2011年巖土工程師考試專業(yè)案例分析(4)

　　一、工程概況$lesson$

　　張楊濱江花苑項目基地面積為48600平方米，由A，B，C，D，E五幢高層、一棟三層會所及地下車庫組成。高層主體建筑最高為127.6米，最低97.3米。主樓均設(shè)兩層地下室，層高為3.8米和2.65米。

　　本工程±0.00相對于絕對標高6.700米，基坑開挖區(qū)域呈梯形，總長為259.1米，最寬處168.4米，最窄處41米，其面積約為33416平方米。主樓基礎(chǔ)由箱形基礎(chǔ)和樁基組成，地下車庫由抗拔樁基和大型底板組成。主樓基礎(chǔ)最深的底板厚度為2.2米，底標高為-8.55米，落深處標高12.7米，地下車庫基礎(chǔ)底板厚度為600毫米，底標高為-7.10米?，F(xiàn)場自然地坪面層標高-1.5米，則主樓最深的基礎(chǔ)實際開挖深度為7.30米，局部落深的基礎(chǔ)實際開挖深度為11.45米;地下車庫實際開挖深度為5.9米?；訃o采用重力壩形式擋土隔水，其內(nèi)部沒有水平支撐，整個基坑開挖總方量約230000立方米。

　　二、周圍環(huán)境和地質(zhì)情況

　　項目位于浦東金融貿(mào)易區(qū)，西側(cè)臨近黃浦江邊，其中主樓圍護邊距離江邊最近的僅有38米。根據(jù)勘察提供的地質(zhì)資料及對土工試驗、工程剖面圖分析，(3)-夾層灰色粘質(zhì)粉土顆粒組成中粘粒含量一般均小于13%，孔隙比大于1，含水量大于30%，并夾有小量薄層粉砂，該層在地下滲流的情況下，易發(fā)生坍塌及流砂現(xiàn)象，對圍護和降水提出了很高要求。

　　三、施工分析

　　由于該工程的降水、圍護、挖土有兩個單位施工，業(yè)主從降低成本的角度出發(fā)，基坑圍護采用重力壩形式擋土隔水，基坑內(nèi)部沒有設(shè)置任何水平支撐加固，而且基坑開挖面積很大，挖土深度又深，地下水位很高，這些使深基坑施工難度加大。根據(jù)圖紙上建筑物的分布情況，所有高層均與圍護毗鄰，這就要求圍護施工按高標準、高要求實現(xiàn)施工。根據(jù)地質(zhì)報告可知，該區(qū)域地質(zhì)條件復(fù)雜，土質(zhì)的含水量較高，如果施工考慮不全，在開挖土方時勢必產(chǎn)生涌砂和管涌等滲透現(xiàn)象。

　　為確保工程的施工安全，通過協(xié)調(diào)，挖土、降水由指定專業(yè)施工單位施工，圍護由兩家施工單位施工。經(jīng)過仔細的研究、分析，確定了主要分項工程的質(zhì)量控制，即基坑圍護施工、預(yù)降水施工、土方開挖施工、信息化施工等幾個主要方面來加以控制，對于各分項內(nèi)部關(guān)鍵節(jié)點再進行具體細部深化。

　　四、基坑圍護施工

　　基坑圍護方案：采用重力壩體形式擋土隔水，重力壩體為水泥攪拌樁，搭接200毫米，水泥摻入量13%，水灰比0.5，攪拌樁的入土深度根據(jù)不同部位在17-18米之間。為了增加坑底土體抗力，以減少重力壩體位移，從而減少對相鄰環(huán)境和建筑物的影響，基坑內(nèi)部進行水泥土攪拌基地加固，加固體系呈格柵型布置。加固寬度5米，深度為坑底下4米，水泥摻入比也為13%.

　　根據(jù)工程特點，選擇桅桿式GPJ-7型雙軸攪拌樁和HB603型柱式灰漿泵注漿，采用二次回轉(zhuǎn)切削土，二次注漿，三次攪拌的成樁工藝。根據(jù)施工進度，工程投入8臺攪拌樁及相應(yīng)配套設(shè)備，分區(qū)段同時施工，并采用以下質(zhì)量控制措施：

　　1、施工前根據(jù)地質(zhì)資料挖除基槽的雜填土，直到原土為止，保證挖槽寬度大于1.1倍的樁面寬度，深度根據(jù)雜填上深度確定，地表軟弱時，采取防止機械失穩(wěn)的措施。

　　2、枕木鋪設(shè)必須做到相對水平，地基必須穩(wěn)固，隨時檢查調(diào)整底座下枕木的位置，保證機座的水平和導(dǎo)向架對地面的垂直度，其誤差小于1%.

