设计、施工与监测.ppt

珠海丽景湾花园基坑支护设计、施工与监测,湖北地矿建设工程承包集团有限公司华南分公司,毛怡法 冯诚,2010.11,一、工程概况,珠海市丽景湾二期B区综合楼基坑支护工程位于珠海市 海燕路与凤凰路交汇处东北角，属市区繁华地段。其东侧 北段为78层住宅楼，基础型式为管桩和天然地基，东侧 南段为在建的高层建筑，东侧距离海边约100米；南侧为 海燕路；西侧为凤凰路，西南侧为9层明珠酒店，天然地基； 北侧6米处为已建的扬名广场。该项目占地面积10000m2， 建筑面积约100000m2，地下三层，地上13层，总高度近 80m，框架剪力墙结构，桩基础为预应力管桩。本工程基 坑开挖深度为17.219米，是目前珠海市最深基坑。,二、基坑支护设计概况,本基坑设计采用直立开挖，主体支护结构为桩锚 加支撑支护，即钻孔灌注桩加预应力锚索，基坑角部 采用钢筋砼支撑，其中钻孔桩桩径为1.2米，桩间距 为1.4米，预应力锚索分为两种，上部砂层采用自进 式预应力锚索，锚索长度一般为24m，每根锚（两 索）设计抗拔力280KN；下部粘性土层中采用成孔 预应力锚索，成孔直径为150mm，锚索长度为28 34米，设计抗拔力500600KN；,角部支撑系统采用钢筋砼梁加钢立柱支护，其 中钢筋砼围檩截面为1200mm*700mm，支撑梁 截面为800mm*700mm，立柱桩直径为0.8米。 止水采用桩间二重管高压旋喷桩，旋喷桩桩径不小 于600mm，桩端进入进入相对隔水层不小于1.5m， 并且进入基坑开挖底面以下不小于2米。详见基坑支 护设计平面图、基坑支护典型剖面图。,二、基坑支护设计概况,三、基坑支护工程施工,本工程钻孔桩施工除局部遇花岗岩孤石改为冲孔 桩施工工艺外，其余均为常规工艺施工。但钻孔桩 施工对于本工程来讲定位要求非常严格，要求尽量 做到零偏差，为后续止水工程施工创造有利条件。 因此在钻孔桩施工前，将所有桩位除预留埋设护筒 位置外的周边全部采用素砼硬化地面，以达到准确 定位效果。其钻孔桩定位图如下:,1、钻孔桩施工,2、旋喷桩施工,本工程采用二重管高压旋喷施工工艺，为确保基 坑止水效果，在高压旋喷施工中，一定要严格控制 两项重要施工指标，即注浆压力和提升速度。 在旋喷桩施工前，先进行施工参数对比试验，试验 采用了三组比较适当的施工参数进行试喷，待成桩 后开挖出桩体，测量桩体直径，检验情况如下表：,根据试验结果，决定采用第2序号参数作为施工控制 参数。,3、预应力锚索施工,本场地基坑深度内有较厚透水性良好的中粗砂层， 根据以往深基坑施工的经验，砂层锚索成孔难度大, 很容易出现塌孔，锚索难于安放，其次，成孔后地 下水从孔口涌出，携带泥砂使桩后土体形成空洞， 进而地面下沉下陷，对于此种情况，上部砂层中， 采用非成孔的自进式锚索取代成孔锚索；基坑下部 粘性土采用传统成孔预应力锚索。,3.1自进式预应力锚索施工,自进式预应力锚索，无需钻进成孔，无需使用循环 液。它利用钢管（483.0）端部制成锥形，沿钢 管四周间隔一定距离开设注浆孔（自由段部位不开孔）， 钢绞线制作完成后将其固定于钢管端部，用振冲器将 钢管及钢绞线一起振入易坍塌地层中，钢管不再拔出， 清洗钢管内进入的泥砂后封堵钢管壁于防渗墙之间的 间隙，然后在钢管内压浆，压浆采用灌浆压力及压浆 量来控制，以保证锚索质量。其锚杆结构如下图：,该工艺存在如下优缺点：,1）虽材料成本中增加了钢管费用，但无需成孔，其机械和 人工成本大大降低，综合施工成本降幅大。 2）施工效率大大提高，同样的作业班组，施工速度是常规 工艺的2倍以上。 3）由于设备简单，可几十根锚索同时施工，大大缩短工期。 4）无需进行泥浆护壁，对周边环境影响小。 5）锚索与土体结合紧密，同样条件下锚索抗拔力相对较高。 6）由于挤土施工阻力，锚索长度受到限制，且目前同一根 锚索钢绞线未超过3束，因此锚索总抗拔力受到限制。,3.2普通预应力锚索施工,本工程成孔预应力锚索采用无锡产MDL-120D1型 履带钻机替代一般的地质钻机成孔施工，该钻机使用 全套管跟管钻进，清水循环，无需泥浆护壁，跟管至 预定深度后，即在管内进行锚索安放，然后进行管内 填充注浆，待管内浆体注满后，拔出套管，进行孔内 填充注浆，待孔口溢出较浓水泥浆时停止压浆，立即 严密封堵防渗墙之间的空隙，直至孔口无浆体溢出为 止。待孔内水泥浆完成初凝后（一般为4小时左右）， 进行二次高压注浆，压力控制在23.0Mpa。,MDL-120D1型履带钻机,使用上述工艺成孔存在如下优缺点：,1）施工效率有很大的提高，同样的作业班组，施 工速度是常规工艺的2倍以上。 