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南京长江漫滩区某超大深基坑支护与监测结果分析

发布时间:2021-12-07 16:58所属平台:学报论文发表咨询网浏览:

摘要:以南京长江漫滩区某超大深基坑工程为背景,根据地质和周边环境条件、基坑支护方案,对基坑开挖过程中支护结构和周边环境进行监测和分析。结果表明:超大深基坑支护结构具有明显的空间效应,开挖深度越大,空间效应越明显;随着施工的进行,各层锚索轴力逐渐增大,

  摘要:以南京长江漫滩区某超大深基坑工程为背景,根据地质和周边环境条件、基坑支护方案,对基坑开挖过程中支护结构和周边环境进行监测和分析。结果表明:超大深基坑支护结构具有明显的空间效应,开挖深度越大,空间效应越明显;随着施工的进行,各层锚索轴力逐渐增大,其中第1层锚索轴力普遍大于第2、3层锚索轴力,第1层锚索轴力平均值为206。

  关键词:超大深基坑;基坑监测;空间效应;坑外降水;道路沉降

基坑

  随着城市建设的迅速发展,深基坑的规模越来越大,由于基坑工程的复杂性,基坑安全事故时有发生[1⁃4]。加强支护结构选型及现场监测是保证基坑安全的重要手段,对基坑监测数据进行分析研究,实施信息化施工具有重要意义[5⁃6]。徐飞等[7]以黄河冲积平原地区某超大型深基坑为背景,研究了超大深基坑施工过程中支护结构变形、锚索轴力、地表沉降的变化规律。

  建筑论文范例: 岩土工程施工中深基坑支护问题探究

  吴奇等[8]以南京河西某深基坑工程为例,基于监测数据与群井抽水试验,通过数值模拟研究了基坑降水对周边环境的影响。李俊才等[9]以南京市某深基坑工程为背景,分析研究了相同水文地质和施工条件下,不同支护结构变形的时空效应。徐燕[10]通过工程实例分析,结合有限元计算,研究了坑外降水对支护结构变形及周边地面沉降的影响。钱德良等[11]以南京长江漫滩区某深基坑降水工程为例,结合现场监测数据与数值模拟,总结了其在渗流作用下的变形规律。

  长江漫滩区地层具有典型的二元结构,上部为软黏性土层与粉砂层互层;下部以砂、砾石层为主,一般为承压含水层,基坑开挖时易产生漏水、漏砂、突涌等事故[12],该地区超大深基坑的支护设计选型至关重要,施工难度较大。本文以南京长江漫滩区某超大深基坑工程为背景,通过对现场实测数据的分析,研究深基坑在开挖过程中支护结构的受力及周边环境的变形规律,探讨支护结构的设计选型要求,以便为该地区类似基坑工程支护设计与施工提供一定参考。

  1工程概况

  工程位于南京市江北新区,项目包含一栋22层酒店式公寓,多栋7~12层科研设计楼,一栋3层体育馆、3层裙房及2层满堂地下室。基坑面积约92000m2、周长约1250m、开挖深度约11

  2工程及水文地质条件

  根据勘察揭露、现场测试及室内试验,基坑开挖影响范围内土层分布及主要物理力学指标。场地地下水类型主要为孔隙潜水,稳定水位埋深为0

  3基坑支护设计方案

  3.1支护结构选型

  基坑开挖面积超大、开挖深度较深,因此本工程重点考虑了施工的便利性与快速性,采用了排桩加3道高压旋喷预应力锚索、钢筋混凝土角撑,基坑中部间隔采用坑底被动区土体深搅桩加固的支护方案。以基坑北侧为例,中部采用Φ1000@1200型(桩直径1000mm,桩中心间距1200mm,下同)钻孔灌注桩,桩长28

  3.2止水与降水设计

  支护桩外侧均采用Φ850@1200型三轴搅拌桩作为止水帷幕,桩长约26m。基坑内共布设426口降水井,其中沿“坑中坑”(挖深约14m)四周共布设50口降水井,井深26m,滤管长度约24m,其余376口降水井在基坑开挖平面内均匀布置,井深22m,滤管长度约20m,滤管底部采用5mm厚钢板封底,滤管与井壁间采用级配良好的绿豆砂进行充填。

