荣维冬
济邦建设集团有限公司 四川成都 610000
一、成都地区工程地质特点
1.1地层结构
据区域地质资料,成都地区属于新华夏系第三沉降带—四川沉降带之川西褶皱带中的成都坳陷,西距北东走向的龙门山褶皱带约60公里,东距走向相同的龙泉山褶皱带约20公里,成都坳陷呈北东35°方向展布,受喜山期运动的内力地质作用,龙门山和龙泉山构造带相对上升,而拗陷盆地相对下降,在岷江水系长期的搬运和沉积作用下,在坳陷盆地内堆积了厚度不等的第四系冲洪积地层,不整合于白垩系的层之上,形成了成都冲积平原。受东西两侧构造带的影响,在成都平原下伏基岩内形成了浦江—新津和新都—磨盘山这一区域性的北东向基底断裂和其它次生断裂,长期以来,经区域地质调查配合物探、钻探和卫星遥感图片的解释也证实了这些断裂的存在。
在钻探深度范围内,拟建场地内上部为第四系全新统人工填土层(Q4ml);中上部为第四系全新统冲洪积层(Q4al+pl);中下部为第四系上更新统冲洪积层(Q3al+pl);下伏基岩为白垩系上统灌口组泥岩(K2g),场地的地层特征由上至下分述如下:
第四系全新统人工填土层(Q4ml)
(1)杂填土:黑色、杂色,稍湿,松散,以填碎砖块、石灰渣、陶瓷片等建筑垃圾和生活垃圾为主,Z30#、Z31# 还填有条石和混凝土块,整个场地普遍分布, 层厚0.60~9.10m。
(2)素填土:褐黄色,稍湿,松散,以填粘性土、粉土、砂、卵石为主,层厚1.10~6.00m。
第四系全新统冲洪积层(Q4al+pl)
(3)粉土:褐黄色,湿,稍密~中密,含少量氧化铁和铁锰质氧化物,层厚0.30~1.30m。
(4)中砂: 褐黄色,稍湿~湿,松散,含少量粘性土和云母片,主要分布于卵石层的顶板,局部地段相变为粉细砂,层厚0.30~3.50m。
(5-1)中砂:褐灰色,湿~饱和,稍密, 成分以长石、石英为主,含少量云母片,主要以透镜状或尖灭状分布于卵石层(Q4al+pl)中间,层厚0.40~4.80m。
卵石(Q4al+pl):褐灰色,湿~饱和,卵石成分以火成岩、变质岩为主,粒径一般为2~8cm,个别大于10cm,磨圆度较好,呈圆~亚圆形,微风化状,充填物为中砂和砾石,该层分布于整个场地,其顶板埋深为3.20~9.10m,相应标高为493.72~498.84m,层厚3.80~14.00m。按其密实程度分为(5-2)、(5-3)和(5-4)三个亚层:
卵石(5-2):稍密、充填30%~40%中砂和砾石,层位较连续,呈薄层状分布于本层的上部。
卵石(5-3):中密,充填20%~30%中砂和砾石,层位不连续,呈透镜状或尖灭状分布于本层的中部。
卵石(5-4):密实,充填15%~20%中砂和砾石,层位连续,分布于本层的底部。
第四系上更新统冲洪积层(Q3al+pl)
(6-1)中砂:上部为褐黄色,下部为青灰色,湿~饱和,稍密~中密, 成分以长石、石英为主,含少量粘性土和云母片,主要以透镜体状或尖灭状分布于卵石层(Q3al+pl)中间,层厚0.20~2.50m。
卵石(Q3al+pl):上部为褐黄色,下部为青灰色,湿~饱和,卵石成分以火成岩、变质岩为主,粒径一般为3~10cm,个别大于15cm,含少量漂石,磨圆度较好,呈圆~亚圆形,卵石一般为微风化,个别呈强风化状,充填物为中粗砂、砾石和少量粘性土,局部夹鸡窝状粘性土,其顶板埋深为10.55~17.00m,相应标高为484.67~491.96m,该层分布于整个场地,层厚11.10~16.14m。按其密实程度分为(6-2)、(6-3)二个亚层:
卵石(6-2):中密、,充填25%~35%中砂、砾石和少量粘性土, 呈透镜状或尖灭状分布于本层中。
卵石(6-3):密实,充填15%~20%中砂、砾石和少量粘性土, 层位连续、稳定,整个场地均有分布,为本层主要构成层。
白垩系上统灌口组基岩(K2g)
