烟台某沿海小区基坑支护施工设计.pdf

2 0 2 3年6月地质装备烟台某沿海小区基坑支护施工设计李博1,2,宋世杰1,2(1.山东省第三地质矿产勘查院,山东烟台 2 6 4 0 0 4;2.山东省地矿局钻探工程技术研究中心,山东烟台 2 6 4 0 0 4)摘 要:拟建项目基坑开挖深度4.8 5 6.6 5 m,支护总长1 1 3 7.4 m,临近海岸,属海陆交互相沉积地貌,地质水文条件和周边的环境复杂。本着安全、经济、可行的原则,采用S MW工法和锚杆、放坡土钉墙加降水井降水的组合支护体系。施工过程严格按设计和规范要求,实践证明支护方案达到了如期效果,很好地解决了基坑支护的位移和沉降问题,基坑安全可靠。关键词:基坑;S MW工法;土钉;锚索中图分类号:T U 4 7 3 文献标识码:B 文章编号:1 0 0 9 2 8 2 X(2 0 2 3)0 3 0 0 3 7 0 4C o n s t r u c t i o n D e s i g n o f F o u n d a t i o n P i t S u p p o r t a t a C o a s t a l C o m m u n i t y i n Y a n t a iL I B o1 2 S O N G S h i j i e1 21 T h e T h i r d G e o l o g i c a l&M i n e r a l E x p l o r a t i o n I n s t i t u t e o f S h a n d o n g P r o v i n c e Y a n t a i S h a n d o n g 2 6 4 0 0 4 C h i n a2 D r i l l i n g E n g i n e e r i n g T e c h n o l o g y R e s e a r c h C e n t e r S h a n d o n g B u r e a u o f G e o l o g y&M i n e r a l R e s o u r c e s Y a n t a i S h a n d o n g 2 6 4 0 0 4 C h i n aA b s t r a c t T h e e x c a v a t i o n d e p t h o f t h e p r o p o s e d p r o j e c t s f o u n d a t i o n p i t i s 4 8 56 6 5 m a n d t h e t o t a l s u p p o r t l e n g t h i s 1 1 3 7 4 m I t i s a d j a c e n t t o t h e c o a s t a n d b e l o n g s t o t h e s e d i m e n t a r y l a n d f o r m o f s e a l a n d i n t e r a c t i o n w i t h c o m p l e x g e o l o g i c a l a n d h y d r o l o g i c a l c o n d i t i o n s a n d s u r r o u n d i n g e n v i r o n m e n t B a s e d o n t h e p r i n c i p l e s o f s a f e t y e c o n o m y a n d f e a s i b i l i t y a c o m b i n e d s u p p o r t s y s t e m c o n s i s t i n g o f S MW c o n s t r u c t i o n m e t h o d a n c h o r i n g c a b l e s s l o p i n g s o i l n a i l i n g w a l l s a n d d e w a t e r i n g i s a d o p t e d f o r t h i s f o u n d a t i o n p i t T h e c o n s t r u c t i o n p r o c e s s s t r i c t l y f o l l o w s t h e d e s i g n a n d s p e c i f i c a t i o n r e q u i r e m e n t s P r a c t i c e h a s p r o v e n t h a t t h e s u p p o r t p l a n h a s a c