用钻孔灌注桩及钢支撑作深基坑支护结构
用 钻孔 注 灌桩及 钢支 撑 作深 基 坑 支 结护 构赵
维 万 茂军郑 鸿 唐秋 九如 中 建 八 局公三司 上海公 司 2 00 1 26 ) (【
上 永华海大 楼 坑挖深基 1摘 】要0 ,
6 0m
.
,
位 密 集 于 筑建 群 施 内工中采 钻 用 灌 注孔 桩 钢及 撑支作
。。
护 支 结构 得 获 成功为 软 土 基地 深基坑 开 挖供提 新了经 验
钻孔 灌注桩 【 关 健 词
支撑】
基坑
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o支
结 构护
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)
1
工
程 况概永 华 大 楼是 台商 上 海 浦在东 投兴 建 资的一
。
下
续连 墙 方 地案下 连续 墙的 刚及 度 项稳各
。
安 全定度 比钢 板均 好桩 其施工 工 艺 也 比 成较 热但 虑 到 所 需 考的 支 密 度撑大 给挖 土 带来 很大 难 困 造 价很 且高» 采用 钻孔 灌 注 桩 和 支钢撑 支 护 的 方 这 种案方 案 上 在 海解 放日 报
业
。,。
、
,
幢
商业 公 写 字办 楼 于位陆 家 嘴开 发区 浦东大 道侧蜡 南 西路山路 筒框构
3结3
.
m,
,
。
地上
2 7层 檐9高0 m 下 2 层地钻 孔灌 注桩基础 桩 长口
,。
,
.,
,
。
建
筑面 积
.
36 7 7 2
.m
2
。 基坑尺
寸,
务
楼 基 开坑挖 中 已 有 实 践 经
验 57
m.
,
。
开但挖深 度在,
62 4m
x 5 24 5
m
.
基坑 挖
深 10 6 0m
3
局。 部 达12 9
.
左 本工 右程 基坑 挖深1
0。。
.
60
m
,在上
海当
m
。方土 开 挖量近 5万
m ,,,
本工
程 北 临 浦东 大 道
,
,时 尚
无先 例 经过细 致 析 比较 考虑 分到钻 孔
其 余三灌 面紧 住靠 宅群 系5均0 年所代 建5层 混
结砖 构质 量 差 基础 深 很埋浅 距 基 坑 边界 最 近.
的6仅5 0 m
,
注
桩 有良好 刚的性 及侧 支向 护能 如 配 合 采
用力 钢 支可 以控制撑位 移 再 上加 工 本 程的 工 程桩 也 是 采用 钻孔 注灌 桩直( 8径0 0 mm 故) 最 选 终择 了 下如 挡的 土 撑支防水 加和固地 基 综合
性支方护案:
、、
,
。
另
有 多 种 地 下 管 线 近邻基 坑 基坑
.
占。据全 部 征 面 地9 1积有施
工用地
2
。
9
%
,基
开坑挖时几 没乎
支
护 案 根 方据本工 程 周围 环 不 境 备放 坡具 开大
,
。
挖基 坑 四
周采 用 钻 孔 灌注桩 作挡 土 结构
径桩80 0 m
,
m,
间
距 580 mm
。
,
人土 深度 21m
,
组
件条因此 基 坑 护 支 是必 不 可少的 结 合上 海 地区深 基 坑 施 工 经 验曾考 虑 过 三支 种护 方案 :,
,
。
密成 排式 挡 墙灌在注桩 部顶浇 筑 混 凝 圈土
(简 称梁 锁 口梁 ) 连 整成体 坑 基内 深沿 度 方设向,
。
¹钢 板 桩 方 案采 进用
,
。
拉森钢板桩口
,
长2.1 m
,
,
道 钢三 作管 撑支 结构钢 管 直 6径0 9 m
,m
为。
减沿 基
坑打 圈 一设内 道三钢 管 支 撑 考虑但 板 桩钢位 移 较大如 板 桩 锁 的口封 闭 质量 不 则好坑 内 降 水 后 危会及 四周管线 和 建 物筑 安全 º 地
。
少
挖土 困难 向正 交 间第距 5
,
.
