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匯賢雅居工程基坑支護(hù)對(duì)周邊建筑物的影響分析

所屬欄目:建筑設(shè)計(jì)論文 發(fā)布日期:2010-09-02 08:42 熱度:

  提要:本文以現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為分析依據(jù),結(jié)合理論分析方法,對(duì)匯賢雅居基坑開挖對(duì)建筑物的開裂機(jī)制,地層開裂變形,房屋的變形進(jìn)行分析;同時(shí)也對(duì)改進(jìn)支護(hù)方案中不足之處提出了處理措施,并提出合理化的裂縫修復(fù)方案。
  關(guān)鍵詞:基坑;建筑物;開裂;監(jiān)控測(cè)量
  在城市改造和建設(shè)中,基坑開挖引起的周圍地表土沉降問題越來越受到人們的重視,基坑開挖是一個(gè)復(fù)雜的地質(zhì)工程問題,它既涉及基坑的自身強(qiáng)度與穩(wěn)定性,又包含了地質(zhì)環(huán)境和社會(huì)影響問題。在基坑開挖過程中,除了要保證基坑的安全,使坑內(nèi)外的各種工程順利施工,還要避免因地表不均勻沉降而引起鄰近建筑物、地下管線及其它市政設(shè)施的破壞而造成的經(jīng)濟(jì)損失及社會(huì)影響。本文結(jié)合匯賢雅居工程基坑開挖實(shí)例,針對(duì)基坑開挖引起的鄰近建筑不均勻沉降的原因及建筑物結(jié)構(gòu)裂縫和地表裂縫的原因進(jìn)行了分析,提出了防治對(duì)策,對(duì)基坑施工的順利進(jìn)行及保護(hù)鄰近建筑物具有一定的實(shí)際意義。
  1、工程地質(zhì)概況
  1.1工程概況
  匯賢雅居工程,位于佛山市禪城區(qū)金魚街。本工程建筑為高層住宅。結(jié)構(gòu)類型為框架結(jié)構(gòu)。地下一層,地上十一層?偨ㄖ娣e為16194.88㎡,其中地下室面積為1853.52㎡,基底面積1288.04㎡。本工程采用φ500預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ),地下室底板面標(biāo)高為-4.1m,底板加墊層厚為0.45m,現(xiàn)場(chǎng)地面標(biāo)高約為-0.35m,故地下室大面積開挖深度約為4.2m。
  1.2工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件
  根據(jù)勘察資料,基坑所處地理環(huán)境屬?zèng)_積平原地帶,原地形起伏不大。基坑開挖深度的范圍內(nèi)由上而下為1層素填土→2-1層淤泥質(zhì)土→2-2粉沙→2-3淤泥質(zhì)土。1層素填土:主要土性為素填土,灰-灰黃色,松散,主要由粘性土、建筑垃圾為主堆填,含較多磚及石塊;2-1層淤泥、淤泥質(zhì)土:深灰~灰黑色,流塑,濕,含少量粉砂或夾薄層粉砂,層頂標(biāo)高:-0.6~2.0m,天然含水率ω=30.4~40.2%,孔隙比e=0.889~1.152,液性指數(shù)Il=1.01~1.07,粘聚力c=5.2~9.3Kpa,內(nèi)摩擦角φ=4.1~30.5o,壓縮系數(shù)α=0.1~0.4,屬高壓縮性土;2-2層粉砂:淺灰色,松散~稍密,飽和,含少量粘粒及腐殖質(zhì),層頂標(biāo)高:-7.9~0.6m,天然含水率ω=16.9~23.7%,孔隙比e=0.557~0.672,壓縮系數(shù)α=0.09~0.12,屬中壓縮性土;2-3淤泥質(zhì)土:深灰~灰黑色,流塑,濕,含少量粉砂或夾薄層粉砂,層頂標(biāo)高:-11.7~-2.8m,天然含水率ω=40.2%,孔隙比e=1.068,液性指數(shù)Il=1.07,粘聚力c=5.9Kpa,內(nèi)摩擦角φ=4.1o,壓縮系數(shù)α=1.02,屬高壓縮性土。
  場(chǎng)地內(nèi)主要含水層為較厚的第四系松散土層,含孔隙水,總體上水量一般。該場(chǎng)地內(nèi)地下水補(bǔ)給來源主要為大氣降水。本場(chǎng)地初見水位為0.5~0.7米。
