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探讨在狭窄场地内基坑支护选型应注意的问题

发表时间:2021-10-02 15:45

引言

  随着城市的进一步发展,市区内淘汰落后产能、旧厂房拆迁改造的情况时有发生,同时土地容积率的提高也经常会出现狭窄场地内的地下室与高层建筑的施工场地受限的问题。这种场地内基坑边缘与土地红线间距很小,既要保证周边既有建筑物、道路、管线及基坑围护的安全,同时又要合理的布置施工现场的材料堆放、加工与运输,这不仅要求项目管理人员对施工现场精心布置,更要对基坑支护结构的选型进行周密的论证,因为维护结构的型式对工程的安全、造价和工期有着重要的影响。笔者通过对江苏省昆山市某工程的基坑维护结构选型的实例来阐述在维护结构选型时应该注意的问题,希望对大家能有些启示作用。

  2   工程概况

  某工程位于江苏省昆山市朝阳路南侧、富尔路东侧,包括 A#、B#高层办公、C#商业,总建筑面积约 53868.9m2。

  2.1   基坑概况

  本工程±0.000 所对应的绝对标高为+3.35,场地内自然地坪绝对标高按+2.00m 考虑,即相对标高-1.35m。地下一层坑底标高为-5.65m~-7.85m,基坑边缘承台底标高为-5.95m~-7.15m,则基坑开挖深度为4.60m~6.50m。基坑面积约9965m2,长度约541m。按JGJ 120—2012《建筑基坑支护技术规程》, 本工程基坑安全等级为三级。

  2.2   周边环境

  本工程位于昆山市朝阳路南侧,基坑周边主要环境如下:

  东侧:场地东侧分别为建伟新世界二期和 3#商业楼。建伟新世界二期为 22F 塔楼、 5F 裙楼及一层地下室构成,基础形式为桩基础,桩长为 45m,基坑边到建伟新世界二期最小距离约13.0m~17.3m,基坑边距离红线4.0m~8.3m;3#商业楼为 3 层,基础形式为复合地基,桩长约为15m,基坑边到 3#商業楼最小距离约 11.3m,基坑边距离红线4.3m。

  南侧:场地南侧为河道,基坑边到建伟新世界二期最小距离约 15.3m,基坑边距离红线5.3m;

  西侧:场地西侧分别为 E 楼和 D 楼。E 楼由 6F 主楼和 1F 门卫构成,基础形式为Φ377mm沉管灌注桩,桩长为 10m,基坑边到 E 楼最小距离3.5m~5.4m;D楼商业为5~6层,基础形式为250[×]250mm 锚杆静压桩,桩长为 10m,基坑边到 D 楼最小距离约 6.1m~11.0m。

  北侧:场地北侧为 D 楼。基坑边到 D楼最小距离约 6.0m。

  3   支护方案的选型

  在这样的狭窄场地内基坑围护结构的型式不仅关系到基坑自身及周边既有建(构)筑物的安全,而且直接影响土方开挖以及地下室结构施工的成本。基坑支护结构是个系统工程,不仅要保证受力合理,而且要施工方便、节省工期。基坑围护结构首先要保证安全,存在重大安全隐患的方案实际上是没有任何现实意义,并且可能带来巨大的经济损失;其次要尽量节省造价,过于安全但太浪费的方案也不符合市场需求;最后考虑施工的方便性,充分考虑到业主对工程进度的具体要求,尽量做到维护结构的施工不仅方便施工现场的安全文明施工也要与主体施工密切配合,这样才能在施工中节省工期、综合降低工程造价。

  为了施工的便捷性和降低成本,在保证安全的前提下业主首选无支撑的方案,设计师首先拟采用造价较低的SMW工法桩+锚杆方案,出了施工图以后,在图纸会审时,项目工程师提出了如下疑问:(1)基坑东侧的锚杆超出用地红线,不符合当地主管部门的要求。(2)基坑西侧的部分锚杆可能破坏E楼的桩基。(3)基坑南侧的锚杆可能打入河道,造成河水灌入基坑。既然方案违背了规范强条,经甲方、监理、总包方共同研究后否决了该方案。

  然后,设计师重新修改方案,拟采用钢筋混凝土灌注桩+三轴搅拌桩止水帷幕的施工方案。

  在项目部收到施工图后,项目工程师审核后认为基坑安全性没问题,应该能通过专家论证,而造价工程师核算后认为造价太高,约1700万元,提出让设计师做一个有支撑的方案进行对比。

  设计师在保证基坑安全性的前提下,首先采用了造价较低的[Φ]603钢管支撑+SMW工法桩的支护方案如图1所示。

  在图纸会审时,施工方提出钢管支撑的网格间距不到9m,影响支撑下挖土的速度,要求设计师加大网格间距。设计师认为网格间距已达到规范要求的极限,无法再加大间距。但在钢管支撑上覆土300mm并满铺钢板后可允许大型挖掘机和土方车辆作业。这样就可以按照由远及近的顺序倒退挖土。然而,这样就只能一次性将土挖至垫层底,违背了规范要求的分层、分块开挖的原则。另外,根据业主方的控制投资及销售回款的要求,地下室南端的两座主楼要优先施工至主体封顶,在这期间完成主楼范围外的地下室及网点施工即可。而网格状钢管为满足整体刚度和强度的要求,必须要求整体支、整体拆,不能满足地下室分块施工的要求。为此,经甲方、监理、总包方共同研究后否决了该方案。

  设计师综合业主和施工方的具体需求重新调整了方案,拟采用钢筋混凝土支撑+三轴搅拌桩止水帷幕的施工方案,并在E轴位置增设了一道围护桩,将一个基坑分成南北两块。

  该方案不但大大加大了支撑网格间距,在主楼投影范围内尽可能的形成大的开敞空间以方便土方开挖和主体的施工;而且将基坑在适当位置分成两块,就可以根据业主希望A、B主楼尽早主体封顶、尽早达到预售条件、尽早回笼资金的具体需求,先行进行南侧基坑的维护结构、土方开挖和主体施工。在南侧地下室外墙防水完成后即可进行土方回填,然后再进行北侧的维护结构及主体施工,这样就可以尽可能的利用好有限的施工现场,降低施工现场的布置难度。方案的整体造价约1000万元,基本满足业主的费控要求。

  4   结论

  最终,经过设计、建设、监理、施工方详尽探讨后决定采用第四个方案。该方案顺利的通过了专家论证,在施工过程中基坑维护变形满足规范要求,方便了土方开挖和主体施工,取得了不错的综合效益。

  该案例使我们认识到在狭窄的场地内维护结构的型式对工程的安全、工期和综合效益有着重要的影响,因此,我们应该在基坑维护结构选型时要进行多方面比较,从多个方案中选择一个最能满足需要的最优方案。


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