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1、会计学1西湖时代广场基坑加固设计详解西湖时代广场基坑加固设计详解p2第1页/共27页p3n n提提 要要：本文介绍了西湖时代广场大型基坑的超深加固设计。在已施工围护桩基坑内侧采用大间距钻孔灌注桩进行被动区补强加固，同时调整原设计的两道支撑，监测表明该方案安全、经济、合理。第2页/共27页p41.工程概况 n n杭杭州州西西湖湖时时代代广广场场位位于于杭杭州州市市庆庆春春路路西西端端，东东依依东东坡坡路路，南南临临长长生生路路，西西接接太太平平里里，北北靠靠庆庆春春路路，距距西西湖湖仅仅百百米米之之遥遥，总总建建筑筑面面积积6.56.5万万平平方方米米，三三层层地地下室。下室。n n该该工工程程
2、于于19941994年年9 9月月动动工工，19951995年年完完成成桩桩基基工工程程、基基坑坑围围护护桩桩及及基基坑坑第第一一道道支支撑撑施施工工，由由于于种种种种原原因因于于19951995年年1010月月停停工工，积积水水成成污污水水塘塘，严严重重影影响响市市容容，是是杭杭州州市市有有名名的的烂烂尾尾楼楼工工程程。20002000年年该该项项目目更更换换业业主主，重重新新启启动动，并并由由我我院院设计，当年设计，当年4 4月开工建设。月开工建设。n n业业主主要要求求从从原原设设计计的的二二层层地地下下室室改改为为三三层层地地下下室室以以增增加加建建筑筑面面积积，使使得得基基坑坑的的基
3、基底底标标高高由由原原来来的的-10.000-10.000米米加加深深至至-12.100-12.100-13.100m-13.100m，基基坑坑开开挖挖深深度度净净增增2.13.1m2.13.1m。第3页/共27页p5第4页/共27页p62.工程地质 n n本工程地质条件较差，以流塑性淤泥质土为主，是典型的软土地基，由于紧邻西湖，地下水水位较浅（地表以下0.21.1m）。各土层的主要物理力学性能指标见表1.第5页/共27页p7表表表表1 1 各土层主要物理力学性能各土层主要物理力学性能各土层主要物理力学性能各土层主要物理力学性能 土层及其名称 层厚 含水量 重度 粘聚力 内摩擦角 1杂填土 4
4、.5 42.1 18.0 0/1粉质粘土 1.5 30.7 19.2 13 20.0 1淤泥质粉质粘土 2.5 39.2 18.0 14 12.0 2淤泥质粘土 5.0 49.8 17.0 10 10.0 3淤泥质粉质粘土 7.8 38.3 17.9 15.7 12.0 4淤泥质粘土 6.1 46.2 17.1 15.7 11.1 粉质粘土 3.9 36.4 18.0 16.0 17.0 1粘土 1.5 28.3 19.5 28.9 4.0 2粉细中砂 2.5 20.0 19.9 36.7 41.2 第6页/共27页p83.基坑加固方案比较 n n3.1 基坑特点n n 目前基坑现场已经按原基
5、坑设计方案施工完围护桩和第一道支撑，因此本目前基坑现场已经按原基坑设计方案施工完围护桩和第一道支撑，因此本基坑围护设计是在原基坑围护设计方案的基础上进行调整和加固。基坑围护设计是在原基坑围护设计方案的基础上进行调整和加固。n n 开挖面积大、深度深：基坑尺寸为开挖面积大、深度深：基坑尺寸为99.2m101.6m99.2m101.6m，开挖深度达，开挖深度达12.1m12.1m和和13.1m13.1m。n n 地质条件复杂：地处钱塘江冲积粉砂区和淤泥质软土区的过渡地段，场地地质条件复杂：地处钱塘江冲积粉砂区和淤泥质软土区的过渡地段，场地浅部土层分布复杂，土质差，基坑紧邻西湖，地下水位高，基坑围护