  2、基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案
  根據(jù)工程特點(diǎn),場(chǎng)地四置關(guān)系、地質(zhì)、地下水情況,本工程基坑開挖的支護(hù)、降水采用如下措施:
  基坑支護(hù)采用噴錨網(wǎng)支護(hù),單排φ500mm@350mm深層攪拌樁、帷幕防滲措施;共設(shè)置4排錨桿,豎向排距為1200mm+1000mm+800mm+800mm(由深層攪拌樁頂向下排列),1~3排錨桿為25@800mm,l=14m,4排錨桿為25@800mm,l=12m;噴錨網(wǎng)面分別掛φ8@200鋼筋網(wǎng),噴C20混凝土100厚。
  在基坑內(nèi)采用水泵抽排天然降水措施,并在地面周圍設(shè)置排水溝和過濾池,以滿足天然降水及施工排水要求。
  本工程基坑土方開挖深度不深,但周邊軟弱土層分布較為廣泛,厚度較厚,基坑開挖對(duì)周邊土層影響較大,金魚街91號(hào)樓離基坑最小距離約5.00m,非常接近基坑邊緣,基坑的施工對(duì)于91號(hào)樓的影響較大,該樓基礎(chǔ)形式為沉管灌注樁,年代較為久遠(yuǎn),部分一樓車房墻下沒有地梁,結(jié)構(gòu)條件較差,因此要合理控制相關(guān)施工參數(shù),保證該建筑物的結(jié)構(gòu)安全,分別在基坑?xùn)|南西北方向設(shè)置基坑水平沉降觀測(cè)點(diǎn)4點(diǎn),91號(hào)樓北向建筑物角點(diǎn)設(shè)置豎向位移觀測(cè)點(diǎn)2點(diǎn)。
  3基坑監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及91號(hào)樓豎向位移觀測(cè)數(shù)據(jù)
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  監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示(見圖1、圖2、圖3),支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部水平位移最大值及豎向位移最大值均未超報(bào)警值,最大值出現(xiàn)點(diǎn)為最接近91號(hào)樓觀測(cè)點(diǎn)S-03,建筑物沉降值:J-11為0.6mm,J-12為1.1mm,未超報(bào)警值。
  從監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來看,各個(gè)測(cè)點(diǎn)在開挖時(shí)段位移量逐漸增大,開挖完成及底板搗制完成后位移量逐漸減小,基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。
  4、91號(hào)樓結(jié)構(gòu)開裂分析
  4.1裂縫的力學(xué)分類
  裂縫是結(jié)構(gòu)受力破壞的變形特征,所以,從受力分布上來描述裂縫的特性、尋找裂縫產(chǎn)生的根源是最有意義的裂縫分類方法,什么樣的應(yīng)力場(chǎng),就有什么樣的應(yīng)變場(chǎng)和裂縫形態(tài),反過來也是一樣:通過變形場(chǎng)、裂縫特征的量測(cè)分析,就可以得到結(jié)構(gòu)受力的分布特征,圖4及圖5是2種形式的裂縫開裂特征,對(duì)于混凝土、砌體、石料、磚墻等都可以看作脆性材料,脆性材料對(duì)拉壓反應(yīng)的不一致性:即抗壓能力顯著大于抗拉能力,這也是為什么墻面、混凝土等材料以脆性拉破壞為主的力學(xué)原因。
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  4.2裂縫成因分析
  從91號(hào)樓首層車房裂縫的分布形態(tài)看,屬于典型的“倒八字”墻角開裂,見圖6,說明91號(hào)樓的破壞與圍護(hù)樁周圍土體松弛是相關(guān)的。

