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旧城区改造基坑支护施工问题研究

 论文栏目:基坑支护论文   更新时间:2015-10-15 15:26   点击:

1工程概况

1.1工程简述拟建**国际广场项目位于某省会城市天心区,为该市棚户区重点改造项目。场地西为湘江大道,北为水厂路,东临书院路,南比邻南湖路。地势西南角最高,东南角最低。拟建基坑呈梯形,北侧宽约213m,南侧宽约322m,南北长约321m,基坑面积约85000m2,周长约1180m,基坑开挖深度7.00~14.20m。基坑安全等级为一级。基坑开挖边线:西侧距湘江大道17.70~26.30m(从东自西);北侧距正在施工的排水箱涵3.00~3.30m;东侧北段长约145m在基坑内施工排水箱涵,在其外侧正在施工直径为1500mm人工挖孔桩,该人工挖孔桩为排水箱涵支护桩,南段距书院路边线约6.20~6.60m;南侧与南湖路约5.70~7.70m。

1.2工程地质条件

1.2.1地层岩性

根据勘察报告,区内埋藏的地层包括人工填土层、第四系新近淤积层,第四系冲积层,第四系残积层,下伏基岩为第三系泥质粉砂岩和砾岩。

1.2.2水文地质条件

拟建场地属大陆性中亚热带季风湿润气候区,年平均气温约17℃,年降水量约1360mm。场地内部无溪流沟河,附近地表水为西侧的湘江,湘江水量丰富,雨季水位较高,流量较大。场地里的地下水主要是赋存于第四系粘性土层中的上层滞水,主要受大气降水及地表水补给,水位季节性变化大,水位一般春夏较高,秋冬较低,水量较小。

1.3基坑支护设计方案要点

原设计中,在基坑的北侧、南侧、西侧采用旋挖钻孔灌注桩+三~四道预应力锚索的桩锚支护方案,在东侧,由于受市政排水箱涵的影响,采用了梅花形布置的双排桩支护方案,止水帷幕为Φ550@400双管高压旋喷桩。

2施工过程中遇到的问题及解决方案

2.1建设单位提供的资料不详尽

2.1.1勘察资料方面

根据建设单位提供的勘察资料,地层从上至下分别为填土、含有机质粉质粘土、粉质粘土、残积土及第三系红层,场地内并无特殊现象,也并无特殊性地层。而在施工及开挖过程中,逐步揭露出场地地质环境的恶劣、原有管线箱涵的复杂。场地西侧靠湘江大道一带原为火车南站及与八道码头相配套的煤货中转场地,根据资料记载,长沙老火车南站始建于1934年,为粤汉铁路长沙段,粤汉铁路始建于1898年,北到汉口,南至广州,路经长沙,二十世纪三十年代全线通车。老火车南站是长沙重要的煤炭流通基地,直到2007年7月才停运并拆除。火车南站周边,煤厂众多,项目所在区域,也是当时的南煤栈所在地。而这些情况,建设及勘察单位均未明确提出,设计、施工单位进行前期场地踏勘时,由于场地已基本完成拆迁,场地内全为堆填土,已看不到原始面貌。在实际施工过程中,西侧、西南侧支护桩及锚索作业施工中多次遇到未完全拆除的铁轨,填土地层中,多次遇到各类不明排水管道、建构筑物基础及厚层煤层等,支护桩原采用旋挖钻,在遇到基础、管道或建构筑物时,很难成孔,在遇到煤渣、建筑垃圾等地层时,易塌孔,根据现场实际情况,改为人工挖孔清障+旋挖,旋挖+冲孔等接力成桩方式,完成了支护桩施工。