,
道一 支 撑采 用个4 角撑
。
、
,
在支 锁
口 梁, 的 凝混 牛腿 土上 0m。
二 第第 三两 支道 撑皆双
,
此外 支护 灌 注桩外 另
侧
9 194年 4第期
用
深层 搅 拌水 上泥桩作 隔 水帷幕 深 1 5
,m
;
基
波的动 土 压 力 图1 )
(
3。
坑
内 东 两 西 各 6侧m 范 围再 用深层 搅 拌 水 泥 上桩加固 地
基
基 坑,开挖 据 根 海 上 地区软 土深 基坑 的 施 L经 验 和
专 一
深,2m 1
南北
.;
侧各二7
m
范, 围也采
用 分层 压密注 加浆 深固 m
sl
增 以 坑 内加土 体
一
家多
次 论 证确定 了 分 开层 挖先 撑 后 挖
的开 原 挖 即 则 土将 方分 为 4 层( 图见2 )
。。
“
、”
在坑基,
子
戈 厂\
第
二道 支 撑撑
_
正
开挖之式前 将 第¹ 层 地表先 挖土 运去出,
、
,
\ 户卜 \ 夕 \三第道 支 撑\丫 入 」了\ \ 护 形才
・ 480 一一 .
筑浇 锁 口梁 进圈行场 地 平整基 坑 降水等 准
备工作安 设第 一 支撑 (道角撑 并 )加 预施顶
,轴
,
多
力 然
后开 挖第 º 层 到
上
,一
540
.
m
再。设 安第
,
_
・
8
.
3
0 道二 撑 待支双向 支撑 全面 形 并成施 加 轴 力
后,
\
主 \ \
\\、
产户
‘
Z一反 】
挖
卜机和 运 车上下 坑 在 第 二道支撑 上部 ( 铺 路基)箱开 挖始»第层 土 方力 式挖土
,
,
夕
并采用台 阶式。
“
接
亏不
”
,
一
直
挖 到坑 底 三 道第支 随
撑。。
气
挖 随撑 步逐 形 成最后 抓用斗 挖 式土 机在坑外 挖 两 侧土 坡 第的 层¼土 ,
I的 体 状原结 对构接 近坑 为底保 持 坑 :底
,
的
1 5 0m m 左 右 的 土层 人由工 挖
除铲 平 抓
用
斗,运出 图1 支
护 方案 示 意
4
。
撑轴 支
/力
I
.
丫
第勺三道
锁口
梁圈
气
}
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二
乙二 留匕二崎
芬第 i 连 支撑
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丫
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夕片
\目
六
一
’
」)
l
深
基坑 施 经 工 表验 明 给 支 施 撑加轴 力(
,
顶力紧) 是 小 减支护 桩 变 形 有的 效手 段 本 程工。
.
…
,
一才一 厂 二子
落
,
} …
,
41
撑支 加预轴 力 之后 随开 挖深度 加增支
。 。,
撑轴 力一 般 均 有所 上升 种 这上升 反映土体 除挖后 支 护 桩向 内坑 移 位增所 的侧 加 力压增加
的 幅 度 每 根约 1 00 k N 左 右最 大 为3 O 0 k N左 ,
各道 支 撑 的顶 力紧由 上 下向逐 加层 大约 相当
于撑 反 支力理论 计 值算的 4 0 % 左 右( 道三支
,
.
撑 的
轴 分 力 为别4 00 kN /
根 1 00 Ok
N。
、75
0 Nk/
根
、
可 见右 撑支 轴力 并不 就是 土体 侧 压力 上 压 力
,
。
/ )根 由于基 坑开 挖过 中支撑程轴 会
力。
只 是 支,撑轴 力 的 一 个组 成部分4
2
.
。
发 生
变 为化 了 及 时 J’ 解支 的撑工 作情 本工况
从程38 根
,
,每
支撑 根 的轴 在 整力 个施工 期间相 对 比,
。
支
撑 骨 钢中选择 1 0根 撑支 轴作力
监,,
.
较
稳 波 动定 的度 幅并不 大 相 对 来讲预 加 轴 力 大 较 其 的轴力 波 动 度幅较 ( 1小50 k N左
,
,
测
用 所仪器 为 钢 弦 式 感 器传 装在 支 撑 钢 的
管端 部
轴力 量 测 每天 次1 做到信 息化 施 工
(见 下 页
)
右。)
,
预
加 力轴 小较 波 的动 幅度 较大 (可 达 ,
3 为图1 20 天 内各道 支撑 力 的 实轴测 曲线
实 测 由 料资 可 以看 :
到
0 3.