h i e v e d t h e e x p e c t e d e f f e c t w e l l s o l v i n g t h e d i s p l a c e m e n t a n d s e t t l e m e n t p r o b l e m s o f t h e f o u n d a t i o n p i t s u p p o r t a n d e n s u r i n g t h e s a f e t y a n d r e l i a b i l i t y o f t h i s f o u n d a t i o n p i t K e y w o r d s f o u n d a t i o n p i t S MW c o n s t r u c t i o n m e t h o d s o i l n a i l i n g a n c h o r i n g c a b l e 收稿日期:2 0 2 2 0 8 2 3 作者简介:李博(1 9 7 5-),男,本科,助理工程师,主要从事地质钻探和基础施工,E-m a i l:1 7 4 8 7 3 6 3 2 6 q q.c o m。1 项目概况拟建项目位于烟台市芝罘区幸福南路南侧,东侧濒临大海,周边环境复杂1,建筑包括6栋1 8层、2栋2 6层的住宅楼和2栋商业楼。基坑为一层地下室,基坑支护深度4.8 5 6.6 5 m,支护总长1 1 3 7.4 m。2 基坑周边环境基坑东侧有2栋1 1层住宅楼、1栋6层住宅楼和1栋4层商业楼,其中地下室外墙距离1 1层住宅楼最近,约9.0 5 m,距离商业楼9.2 0 m;基坑南侧距离基坑较近的有6栋1 1层住宅楼和1个负2层地下车库,距离3层办公楼最近距离约1 2.2 0 m(现有办公楼北侧拆除7.0 0 m作为施工通道),距离最近拟建楼距离约1 1.2 0 m;基坑西侧为空地;基坑北侧为幸福南路,地下外墙距离路边石约3 0.0 0 m,距离高压线塔1 5.0 0 m。场地内部无管线,北侧管线位于幸福南路人行道上,距离基坑较远,东侧、南侧管线均在放坡顶边线外侧4.0 0 m以外,对基坑开挖影响较小。3 场地地质条件3.1 地形地貌拟建场地临近海岸,属海陆交互相沉积地貌,场区中部多为原有建筑拆除后整平,场区勘察期间地势起伏较大,后期建设单位对场地进行了整平。73李博等:烟台某沿海小区基坑支护施工设计第2 4卷 第3期3.2 场地地层结构根据钻探揭露的地层情况2,场区地层自上而下依次为:杂填土、细砂、含砂粉土、中砂、淤泥质土、粉质黏土、粉质黏土、碎石、全风化、强风化及中风化云母片岩。杂填土(Qm l4)层在场区内大部分地段均有揭露,杂色,松散状态,稍湿湿。该层土为人工回填形成,成分以建筑垃圾为主,含碎石、块石,块石最大粒径 1 3 0 mm,充填物以砂土为主,混少量黏性土,各成分含量不均,硬杂质含量约6 0%7 0%。该层揭露层厚0.4 0 3.7 0 m,平均厚度1.6 7 m。细砂(Qm4)层在场区内大部分地段均有揭露,黄色浅灰色、稍密中密状态,局部呈松散状态,湿饱和。成分以石英、长石为主,含云母,分选性较好,磨圆度一般。层厚0.5 05.6 0 m,平均厚度2.3 8 m;层底标高-0.7 43.5 2 m,平均层底标高1.1 8 m。该层土承载力特征值fa k=1 5 5 k P a。含砂粉土(Qm c4)层浅灰深灰色,稍密密实,湿。含中细砂较多,无光滑切面,混粘粒多,无摇震反应,土质均匀性较差,局部变相为黏性土,呈可塑状态。该层作为夹层出现,层厚0.3 0 2.4 0 m,平均厚度0.9 2 m。该层土承载力特征值fa k=1 2 0 k P a。中砂(Qm4)层青灰色深灰色,稍密中密状态为主,饱和。矿物成分以石英、长石为主,含云母及碎贝壳,局部含圆砾。在场区西侧该层含大量云母片,局部云母片直径可达到2 0 0 mm。该层在场区普遍揭露,揭露层厚6.0 0 1 2.5 0 m,平均厚度8.1 0 m;层底标高-1 1.8 9-4.5 6 m,平均层底标高-7.2 2 m;层底埋深1 0.4 3 1 6.4 0 m,平均层底埋深1 2.2 3 m。该层土承载力特征值fa k=2 0 0 k P a。3.3 水文地质条件场区地下水类型为第四系潜水,主要含水层为细砂、含砂粉土及中砂层。初见水位深度一般在0.5 0 2.6 0 m,钻孔结束2 4小时后测得稳定水位深度为0.4 0 2.6 5 m,稳定水位标高(黄海高程)为1.8 0 4.5 9 m。