(7)泥岩:紫红色、棕红色,泥质结构,中厚层状构造,其顶板埋深为24.70~28.00m,相应标高为475.17~477.96m,按其风化程度为(7-1)、(7-2)二个亚带:
(7-1)强风化泥岩:组织结构已大部分破坏,矿物成分已显著变化。风化裂隙发育,裂隙面充填灰绿色粘土矿物,岩芯成饼状破碎(本场地仅在Z18#勘探孔部位分布了0.29m的全风化泥岩),岩芯采取率为70-85%,RQD指标为50-75%,本层厚度约为0.80~5.10m。
(7-2)中风化泥岩:组织结构部分破坏,节理面矿物风化成土状。风化裂隙较发育,岩芯呈短柱状,岩芯采取率为85-95%,RQD指标为75-90%,本次勘察未揭穿。
1.2研究思路
1.2.1、结合工程需要进行静力载荷试验
从已搜集到的资料看,在成都行政区划范围内,有十多个工程在试验深度为2-11m的卵石层上作了二十九个点的静力载荷试验,承压板面积为2500-5000cm2(仅成都无缝钢管厂一个载荷试验为10000cm2)。试验成果为这些工程地基基础设计提供了直接的参数,同时也为其它工程的设计和卵石土承载力的研究积累了资料。但是由于这些试验主要是配合工程需要进行的,成果往往不很完整,试验方法也较单一,对比性较差。
1.2.2、选择试验场地进行专门研究
结合工程需要进行原位测试带来的完整性和对比性较差的缺陷,分别采用现场静力载荷试验、重型动力触探试验及现场推剪试验等方法对第四系卵石层的物理力学性质进行了较系统的研究,对卵石土的破坏机理进行了探讨,并分析了影响卵石土地基承载力的因素,建立了一系列经验公式,为成都地区卵石土的深入研究提供了较完整的资料。
1.2.3、采用室内模拟试验进行系统研究
模型测试方法确定自然条件下卵石土的承载力和其它指标无疑是一种有效的手段,但是由于受到野外试验中量测技术的限制,卵石土在荷载作用下的变形性质和破坏规律不易测定出来。采用与自然卵石土颗粒级配相近的、与自然条件下干容重和含水量基本一致的模拟材料,在室内大型钢质试验槽中进行载荷试验,经详细观察和系统测定,对卵石土在荷载作用下的垂直位移、滑动形态和卵石破坏情况进行了有益的探讨,从而使卵石土承载力的研究在理论上得以完善。
1.2.4、搜集多种测试资料进行对比研究
众所周知,载荷试验是岩土工程行业公认的模拟地基承载力最直接、最可靠、最有效的原位测试方法,但是由于时间长、设备重、耗资大等弊端限制了这种试验应用上的广泛性,特别是埋深较大的地层更难以用载荷试验方法获得地基土的承载力,为此一些单位力图以简易实用的测试手段与载荷试验相配合,建立经验关系并借以估算卵石土的地基承载力。应用较普遍的是动力触探试验。建立了动力触探指标(N63.5)与载荷试验成果的关系,推出了适合卵(碎)石地层勘察的超重型动力触探试验(N120),并在全国较多勘察单位推广应用,随着资料的积累,建立了N120与比例界限和变形模量之间的经验公式,给卵石土地基的勘察和评价带来了实用和方便。
1.2.5、对进行长期变形观测
为了检验卵石土地基特性研究的可靠性,对成都地区一些以卵石层作为基础持力层的高层建筑物和基坑进行了长期变形观测工作,为研究卵石土地基在荷载作用下长期变形特征积累了宝贵的资料。
1.3成都粘土特性
成都粘土广泛分布于成都断陷盆地东侧台地上,呈“地毯式”披覆于不同的地貌单元上,总面积达数千平方公里。成都粘土裂隙发育,具有很强的亲水性,遇水膨胀,易塑易滑,失水干裂收缩。
1.3.1成都粘土的地质特征
(1)宏观地质特征,成都粘土在平面上大面积分布于成都市东郊至龙泉山麓,沉积厚度不等,但在垂直剖面上没有明显的沉积间断。一般厚2-7 m,最厚可达20 m左右。自上而下大致分为三层:
①上层灰黄色、褐黄色粘土,粒度较粗,结构较疏松,质较纯,强塑性,含较多的有机质。网状风化裂隙发育,裂面光滑,常夹有灰白色粘土薄膜及条带。含较多铁、锰质豆石(φ<3mm)及钙质结核(φ=5-20 mm)。稍湿一潮湿,坚硬一可塑状态,厚0.5-3m.
