2.8.1 工程概況
新街10號樓是一幢商業(yè)寫字樓,地處解放南路,大梁街交叉路口,大樓地下室2層,4800鉆孔灌注樁基礎(chǔ),樁長 60m左右,地上 27層,檐口標(biāo)高為99.80m,建筑面積為32928m2,基坑尺寸為44。lm×44.1m,基坑設(shè)計開挖深度為一9.50m,局部設(shè)備地坑深為一10.230m,施工現(xiàn)場地坪一1.00m,土方城達(dá)2萬m3;大樓東側(cè)毗鄰基督教百年堂(磚拱木屋架結(jié)構(gòu)),地下室施工階段正值北側(cè)華寧大廈大噸位壓樁施工,工程周邊環(huán)境見圖2.8-1。
大樓基坑開挖于1994年3月開始,到9月10日地下室全部施工完畢,施工期間對周圍道路建筑物均沒有造成不良影響。
2.8.2 支護(hù)方案
根據(jù)工程所處環(huán)境,不可能放坡大開挖施工。大樓所處場地工程地質(zhì)條件見圖 2.8-2。鑒于旁邊基督教百年堂的磚拱木屋架建筑絕對不允許發(fā)生位移和沉降,而北側(cè)華寧大廈大噸位靜壓樁施工又給支護(hù)結(jié)構(gòu)施加了巨大壓力,經(jīng)過反復(fù)論證,在確保周圍建筑(道路)安全和地下室施工萬無一失的前提下,決定采用φ700 @800 密排鉆孔混凝土灌注樁,樁長 22.5m,加二道鋼管角撐(4609×12)。
2.8.3 支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計
(1)支護(hù)樁設(shè)計
由于目前國家設(shè)有基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范,大樓支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)
計計算沿用傳統(tǒng)的方法。土壓力分布按朗肯土壓力理論計算,支護(hù)樁計算采用等值梁法,經(jīng)計算確定樁長后,求出最大彎矩Mmx 以及各支點反力,還分別進(jìn)行基坑底抗隆起驗算和管涌驗算。計算結(jié)果采用長 22.5m4700@800鉆孔混凝土灌注樁(混凝土C25),可以滿足要求。
支護(hù)樁配筋采用等效矩形截面進(jìn)行設(shè)計。
(2)鋼支撐布置
結(jié)合10號樓的基坑形狀、尺寸,支撐布置采用角撐形式。為防止最外道角撐因跨度太大而失穩(wěn),在支撐下設(shè)置若干高樁(用角鋼焊接制作),并在角撐間用 φ273×6鋼管互相焊接連成一個整體,以加強(qiáng)角撐鋼管的剛度。支撐平面布置見圖 2.8-3,剖面見圖
2.8-4。
(3)加強(qiáng)節(jié)點設(shè)計和施工階段結(jié)構(gòu)驗算
在重視整體支護(hù)系統(tǒng)的同時,加強(qiáng)各個節(jié)點設(shè)計,如鋼筋混凝土環(huán)梁轉(zhuǎn)角部位,由于受力比較復(fù)雜,應(yīng)力較為集中,適當(dāng)加大截面尺寸和配筋,保證節(jié)點不受破壞,支護(hù)系統(tǒng)發(fā)揮整體作用。
在下道支撐的鋼圍檁與支撐鋼管連接節(jié)點,節(jié)點焊縫予以加強(qiáng)。
在設(shè)計中,不但考慮支護(hù)結(jié)構(gòu)在開挖后的最終受力情況,還驗算在不同施工階段(特別在挖土過程中)以及支撐拆卸后的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,節(jié)點大樣見圖 2.8-5。2.8.4 支護(hù)結(jié)構(gòu)施工(1)6700鉆孔灌注樁施工
支護(hù)樁施工時,除了控制樁長,測定沉渣保證樁身混凝土質(zhì)量外,還需控制以下三點∶
1)支護(hù)樁必須根據(jù)設(shè)計要求,沿基坑直線施打,偏移不能超出規(guī)范要求;否則,會減少地下室工作面和造成后道工序的困難。
2)考慮到施工時尺寸誤差以及灌注樁成樁因素,為方便施工和保證樁身質(zhì)量,避免因樁身擴(kuò)大而造成鄰樁成孔困難或難下鋼筋籠,樁間距定為 800mm,開挖后發(fā)現(xiàn)效果良好。3)嚴(yán)格控制樁架垂直度,以防樁身傾斜。