  3.3被动区加固设计

  为提高被动区土体强度,控制基坑变形,在锚索施工平面范围内采用1排Φ600@500mm单管高压旋喷桩与6排Φ850@1800三轴搅拌桩进行裙边加固,加固长度约280m,加固深度7m。

  3.4土方开挖方式

  综合考虑基坑变形控制及施工效率,将基坑分为3个施工区域同步分层、分区开挖。每层土方先开挖四周土体,为锚索提供施工作业面,锚索张拉锁定后,再将各区土方分段开挖至下一层锚索施工作业面。为降低基坑“长边效应”[14]的影响,基坑南侧、北侧土方开挖至第3层锚索工作面时(挖深8

  3.5施工工况

  从基坑土方开挖至地下结构施工完工,共历时约8个月,实际开挖情况可分为5个施工工况。工况1—3中,待各区高压旋喷预应力锚索达到设计强度且施加预应力完成后,先开挖本区锚索周边范围内的土方,等所有区域锚索施工完成后,再进行大面积土方开挖,各层锚索施工完成时间约15d。

  施工第3层锚索时,基坑东侧、南侧及西侧锚索孔道主要穿过②3层粉砂夹粉土,基坑北侧锚索孔道主要穿过②2层淤泥质粉质黏土夹粉砂。锚索施工需打穿基坑外侧止水帷幕,坑外水头压力较大,地下水涌入锚索孔道,出现漏水、漏砂等情况,其中东侧、南侧、西侧及北侧坑角部位漏水、漏砂等情况普遍较严重。锚索孔道内存在的水流易导致注浆不密实,水泥土成型差,锚索抗拉强度得不到充分发挥,影响锚索工作性能[15],遂须采取坑外应急降水措施保证锚索的正常施工。沿基坑东侧、南侧、西侧及北侧坑角位置,约每隔10m布设1口降水井,井深20m,滤管长度约18m,将坑外水位降低至-9

  4实测数据分析

  4.1支护结构顶部水平位移

  开挖初期,各桩顶水平位移交错增加,并无明显的空间分布特征,随着开挖深度的增加,水平位移增量也逐渐增大;基础底板施工完成后,水平位移增量逐渐趋于稳定。角撑拆除前(工况5)水平位移增量具有明显的空间分布特征,无论长边还是短边都呈现中间部位大、坑角部位小的特点,离坑角越近,水平位移增量越小,其中D1的水平位移增量为20

  4.2土体深层水平位移

  为土体深层水平位移沿深度方向的变化曲线。测点CX27在第3和4层土方开挖期间的水平位移最大值分别增加了9

  5结论

  1)深基坑支护结构变形具有明显的空间效应,基坑中部支护结构的水平位移大于角部的水平位移。基坑施工过程中,应加强对基坑中部支护结构的变形监测。

  2)虽然桩锚支护结构具有工期短、施工方便等优点,但并不适用于南京长江漫滩区典型二元结构地层的超大深基坑支护中,成孔施工处理不当易导致基坑漏水、漏砂,锚索注浆不密实,水泥土成型差,锚索强度得不到充分发挥等问题,易对周围环境造成严重影响。

  3)坑外降水虽然能够保证锚索的正常施工,有效减小坑外的水、土压力,对控制基坑支护结构的侧向变形效果明显,但易引起基坑周边沉降过大,造成较为严重的后果,在复杂敏感的周边环境条件下应慎用。

  参考文献:

  [1]梅国雄,宋林辉,周峰,等.地下空间开发中的岩土工程关键技术[J].南京工业大学学报(自然科学版),2008,30(4):98.

  [2]吉泳安,孟舰.南京江北新区中心区地下空间一期基坑涌水事故处理与启示[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2020,47(7):94.

  [3]樊冬冬,刘祥勇,景旭成,等.南通富水砂性地层地铁深基坑墙体渗漏原因分析[J].隧道建设(中英文),2020,40(增刊1):225.

  [4]杨宇,王奎,刘佑祥,等.某深厚软土基坑事故分析及抢险加固设计案例[J].岩土工程学报,2014,36(增刊1):175.

  [5]PECKRB.Advantagesandlimitationsoftheobservationalmethodinappliedsoilmechanics[J].Géotechnique,1969,19(2):171.

  作者:徐爽1,李俊才1,2,滕晓军3,高立权1

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《南京长江漫滩区某超大深基坑支护与监测结果分析》

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