浅谈临近建筑物基坑加固措施

2011-02-27荀亮亮

山西建筑 2011年18期

荀亮亮

深基坑开挖具有相当的复杂性与艰巨性,在深基坑工程施工过程中,会对周围土体有不同程度的扰动,一个重要影响表现为引起周围地表不均匀下沉,从而影响周围建筑、构筑物及地下管线的正常使用,严重的造成工程事故。因此,深基坑设计时,应充分重视基坑周边的环境影响。

1 工程概况

苏州市某地铁车站5号出入口基坑深9.94m,宽7m,基坑围护结构采用单排φ850SMW桩,嵌固深度11.45m,采用两道钢支撑。基坑外侧 6.8m处有一栋带地下室12层框架结构住宅,该楼房基础为筏板基础(振冲碎石桩加固),地下室高3.3m,筏板厚400mm,碎石桩桩径 800mm,桩长约 9m。结构关系见图 1。

按照常规施工方法如在基坑外侧进行降水,恐引起楼房沉降较大,造成建筑物的破坏。施工单位采取在坑外不降水施工,因此对施工工序也是严峻的考验。根据施工监测数据,主体基坑施工时对该楼影响较大。虽然处于稳定状态,但累计沉降已较大,如再进行出入口施工,将对建筑物造成二次影响,存在极大的风险。设计单位决定对 5号出入口在坑外不降水施工的情况下重新进行验算,根据验算结果适当采取加强措施,最大程度降低施工风险和周边建筑物安全。

2 对现有工况进行安全验算

2.1 超载包括地面超载和楼房超载

地面超载取值20 kPa,楼房超载取值240 kPa,作用深度4m,作用范围15m,距基坑6.8m。

2.2 地勘参数

部分地勘参数见表 1。

表1 部分地勘参数表

2.3 结构计算

结构弯矩和剪力包络图见图 2。

2.4 截面计算

2.4.1 内力取值

1)弹性法。基坑外侧最大弯矩 387.92 kN◦m,基坑外侧最大弯矩距墙顶5.4m;基坑内侧最大弯矩678.31 kN◦m,基坑内侧最大弯矩距墙顶8.98m;2)经典法。基坑外侧最大弯矩749.95 kN◦m,基坑外侧最大弯矩距墙顶17.11m;基坑内侧最大弯矩540.71 kN◦m,基坑内侧最大弯矩距墙顶9.14m。

2.4.2 基坑内外侧拉压应力验算

1)采用弹性法计算。基坑内侧计算截面距离墙顶 8.98m,弯矩设计值847.89 kN◦m。

基坑外侧计算截面距离墙顶5.40m,弯矩设计值484.90 kN◦m。

2)采用经典法计算。

基坑内侧计算截面距离墙顶9.14m,弯矩设计值675.89 kN◦m。

基坑外侧计算截面距离墙顶 17.11 m,弯矩设计值937.44 kN◦m。

其中,γcs为水泥土墙平均重度,kN/m3;z为由墙顶至计算截面的深度,m;M为单位长度水泥土墙截面弯矩设计值,kN◦m;W为水泥土墙截面模量,MPa;fcs为水泥土抗压强度,MPa。

2.5 其他验算结果

抗倾覆稳定性系数Ks=0.704＜1.2,不满足规范要求。

抗滑安全系数Kh=1.129＜1.2,不满足规范要求。

整体稳定安全系数Ks=1.212。

抗隆起安全系数Ks=1.739≥1.15,满足规范要求。

抗管涌稳定安全系数K=3.950≥1.5,满足规范要求。

通过以上计算,基坑稳定性无法满足,坑底为砂质粉土,其物理力学指标低,能提供的桩前被动土压力较小,在粉土和粉砂质粘土中的基坑开挖过程中,很容易产生基坑渗漏水,因此考虑加固改良基坑内土体,使其能够提供足够的被动土压力。采用高压旋喷桩抽条加固,结合现场施工单位现有机械,选择直径 800mm的旋喷桩,咬合250mm,加固深度为基底3m。