6、时应考浅部土层分布复杂，土质差，基坑紧邻西湖，地下水位高，基坑围护时应考虑周边的防渗止水。虑周边的防渗止水。第7页/共27页p9n n 周围环境条件差：东南侧紧邻菜市场和住宅，西北紧临城市道路，地下管周围环境条件差：东南侧紧邻菜市场和住宅，西北紧临城市道路，地下管线多，需有效控制围护结构变形及坑后土体变位，确保周围环境安全。线多，需有效控制围护结构变形及坑后土体变位，确保周围环境安全。n n 地下室与周围用地红线距离较小，围护墙施工场地狭小，基坑无法放坡。地下室与周围用地红线距离较小，围护墙施工场地狭小，基坑无法放坡。第8页/共27页p10n n3.2 原基坑围护方案评价 n n原基坑围护设计
7、方案基于基坑挖深原基坑围护设计方案基于基坑挖深10.00m10.00m设计，采用了半重力坝式双排桩式设计，采用了半重力坝式双排桩式围护结构，如图围护结构，如图1 1，桩顶用压顶梁来连接，前排桩采用，桩顶用压顶梁来连接，前排桩采用 80013508001350钻孔灌注桩，钻孔灌注桩，配筋配筋2020 1818，局部加强为，局部加强为 80010008001000，后排桩采用，后排桩采用 60027006002700钻孔灌注桩，配钻孔灌注桩，配筋筋1010 1818，局部加强为，局部加强为 60020006002000和和 60013506001350，前后两排桩间采用水泥搅拌，前后两排桩间采用水
8、泥搅拌桩止水止土并起加固作用。桩止水止土并起加固作用。第9页/共27页p11表表表表2 2 原基坑围护方案验算原基坑围护方案验算原基坑围护方案验算原基坑围护方案验算 计算值挖深 抗隆起验算 踢脚稳定性验算 整体稳定性验算 桩长验算 最大弯矩验算 10.0 1.79 1.09 1.01 19.0 700.0 12.1 超载20kPa 超载40kPa 1.56 0.84 0.81 不满足 11001.32 0.72 0.70 不满足1100 13.1 1.38 0.76 0.73 不满足1100 第10页/共27页p12n n由上表可见，即使对于原设计由上表可见，即使对于原设计-10.000m-1
9、0.000m的开挖深度，原围护方案的各项稳定验的开挖深度，原围护方案的各项稳定验算也不能满足二级以上基坑的要求，而现有基坑由于目前基坑深度增加，开算也不能满足二级以上基坑的要求，而现有基坑由于目前基坑深度增加，开挖面积加大，基坑安全等级已提升为一级，因此，原围护结构已经不能满足挖面积加大，基坑安全等级已提升为一级，因此，原围护结构已经不能满足现有工程条件的要求，主要表现为：现有工程条件的要求，主要表现为：n n其一，挖深加大后的围护桩桩长明显不足，未穿透其一，挖深加大后的围护桩桩长明显不足，未穿透号软土层，整个基坑的号软土层，整个基坑的各项稳定验算不能满足一级基坑的要求。各项稳定验算不能满足一
10、级基坑的要求。n n其二，两道支撑特别是第二道支撑的受力很大，原围护方案中采取的大角撑其二，两道支撑特别是第二道支撑的受力很大，原围护方案中采取的大角撑的布置形式很难满足要求。的布置形式很难满足要求。n n另外，原方案基坑开挖引起的地基变形也难以满足周围环境要求，因此须对另外，原方案基坑开挖引起的地基变形也难以满足周围环境要求，因此须对原围护结构进行加固。原围护结构进行加固。第11页/共27页p13n n3.3 基坑加固方案比较 n n方案一方案一方案一方案一：保持原设计的两道支撑，对支撑的平面布置予以调整加强，尽量降：保持原设计的两道支撑，对支撑的平面布置予以调整加强，尽量降低下道支撑，同时
