2浙电基坑汇编.ppt

浙江省电力生产调度大楼深基坑围护设计与监测 裘涛 占宏 徐长节 蔡袁强 浙江大学建筑设计研究院 本文介绍了浙江省电力生产调度大楼深基坑工程的设计和监测成果。该基坑挖深16.2m，采用一排钻孔灌注桩结合三道混凝土支撑支护；在局部中风化岩埋深较浅区域，结合预应力锚杆、岩钉进行支护。设计对围护桩的抗倾覆稳定计算作了符合实际工作条件的调整，并根据支撑轴力实测值建议了风化岩的c、φ、m值。从该工程的设计和监测成果的分析，作者得到了一些结论，可供类似工程参考。 摘 要： 1 工程概况与地质条件 浙江省电力生产调度大楼位于杭州市黄龙路与西溪路交叉的东南侧，周边环境十分复杂。东面与高层住宅（才结顶）相距10m；南面20m远为刚投入使用的八层教学楼；西面离开4.5~9m为黄龙路，路上各种市政管线密布；北面待拆迁的1-2层房屋距基坑约10m。电力生产调度大楼地上十四层，地下三层，基础采用人工挖孔桩。基坑挖深16.2m，基坑平面基本成160m×67m的矩形，为当时浙江省开挖深度最深的基坑之一。 其中①1杂填土、①2素填土、②粉质粘土基本分布在0~3m深度,③1淤泥、③2淤泥质粘土全场分布于3m~9m深度，比较均匀。下部的风化岩层分布起伏较大，场地内分布有4种不同岩性的基岩，中等风化基岩面起伏较大，东面的埋深基本在15~17m，东面中部部分区域的中等风化基岩埋深只有12.5m，浅于基坑底面；其余区域中等风化基岩埋深在21～24m之间。岩层的风化程度差异较大，且强风化与中等风化基岩互为沉积，影响基坑开挖深度范围内的中风化岩均为饱和单轴抗压强度大于30MPa的硬岩。 本工程基坑开挖面积大、深度深、周围环境条件复杂，基坑边缘距道路管线及周边建筑较近，对基坑侧向变形要求比较严格。基坑开挖深度内低强度、高压缩性、高灵敏度的淤泥、淤泥质粘土较厚；场场地内风化岩层面起伏较大，风化程度差异较大，且强风化与中等风化基岩互为沉积，局部区域中等风化基岩浅于基坑底面，围护桩施工比较困难。 2 围护方案的选取 针对以上特点，设计时对以下几种围护结构方案进行了比较。 本工程基坑开挖深度达16.2m，场地内中等风化基岩埋深最浅只有12.5m，浅于基坑底面，且基岩面起伏较大，难以采用地下连续墙作为围护体系。 若采用预应力锚杆结合钻孔灌注桩的围护方案，由于场地土上部为较厚的淤泥质土，锚固体与淤泥质土间的粘结力不高，锚杆的长度较大，会超越红线，且本基坑紧邻城市主要道路，侧向位移较大会对周边管线等造成不利影响，因此本基坑不适宜用锚杆作为围护结构。 设计最终采用方案为：单排钻孔灌注桩结合三道混凝土内支撑，并采用水泥搅拌桩作为止水和止土帷幕；对于东面中风化基岩埋深浅于基坑底面的区域，结合预应力锚杆进行支护；对于中风化基岩埋深略浅于基坑底面的区域，结合岩钉进行支护。采用三道支撑可有效控制侧向变形，保障周边道路管线的安全；对于局部中风化基岩浅于基坑底面的区域，结合预应力锚杆、岩钉进行支护，在保证围护体系稳定的前提下，避免了围护桩施工的困难，加快了施工速度、节约造价。 围护桩内力及变形采用m法进行计算，可考虑各工况桩身已产生的变形和已设置支撑的轴力。 在支撑的标高布置时，为使桩的受力均匀合理、最大限度的发挥桩的抗弯承载力，将第一道支撑的标高尽量降底，同时根据计算竖向布置合理确定第二道支撑、第三道及结构楼层支撑的标高，使挖深达16.2m的本基坑采用?800桩而不采用常规?1000桩成为可能，节约了造价。在支撑的平面布置方面，由于基坑形状呈细长矩形（南北向较长），中间采用东西向对撑、两端采用角撑，并在中间对撑的端部尽量多的设置八字撑，使得坑内可留出较大的施工作业面，挖土机和运输车辆可从北面、南面的出土口直接进入基坑作业，加快了土方开挖的速度。 本工程中，全风化岩、强风化岩、中风化岩的埋深都较浅，其c、φ、 m值对确定围护桩的长度、配筋及第三道支撑的截面大小有决定性的影响。合理选取其c、φ、m值对经济性、安全性有重要意义。中风化硬岩的c值有几个MPa，φ值在35~40度，对于这么高的c值，在一般基坑开挖深度下，中风化硬岩中不可能有主动土压力，因此更主要的是确定全风化岩和强风化岩的c、φ、m值。 3 全风化岩、强风化岩的c、φ、m值 由于试验要求较高，关于岩石的c、φ指标的资料较少。本工程中由勘察单位提供的全风化岩、强风化岩的c值接近淤泥质土，显然不能采用。为此查阅岩石力学相关资料得到风化凝灰岩的c、 φ大致范围（该范围的最大值和最小值的差距是比较大的），并结合本工程的实际勘察成果取风化岩的c、φ、m值如表1。 表1 计算采用的各风化岩物理力学指标 粘聚力c (kPa) 内摩擦