2.1.2原有市政管线图纸错漏

市政管线图纸错漏情况场地各处均有出现,以西侧DE段最为突出,对工程的影响也是最大。在进行基坑边线放线时,就已经在D点附近发现正在修建的排水箱涵已进入场地,经业主与相关市政职能部门多次沟通,综合分析考虑后,D点附近与排水箱涵冲突的12条支护桩取消。在DE段北侧,紧挨新修建的排水箱涵,又发现市政通讯电缆已进入基坑,需要迁移,经多次协调,相关单位最终将通讯电缆向外迁移,让出施工场地。在DE段中部,旋挖钻机在对XDE-1-45号支护桩进行施工时,遇到箱涵侧壁,在该桩南侧的XDE-1-48号桩施工时,也在相似深度同样遇到箱涵侧壁,经调查,该箱涵即为从场地南侧EF段进入场地内的老箱涵,该箱涵并未如业主所提供的管线图所示走向,而是在XDE-1-48号桩附近与DE段支护桩延伸方向小角度相交,这与业主提供的管线分布图明显不符。鉴于此,现场施工项目部组织人员对DE段进行了人工挖孔探障,实际查出DE段有约80条支护桩受箱涵影响,无法直接使用旋挖钻机施工,这里面,大部分支护桩都处于箱涵位置。上部填土以砖渣、混凝土碎块、回填砂及煤渣组成,下部箱涵十分坚固,上部拱顶采用厚度约40~50cm的红砖砂浆砌筑而成,两侧及基底为毛石砂浆砌筑,块径30~60cm,需穿越的毛石一般在2.00~4.50m之间,局部最大厚度达到7m,经反复分析讨论,最终采用人工挖孔桩的形式完成了该段支护桩施工。

2.2周边规划施工交叉作业影响及解决

2.2.1北侧水厂路施工影响

北侧原设计支护方案是桩锚支护,在做支护桩施工准备的时候,被水厂路施工单位叫停,经沟通,整个北侧及东北侧,新规划的市政排水主箱涵及水厂路改造施工与项目北侧红线有冲突,经过长时间的沟通协商后得出结论:该段主要由顺天集团大开挖形式将土体全部挖走,北侧不再进行支护。然而,由于业主自身规划设计问题,北侧的主体结构基础施工开始时间较晚,此时,水厂路施工单位已开始进行箱涵及水厂路路基回填工作。于是,重新考虑北侧的支护施工。经协商,由于水厂路的改造施工工期也很紧,只能配合其回填顺序,采用双排钢管桩+锚索+分层花管注浆+挂网喷砼的方式进行同步支护。

2.2.2南侧南湖路过江隧道施工影响FG、GH、HI、IJ段

南侧南湖路段,原支护方案是桩锚支护,在支护桩完成施工后不久,南湖路改造工程也完成了招投标工作,施工单位开始进场施工。由于与南湖路隧道施工相冲突,经过多轮会议沟通,确定南侧FG、GH段采用对拉锚索的支护方式(由南湖路施工单位进行对拉锚索的施工),南侧西段HI、IJ段由于原设计的锚索施工会与南湖路过江隧道盾构区发生冲突,又对该区域进行了锚索长度缩短,角度调整及排数增加的变更。

2.3施工意外

基坑土方开挖不久,土方单位就在场地的东北段意外挖断了仍在使用的老箱涵,使得场区东北侧大面积浸水,作为临时措施,在场地北侧开挖了明渠连通场地西北侧的箱涵口,该临时明渠直到北侧水厂路箱涵完成施工才废除。

2.4文物

旧城区,由于存在时间较长,尤其是历史名城,是很有可能埋藏有历史文物遗迹的。在发现可能的文物遗迹时,应立即对现场进行保护处理,及时通知建设单位及相关文物保护单位进行处理。

3施工总结及建议

该项目原计划工期为4个月,实际工期达到了25个月,这中间,影响因素错综复杂,既有现场地质条件变化大的因素,也有周边交叉作业单位多的原因,但最终,在各参建单位的共同努力下,还是圆满完成了基坑支护作业,且基坑在使用过程中,未出现大的位移迹象,总体达到了预期目的。对于旧城区改造过程中的基坑支护作业,有以下建议:(1)由于历史原因,旧城区地质环境条件复杂,建设单位应提高重视,加大场地勘察的投入,尽可能真实的反映场地地下情况,才能让设计单位有的放矢的进行基坑支护设计,让施工单位提前做好施工准备措施。(2)旧城区改造,往往周边多个项目同时进行,各项目间难免红线位置或规划施工有冲突之处,设计、施工单位要配合好建设单位与周边项目及时沟通了解,提前消除隐患。(3)设计及施工单位,对旧城区项目,在进行设计及施工前,应从多方面多角度了解场地历史,以此推测施工过程中可能遇到的特殊情况,提前做好施工预案。(4)施工前一定要通过物探或者直接开槽验证的手段查明管线真实分布及埋深情况后才能动工。

4结语

老城区复杂的历史情况加上地下情况的不可预见性使得旧城区改造过程中的基坑支护工作存在相当大的隐患,如处理不当,轻者工期延误,成本增大,重则产生质量安全事故,参建单位应提前做足准备工作,做好各方面的施工预案,才能安全、高效的达到预期。

作者:蒋剑 单位:广东省地质实验测试中心

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