砂层中为承压水,水位随季节性变化,变化幅度 在1.00 m左右,水流流向由西向东,主要受大气降水及侧向径流 补给,场地土层情况见表1,表2。 ①填土 ②粉土 ③粉细砂 ④细砂 ⑤粉土 ⑥细砂 ⑦粉土 ⑧粉土 密实 .38 42 25 以石英、长石为主,局部为粉砂、中 4.含云母、氧化物、煤屑等,夹有粉质 粘土粘土薄层 、6.以石英、长石为主,局部为粉砂、中 砂 含云母、氧化物、煤屑等,夹有粉质 粘土粘土薄层 、中密 10.23 —46.32 —51.53 521 以石英、长石为主,局部为粉砂、中 砂 表2场地土层物理力学性质表 岩土层名称 重度/kN・m一3 19 l9.5 19 l9.5 20 l9.5 20 20.9 (。) 9 13 25 28 17 30 17 22 c/kPa 9 l5 O 0 20 0 20 25 渗透系数/cm・s 7×10—5 2 X10—4 3×10—4 3 X10—5 2.2周边环境条件概况 该基坑北侧距在建中化二建集团综合写字楼地下室边约14 m, 南侧为一废弃的汽车4s一层板房,距离拟建结构边约7 m;西侧 无建筑物,距离市政道路约40 m,有一条给水主干管线(自来水 管)和一条支管线距基坑边5 m~7 m;东侧无建筑物与市政道路 接壤,项目经理部临建房设置在本侧,距离基坑约6 m。 量化标准,然而在小区域范围内针对特定情况进行量化,仍具可 3基坑支护设计方案 与勘探,2009(5):621-626. 行性。 参考文献: [1] 史佩栋.桩基工程手册[M].北京:人民交通出版社,2008: 11.13. [2] 刘睦峰,彭振斌.复杂岩层大直径嵌岩桩钻进技术[J].地质 [3] ̄FS 133—1-2010,港口岩土工程勘察规范[s]. [4] 陈雄生.沿海花岗岩地区大直径超长嵌岩桩施工技术[J]. 探矿工程,2000(sup):1-4. [5] 刘靓.华南沿海花岗岩风化物工程特性探讨[J].岩土工 程界,2003(10):37-38. Determination on rock elevation for large diameter rock・embedded pile dock located in granite region HE Zhi.min (CCCC一 Engineering Co.,Ltd,Guangzhou 510230,China) Abstract:The basic method of rock elevation determination was elaborated for the rock-embedded pile’S installation and the quantitative criteria was analyzed and verified on the a rock・embedded pile wharf.Due to many uncertainties exist,such as geological conditions,construction tech— niques,as well as professional level,the results confirm the feasibility of the quantitative criteria ofr a signal project. Key words:granite,rock-embedded pile,dock,determination 收稿日期:2013—02-24 作者简介:徐辉(1988.),男,硕士,助理工程师; 刘洪刚(1983一),男,助理工程师;袁伟林(1975一),男,高级工程师 ・80・ 第39卷第13期 2 0 1 3年5月 山 西 建 筑 5)基坑为一级基坑,且开挖面积大,开挖深度大,基坑的变形 3.1 工程特点和难点 由于本工程地上属超高主楼约170 m,地下基坑开挖深度大, 控制要求较高。基坑深度约15.5 m,基坑支护、土方、降水技术的质量要求高,本 3.2基坑支护设计 工程具有以下几个明显的特点和难点: 较高,需考虑降水、止水情况。 活垃圾等组成,土质较松散,上部土体支护处理措施选择较难。 伸入本基坑内,支护选型比较困难。 