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  從裂縫受力開裂特征看,91號(hào)樓開裂與地基土松軟不均勻沉降有關(guān),經(jīng)分析現(xiàn)場(chǎng)施工原因有:
 。1)91號(hào)樓自身結(jié)構(gòu)條件、地基條件較差;房屋底部車房位置為一層砌體,沒有地梁支撐,磚墻為脆性材料,抗裂、抗變形能力差;
  (2)根據(jù)地質(zhì)資料報(bào)告顯示,91號(hào)樓所處地層-10.0米處有一細(xì)砂夾層,支護(hù)樁設(shè)計(jì)時(shí)并沒有對(duì)此部位進(jìn)行加強(qiáng),深層攪拌樁長(zhǎng)度并沒有穿過夾層,施工期間地下水從此處滲透入基坑內(nèi)部,從基底處流出,造成地下水流失,91號(hào)樓地基土沉降。
  (3)基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中,91號(hào)樓所處位置有一向基坑內(nèi)部凸出轉(zhuǎn)折處,此位置錨桿施工交錯(cuò),造成支護(hù)結(jié)構(gòu)滑動(dòng)面重合,圍護(hù)樁不能有效的擋土,中間土體松軟,土體向基坑方向滑移;
 。4)土方開挖、錨桿施工過程中土體擾動(dòng),加劇了基礎(chǔ)土體(靠近基坑邊緣的土體)的不均勻沉降,促進(jìn)了91號(hào)樓首層車房墻體的開裂
  同時(shí),91號(hào)樓外水泥砂地面出現(xiàn)橫向裂縫,以及散水處地面下沉,經(jīng)分析原因?yàn)椋?br />   地表填土層密度較差,在長(zhǎng)時(shí)間雨水侵蝕和自然沉降作用下,處于一種疏松穩(wěn)定狀態(tài),而水泥砂地面強(qiáng)度較低,抗變形能力較差,在此狀態(tài)下原水泥砂地面已經(jīng)產(chǎn)生裂縫,當(dāng)基坑施工時(shí),挖土及地下水流失,造成水泥砂地面裂縫發(fā)展。
  5、91號(hào)樓地層變形及裂縫處理
  金魚街91號(hào)樓,其地面及部分一層車房墻體開裂與地基土體松軟、松動(dòng)、滑移、施工工藝等有較大關(guān)系;當(dāng)前開裂雖然對(duì)于樓宇結(jié)構(gòu)不會(huì)造成損壞,但是對(duì)于91號(hào)樓居民的心理上造成很大的陰影,為了不對(duì)改樓棟住戶造成影響,采取了下列措施:
  對(duì)于基坑的開挖導(dǎo)致基坑周邊的地層松弛,對(duì)支護(hù)樁與91號(hào)樓周邊軟土進(jìn)行注漿處理,同時(shí)增加對(duì)91號(hào)樓裂縫及沉降監(jiān)測(cè)頻率。
  對(duì)91號(hào)樓表面處理和灌漿裂縫填充:對(duì)以不影響結(jié)構(gòu)功能的細(xì)小裂縫、裂紋,進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚怼⒘芽p灌漿處理,一般即可滿足工程需要。
  6、結(jié)語
  基坑工程是地下室施工的一項(xiàng)輔助措施,但同時(shí)也會(huì)對(duì)周邊建筑物造成一定影響,在基坑施工前應(yīng)考慮周詳,并對(duì)周邊建筑物進(jìn)行勘察,對(duì)于薄弱部位應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)措施。
  基坑工程是一門實(shí)用性、經(jīng)驗(yàn)性極強(qiáng)的學(xué)科,其土力學(xué)理論,尤其在軟土方面還不是很完善,再加之基坑開挖等有很多不確定的因素,給基坑開挖施工帶來隱患。加強(qiáng)監(jiān)測(cè)、建立基坑監(jiān)測(cè)及周邊建筑物沉降觀測(cè)尤為重要。通過監(jiān)測(cè)和觀測(cè),可以掌握開挖及施工過程中的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài),做到防患于未然,為完善基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)積累經(jīng)驗(yàn),提供數(shù)據(jù)。
  
  

文章標(biāo)題:匯賢雅居工程基坑支護(hù)對(duì)周邊建筑物的影響分析

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