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    脹土地區基坑支護解決方案

    文章來源:螺桿樁?? 內容作者:sdcxyt?? 發布時間:2018-12-21 09:49?? 瀏覽次數:

    返回:新聞動態

    隨著城市的迅速發展,國內的基坑支護工程也是變得多了起來,然而在膨脹土地區基坑支護一直是一個老大難題,山東城鄉巖土就通過一個真實的案例來為大家解決這一難題以供大家參考。

    基坑支護

    1 工程地質條件及基坑支護

    擬建場地位于紅河州蒙自市北京路與天馬路交叉口東南側。該建設項目含3棟17+1F的高層建筑,其中高層部位局部有4F的裙房,裙房及高層建筑都為框剪結構,整體設3層地下室。按現有地面高程計算,基坑開挖深度15.3~17.2 m,開挖線周長約526.2 m?;游鞅眰葹楸本┞?開挖底邊線與北京路的距離約9.2 m;西南側與天馬路的距離7.4-9.4 m;東北側與基礎埋深一般在1.0~2.0 m之間2F、3F居民住房的最近距離僅約3.9 m;東南側與建材裝飾家居超市最近距離僅約4.6 m。

    1.1 工程地質條件

    擬建場地地貌上處于蒙自盆地中東部突起的低丘緩坡地帶。場地內分布有中等~強膨脹潛勢膨脹土,成層條件中等復雜,地層結構屬多層型。地表為新近人工填土,其下為第四系坡洪積相、坡殘積相地層,中深部為上第三系泥灰巖?,F場勘察正值枯水季節,穩定水位在現地面下4.20~5.30 m。地下水主要為第四系孔隙水及基巖裂隙水。

    場地內所揭露的地基各巖土層的巖性特征自上而下按地質單元層代號可分述如下:

    ②1層人工填土及①2植物層結構松散,成分復雜,均勻性差,基坑開挖后將被挖除。

    ②黏土,局部地段相變為粉質黏土或含礫粉質黏土。硬塑狀為主,局部可塑或堅硬狀態,稍濕。21%≤δef≤120%,平均78.85%,屬膨脹土,中等~強膨脹潛勢。層頂埋深1.80~5.20 m,層厚1.40~4.50 m,平均厚2.41 m,整個場地均有分布。

    ②1粉質黏土為可塑狀態,局部硬塑狀態,具中-高壓縮性,30%≤δef≤45%,具弱膨脹潛勢。平均厚0.76 m。

    ②2含礫粉質黏土硬-堅硬狀態,地基強度較好,具中壓縮性,37%≤δef≤41%,屬膨脹土,具弱膨脹潛勢。平均厚0.71 m。

    ③黏土。含少量泥灰巖風化碎塊,局部相變為粉質黏土。硬塑至堅硬狀態,稍濕。31%≤δef≤56%,屬于膨脹土,膨脹潛勢為弱膨脹。平均厚4.09 m,在整個場地均有分布。

    ③1層黏土。含少量泥灰巖風化碎塊,局部相變為粉質黏土。軟~可塑狀態為主,局部為軟塑狀態,濕。不屬于膨脹土。

    ④1泥灰巖。全強風化,泥質結構,薄-中厚層狀構造。呈硬塑局部堅硬土狀及少量碎塊狀,用手可折斷。19%≤δef≤59%,屬膨脹土,膨脹潛勢為弱膨脹。平均厚4.05 m,整個場地均有分布。

    ④2泥灰巖。中等風化,泥質結構,中厚層狀構造。節理裂隙發育,巖芯呈碎塊狀、塊狀及堅硬土狀,易擊碎。6%≤δef≤47%,局部具有弱膨脹潛勢。平均揭露厚26.23 m,整個場地均有分布。

    ④3泥灰巖。中等風化,泥質結構,中厚層狀構造;節理裂隙發育,鉆探巖芯呈短柱狀、少量碎塊狀,用錘易擊碎。層頂埋深44.2~47.0 m,揭露層厚0.6~10.1 m,平均揭露厚度5.18 m,該層在部分控制地段揭露。

    根據開挖深度土層參數取至-30.0 m左右,跨越8土層,地質勘察報告中提供的各土層主要物理力學指標詳見表1。

    1.2 基坑支護

    基坑支護設計時考慮到該項目基坑較深,周邊環境條件及地質條件復雜的特點,將基坑安全等級定為優級,采用Φ1000樁徑的旋挖樁+預應力錨索+冠梁、腰梁、樁間掛網噴混凝土護壁的支護形式。旋挖支護樁樁長L=22.5~27.5 m,樁徑1.0 m,樁間距1.3~1.6 m。結合本基坑工程特點,降排水措施采用“坑頂排水管+坑內集水井及排水盲溝”方式?;有螤罱咏匦?典型剖面圖見圖1。

    2 基坑變形分析及設計施工措施

    基坑支護本身不是很復雜,但由于場地地基土在空間分布上、成因、巖性、狀態均存在不均勻性,大氣影響深度范圍內分布有厚度不均的中-強膨脹土、弱膨脹土,導致地基土的工程力學性質在水平向和豎向上不均勻,且各地段地基土的脹縮分級變形量差異較大,在地基主要受力層范圍內地基土,力學強度有一定差異,從而使基坑支護設計較一般基坑復雜,應該慎重。