根据不同的周边环境和地质条件,基坑要有针对性的采用不 1)场地水文地质条件复杂,潜水水位埋深浅,且承压水水头 同的支护形式。本着安全可靠、经济合理的原则,确定了采用复 合土钉墙+桩锚支护+止水帷幕支护、管井降水的综合支护方 剖面,北侧为2—2剖面,东侧为3—3剖面,南侧为4—4剖面。其 2)基坑上部土体较差,土质属于填土层,主要由建筑垃圾、生 案,基坑支护平面图见图1。本基坑共分四个剖面,西侧为l一1 3)基坑北侧距邻近建筑物较近,且邻近建筑物的预应力锚索 中,1—1剖面,3—3剖面和4—4剖面上部5 m均采用1:0.3放坡 的复合土钉墙支护,下部采用桩锚支护形式;2_2剖面上部5 m 4)基坑西侧有一主水主干管线(市政主供水管)距离基坑较 采用1:0.3放坡的复合土钉墙支护,下部采用双排桩加预应力锚 近,此处对变形控制非常严格,考虑到该处护坡桩、止水帷幕施工 索支护。护坡桩设计参数表如表3所示,其中,1—1剖面,2—2剖 以及后期土方开挖等对基坑周边土体扰动影响该管线安全性,需 面,4—4剖面复合土钉墙参数相同,复合土钉墙参数表,锚杆参数 对该自来水管线进行加固保护。 表见表4一表9。各区段支护剖面图见图2一图5。 北图1基坑支护平面图 表3护坡桩设计参数表 部位 1一l剖面 2—2剖面 80o 80o l 500 l 500 20 20 9.5 9.5 96 98 桩径/mm 间距/mm 桩长/m 嵌固深度/m 桩数/根 桩顶标高/m —5.6 —5.6 + =_——一/ 日 坪_u.ou m 3—3剖面 4—4剖面 80o 80o l 500 l 500 20 20 9.5 9.5 79 49 —5.6 一5.6 謇十 .n-'k- 戛帑 量1广 1 8 表4复合土钉墙参数表(一) 土钉编号 杆体类型 长度/m 水平倾角/【。) 钻孔直 mm 标高/m TD1 MG1 TD2 10,18 mm 1击s15.2 1由18mm l 12 5.8 10 l5 10 l00 l0o 10o —2.1 一3.6 一5.1 表5锚杆参数表【一) 锚杆 编号 杆体类型 度/m 长度/111 长度/1"11 力/kN 定 kN 角/(。) MG2 2tb。15.2 MG3 4也。15.2 MG4 4也s15.2 有效长 自由段 锚固段 设计拉 预应力锁 水平倾 标高 24 29 26 萤I 7 5.5 5 14 23.5 2l 305 550 505 260 470 430 15 15 l5 —5.85 —9.6 一l2.6 +量 上n 表6锚杆参数表(二) 锚杆 有效长 自由段 锚固段 设计拉 预应力锁 水平倾 标高 编号 杆体类型 度/m 长度/m 长度/m 力/kN 定值/kN 角/(。) 510 425 345 MG2 3(b。15.2 MG3 3由 15.2 MG4 3击 15.2 14 14 14 6 5.5 5 8 8.5 9 360 340 300 15 15 15 —5.9 —.8.9 一l2.4 图2基坑西侧支护剖面图 本工程地下水位于基坑底以上,因此需要采用有效的地下水 3.3基坑止水及降水设计 控制措施,满足基础施工和边坡支护施工的安全及质量要求,同 时保证基坑周边建筑物的安全。 第32 0 9卷舞11 3 5年 月 3智 徐辉等:怵 晖守:和合国际中心基坑支护工程实例/ru口 例、 L 峦 L义 ’-上一位六J ・81・ 量 .n ● 8 _ 8 : —村 l 2oo 2__2剖面图 图3基坑北侧支护剖面图 120 mmx120 111111挡水墙 量 .n 量 2 3—3剖面图 图4基坑东侧支护剖面图 ! 揸 :tz-0-==.00781.50m j—————一自然地坪-0.60 m C20细石混凝土面层 ,=! 謇 量: 卜 : \ 竺竺兰 竺 .n 暑 冠梁 9o0 n 沟 ::8 I^ 量莓 卜 8 ● 2x28b工宇钢 : 量 、MG3 口 2x28b工字钢 — 槽底一16.10m (高程765.40 300minX300 rnm 排水沟 回灌井 护坡桩 三轴搅拌桩 ,U 十_十 4.-4剖面图 图5基坑南侧支护剖面图 1)基坑外侧止水。 