②中部黄色、红黄色粘土,结构致密,局部具花斑状结构,土质均一,强塑性,微含砂粒。裂隙发育,间距小于0.5 m,延伸较长,隙壁有灰白色粘土,粘土细腻,滑感很强,裂面有擦痕,具蜡状光泽。层内含少量钙质结核(φ=5-15 mm).
③下部棕黄色、黄红色、灰白色粘土,团块状灰白色粘土增多,与黄红色粘土构成花斑状结构。裂隙极发育,裂面延伸较长,隙间常夹有灰白色粘土条带,裂面光滑,可见擦痕,蜡状光泽,有滑感。该层含较多钙质结核,厚1-3 m。
(2)物质组成:成都粘土的矿物成分主要为伊利石(水云母),次为蒙脱石;
此外,还有少量高岭石、绿泥石和石英。在不同层位、不同颜色的粘土中,各种粘土矿物的相对含量有一定的差异。其中,灰白色粘土中蒙脱石含量较高。
(3)成都粘土的粒度成分:成都粘土中,砂粒占2%-6%,粉粒占24.5%-34.5%,粘粒占60.8%-73.0%.
1.3.2成都粘土的工程地质特征
(1)成都粘土的物理力学性质指标
(2)成都粘土的一般工程地质特性:从表1可看出,成都粘土塑性指数为18- 33,天然密度较大,为18.7- 20.7 ,天然孔隙比较小,为0.61-0.79,密实度较高,力学性能较好;压缩模量为9.00- 27.00 M P a,压缩系数为0.10- 0. 28 ,属中等压缩性地基土。
根据对多组成都粘土原状试样物理力学指标值分析得知:成都粘土有随天然含水率的增高,天然密度降低,孔隙比增大的规律。在天然含水率状态下原状试样的抗剪强度指标,远大于饱水状态下土的抗剪强度指标,重塑土样的抗剪强度指标高于原状试样的抗剪强度指标(说明裂隙对粘土强度的控制),而且重塑土样的抗剪强度随含水率的提高而降低。
(3)成都粘土的胀缩性:从表1中的自由膨胀率可以看出,成都粘土具有弱一中等膨胀潜势。
1.3.3成都粘土的主要地质病害及工程地质评价
成都粘土的颗粒级配、矿物成分及化学成分都表明,成都粘土颗粒细,亲水性强,膨胀性显著,一般为II级胀缩性地基土;成都粘土裂隙发育,沿裂隙分布有亲水性很强的蒙脱石粘土,加之地下水沿裂隙渗流,为蒙脱石膨胀提供了丰富的水源。粘土体积膨胀,强度明显降低,变形量增大,易塑易滑性增强,所以成都粘土地区极易产生上述易塑、易滑等地质病害。
成都粘土的矿物组成、结构构造,及其下伏地层的岩性,是决定成都粘土易塑易滑特性的内在依据;而人为工程活动及气候、地貌等因素,则是产生变形破坏的外部条件。
1.4成都卵石特性
1.4.1卵石土的分布
从地貌单元看,成都地区除河漫滩外,主要分布有三级阶地,其地质构成分别为:
三级阶地:表层为厚3.-21.0m,一般厚度为6--12m的膨胀性粘土(Q2fgl),其下为厚约0.5—8.0m的雅安砾石层,此层在部分地区缺失。基底为白垩系(K)紫红色粘土岩和砂岩。
二级阶地:上部为厚3.0-8.0m的膨胀性粘土(Q3-4al-pl),其下为厚约1.5-3.0m的粉质粘土层,此层底部夹薄层粉土(或透镜体),以下为卵石层,层厚一般大于10m,含粘粒及中、细砂颗粒。卵石层中夹砂或圆砾透镜体或薄夹层。基底为白垩系(K)紫红色粘isle岩。
一级阶地:上部为厚1--3m的粘性土Q4pl-al),层顶一般为厚约1-2m的填土,在粘性土层底部,有厚0.5—2.0m左右的中、细砂层或粉土薄夹层,以下则为此次研究的主要卵石层。卵石层在成都地区广有分布,厚度较大,在成都市区内,一般厚度为15-35m,变化较大,西厚东薄,在西北郊,卵石层厚度可达60m以上。
