4.4.1 工程概況
金寶廣場工程位于寧波市百丈路以南,東西緊靠華嚴街與大步街。外圍環境復雜,新修的百丈路人行道埋有通訊電纜和下水道,大步街有 400的城市主要供水管一根,需要特別保護。金寶廣場由一幢26 層寫字樓(含裙房商場)、一幢16層商住樓和2幢住宅組成。整個建筑均設置地下室,面積達 9600m2,其中主樓地下室有人防及設備用房,層高48m,裙房地下室為商場,其余為地下車庫。主樓工程樁采用站550預應力混凝土管樁,其余均采用 426沉管灌注樁。
基坑根據使用功能與底板型式不同,挖土深度差異較大,26 層主樓挖土深度為6.50m,16層主樓為5.7m,其余挖土深度為4.4m。
4.4.2 圍護設計
(1)工程地質情況
本工程主體建筑采用擠土樁,土的實際物理力學指數c、g與地質勘察報告提供的數據相差較大,但計算時仍采用地質資料數據。
(2)圍護設計思路
本基坑總體形狀呈方形,面積較大,內部開挖深度不同,基坑四周緊靠道路,無拉錨條件。如采用坑內滿堂支撐,費用大,施工困難;采用自立式擋墻對挖深淺部分較為合理,但對挖深較大處,擋墻費用高,位移大,有可能危及鄰近管線。本工程充分考慮以上特點,確定先施工淺部分地下室形成中心島,然后以中心島作為深部分地下室施工支撐點的方案。淺基坑采用廉價的土工布重力式擋墻,在工程樁施工結束后與土方工程同時施工。深部分支護樁采用空心預制方樁,加單層鋼管支撐,在淺部分地下室施工時穿插進行,基坑內深淺交界處,采用雙排攪拌樁擋土,從而使總體工期縮短,造價大大降低,圍護結構平面詳見圖4.4-1。
(3)圍護設計計算
本工程圍護計算參照《上海地區深基礎施工指南》按國家有關規范進行,地面堆載采用10kN/m2,土的力學指標c、四值按固結快剪峰值選取,土壓力按郎金土壓力理論分層計算。對挖土深度 6.5m 處的支護樁,計算得樁長 17m,每根樁最大彎矩325kNm,單面配筋5強25;支撐每根壓力2402kN,采用φ609×12鋼管。詳見圖4.4-2。對挖土深度為5.7m處的支護樁計算得樁長15m,每根樁最大彎矩133kNm,單面配筋3中25。土工布擋墻按重力式擋墻計算,以斜木樁作為抗滑土釘來滿足抗滑要求。詳
4.4.3 圍護施工
土工布重力式擋墻施工采用一臺0.7m3反鏟挖掘機和一臺1.0t 電動夯,挖掘機白天做圍護,夜間挖土。擋墻采用分段施工,每段長度為 4m,常規一天能完成3段。土工布擋墻施工必須嚴格把好土坑挖掘、坑底排水和坑底土回填質量關。土工布一般 20~25cm 一層,段間用土包臨時擋土。
截面 500mm×600mm 內徑 400mm 的空心樁在現場用疊層法澆制,樁外模采用組合鋼模,內模為充氣膠囊。氣囊在混凝土初凝時抽芯,待強度達到70%后,開始壓樁。為使土盡可能多的進入樁內,樁位處表土作換土處理。壓樁采用普通沉管樁機??觾雀叩筒畈课坏臄嚢铇恫捎脝晤^攪拌樁機施工,四次攪拌三次噴漿。在淺部分地下室施工時,交界處采用臺階形大放坡,坡度為1∶2,臺階寬為10m。主樓挖土在中心島底板澆搗完畢后立即進行。為方便挖土,鋼管支撐緊跟挖土設置,挖土方案和進度及支撐安裝由專人統一協調。另外,為使中心島受力均衡,兩主樓挖土與支撐設置同步施工,支撐的支承樁利用工程樁接長,以節約費用。
淺部分地下室挖土從1995年6月20 日開始至8月初結束,主樓地下室挖土自9月初開始,一個月結束,共挖土方近6.0萬m3,其中曾遇6月底至7月中旬的連續雨天,工期較計劃拖延了近一個月。
圍護施工結果
(1)變形監測情況
本工程在擋墻后、環梁上及中心島底板設置了位移和沉降觀測點。觀測結果表明,土工布擋墻一般位移在15cm左右;擋墻后2m 范圍內,土體沉降一般也在 15cm左右,但南端局部土工布擋墻由于施工質量等原因,位移達 50cm,沉降 40cm。
環梁位移在各施工階段變化較大。因本工程支撐設置滯后于挖土,在挖土完成三分之一,南北向支撐已部分安裝完畢,東西向支撐尚未設置時,26 層主樓部分環梁總體向東位移 2.3cm。后將環梁兩端與已完工的裙房地下室頂牢,才使位移穩定。在整個挖土過程中,環梁在支撐未設置前,各支撐點均產生了1.0~2.0cm 的位移,在支撐安裝完畢后,位移立即停止。中心島兩個方向均未發生任何位移。
環梁后面的土體沉降觀測選擇了垂直于環梁方向的 4組觀測點,每組由離環梁不同距離的3~4個點組成。觀測結果表明,環梁后土體沉降影響范圍較大,最遠離環梁 18m,最大沉降量2.1cm,而且呈遠大近小的狀態,主要原因是坑內土體擾動后性能較差,坑內土回彈,隆起較明顯,使圍護樁下端繞支撐點向坑內位移,待動土壓力發生作用后位移逐步趨于穩定。
(2)工程遣價
本工程由于采用中心島法施工,大大節約了支撐費用,圍護樁采用預制空心方樁,較常規鉆孔灌注樁節約 30%~40%造價,淺部分地下室采用廉價的土工布重力式擋墻,從而使圍護結構費用大幅度下降。圍護總預算造價320萬元,總延長米為430m,平均每延米造價7400元,在類似范圍和深度相近的同類基坑中造價處于較低的水平。
4.4.5 體會與建議
(1)土工布重力式擋墻在寧波地區應用已有多次,其造價與速度優勢明顯,但由于本身變形大,較適用于雜填土較厚,周圍場地開闊,挖土深度在4.0m 以內的基坑。在環境較復雜的地段要謹慎采用。
(2)大截面預制空心方樁作為抗彎構件,其截面形式合理,施工文明方便,造價低,樁的擠土量較少。但現場預制常受到場地條件及工期的限制,如能采用工廠化預制大截面(600m 以上)空心樁,將以其造價和工期優勢成為深基坑圍護有前途的樁型。
(3)工程樁采用擠土樁的基坑圍護設計時應取較高的安全系數,并應采取一些防止樁下端位移的輔助措施,必要時應采用雙道支撐。
(4)邊挖土邊設支撐的施工方案,大大方便了挖土,減少挖土機壓壞支撐的風險,但施工組織必須周密細致,變形觀察及時,不然會造成圍護結構的安全事故。
(5)對于大型基坑如條件允許,結合底板的結構布置,采用中心島施工,是可靠經濟的支護結構方案。