2）遇到复杂地质状况一般工艺难以解决时（如遇 较大孤石），使用该工艺能较快解决难题。 3）同条件下，施工的锚索抗拔力有大大提高。 4）其机械施工成本有相应提高。,4、角撑施工,角撑施工部分按照钢筋混凝土施工规范进行。,角撑,四、基坑监测,本工程施工采用信息法施工，在施工期间对基坑变 形做了全面的监测工作,详见基坑支护设计监测平面图。,其监测内容为以下几点。,a) 沉降及水平位移监测：主要是观测钻孔桩顶、支 撑、周边3H（H为基坑深度）范围内的地下管线及 建筑物的水平位移和沉降。 b)深层位移监测：监测基坑开挖过程中围护结构本 身及深层土体位移，埋设在基坑四周支护桩体及土 体内。,1）支护桩内力：选择有代表性的支护桩，在挡土 侧和开挖侧分别安装钢筋应力计，钢筋长度方向每 隔3m一个，用于监测基坑开挖期间支护桩的受力 情况； 2）锚索内力：对于预应力锚索，在锚头处安装测 力计，对锚索的受力情况进行监测； 3）角撑内力：在支撑内水平钢筋上安装钢筋应力计， 通过钢筋受力计算出支撑受力而进行监测。,c)内力测试：,d)地下水位观测：,在坑外布置地下水位观测井，监测地下水位随基坑 开挖的变动情况。如果地下水位下降引起地面和坑 外设施沉降超过限值，应及时回灌。,由于本基坑监测范围较大，统计数据较多且繁杂， 本文只对局部危险地段及监测出现异常部位进行数据 统计分析、并提出合理的处理意见。,分析结果如下：,1、6a剖面段桩顶位移及深层位移监测 6a剖面基坑边距离扬名广场主楼仅6米远，且该剖 面段存在一阳角。该段桩顶位移最大点为阳角处的 s18号点，对该点监测数据统计如下图。,从曲线图可以看出，总体上该点位移一直处于上升趋势，直 到11月份才接近平稳，但最大位移量即将达到报警值（桩顶位移 报警值为40mm）。短时间范围内位移量存在波动现象。,经分析认为，该处桩顶位移偏大，原因为旁扬 名广场摩擦基础桩对基坑边土体存在侧压力，而设 计时该压力未考虑。为确保基坑安全，建议在该剖 面段补充锚杆，抑制位移量继续增大。,2、明珠酒店竖沉降监测,距基坑4b剖面14米的明珠酒店大楼四周均布置 有竖向位移点，其中大楼南侧沉降量较小，北侧沉 降量较大，对北侧两角监测点c16、c17数据统计 如下图：,从曲线图可以看出，明珠酒店大楼北侧一直处 于不均匀沉降状态，东侧角比西侧角下沉量较大， 从下沉数据可算出大楼倾斜度达到1.7%0，且东侧 角下沉速率有增大趋势。,经分析认为，明珠酒店下沉，前期由于开挖基 坑，锚索施工造成水土流失以及基坑位移引起。现 沉降尚未稳定，可能由于建筑物本身排水系统管道 破裂，引起水流冲刷基础造成。现仍需加强监测， 若继续沉降，拟对房屋周边进行压浆并进行地下水 回灌。,3、4a剖面角撑梁内应力监测,根据设计监测方案，角撑梁上均布有内应力检测装备。 4a剖面N7号第一层角撑梁内应力监测点监测数据曾出现异 常现象，现对其数据统计如下图：,从曲线图可以看出：,此支撑梁内应力处于上下起伏状态，其最大值 达到26.8Mpa，可计算出该梁当时受力值为15000 KN。当支撑梁内应力达到最大值时，建设单位曾组 织专家对支撑梁进行安全性评价，评价结果认为： 根据当时基坑开挖情况，支撑梁受力远远大于基坑 侧土压力值，监测数据异常。可能造成的原因为该 监测设备灵敏度受温度影响较大或在安装设备时设 备遭到破环，导致出现异常监测结果，该支撑梁处 于安全状态。,4、1剖面水位监测,基坑东侧北段为78层住宅楼，基础型式为管 桩和天然地基，地层中砂层较厚，地下水位下降时 易引起房屋沉降。该处布置有H1号水位监测孔，对 该处地下水位进行准确检测。现对该处水位下降数 据统计如下图：,从曲线图可以看出，该处水位前期处于下降趋势，后期趋于 稳定，最大水位下降值为5.81米，已接近设计允许值，（水位下 降设计允许值为6米），较短时间内水位有波动现象。,经分析认为：,该处水位下降的主要原因为基坑内锚索经张拉 锁定后锚头渗水，导致基坑外砂层中水体流入坑内。 应对基坑内渗水位置封堵，尽量避免坑外水体流失， 且对水位下降较大区域进行地下水回灌措施，把基 坑外水位控制在报警值之内，以免引起附近建筑物 大幅沉降。,五、几点体会,1、基坑支护设计应遵循安全、经济、方便施工 原则。 2、基坑开挖过程中应加强监测，及时整理分析 监测数据，适时调整设计及施工工艺参数，即信息 法设计及施工。 3、对于施工过程中出现的异常情况要有充分的 应急处理措施。,谢谢大家！,