1.4.2、卵石土的主要特性
分布在一级阶地全新统冲洪积的卵石层(Q4pl-al)一般呈深灰色;卵石成份以花岗岩、石英岩为主,其次为砂岩等;石质坚硬,磨园度较好,风化轻微;卵石粒径一般3-8cm,含少量粒径大于20cm的漂石,孔隙中充填物以中、细砂为主;粗粒交错排列,多呈中密状态,局部层顶为稍密状态。成都地区砂卵石层的勘探和颗粒分析结果表明,卵石土的卵石组含量一般在60--70%,中、细砂粒组含量10-30%左右。卵石层中夹有中、粗、砾砂和圆砾的透镜体和薄夹层。
稍密卵石:成都地区稍密卵石一般分布在卵石层顶部,层厚不稳定,多呈尖灭状或透镜体出现。卵石颗粒含量小于总量的60%,含较多的中、细砂颗粒,透水性较好。通过深基坑开挖的揭露和挖孑L桩施工表明,坑壁容易垮坍,卵石颗粒间接触较少,排列混乱。在进行超重型动力触探(N120)时,钻杆和重锤无跳动现象。实测的N120值变化不大。
中密卵石:此层在成都地区广有分布,层厚较稳定,从基坑取样进行颗分资料表明,而石颗粒含量一般为总重的60—70%,孔隙中充填的砂粒偏少,卵石颗粒间大部份接触,呈交错排列。基坑壁有个别卵石掉块现象。在进行超重型动力触探时,钻杆和重锤跳动不剧烈,冲击钻探比较困难。
密实卵石:密实卵石一般埋藏较深,卵石颗粒含量一般大于总重的70%,卵粒间互相咬合,呈交错排列。基坑壁较稳定,从坑壁取出大卵石后在坑壁留下凹面形状。钻探很困难。在进行超重型动力触探时,钻杆和重锤剧列跳动。实测的N120值变化较大,个别地段可达数十锤、甚至更高。
卵石土的主要物理性质试验资料,可以看出,卵石土的天然含水量为2.08-9.91%,容重为2.10-2.53g/cm3,干容重为1.99-2.48g/cm3,天然孔隙比为0.113-0.347,不均匀系数5.50-430,相对密度0.571-0.931。土的物理性质指标差异较大,反映了卵石土的不均匀性。
用N120值划分卵石土的密实度,对于稍密卵石土N120的下限值集中在3-4击/10cm,中密与密实卵石土的界限一般为8-10击/10cm。
1.4.3、卵石土的地基承载力
在卵石土的地基承载力评价中,一般以比例界限P1作为地基土承载力的基本值,与相应的极限荷载P2进行比较,可以估计地基土承载力基本值的可靠性。从成都地区的10个达到极限荷载的试验点看(表9),仅岷山饭店的Ⅲ号点极限荷载(P2)与比例界限(P1)的比值(P2/P1)为1.50外,其余试验点都接近或大于2.0,平均值为2.10。彭山青龙场的P2/P1值为2.55-3.20,室内模拟试验的P2/P1值为1.94-2.66,平均值均大于2.0,这说明以比例界限(P1)值作为地基上的承载力基本值是可靠的。
1.4.4、卵石土地基的变形-变形模量E0
1.5地下水条件
在地貌上属于岷江一级阶地,砂卵石层是场地地下水的含水层,地下水为孔隙潜水类型,靠岷江水系地下水径流和大气降水补给,水量丰富。目前地下水静止水位为6.80~14.00m,标高为489.20~495.46m,该水位受天府广场下穿隧道施工降水的影响,其水位变化幅度较大。
为了确定场区范围内砂卵石层的渗透系数和影响半径,采用单井抽水试验,并利用稳定流完整井公式计算渗透系数和影响半径。抽水试验反映渗透性的主要地层为含有粘性土的卵石层,该层渗透性比上部卵石层要差, 渗透系数值偏小。结合成都地区的降水经验,卵石层的综合渗透系数值建议取18-20m/d。