11、对坑底土体采用水泥搅拌桩加固，一方面增加稳定性，另低下道支撑，同时对坑底土体采用水泥搅拌桩加固，一方面增加稳定性，另外也相当于在基底设置了刚度很大的第三道支撑。外也相当于在基底设置了刚度很大的第三道支撑。n n方案二方案二方案二方案二：采用三道支撑围护方案，局部加深较大处采取加桩补强措施，采用：采用三道支撑围护方案，局部加深较大处采取加桩补强措施，采用大间距钻孔灌注桩在坑内侧补强加固，补强桩压顶梁位于第三道支撑处。大间距钻孔灌注桩在坑内侧补强加固，补强桩压顶梁位于第三道支撑处。第12页/共27页p14n n方案三方案三：保持原设计的两道支撑，对支撑的平面布置予以调整加强，尽量降低下道支撑，同时
12、对坑底土体在基坑内侧采用大间距钻孔灌注桩进行补强加固，补强桩的压顶梁位于第二道支撑处。第13页/共27页p154 基坑加固方案设计与计算 根据本工程开挖深度、土层情况及其周围环境，最后确定选用方案三，具体情况根据本工程开挖深度、土层情况及其周围环境，最后确定选用方案三，具体情况为：为：n n 在基坑东、南、西三边，对原半重力坝式双排桩靠基坑侧进行加桩补强，在基坑东、南、西三边，对原半重力坝式双排桩靠基坑侧进行加桩补强，如图如图1 1，在东边及东南边每承台间补桩，在东边及东南边每承台间补桩3 3 800800，在西边及西南边补桩，在西边及西南边补桩 80030008003000，北边不用补桩。，
13、北边不用补桩。n n 保留原第一道支撑，并增设二道绗架式对撑，重新调整第二道支撑，如图保留原第一道支撑，并增设二道绗架式对撑，重新调整第二道支撑，如图2 2和图和图3 3。n n 对防渗缺陷处，采用对防渗缺陷处，采用 900700900700三重管旋喷桩作防渗处理，桩长三重管旋喷桩作防渗处理，桩长12.3512.35米，米，#425#425普通水泥注浆，如图普通水泥注浆，如图1 1。第14页/共27页p16第15页/共27页p17第16页/共27页p18第17页/共27页p19第18页/共27页p20表表表表3 3 加固后基坑围护方案验算加固后基坑围护方案验算加固后基坑围护方案验算加固后基坑围
14、护方案验算 计算值挖深 抗隆起验算 踢脚稳定性验算 整体稳定性验算 桩长验算 最大弯矩验算 10.0 1.94 1.78 满足满足510.0 12.1 超载20kPa 超载40kPa 1.81 1.87 满足满足750.0 1.75 1.83 满足满足790.0 13.1 1.72 1.84 满足满足810.0 第19页/共27页p215 施工措施及监测 n n5.1 施工措施施工措施n n 基坑周边地梁上翻，承台逐个开挖施工。基坑周边地梁上翻，承台逐个开挖施工。n n 土土方方分分层层，分分区区开开挖挖，土土方方遵遵循循“大大基基坑坑小小开开挖挖”的的原原则则进进行行开挖。开挖。n n 承承
15、台台和和底底板板分分二二次次浇浇捣捣，先先承承台台后后底底板板、承承台台和和底底板板之之间间的的连连接采用插筋处理。接采用插筋处理。n n 承台、基础底板和围护桩之间采用毛石混凝土填充连接。承台、基础底板和围护桩之间采用毛石混凝土填充连接。第20页/共27页p22n n 地下室底板施工后，地下室四周缝隙用毛石混凝土回填密实，地下室底板施工后，地下室四周缝隙用毛石混凝土回填密实，方可折除支撑。方可折除支撑。n n 支撑中掺早强剂，支撑中掺早强剂，R R7 7=100%=100%设计强度，在支撑达到设计强度后，设计强度，在支撑达到设计强度后，方可开挖土方。方可开挖土方。n n 利用地下室二层楼板位