3.4 基坑设计相关参数(表1)表1 各土层岩土参数建议值T a b l e 1 G e o t e c h n i c a l p a r a m e t e r s f o r e a c h s o i l l a y e r土层重度/(k Nm-3)内聚力/k P a内摩擦角/()一次常压注浆/k P a二次常压注浆/k P a杂填土1 8.0*5.01 5.0 1 61 8细砂1 9.5*0*2 9.0*2 54 0含砂粉土1 9.42 2.01 9.46 07 0中砂1 9.5*2.0*3 1.0*5 08 0注:“*”表示经验值;“一次常压注浆”和“二次常压注浆”是指锚杆的极限粘结强度标准值。4 基坑支护设计方案的选择前期5#地下车库基坑开挖深度89 m,采用1 0.5放坡土钉墙支护。根据建设单位要求、前期施工情况以及勘察报告所提供的地质资料,本着安全、经济、可行、实用等多方面考虑,基坑支护方案采用S MW工法+放坡土钉墙+锚索支护4-8,支护方案明细见表2,分段见图1。表2 支护方案明细表T a b l e 2 D e t a i l e d l i s t o f s u p p o r t i n g p l a n分段支护形式支护深度/m侧壁安全等级放坡比率备注K L开挖至已建5#地下车库外墙已建5#地下车库,基底标高-4.0 mA B、B C、C D、MA放坡土钉墙4.8 5 6.0 5三级1 0.6I JS MW工法+锚索5.7 5二级距离围墙及管线较近,无放坡空间其他放坡土钉墙5.4 5 6.6 5二级1 0.6周围建筑物较多图1 基坑支护分段F i g.1 F o u n d a t i o n p i t s u p p o r t s e g m e n t s832 0 2 3年6月地质装备4.1 放坡土钉墙坡面设置2层土钉5,见表3,面层采用细石喷射砼,强度为C 2 0,厚度8 0 mm,内设钢筋网,上下段钢筋网搭接长度3 0 0 mm。坡顶向外延伸1.0 m,并在最外缘设一道长1.0 m直径1 4 mm钢筋钉入地面水平间距2.0 m。坡面设置直径5 0 mm 泄水孔,纵横水平间距3.0 m。土钉注浆材料采用普硅4 2.5 R纯水泥浆,水灰比0.4 5,注浆时要保证孔内浆液饱满,待孔口浆液外溢后方可停止注浆,如浆液回落要及时补浆。土钉与横向肋筋焊接连接,肋筋采用21 4 mm(三级钢)钢筋焊接组成。表3 土钉明细T a b l e 3 D e t a i l e d l i s t o f s o i l n a i l i n g位置层数水平间距/m垂直距离/m入射角/()孔径/mm长度/m配筋(三级钢)水泥标号A B、B CC D、MA21.5 02.01 51 1 04.512 0P.O 4 2.5 R1.7 02.01 51 1 04.512 0P.O 4 2.5 R其他21.2 52.01 51 1 04.512 0P.O 4 2.5 R1.2 52.01 51 1 03.012 0P.O 4 2.5 R4.2 S MW工法I J段距离现有围墙较近,且围墙外有较多管线,无放坡空间,此段采用S MW工法+锚索支护8。该段采用HN 4 5 0 X 2 0 0型号钢,钢材等级Q 3 4 5,型钢嵌入基底深度3.2 5 m,桩顶标高4.2 m,型钢间距0.9 m,长度9.0 m。4.3 锚索I J段匹配的锚索,见表4,钢绞线强度标准值1 8 6 0 M P a,强度设计值1 3 2 0 M P a。表4 I J段锚索明细T a b l e 4 D e t a i l e d l i s t o f a n c h o r i n g c a b l e s f o r I J s e g m e n t数量2 3层数1绝对标高/m2.4水平间距/m1.5入射角/()3 0孔径/mm2 0 0长度/m1 2.0自由段长/m5.0锚固段长/m7.0设计内力/k N1 8 9钢索配置2 S 1 5.2锁定值/k N1 4 2成孔施工应采用套管跟进法,以确保孔壁稳定不坍塌。注浆采用二次注浆法,材料为P.O 4 2.5 R普通硅酸盐水泥。注浆使用纯水泥浆,首次注入,水灰比为0.5 0,注浆压力 1 0 0 mm。在砼管与孔壁间均匀填充 5 mm瓜子石,井底充填砾石滤水层压井,井口处填5 0 c m黏土,并夯实,以防地表水渗入。成井后立即采用6 m3 空压机洗井,直至水清无砂为止。基坑北侧、西侧,在基坑顶外侧1 m处布设排水管线,排水管采用直径3 0 0 mm波纹管,排水管坡度为0.5%,每3个降水井设置1个沉淀池(1 m1 m 1 m)。在基坑顶边缘设置2 4 0 mm2 4 0 mm砖砌围堰,在基坑顶围堰外侧放置安全护栏,护栏高度1.2 m,嵌入深度0.3 m。排除基坑内雨水、积水,在基坑底部周边和基坑内设置3 0 0 mm3 0 0 mm排水盲沟,内填2 04 0 mm 石子,排水盲沟坡降比1 0.0 0 5。