0k
N
左 右
) 种 不 这显同然 与 护支 桩的变形 量
。。
直接有关系4
3
第
道 支一撑 力轴 化变 有 具 一 定的规
建律筑施 工 第1 6卷
2
0 (幻k N
、:
。
}{
口
预加抽 力
一5 0 8 kN
遗大轴 力
7
kN
胡
低轴竣 力
Zo
N
k
一第道 支 撑 \
(2
0 4
)2 (比 洲 )k N
:
一轴
…
撇
预加{轴力.
) 8第 二 道支律 ( 4 0
7一50 N
最k 大轴力
20k9
N
低最轴力
4
q kN
吧 )k N洲
洲. 三 第道 支似 一 8
熬
一卿,
93
0k N
最
轴欠力
0 40 k 1N
低最 轴力 一
朋o
k N
\一~ ‘一尸‘一一之一~ ,一 ~ ~
一~
入拆除
9
3
年 月。土一 一一一
,
年 1 0月
一
-3 年11
月一七一一
。
3
9
1年
月2
图 3 支撑
轴 力 实 测曲线 (支 撑 置位 单位 :m );性 开 始阶 段随挖深度开加 轴增相应增大 力移基 本 上停 止
发 展到 第 三道 撑 支安 装并顶
紧
。
一,
9
4
年
1
月,
,
。
但在基 坑 开 挖 深 (大 于较7
,
.0m
)第三道支 撑
架
、后 护支 桩 顶 转部 向坑外 变 至 形 到 坑挖 底(深
,
后设 第一道 撑 的 支轴力 明显 降低 后 期 至低
于 甚预 加 轴 力 O 0 Zk N 以上 由( 预加 轴 力 5 80 k
,
N,
01 .6
m) 时桩 顶向 外位 最移 达大37 m
,m
。
f
3“
421
1
1
0
1 9
”降到3 40 k N ,
,
乃至 2 5 0k N ) 这表明 支 护顶桩
。
,
部
由向 内 坑位移 逐 渐 转 向坑 变 外形从 减 小 位 的移角 度 第 看一道 支 撑 的 预加 轴 力可 略以 小
些44
.。
日 5片 曰曰以 日 门 6 8 1
西
千走丈 一少j /{
6尸
、
5 1mm
护
mn
尸
。
3m
m
一
6
日从
本次 轴 实力 测结 果 以可 看到 支撑 的 。
,,
受 力
情 况理 与论计 算 有 大 的差 较距 三 第 道支 撑 受 力 的 并 不象 计算 的 样 比第 二道那 支撑 大 很多 这 乎似 说明坑外 主 土动压 与力假 (设朗 土肯
。15
m m
J
、
2
3
压 力4 理 论 并) 不 一致
。,
由于
没有 测实上压 力
分。
南
布
一 些 理论 问 题 尚 进待一 步研
5究
图4
.
2 5
桩 水顶平位 移
支, 护桩 形变顶 部水 平 移 位 护 支 桩顶部 的 水 位移 平是通 过 在 锁 口 梁内 。
. 1
5
向位侧移 本工 程 在 护桩 内 埋 设支了 根 测 8斜 埋管,
深
1 7一0m
2。
通 测 斜 仪过 观测 支 护 桩相 对 于 管,
.
侧 的
测 点 经 纬用 仪进 行观 的测 观表测明 挖在深4
。
.
,
底 侧的向 位 精 移 度 o
.
达l mm
。
观 测持 续1 8
1S
mO
左 右时
,
支 护
桩 顶部 向 皆 坑 内变
形
,,
天
5 图测为 所斜 得的 桩 变体 形( 中图只 出划
垂最
大 水平 位 移为 16 m m
生发 基坑 长在向 中
的
,。
。
直
基 方 坑) 向 例 可 以示看 出 体 侧 向桩 移位 随,
基部坑短 向 的 水平 位移 均较匀 为 5 一 m m6 坑 四 角基位 最 小移只 有Z m m左 (图右4 )
土深 超 度过5O m以 后
.开 挖
度深增 加 而 增大 当 到挖 底坑( 深1 0 6m )。
.
当
挖
时桩 体最 大 侧 移为6 0 m
,m
,
最大
点 在 开 面挖。
,
支护 顶 桩部 水 平位的
2上
.
mO
左
右 而不 是在坑 底 面以 下 个 位 移这
,
9 19 4 年第4
期
量相 当于 0
.
56
.
%
H(H 为开挖 深 度 m m以 )计
,
,
到5
。
4
,
4 8mm
,
. 降沉坡 度差在
0
.