16、置作支点，用利用地下室二层楼板位置作支点，用425425钢管支撑在围护桩上，钢管支撑在围护桩上，作为第二道支撑拆除后的临时支撑。作为第二道支撑拆除后的临时支撑。n n 加强基坑安全的信息化施工。加强基坑安全的信息化施工。第21页/共27页p23n n5.2 5.2 应急措施应急措施应急措施应急措施 n n采用采用 900700900700三重管法施工旋喷桩形成防渗帷幕，对局部小块渗三重管法施工旋喷桩形成防渗帷幕，对局部小块渗漏水采用高压注浆（掺入水玻璃）或喷射细石混凝土进行应急处漏水采用高压注浆（掺入水玻璃）或喷射细石混凝土进行应急处理。理。n n在底板施工时，在基坑西南角和东北角（约在底板施
17、工时，在基坑西南角和东北角（约200200延米），每隔一定延米），每隔一定距离予埋钢板，设置斜向钢管支撑作为换撑时的临时支撑，同时距离予埋钢板，设置斜向钢管支撑作为换撑时的临时支撑，同时也作为当围护结构发生较大位移时的临时支撑。也作为当围护结构发生较大位移时的临时支撑。第22页/共27页p24n n5.3 5.3 施工监测施工监测施工监测施工监测1)1)警戒值设置警戒值设置警戒值设置警戒值设置 A.A.第一道支撑内力警戒值第一道支撑内力警戒值4000KN4000KNB.B.第二道支撑内力警戒值第二道支撑内力警戒值5000KN5000KNC.C.侧向最大位移警戒值侧向最大位移警戒值70mm70m
18、mD.D.位移速率警戒值位移速率警戒值4mm/d4mm/d，大于，大于6mm/d6mm/d发出安全警报发出安全警报E.E.观测次数：浅层开挖时每观测次数：浅层开挖时每2 2天或天或3 3天观测天观测1 1次，深层开挖时各监测项目每天测次，深层开挖时各监测项目每天测一次，遇险情时每天一次，遇险情时每天2323次次 第23页/共27页p252)2)观测结果观测结果A.A.沉降监测：实测沉降平均值为沉降监测：实测沉降平均值为55.1mm55.1mm，其中，其中S S1212测点最大沉降测点最大沉降108mm108mm。B.B.侧向位移监测：沿基坑四周共布置测斜管侧向位移监测：沿基坑四周共布置测斜管1
19、111根，根据实测数据，东面根，根据实测数据，东面I I9 9、南面南面I I6 6、西面、西面I I5 5、北面、北面I I2 2侧向位移最大，见表侧向位移最大，见表4 4，且均发生在，且均发生在-10.5-12.5m-10.5-12.5m处，处，并在基础底板施工前位移达到峰值，地下室基础底板浇注完成后，基本趋并在基础底板施工前位移达到峰值，地下室基础底板浇注完成后，基本趋于稳定。于稳定。C.C.支撑梁内力监测：第一道支撑的内力最大值为支撑梁内力监测：第一道支撑的内力最大值为4220KN4220KN，略超过警戒值，但，略超过警戒值，但当基础底板混凝土浇注完后立刻下降至警戒值以下。第二道支撑内力量大当基础底板混凝土浇注完后立刻下降至警戒值以下。第二道支撑内力量大值发生为值发生为5875KN5875KN，未超过警戒值。，未超过警戒值。第24页/共27页p26表表4 最大侧移实测数据最大侧移实测数据 测点编号 I2 I5 I6 I9 最大侧移(mm)92 88 112 78 发生位置标高(m)-10.5-11.0-12.5-10.5 第25页/共27页p27 各项观测结果表明，本工程的围各项观测结果表明，本工程的围护加固设计符合安全、经济、护加固设计符合安全、经济、合理原则合理原则 第26页/共27页