    2.1 變形分析

    基坑開挖后,臨近基坑一側成為臨空面,其他方向的約束仍然存在,當膨脹土膨脹變形時,主要表現為向基坑一側產生較大變形,即樁身深層水平位移呈向基坑內位移趨勢,如圖2所示,變形主要發生在基坑中上部,樁頂水平位移 。當然這樣的變形模式不適用于深基坑支護[14],但因基坑設計方案合理,措施得當,所以最終變形值小于預警值25 mm,是安全的。軟土地區支護樁的深層水平 位移量均發生在基坑底部位置[15]。樁錨支護一般開挖結束后呈現典型的“凸肚狀”變形,“凸肚”出現在基坑底部,這樣模式基坑變形位移能得到較好控制,同時其沉降范圍更遠[14]。

    當開挖深度進入中-強膨脹潛勢的土層時,基坑水平位移增量有逐漸增大的趨勢,當開挖深度增加,進入其他土層時,位移增量呈逐漸減少的趨勢。 水平位移值點發生在基坑邊緣長短邊接近中心位置,呈向坑內靠攏變形趨勢。在9月底連續降雨幾天,基坑部分監測點位移速率加大,位移量的變化量較大,隨著基坑開挖以及對基坑支護結構的加固處理,后期沉降趨于穩定。

    基坑開挖過程中若突發位移增大、裂縫嚴重、強暴雨等,應調高監測頻率。補充的建筑物水平位移監測,周邊道路及建筑物變形及溝、管、線的監測,變形不大,都在安全范圍內。

    2.2 其他措施

    進行支護設計及施工時,考慮膨脹土的特性,采取了一些有針對性的措施,從而保證了基坑工程的安全。采取的具體措施如下:

    (1) 調查封堵。項目處于具有中至強膨脹潛勢的膨脹土地區。對現場走訪調查發現,場地及周邊的簡易道路、混凝土地坪、圍墻及低層建筑物均有不同程度的開裂,膨脹土危害較為明顯。先盡可能地封閉基坑頂部裸露部位,強化基坑周邊的截、排水措施,封閉裂縫。

    (2) 加強勘察。場地膨脹土類型為丁類,氣候分區為D類,大氣影響深度為5 m,急劇影響深度2.4 m,現對現地面下5 m及基坑底以下5 m范圍內的黏性土層及④泥灰巖,針對性的進行取樣做膨脹土試驗判別膨脹潛勢。地面下5米范圍膨脹潛勢綜合劃分為中-強膨脹??拥滓韵? m范圍內的黏性土層及④泥灰巖綜合劃分弱膨脹潛勢。據試驗結果,在大氣影響深度5 m范圍內,50 kPa下膨脹率多為負數,少數為正數,結合該地區的氣候條件,說明本場地的膨脹變形以收縮變形為主。

    (3) 強度降低的考慮。膨脹土場地的基坑,經開挖卸荷、浸泡、干裂等外界因素干擾后,其強度會急劇降低。在膨脹土相關試驗規程[10]及規范中[11-12],對其膨脹特性及其強度參數受含水率影響的變化規律,未提出相應的試驗要求。文獻[3]中建議計算時,對內摩擦角φ按勘察提供力學指標的0.7倍進行折減。文獻[13]中對黏聚力c和φ分別折減52%和26%。本設計時回填土抗剪強度指標取用三軸剪切試驗指標,未進行折減,但加強防水。

    (4) 水平膨脹力的影響。膨脹土成因復雜、土質不均、水平膨脹力所得結果離散性大,而設計時應考慮水平膨脹力的影響。文獻[12]中索洛昌建議可不考慮水平膨脹力沿深度的變化,取0.8倍的水平膨脹力 值進行設計計算。文獻[13]提出將膨脹力等效為水平集中力作用在膨脹土土層厚度的中點,對粘聚力及內摩擦角進行了大幅度的折減,過于保守。本工程設計時,對水平膨脹力的考慮是:對于微弱膨脹土其主動土壓力系數調整為1.05,強膨脹土的主動土壓力系數調整為1.15。由于基坑支護范圍內均存在有厚度不均膨脹潛勢不同的膨脹土,所以采用調整主動土壓力系數的方法考慮水平膨脹力影響。當然若條件允許,應進行原位試驗或者室內試驗測定水平膨脹力,根據試驗結果確定增大系數將會更加合理。

    (5) 施工措施。膨脹土對工程建設的危害往往具多發性、反復性和長期潛在性,該類土對基坑坑壁支護及施工有不利影響。施工前一定做好基坑地面排水系統,有條件時盡量增大坑頂地面封閉區域面積。施工期間嚴格好每次基坑開挖面積,采用分期段、分階段快速作業法對土方進行開挖,盡量減少土體暴露時間。為防止樁間土長期裸露,土方開挖后立即掛網噴砼處理,及時封閉。施工過程中注意不讓基坑(槽)暴曬或泡水,雨季施工時采取防水措施。不忽略對周邊各種水源影響的防范。

    (6) 其他措施。施工過程中對場區內的建筑、管道、地面排水、環境綠化、邊坡、擋土墻認真進行維護管理。經常檢查排水溝、雨水明溝、防水地面、散水等的使用狀況,如發現開裂、滲漏、堵塞等現象,及時修補。

    基坑支護

    通過以上措施,我們完美的解決了膨脹土地區基坑支護案例,是一次從施工實戰中得出的寶貴經驗,希望可以對大家有所幫助,更多的行業知識歡迎關注我們的網站。

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