1.6归一化
1.6.1、二元体:根据成都地区众多工程地质勘察资料和我院的实践经验,成都地区基坑边坡土体可概括为二元体结构:土层(包括填土层、粉质粘土、细砂、中砂、砂砾石层)和卵石层(稍密、中密、密实卵石层),当然这种划分方法带有一定的局限性,但随着对锚喷支护结构的认识加深和施工工艺的改进,必然还可以用更切合实际地划分为三元体或多元体。
1.6.2、土体参数选择:根据我院实践经验,笔者推荐土体参数为土层:
=19~20;=10~20;=15~25
卵石层:=21~22;=0;=45~55
在具体使用时,不同的用途可以采用不同的方法计算出相关参数,如按深度加权平均值或等效参数。包括降水前后的参数变化.
二、通用类型深基坑支护技术简介
?成都地区某房建工程的深基坑工程概况
一、该场地位于成都市清江西路,金沙车站西侧500m处。本工程为该地块的8、9、10、11、12、13#楼的凿井降水和基坑支护。拟建8、9、10#楼为11+1F, 采用筏板和独立基础,设一层地下室,基坑开挖深度自地面起-4.3m左右;拟建11、12、13#楼为18+1F,采用筏板和独立基础,设一层地下室,基坑开挖深度自地面起-6.5m 左右。
整个场地无自然放坡条件,为保证工程建设顺利进行及相邻已有建筑物和地下管线
的安全,根据本工程地质条件结合该工程具体特点并考虑经济实用性,拟采用喷锚支护。
拟建物基坑开挖深度在-4.3 m~-6.5m,考虑0.5m的工作面要求,基坑周长约600.0m,基坑面积约3500m2,土方量约为50000m3。本工程安全等级为二级。
二、场地环境及地质条件
(一) 场地环境
拟建场地位于市区,地形较平坦,场地两边邻街,四周自然放坡困难,为保证工程 建设顺利进行及相邻已有建筑物的安全,必须采取有效的降水及支护措施,根据场地地 质条件及安全考虑,建议采用管井降水和喷锚支护较为适宜。
(二) 地形地貌
拟建场地地貌单元属岷江Ⅱ级阶地。场地地面标高512.85~514.49m,最大高差约
2.2m,地形较平坦。
(三) 地层结构
根据《详细勘察阶段岩土工程勘察报告书》,场地地层为第四系全新统人工填土(Q4ml)、第四系下更新统河流冲洪积(Q3al+pl)的粘性土、粉土、砂及卵石组 成,地层自上而下分述为:
杂填土:褐灰、黑灰色,松散~稍密,稍湿,以建渣和粘性土为主,局部地
段缺失,层厚0.3~4.1m。
素填土:黑灰色、灰褐色,中密~密实,稍湿,以粘性土和粉土为主,场地
均有分布,层厚0.2~6.3m。
粉质粘土:褐黄、褐灰色;硬塑~坚硬,局部可塑;局部地段缺失,层厚0.5~
3.2m。
粉土:褐黄、褐灰色;中密~密实;稍湿~湿;含氧化铁及铁锰质。局部地
段缺失,层厚0.2~5.0m。
粉砂:黄色、褐黄色,松散,稍湿~很湿,由长石、石英及云母组成,该层
分布于卵石层之上,层厚0.2~2.7m。
细砂:黄色、褐黄色,松散,稍湿~很湿,由长石、石英及云母组成,该层
分布于卵石层之上,层厚0.2~2.8m。
中砂:褐、褐灰色,松散,稍湿~很湿,由长石、石英及云母组成,局部地
段夹少量卵石,该层分布于卵石层之上和卵石层中,层厚0.3~2.6m。
圆砾:褐灰色、褐黄色;稍密;稍湿~饱和;以火成岩为主,该层分布于卵石层上和卵石层中,层厚0.3~2.9m。