根据该工程地质、水文情况及施工经验,基坑1—1剖面、3—3 剖面和4—4剖面采用护坡桩外300 mm设置一排三轴水泥土搅 拌桩的止水帷幕方式,止水帷幕外侧200 lnm设置一排回灌井和 观测井;2—2剖面前排支护桩外100 mm设置两排止水帷幕桩 (高压旋喷桩),前后排桩之间设置一排降水井。止水帷幕参数表 见表l0。 表7复合土钉墙参数表(二) 土钉编号 杆体类型 长度/m 水平倾角/(。) 钻孔直 mm 标高/m TD1 1由18 mm 5.8 10 l00 —2.1 MG1 1也 15.2 12 15 l00 —3.6 TD2 1击l8inm 5.8 10 lo0 —5.1 表8锚杆参数表(三) 锚杆 编号 杆体类型 有效长 自由段 锚固段 设计拉 预应力锁 水平倾 标高 度/I11 长度/m 长度/in 力/kN 定值/kN 角/(。) m MC2 3出 15.2 27 7 20 36o 305 15 —5.85 MG3 4由。15.2 30 5.5 24.5 595 505 15 —9.6 MG4 4由s15.2 29 5 24 600 510 15 一l2.6 表9锚杆参数表(四) 锚杆 编号 杆体类型 有效长 自由段 锚固段 设计拉 预应力锁 水平倾 标高 度/111 长度/Ill 长度/111 力/kN 定值/kN 角/(。) m MG2 2击。15.2 24 7 17 360 305 15 —5.85 MG3 4由。15.2 28 5.5 22.5 595 5O5 l5 —9.6 MG4 4击e15.2 26.5 5 21.5 60o 51O l5 —12.6 表1O止水帷幕参数表 参数 桩长/m 直径/mm l相互咬合/mm l帷幕宽度l桩顶标高/m 三轴搅拌桩 23 850 l 250 I 850 l _5.6 高压旋喷桩 23 600 f 300 f 900 f 一5.6 2)基坑内侧降水。 按基础平面几何形状,降水井布置基坑内,井距纵、横向约 16.0 11'1。井位要避开基础梁等位置,且尽量减少与挖土作业机械 相干扰,集水坑、电梯井附近降水井再相应加深。基坑四周止水 帷幕外0.3 nl设置观测井、回灌井,间距16 m(北侧加密至12 rn)。 降水井、回灌井和观测井均采用管井,井身结构及滤水管均采用混 凝土滤水管,降水井、回灌井参数表见表11。 表11 降水井、回灌井参数表 l 参数 l 深度/m l 数最/口 I井顶标高/m 直 mm l 降水井 l 20 l 56 I 一5.6 4OO 回灌井 1 17 I 24 l 一5.6 4OO 4施工中遇到的问题及解决办法 4.1 土钉墙施工 基坑上部一5 m范围内进行土钉墙施工时,发现土钉墙成孔 困难。这主要是由于上部土层土质较差造成的,因此采用两排土 钉加~排预应力锚索的复合土钉墙支护。第1层和第3层土钉采 用钢筋土钉支护,且采用孔底压浆法;第2层土钉采用预应力锚 索支护,且采用二次高压注浆法。 4.2基坑北侧止水帷幕施工 本基坑止水帷幕采用了三轴水泥土搅拌桩,但是在基坑北侧 施工止水帷幕时,发现邻近建筑物的预应力锚索伸入基坑内,由 于预应力锚索抗拉强度大,若基坑北侧采用三轴水泥土搅拌桩, 预应力锚索会搅拌到三轴搅拌机钻头内,会破坏三轴搅拌机的钻 头,因此在结合现场实际情况下,对基坑北侧采用高压旋喷桩止 水帷幕。 4.3基坑西侧自来水管加固 本工程在基坑西侧卜一l剖面复合土钉墙施工时,发现基坑 西侧有一条给水主干管线(市政自来水主供水管)和一条支管线 距基坑边5 m一7 m,主干管线直径约1 m左右,分支管线直径约 O.5 Ill,主干管线在基坑西侧交叉连接,交叉点由混凝土顶背保 一素填土・82・ 第39卷第13期 2 0 1 3年5月 山 西 建 筑 护,该混凝土顶背紧贴基坑土钉墙内边线,自来水管平面图如图6 坑周边土体扰动影响该管线安全性,需对该自来水管线进行加固 所示。考虑该处护坡桩、止水帷幕施工以及后期土方开挖等对基 保护,剖面图如图7所示。 自来水管线 114 1 500x3 1 050 12 364 1 200x12 . 6 782 . 1 050 1 10 000 注:标囝的从左往右依次为65号一83号;标0的从左往右依次为+1号~+3号 图6自来水管平面示意图 1 200 mm,桩长22.75 m,桩顶及冠梁顶高程调整到高于自来水管 线700 mln,桩顶标高一2.85 m;该基坑原第一排锚索(68号一 79号之间)长度调整为28 m,自由段10 m,锚固段18 m,锚索调 整为4束,其倾角调整为25。