　　3、在施工之前通過數(shù)根試樁確定水泥漿的最終水灰比、泵送時間，攪拌機提升速度。嚴格控制第一次下沉預(yù)攪速度，使土體完全預(yù)攪切碎，同水泥漿均勻攪合。根據(jù)試樁施工獲得的參數(shù)，第一次和第二次提升速度宜控制在0.5m/min，采用“二噴三攪”的施工工藝。

　　4、注漿攪拌須保證注漿的連續(xù)性，因故斷漿，必須把攪拌頭下沉至漿面以下0.5-1m待恢復(fù)供漿時再提升注漿攪拌。

　　5、為了確保工程圍護體系的連續(xù)性，要求樁間搭接長度不少于20厘米，已施工的樁號及時在圖上標記，并經(jīng)常對照樁位布置圖進行校核，避免錯位和漏樁，鉆頭直徑保證在70cm±1cm，相鄰樁施工時間間隔保持在24小時以內(nèi)，大于24小時的接頭部位，則采取補樁或壓密注漿予以補強。

　　6、水泥漿配制采用P.032.5普通水泥，攪拌時間控制不少于60S，倒入集料斗的水泥漿必須過濾，并不停攪動，防止水泥漿離析。

　　7、施工時準確丈量機上余尺，確保設(shè)計樁長，每次移機仔細丈量移機長度，防止累積誤差過大。

　　8、在施工過程中每天對水泥用量和樁的施工數(shù)量進行統(tǒng)計，根據(jù)統(tǒng)計數(shù)量及時分析每根樁水泥摻量是否達到設(shè)計規(guī)定要求。

　　由于工期緊，故本工程采用“正向”和“反向”分區(qū)段施工方案，在施工過程中可能由于施工順序或機械故障等因素造成交界結(jié)合部位攪拌成樁后超過24小時未能搭接，出現(xiàn)施工冷逢，即二次搭接，由此極易產(chǎn)生冷逢區(qū)段圍護結(jié)構(gòu)的位移加大和漏水等不安全隱患，為此采取以下預(yù)防措施。

　　(1)投入的施工設(shè)備在施工之前進行保養(yǎng)維修，并檢驗機械的運轉(zhuǎn)狀況。

　　(2)防止因突然停電產(chǎn)生“埋鉆”及冷逢出現(xiàn)，多臺機組施工配備備用柴油發(fā)電機械或動力電源。

　　(3)在交界結(jié)合部位的攪拌樁先施工者采用“一噴一攪”，水泥摻入比控制在8%，后施工者施工接頭區(qū)段時重新采用“二噴三攪”，水泥摻入比13%.

　　(4)接頭處增加外排攪拌樁數(shù)量、格柵內(nèi)也增加攪拌樁，且將樁間搭接由200改為300.

　　(5)在圍護樁的前后及中間加插長7米，間距1米的毛竹。格柵內(nèi)及攪拌樁外側(cè)增加雙液雙管壓密注漿補強。

　　五、深井降水

　　本基坑面積特別大，與黃浦江毗鄰，基坑挖土深度相對較深，含水率高，滲水系數(shù)大，并夾有少量薄層粉砂，容易造成涌砂和管涌等滲透破壞現(xiàn)象。所以坑內(nèi)土體的含水率和降水效果的好壞直接關(guān)系到基坑的開挖和基礎(chǔ)施工能否順利進行及對周邊環(huán)境的保護。綜合本工程的地質(zhì)情況及周邊環(huán)境，降水方案采用井內(nèi)真空負壓的深井井點降水施工方法。該方法采用真空負壓，能夠有效地加速孔隙水滲流，縮短施工工期，而且能夠擴大管井的作用半徑，使管井的數(shù)量大大小于非真空負壓所必須使用的管井數(shù)量，從而減少項目的投資成本。