卵石:杂色,稍密~密实,稍湿~饱和;层中分布透镜体砂及圆砾。埋深约
1.6~7.5m。卵石层整体起伏较大。
(四) 水文地质条件
场地地下水为第四系孔隙潜水,砂卵石层为主要含水层,勘测期间受附近工地降水影响,测得地下水稳定水位为-5.7~-8.5m。根据收集附近场地资料,场地丰水期地下 水稳定水位埋深约-4.00m左右,标高509.50m左右,地下水变化幅度2.0m,场地卵石层 渗透系数K=15.0m/d。
2.1基坑降水施工工艺设计
一、 设计依据
⑴ 《详细勘察阶段岩土工程勘察报告书》、《建筑与市政降水工程技术规范》JGJ/T111-98等。
⑵ 基坑采用喷锚护壁。
⑶ 场地类型为Ⅱ类,含水层为单层,属降水工程的中等复杂场地。
二、降水计算
3、由于拟建物电梯井为自然地面下9.5m左右,考虑干燥工作面0.5m,降水深度按自然地坪下- 10.00m 考虑。 场地丰水期最高水位埋深按-4.00m 考虑, 则要求水位降深S=10.0-4.0=6.0m。该场地地下水属孔隙潜水类型,井深按17.5米考虑进行计算。经计算12口井能满足要求。
2.2凿降水井及排水施工组织设计
根据拟建场地的岩土工程条件,设计文件对该工程基坑采取井点降水的方式与明排水相 结合的措施施工。共布置降水井12口,井深17.5m,排水工程1项。
一、凿井施工程序
按设计测放井点→钻机就位→凿井至设计深度→清洗井内泥浆,且立即下管并投掷滤料 (滤料用φ5~10mm砾石,填至进口下2.5m后改用粘性土)→洗井至井水清澈后完成一口井的凿 井施工→下放水泵,接通电源→修筑好沉砂池及排水管道后开始降水。
二、降水井布置及井管结构
⑴根据设计文件,12口降水井平面布置沿建筑物周边进行,均采用ф150-250mm铁管作为 排水管道(与施工道路交叉时,挖沟并埋设) ,并与沉砂池相连,将井内抽出的地下水经沉淀后排入建设单位指定地点。
⑵降水井结构
井 深 17.5m; 井径ф600mm 管 径 ф300mm
上部混凝土管死 10m 滤水管 10m
填 砾 φ5~10mm(含水层d50为1mm,填砾规格5d50~10d50)
拟采用25-50 t/小时、扬程大于35m的深井泵抽水。
三、降水施工要求
①孔径不小于600mm(保证填砾厚度>100mm)
②空压机活塞联合洗井,洗井后要求:抽水时含砂量小于1/10000。
③提供电源200KW。
四、 降水监测、维护以及降水对环境影响的防治
①在降水井施工完成后至抽水开始前,先测定静止水位;抽水开始后,每天观测水位、水量 三次并记录;水位达到设计降深趋于稳定时,每天观测水位、水量一次并记录;根据水位、水量 记录,及时查明降水过程中的不正常状况及产生的原因,提出调整补充措施,确保达到降水深 度; 降水达到稳定水平后,测定降水中的含砂量,发现超标应及时采取措施予以消除。
② 降水期间应对抽水设备及运行状况进行维护检查(特别是水泵),发现问题及时处理; 注意保护进口,防止杂物落入井内;经常检查排水沟,防止渗漏;发生停电时,应及时更换至备 用电源,保持正常降水(施工现场应有备用发电设备;降水工程的用电线路的搭设应符合有关 安全规定,如通过施工道路时应埋设并从铁管中穿过)。
