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中山市基坑支护借力式静压斜桩
加固案例
文章出处:
发表时间:2024-09-14

一、工程概况

项目位于位于中山市东区街道东江路3号,拟采用桩基础,基坑底开挖占地面积约5163.5㎡,建筑物±0.00标高相当于绝对标高+18.3m,场地设置一至两层地下室,地下室底板厚度0.5m,垫层厚度0.1m。目前场地周边地面标高9.67~17.32m。考虑底板及垫层厚度后,负一层地下室基坑底标高为+12.60m,负二层地下室基坑底标高为+8.60m。基坑整体呈正方形状,长约70m,宽约70m,基坑开挖底边线距地下室外墙边线1.0m、1.5m和2.2m,开挖底边线周长约385.6m。

基坑场地周边环境较复杂,基坑紧邻现状道路、建筑物,并且存在地下管线,周边环境概括如下:

西侧:为两层生产厂房和宏业大厦内部道路,地下室边线距离用地红线最近处约16.6m,距离现有内部水泥道路最近处约8.6m、距离建构筑物最近处约22.0m,生产厂房的基础为天然基础;

南侧:为东江路,地下室边线距离用地红线最近处约2.0m,距离现有水泥道路最近处约8.9m;

东侧:为五金加工厂集装箱及水泥道路,地下室边线距离用地红线最近处约3.7m,距离现有水泥道路最近处约6.7m、距离建构筑物最近处约13.8m,集装箱基础为水泥地面的天然基础;

北侧:为场地内负一层地库范围,现状主要为台阶水泥路及绿化。

根据业主提供的地下管线图,基坑南侧东江路周边存在管线,主要为雨污水管、燃气管,且可能存在自来水管、通信、电缆,需业主进一步提供管线探测资料。雨水管距离基坑开挖底边约8.9m,污水管距离基坑开挖底边约17.3m。在基坑结构施工前,应进一步查明场地范围内和周边的地下管线的位置、埋深、管线材质以及基础形式,并会同业主、监理、设计及有关管线权属部门共同协商、研究地下管线的迁改、加固或悬吊方案,保证管线的安全和正常使用。

本项目基坑开挖深度3.0~10.4m,基坑周边环境等级为二级,基坑支护结构安全等级为二级;基坑设计使用年限1年,为临时性支护工程。

二、地质条件

根据勘察报告,场地按岩土成因和特征可分为:1.人工填土层;2.第四系冲积成因淤泥质土、粉质黏土、中粗砂层;3.第四系残积层;4.基岩为燕山期花岗岩。现自上而下分述如下:

1、人工填土层(Q4ml)

该套地层由杂填土(①)组成,描述如下:

杂填土(①):松散状,杂色,主要以粉质黏土、耕土及少量砂、碎石组成,为新近回填物,所有钻孔均有揭露,揭露层厚1.20~6.80米,平均厚度3.19米,建议承载力特征值为110kPa。

2、第四系冲积层(Q4al)

该套地层由淤泥质土②1、粉质黏土②2、中粗砂②3组成,描述如下:

淤泥质土(②1):流塑状,灰黑、灰褐色,饱和,局部相变为泥炭质土,含大量有机质,腐臭味重,无摇震反应,干强度中等,稍有光滑,韧性中等,絮状结构,场地内有12个钻孔揭露该层,揭露层厚1.10~8.60米,平均厚度3.95米,建议承载力特征值为50kPa。

粉质黏土(②2):可塑状,灰白、棕黄色,含中粗砂,无摇震反应,稍有光泽,干强度中等,韧性中等,场地内有35个钻孔揭露该层,揭露层厚均为0.70~16.40米,平均厚度5.76米,建议承载力特征值为160kPa。

中粗砂(②3):松散~稍密,灰褐、灰白色,以石英质砂为主,饱和,级配较差,磨圆度差,呈次棱角状,场地内有8个钻孔揭露该层,揭露层厚均为0.60~12.50米,平均厚度5.96米,建议承载力特征值为160kPa。

3、第四系残积层(Q3el)

该套地层由砾质黏性土(③)组成,描述如下:

砾质黏性土(③):可塑~硬塑状,黄褐、棕黄色,由石英中细砂、高岭土及云母组成,无摇震反应,稍有光泽,干强度中等,韧性中等,遇水易软化、崩解,场地内有46个钻孔揭露该层,揭露层厚

14.30~43.70米,平均厚度30.48米,建议承载力特征值为200kPa。

4、燕山期花岗岩风化带(γ)