1.1 一 015
.%
范
.为计 算2 8 6 6 值 mm 的般位 移量 约( 为0 虑 考 这 一因素
)以
04
.。
2 的倍1
.
,
比地下 续墙 一连。
围 煤
气于 管 最的大 沉降 为 3 降 坡3 差度 到0
达2 %
,
.7
.
5 6 m
,
最大 m沉1
%
4% 功
大略今 后 设 计时应
这 比戒 警
坡 度 差0
都
2大00
日卜
.
曰
一
。
些究其 原因 这 个沉 降 坡度 差 仅不 与开
,,
、
挖
深 度 有关还 因 些这 测点 位 于 交通繁 忙 地
段02
0
4,
支
撑 轴力
来
往车辆 (包括 重型 吊 车) 不 断行驶 地表超 载 很 大
引 起由午 监 严测密 随 时 取 相 采 应的 工施 措施这 些 管线 至工 程结 束 未发 生 过泄漏 现 象
二
,
。
一N二 O峨O
K。
9,3 9 年月1
0
0
0
3
卜 01 月0
5 十 1 1一 一月卜一 1 2
一0
一
7
月
‘一
冬
49
年1 月
15 0
冲的
~-
-
11
0
一1 30
3 之一 ‘ 犷一
~
,
,
/
西侧上 水 干
管 坑基 开 深 度挖
HQ6川 m0
班 率 斌沦 40 02
气干 专煤
。
东侧
上
水
60
mm
图7
.
3
洲 6 孔科深 度 (,。) 1 82
0 4
管
线沉降
一1m
0房
屋沉降图8 为 邻近 基 5坑。
的
35幢层 砖 混,
结
构 房屋 的沉 降 线曲水 准 测 量表 明 当基 坑 挖
图
5
6桩 体
侧 向位
移
对周 环围境 的 影响
,本工程 位 于 密 建集筑 之 中群基 坑 开 挖阶段 通过布 设 1 1的 7个 测 点对 周 围地 和 表线管 降沉房 屋 损 伤况 进情行 测 监为 及时 握掌基 坑 开
挖 对 环 境 影的响 采 取 相 应 措施 供提 了 依据,
、
—。
。.
1深06
m.
时沉降 大最 4 7达,
.
57 m
m
,相 于当
。.
4 4 % H0 o
. 平 均沉降 0
.
4 5一 04 58m m
.
./
天房 屋的。 ,
沉
降坡度差 达 到 018 一 01 9 肠 房屋 墙体 发也生
,
明显
可见 裂 缝 最 大 裂宽 达 m mZ 左 右 是但
还,
没有 发生 门 变窗形乃 至关 上不的严 重 程
,
度
。
而从 保证 了基 坑 的稳 定 和施 工安全
. 1 6
-
表沉降 地观 测表明 。基 坑 挖开深 度(H 达 1 )
、
0
0 6m
斌
吻 奋 叫
时
.
,
地表
降沉的影 范响距基围 边坑少 至有
,30m
相 当于 3H 左 ;右地 表 最 大沉 量降 为,
1
m m 94 5一
91m
,
. 当于 相0
.5 %
H ;
。
最 大沉 降 点 坑 外在 217
. 约
为 51H 左右 而 大最 沉降坡 度 差0为
犷 卿
图8
房 沉屋 结语降
,。、
笔,
,
3
%
6
。.2 6
管
沉线降.
永
大华 楼 深 基 坑 施 实 工 表践明 用采 密排 混 凝 土灌 注 桩加 内 支 撑的 支护 方 案 用 于 ImO 深 坑基施 工 是可行 的 配以 水 泥 土 搅 桩拌 作防 水 帷幕 并 适 当加 坑 固内 基 地也是有 效 的 证保
了基坑的 基 稳 本
定,
距
基 坑 北侧 72m 功有1 2 0 0钢 管 煤 气 干线管 西 北 3角3 m有 价 30 0 铸 铁气 管煤埋 深
,
.
均1 O m 距; 坑基 西侧 5
.
.
m
4
有 2 价0 0自来 水线
管
埋深 o,
,
.
7m;
.
东
侧4
。
.
l
有 m1价 0 m m5 来 自水上
水 干管的 沉量 达降
干线管 埋 深 06
m图
为7基 坑周 围主 要管
,线。
,
(参
与本
文 写 撰的 还 有新 张 华 未 李同志 )
在1 20 天 内的 沉 降 曲线
建 筑 工第 施 61卷