③由于降水工程两面临街,其他侧邻建筑,可能会对街面及建筑物造成影响,如:地面下 沉、变形、开裂。在降水施工前, 应设置变形观测点进行观测,作好相关记录,以便及时发现和处理因降水可能引起的地基变形问题。同时为了确保建筑物和街道路面的安全,避免因降 水引起路面和建筑物不均匀变形,降水井施工的关键点应控制降水时的含砂量,凿井施工时 应严格控制填砾厚度,符合“规范”要求。
⑤抽水过程中注意出水量的控制,初期缓抽,根据出水量情况,逐步加大出水量。
五、机械配置计划
凿井降水拟投入的机械设备如下:
2.3基坑支护设计
基坑开挖深度为-4.3~-6.5m,深度较大。喷锚及网喷支护放坡采用1:0.30。一、 支护技术要求
①基坑边壁开挖深度: -4.3~6.5m。
②基坑顶部水平位移符合国家有关规范要求,并保证坑壁稳定及市政设施和既有建筑 物安全。
③合理使用有效期:12个月。
二、 设计依据编制依据如下:
《详细勘察阶段岩土工程勘察报告书》;
相关设计图纸;
《建筑基坑支护技术规范》(JGJ120-99); (4)《基坑土钉支护规程》(CECS96-97);
《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002);
《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002);
《成都市建筑工程深基坑施工安全管理暂行办法》(川建委发[2002]712号); (8)《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2001)。
三、 设计参数选择
⑴ 根据该场地岩土工程勘察报告,结合场地环境条件,本次支护设计按以下表参数考虑:
基坑支护参数一览表
⑵坑顶荷载:按q=10kPa考虑。
⑶坑顶位移:坡顶位移监控值不大于30mm。
四、 锚杆计算
本工程采用理正喷锚支护设计软件进行计算,经比较、分析(详见附录1喷锚支护计算
书),喷锚支护设计如下:
开挖深度4.3m地段(8、9、10#楼)锚杆设计:锚杆排数:N=3排,水平间距:1.5m,
竖向间距:1.2、1.3、1.4,锚杆长度:L=4.0、3.0、2.0m。
开挖深度6.5m地段(11、12、13#楼)锚杆设计:锚杆排数:N=4排,水平间距:1.5m,
竖向间距:1.4、1.5、1.6、1.6,锚杆长度:L=6.0、5.0、4.0、2.0m。
锚杆孔径:d=48mm, 锚杆下倾角: α=15°
钢筋网布置及规格:Φ6.5@250×250;
加强钢筋布置及规格:Φ12钢筋,水平、竖向连接锚杆; 喷射砼厚度及标号:5~8cm,C15
(配合比 : 水泥:砂石为1:4,水灰比0.5,砂率50%)
压浆用水泥浆液水灰比=1:1~0.6:1
2.4施工工艺
一、挂网喷射混凝土护面
喷射混凝土施工工艺流程
施工准备→技术交底→测量放线→变形监测开始→第一层土方开挖→清理壁面→披挂 钢筋网→焊加强筋→喷混凝土→混凝土养护……
基坑开挖与喷射混凝土支护施工工序
喷射混凝土施工与开挖同步进行,开挖到预定深度后施工挂钢筋网、焊加强筋,经检查合格后喷射混凝土。
土方开挖应根据支护要求分层开挖,坑壁采用人工修坡,严禁在坡底掏挖或形成倒
坡。
第一次开挖深度达到要求后根据施工场地布置,在基坑顶面做50mm厚混凝土坡面防
护及地表有组织排水,防止地表水冲刷边坡及下渗,并设置安全防护栏杆。
施工前应检查清楚地下管线,确保锚杆从地下管线下部穿过。
二、锚杆施工
开挖至每一层锚杆深度下0.5m左右→锚杆置入→绑扎钢筋网→焊接加强筋→喷射混凝土