,张拉锁定力为480 kN;原第二排锚 索不变,第三排锚索(68号一79号之间)长度由原26 m调整为 28 m,自由段7 m,锚固段21 m,其他参数不变。 3)止水帷幕。 止水帷幕(245号幅一262号幅)现采用双排高压旋喷桩(支 护桩外侧)替代原三轴水泥土搅拌桩,并在桩间增加高压旋喷桩。 支护桩外侧高压旋喷桩桩径600 mm,有效桩长25.75 m,排桩咬 合300 mm,临桩咬合200 mm,帷幕宽度900 mm,桩顶标高一2.85 m。 桩间高压旋喷桩桩径600 mm,有效桩长22.75 m,临桩咬合根据支 护桩桩间距不同分别为200 mm或300 mm,桩顶标高一2.85 m。 o()90n∞0【)8 900 鲑 5结语 深基坑支护是一个综合性的岩土工程难题,同时也是一种实 践性很强的科学,随着基坑开挖深度的增加以及土质、地下水和 柑 土 止护 钉 水坡 幕 墙 帷桩 图7 自来水管线处加固剖面图 设计加固措施如下: 1)土方回填。 环境的变化,基坑支护过程中会遇到意想不到的问题。以本工程 为例,基坑支护采用了复合土钉墙、桩锚支护结构、止水帷幕等多 为减小施工过程中对该自来水管及土体扰动,从而保证该管 种形式,同时像基坑施工遇到的西侧自来水管加固等,复杂性不 特别是基坑西侧自来水管处的 线稳定,需先将土方回填至管线顶标高以上,再进行后序施工。 言而喻。本工程选择的支护形式,经监测,能有效的限制土体的位移和沉降,基坑处于安 回填高度选择高于管线顶700 mm,回填长度21 m,回填宽度 加固措施,10 m,回填高度1.6 m。土方应分层回填,并进行分层压实。 全范围内,可供类似的深基坑工程作为参考。 参考文献: 2)支护排桩、桩间锚索。 2012,建筑基坑支护技术规程[S]. 加强原支护排桩与锚索支护结构,提高相关结构参数,从而 [1]JGJ-减小土体或结构水平位移和沉降,保证该自来水管线的安全性。该 [2]GB 50300-2002,建筑边坡工程技术规范[S]. 处支护桩(68号一79号之间,共15根)间距由原1 500 mm调整为 [3]GB 50007-2002,建筑地基基础设计规范[s]. The center foundation pit support engineering example of Hehe international XU Hui LIU Hong-gang YUAN Wei・lin (China Construction Fimt Bureau General Contract 椰,Belitng 100161,China) Abstract:Taking center foundation pit suppo ̄en ̄neefing example of Hehe international as an example,according to the foundation pit sur— rounding environment,geological conditions etc.,the paper introduced the schemes of composite soil nailing wall,pile anchor bracing system, and elaborated the three triaxial cement soil mixing pile,high pressure jet grouting pile and other waterproof measures,efective limited the settle— ment and displacement of soil,ensured the stability of foundation pit,provided reference for similar deep foundation pit engineering. Key words:deep foundation pit suppo ̄,composite soil nailing wall,anchor pile