4)鋼筋籠焊接質(zhì)量必須良好,焊接過程中檢查焊縫尺寸,防止焊縫破壞。
(2)預(yù)埋件設(shè)詳
為安裝第二道支撐,在下道支撐處設(shè)置鋼牛腿以擱置鋼圍檁,
支護(hù)樁內(nèi)設(shè)置預(yù)埋件,利用 609×11圓管,先割取長 500mm一段,用氣割分成8塊,每塊 200mm×500mm(寬×高),在鋼筋籠制作時,按設(shè)計標(biāo)高焊于3根或3根以上樁身主筋上,在埋件上方100mm處增設(shè)一個φ12加強(qiáng)箍。
埋件設(shè)置位置為每隔三枚樁布置一塊,基坑各轉(zhuǎn)角處支護(hù)樁均設(shè)埋件,該埋件對鋼圍檁安裝將起到重要作用。
(3)鋼圍檁安裝
寧波地區(qū)很難租賃到H型鋼圍檁,采用現(xiàn)有國產(chǎn)3Lsh型鋼組焊成Ⅱ字型。
安裝時,首先在支護(hù)樁上按標(biāo)高找出預(yù)埋件,焊上鋼牛腿;由于QT80 tm塔吊起吊能力的限制,只能將型鋼吊至鋼牛腿上,分段拼接安裝,遠(yuǎn)端處利用環(huán)梁上埋設(shè)的 φ20 吊鉤,用手拉葫蘆協(xié)助起吊,安裝時不允許三根1字鋼發(fā)生同斷面接頭,接頭應(yīng)互相錯開。
(4)φ609×11鋼管支撐安裝
1)根據(jù)受力要求,應(yīng)先安裝支撐,后開挖土方。安裝順序應(yīng)先主撐、后連桿;土方不得超挖,使支護(hù)系統(tǒng)受力始終與設(shè)計相符,保證結(jié)構(gòu)安全。
2)安裝時必須落料準(zhǔn)確,安裝牢固,使鋼管支撐處于同一水平面上,在同一平面力系上受力。
3)焊縫質(zhì)量經(jīng)常檢查,發(fā)現(xiàn)異常,立即補(bǔ)焊。鋼管支撐現(xiàn)場,詳見圖2.8-6、7。
(5)支撐拆除、換撐。
當(dāng)?shù)叵率?2m 厚底板混凝土施工完畢,在底板四周回填碎塘渣;墊至離板面約200mm左右,再在板周圍沿支護(hù)樁澆搗一層C20素混凝土作為臨時支撐和支護(hù)樁的臨時嵌固點,然后可以拆除銅管支撐以及基坑四周鋼圍檁。
當(dāng)?shù)诙拥叵率沂┕ね戤叄捎脫Q撐方法即用拆下的 273 ×6鋼管作為臨時支撐頂在樓面梁與環(huán)梁間,不得頂在沒有梁的混凝土外壁上,用木楔打緊,待樓面混凝土達(dá)到 80%強(qiáng)度以上時,
即可拆除支撐鋼管(φ609×11)。當(dāng)?shù)叵率彝獗诜浪┕ね戤叄靥詈粚嵑螅俨鸪?如273×6臨時支撐鋼管。實踐證明,支撐拆卸完后。混凝土環(huán)梁僅發(fā)生少許位移。采用換撐措施,大大減少了支撐鋼管的損耗,保證了地下室外壁的混凝土質(zhì)量。
土方開挖和監(jiān)測
土方開挖必須在支撐安裝后進(jìn)行,每次開挖深度必須按要求進(jìn)行,嚴(yán)禁超挖,以免支護(hù)系統(tǒng)實際受力超出設(shè)計范圍。
認(rèn)真做好施工監(jiān)測工作。土方開挖過程中每天觀測支護(hù)結(jié)構(gòu)的變化情況,如支護(hù)樁傾斜(用線錘吊測)、環(huán)梁水平位移(用經(jīng)緯儀觀測),以及周圍道路、建筑物沉降、開裂變化情況,以便發(fā)現(xiàn)問題采取應(yīng)急補(bǔ)救措施。
大樓開挖過程中,發(fā)現(xiàn)北側(cè)華寧大廈大噸位靜壓樁施工對支護(hù)結(jié)構(gòu)影響較大,存在嚴(yán)重危害。經(jīng)測量北側(cè)環(huán)梁水平位移比其他四面都大,而且還不斷發(fā)展,經(jīng)過與建設(shè)單位協(xié)商調(diào)整,壓樁采取了以下幾項措施∶挖防震溝,打砂樁,調(diào)整壓樁順序,控制壓樁速度(由7根/日降為3根/日),嚴(yán)重時停止壓樁施工,盡可能減少壓樁的危害。
挖土現(xiàn)場詳見圖2.8-8。2.8.6 體會和建議
采用大孔徑混凝土灌注樁加內(nèi)撐方案,是目前深基坑施工比較成熟可靠的支護(hù)方法,基坑穩(wěn)定,施工安全。本工程采用角撐
形式,大大方便了挖土,減少了鋼管數(shù)量和支承高樁數(shù)量;采用換撐措施,又減少了鋼管損耗,保證了地下室質(zhì)量,是比較成功的。
但是。鋼管價格高昂,可否采用鋼筋混凝土支撐代換,是一個值得探索的問題。