→锚杆注浆。
施工方法与特点
根据拟建场地的地质条件,锚杆全部锚入预定深度,杆体直径48mm,与加强筋、网筋、
混凝土开成支护单元,并经压浆锚固,最后形成锚杆支护体系。
操作过程及技术要求
测量放孔:按锚杆布置图实地测放,其中高程控制为重点。
成孔:采用专业锚杆钻进。成孔时孔位准确,孔深符合设计要求。
绑扎钢筋网:按设计要求进行绑扎,间距均匀,加强筋与锚杆焊接劳固。
喷射混凝土:用C15混凝土喷射至边坡面,厚度均匀。
压力灌浆:喷射混凝土施工24小时后,对锚杆进行1:1水泥浆压力注浆。
三、采用信息法施工:
在基坑四周设置位移观测点14个,根据位移反馈法检查和验证支护的合理性和安全性。 根据位移结果并密切观测地表的变形情况及时调整支护方案,确保基坑四周建筑物和市政 设施安全。根据该工程特点,本次监测重点为围护结构的水平位移监测,以控制基坑位移。 观测时间从基坑开挖直至土方回填完毕为止。观测时间间隔为3~7天(随着开挖深度加深, 观测周围期缩短。如发现变形速率较大、支护结构开裂等情况,应进一步加强观测,缩短 监测时间间隔)。
对基坑变形监测的信息进行及时收集分析,并以图表的方式将结果汇总。情况异常时 应立即分析原因并采取相应的措施。基坑变形的监控值按如下数据控制:
⑴ 围护结构坡顶位移监控值:3cm
⑵地面最大沉降监控值:3cm
四、施工中有关问题及处理措施
施工红线
根据甲方提供的开挖图,场地应有红线点和红线坐标,每栋建筑物的相关位置、尺寸、以利施工单位放线。
施工用水、用电
甲方提供现场用水点,管径100mm,并提供三相380V交流电源,容量200KW。
事故预案
应事先准备好纲丝绳加固工具,如出现小裂缝(<5mm),则采取拉锚索等方法解决 ,并准备若干编制袋,如出现局部小范围崩塌,则快速用编制袋装砂卵石进行回填;施工时 ,应仔细作好基坑位移观测记录,如发现位移总量达到最大竖挖值或局部出现较大裂缝,则 应停止施工,用挖掘机回填至安全高度,待处理后,再进行下一步支护工作。
基坑开挖过程中,若局部遇流砂,首先应控制分层开挖深度(不大于1m),然后对流砂段面层立即喷射细石砼,使之形成封闭。同时应加密锚杆,缩小锚杆间距。
当卵石层中施工锚杆困难较大,锚杆长度达不到设计要求时,应适当加密锚杆,
缩小锚杆间距。
地下管线是施工锚杆最大障碍,一旦出现问题将造成严重后果,因此开工前将进行细致的调查,并通过有关部门收集资料,查清地下管线的走向、范围、埋深等,施工中将其避开。
施工中机器将产生噪音。首先是控制噪音的大小,其次把噪音大的施工机械安排
在白天施工,避免夜深人静时对周围造成影响。
施工现场一旦有事故发生,必须第一时间报告公司、监理、甲方及其它相关部门, 以利做好急救工作,并妥善处理好事故做好事故调查和提出处理意见。
施工人员必须遵守《安全生产准则》,项目部配备了应急救援车、医用氧气助呼设备、防毒口罩或防毒面罩等设备设施,施工过程中如发生人员受伤情况,应立即拨打120求救。
三、成都地区深基坑支护技术现状
3.1支护方法分类
3.1.1、锚喷支护(包括超前支护)
3.1.2、悬臂桩支护(疏桩,密桩)
3.1.3、锚拉桩支护(单排锚杆和多排锚杆)
3.1.5、内支撑支护
3.2降水和排水技术
3.2.1、深井井点降水
3.2.2轻型井点降水
3.2.4深井井点降水与明排结合
3.3各类支护结构应用