该场地下伏基岩为燕山期花岗岩风化带(γ)。根据本次钻探揭露情况,揭露全风化花岗岩(④1)、强风化花岗岩(④2)、中风化花岗岩(④3)。

全风化花岗岩(④1):肉红、褐黄色,含中细砂,主要成分为高岭土、风化长石和云母,呈黏性土状,遇水易软化、崩解,为极软岩,岩芯呈黏性土状,岩体基本质量等级为Ⅴ级。所有钻孔均有揭露,揭露层厚4.00~31.40米,平均厚度18.42米,建议承载力特征值为350kPa。

强风化花岗岩(④2):灰黄、浅肉红色,中细粒结构,由石英、高岭土、长石及云母组成,岩体裂隙很发育,极破碎,为软岩,岩芯呈半岩半土状-碎块状,岩体基本质量等级为Ⅴ级。场地内有18个钻孔揭露该层,揭露层厚2.80~18.40米,平均厚度8.04米,建议承载力特征值为500kPa。

中风化花岗岩(④3):灰白、肉红色,中细粒结构,主要成分为石英和长石,含少量云母,裂隙发育,岩体破碎,为较硬岩,岩芯呈块状、短柱状,岩体基本质量等级为Ⅳ级。场地内有40个钻孔揭露至该层,揭露层厚0.90~5.70米,平均厚度3.85米,建议承载力特征值为5250kPa。

各岩土层设计参数取值表11.png

三、“借力式静压斜桩”设计方案

(1)本工程斜桩支撑剖面地库边线与支护桩的水平距离为2.2m,斜桩与竖直面夹角为25°,因此斜桩未过地库边墙,但斜桩需穿过底板或承台,因此斜桩需考虑与承台、底板交接处的止水措施,具体止水措施由结构设计单位提出并设计。

(2)因斜桩支撑未穿过地库边墙,不占用地库内空间,后续无需拆桩,直接回填即可。

(3)斜桩施工工序:冠梁、预埋锚筋、预留孔洞施工→借力式静压斜桩设备安装→压桩至设计要求→截断余桩→封桩。

(4)封桩工序:截断余桩→预埋锚筋上套钢板后锁紧→预留孔与斜桩之间缝隙灌注C60高强灌浆料→待强度达到设计要求后开挖基坑。

(5)本工程基坑支护斜撑桩采用弹卡式连接预应力增强混凝土实心方桩,方桩边长400mm,型号X-PRS-C 400,最大压桩力为3400~3650kN。

(6)本工程采用借力式静压斜桩设备将预应力混凝土增强方桩送入土层,借力式静压斜桩设备借用支护桩及冠梁提供反力,冠梁需做成特制形状,冠梁斜面上需预留孔及预埋锚筋,预埋钢筋位置需与设备基座底板孔洞一致,必要时可先设置安装定位板

(7)预埋精轧螺纹钢 PSB785,直径25mm,长950mm,外露250mm。

(8)斜压时,预应力增强混凝土实心方桩与竖直面夹角为25°,角度偏差不得大于2°

(9)第一节方桩起吊就位插入地面时的角度偏差不得大于1°。

(10)斜桩静压过程中,预留孔中心线和桩身的中心线应重合,其重合度不小于0.5%。

(11)采用弹卡式连接预应力混凝土实心方桩,具体做法及要求执行《弹卡式连接预应力混凝土实心方桩》(粤23G/T012)的有关规定。

(12)桩打好后桩头高出地面的部分应小心保护,严禁施工机械碰撞。

(13)截桩头宜采用锯桩器截割,严禁采用大锤横向敲击截桩或强行扳拉截桩。
(14)桩中心位置容许偏差值为50mm。

借力式静压斜桩剖面图.png

四、施工流程

第一步:在地面施工支护桩。

第二步:开挖到冠梁底,预留压桩孔并预埋锚筋,冠梁钢筋及模板治安、浇筑混凝土。

第三步:安装借力式静压斜桩设备,分节施工斜桩撑至预定压力及深度。

第四步:移动借力式静压斜桩设备进行下一条斜桩施工。

第五步:截桩头,并对预留孔道注浆,封桩。

第六步:基坑土方继续开挖到底。

第七步:进行工程桩、地下室底板、侧墙、地下室楼板施工至地面,基坑回填。

下面附上现场施工图片及视频

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此次“借力式静压斜桩技术能首次成功运用,离不开刻苦付出的技术人员,他们经过日日夜夜的模拟计算,不断的进行技术探讨和实践测试,在设备研发和工法创新上面花费了大量的时间以及精力,确保了“借力式静压斜桩技术”的诞生。相比以其它斜桩支护技术,“借力式静压斜桩技术”不仅在应用范围、支护深度、承载力、造价、效率、精准度、环保等等方面都是更优的选择。更是给基坑支护工程行业添砖加瓦!