　　根據(jù)本工程的特點設(shè)置102口降水深井，呈梅花型布置，其中3口降水井作為水位觀測井，主樓落深部位設(shè)置2口加深深井。深井的間距控制在15-20米左右，每口深井的降水面積控制在300平方米左右，并保證每口井降水有效半徑相互重疊。深井開孔直徑Φ700，采用正循環(huán)方法成孔，井管采用Φ350兩端帶預(yù)埋鐵件的砼管，濾水管采用Φ350鋼板纏絲濾管，并用電焊連接。車庫、主樓及主樓落深部位深井的總長分別為10.5米，13.4米和15米，底部為長1米的沉砂管，濾管長4米，其余部分為砼管。井管外均勻回填5～15爪子片，井口1米左右用粘土封口填實。

　　在降水施工過程中嚴格控制以下工序：

　　1、井管及濾管安裝時不得有漏焊現(xiàn)象。

　　2、管外填料采用返水快投法回填，砂料選用5～15爪了片，回填前封閉井口，從管內(nèi)送入清水，當送入的水從孔中返回時，沿井口快速均勻投料，使投料中的雜質(zhì)和細礫從循環(huán)槽排渣。

　　3、洗井必須在下管填砂石后及時進行，洗井后孔口返漿要基本達到清水要求。

　　4、降水設(shè)備安裝必須認真檢測其運行性能，安裝時必須做到密封可靠不漏氣，調(diào)試運行控制好真空泵進出水、進出氣，開機后不得隨意停機。

　　5、降水時根據(jù)觀測井水位觀測情況確定降水時間和時間間隔，控制真空泵抽吸能力，定時做好降水數(shù)據(jù)記錄，汛期加強水位觀測密度，基坑開控前，確保降水深度在坑底以下0.5～1米之間。

　　6、井管拆除必須在結(jié)構(gòu)底鋼筋綁扎結(jié)束后進行，在結(jié)構(gòu)施工階段確保水位在坑底下0.5～1米之間，以防基坑中部土體降起。

　　六、土方開挖

　　由于本工程土方面積特別大，坑內(nèi)沒有任何水平支撐，如果挖土方式選擇不當，會造成基坑圍護結(jié)構(gòu)側(cè)向土應(yīng)力集中釋放，加速圍護結(jié)構(gòu)位移，引起基底土方隆起。故采用“分層、分段抽條挖土法”施工方案。

　　分層、分段抽條挖土具體方法為：整個基坑主樓區(qū)域分四層開挖，車庫區(qū)域分三層開挖，第一層自然地坪向下2m進行大面積開挖;第二層挖土方法采用分段抽條開挖，將基坑沿東西方向分成若干區(qū)段，每個區(qū)段寬為20～25米左右，南北方向留一條20m寬壩體作為三層挖土便道，挖土?xí)r先挖逢奇數(shù)區(qū)段，待奇數(shù)區(qū)段土方挖至標高，墊層砼澆搗結(jié)束達到一定強度后，再按同樣的施工方法挖偶數(shù)區(qū)段;第三層挖土方法同第二層、第四層主樓落深部分在周圍土方挖完墊層做好后再進行。

　　由于浦明路距基坑很近，主要道路在黃浦江一側(cè)，所以挖土施工流向由南向北，由東向西進行實行動態(tài)調(diào)整挖土進度。在整個挖土施工過程中，應(yīng)加強地下水位觀測，根據(jù)地下水位高度情況，及時降水，確保地下水位低于坑底下0.5～1米左右，同時要密切監(jiān)測，如果圍護結(jié)構(gòu)有較大位移，應(yīng)及時制定相應(yīng)的技術(shù)措施，確保圍護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。挖土施工期間，圍護壓頂上嚴禁堆放重物，圍護結(jié)構(gòu)由于沉降和位移造成路面裂縫的，要及時用水泥砂漿封閉。

　　七、小結(jié)

　　張揚濱江花苑地下工程施工面積大、地質(zhì)條件復(fù)雜、環(huán)境保護要求高、施工難度大、工期緊，針對以上情況，我們首先從思想上加強質(zhì)量、安全意識，通過對圍護結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量嚴格控制及降水和挖土方案的逐層優(yōu)化，成功解決了大面積深基坑在沒有任何水平支撐情況下的施工難題，既確保了圍護周邊的環(huán)境和圍護結(jié)構(gòu)的安全，又滿足了工期的要求。

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