4.7 基坑观测与应急预案基坑开挖前应由有资质的监测单位编制基坑监测方案,监测项目应包含:支护结构水平位移、周围建筑物及地下管线变形、地下水位变化、土体分层竖向位移等,并做好应急预案,以应对基坑发生变形过大、变形速率过快,周边出现沉降、开裂、漏水等险情6-8。5 结语拟建基坑支护设计,既要充分考虑该区域濒临大海,属海陆交互相沉积地貌,地层复杂,而且含水层浅、水量丰富、水位高等地质水文条件特点,也要考虑周边的地下管道和建筑物较多等不利的环境条件,还要兼顾降低项目成本。工程施工中,监理人员严格监督,项目施工人员严格按设计规范施工,确保了项目能安安全全、保质保量地按期完工。参考文献(R e f e r e n c e s):1 张闻璟.复杂周边环境条件下基坑支护和降水设计分析研究J.地质装备,2 0 2 1,2 2(3):4 3 4 8.Z H A N G W e n j i n g.S t u d y o n d e s i g n o f f o u n d a t i o n p i t s u p p o r t a n d d e w a t e r i n g u n d e r c o m p l e x s u r r o u n d i n g e n v i r o n m e n tJ.E q u i p m e n t f o r G e o t e c h n i c a l E n g i n e e r i n g,2 0 2 1,2 2(3):4 3 4 8.2 岩土工程勘察规范:G B 5 0 0 2 12 0 0 1S.2 0 0 2.C o d e f o r i n v e s t i g a t i o n o f g e o t e c h n i c a l e n g i n e e r i n g:G B 5 0 0 2 12 0 0 1S.2 0 0 2.3 混凝土结构设计规范:G B 5 0 0 1 02 0 0 2S.2 0 0 2.C o d e f o r d e s i g n o f c o n c r e t e s t r u c t u r e s:G B 5 0 0 1 02 0 0 2S.2 0 0 2.4 建筑基坑支护技术规程:J G J 1 2 02 0 1 2S.2 0 1 2.T e c h n i c a l s p e c i f i c a t i o n f o r r e t a i n i n g a n d p r o t e c t i o n o f b u i l d i n g f o u n d a t i o n e x c a v a t i o n s:J G J 1 2 02 0 1 2S.2 0 1 2.5 建筑边坡工程技术规范:G B 5 0 3 3 02 0 1 3S.2 0 1 3.T e c h n i c a l c o d e f o r b u i l d i n g s l o p e e n g i n e e r i n g:G B 5 0 3 3 02 0 1 3S.2 0 1 3.6 建筑基 坑 工 程 监 测 技 术 规 范:G B 5 0 4 9 72 0 0 9S.2 0 0 9.T e c h n i c a l c o d e f o r m o n i t o r i n g o f b u i l d i n g e x c a v a t i o n e n g i n e e r i n g:G B 5 0 4 9 72 0 0 9S.2 0 0 9.7 建筑边坡与基坑工程设计文件编制标准:D B J/T 1 40 8 12 0 1 1S.2 0 1 1.S t a n d a r d s f o r t h e p r e p a r a t i o n o f c o n s t r u c t i o n s l o p e a n d f o u n d a t i o n p i t e n g i n e e r i n g d e s i g n d o c u m e n t s:D B J/T 1 4 0 8 12 0 1 1S.2 0 1 1.8 彭焕敏.东营某基坑支护工程施工技术J.地质装备,2 0 1 9,2 0(5):4 4 4 8.P E N G H u a n m i n.C o n s t r u c t i o n t e c h n o l o g y o f a f o u n d a t i o n p i t s u p p o r t p r o j e c t i n D o n g y i n gJ.E q u i p m e n t f o r G e o t e c h n i c a l E n g i n e e r i n g,2 0 1 9,2 0(5):4 4 4 8.04