某工程为福州市观风亭地下智能停车场位于福州市鼓楼区观风亭街与冶山路交汇处,西南侧为嘉华新城小区居民楼,场地狭小。
结构为地下圆筒形,共计地下7层停车平台,外直径为21.4m,内直径为19.1m,基坑深度22.5m,该园筒要作为园形地下智能地下停车库的外围结构,使用年限50年。
外部围护结构采用直径0.8m,桩距0.548m的全套管钻孔咬合桩作为支护结构,咬合桩长26.57m,根据环境、地质、水文条件选用盾全套管全回转钻机施工。
筒周地质资料:
地表2~3m为杂填土,其下7~10m为淤泥质土,其下为粉质粘土、全风化、强风化岩土层。地下水位在地面下2m处。园筒中的土开挖到底时,桩顶沉降1.8mm,水平位移4mm,其余深度士1mm。渗漏面积
各位专家观点:
1,丛蔼森(地连墙,深基坑,设计)
我对咬合桩基坑围护结构的几点体会
网上传的图片是福州某地下车库咬合桩基坑围护的照片。引起了各位专家的关注。我是参加此项目评审的人之一,看了施工现场,了解了一些情况。由于手头事情太多,又去了外地,一直没有静下心来。现在来谈谈我的一些看法。我认为此项工程采用咬合桩作为基坑围护结构,是进行了一次成功的尝试和试验,基本上达到了 基坑围护支护的要求。但是它还有一些风险,后面再说。
这种圆筒式地下结构,很早就有了。比如1963年,原苏联基辅水电站的辐射式降水井,就是采用采用冲击钻机建成了内径6.7m、深度25m的圆井。1973-1974年,我(北京水利设计院)和基础总队与鹤岗煤矿合作,采用冲击钻机建成了内径6m深度为30和50m的通风竖井,而且是一挖到底,没有出现任何事故,这以后,煤炭部门把它发展成”煤矿混凝土帷幕凿井法”,在北方各地煤矿建成了上百座采用冲击钻机施工的竖井。这实际上是一种地下连续墙的施工方法。它是采用冲击钻机造孔,形成长度6-7m的槽孔,再浇筑混凝土成墙,内径6m的基坑的接缝不过3-4个,基本上不漏水。后来我参与咨询的一些大型圆筒形基坑,如大型悬索桥锚碇基坑,深度25-48m,内径80m左右,都是采用倒挂施工,浇筑混凝土的。可以看到,水平拱的效应是很大的。
从结构计算来说,1973-1974年代,当时就是采用厚壁圆筒的理论来计算地连墙圆筒的,墙的厚度考虑了钻孔造成的偏差,60m深的井筒都不配筋,而且管涌、流沙的事故也听到的不多。这种方法用了不下20年吧。后来有人研究提出,考虑井筒后面的土体拱的效应的话,作用在圆筒上的土压力小很多。如果采用三维方法,可能更好。
关于咬合桩基坑围护结构的计算,可能需要考虑桩与桩之间的接缝材料性质的弱化和漏水问题。以上面内径6.7m的圆筒来说,需要采用0.8m咬合桩118根,也就是会有118个接缝,而如果采用地连墙的话,则只有3-4个接缝。可以看出,咬合桩的薄弱环节更多一些,防水效果也会差一些。如果桩体施工时产生较大偏斜,就可能造成事故。我觉得咬合桩围护结构的最大优点是它不使用泥浆,这是在城市施工的其他方法不好比的。而且它可以在不大的场地(如小区、街角)施工,也有独到之处。至于咬合桩的风险,我是觉得在它所处的地方,后面是多个高楼林立,前面是条河道,采用一挖到底,风险大了些;以后在周边环境复杂的地方,要慎重考虑基坑开挖方法,可能要考虑采用逆作倒挂法。还有,在地质条件复杂、地下水很丰富或承压水头很大的地区,对防水止水更要重视。
其实,咬合桩围护结构国外早就有了。1991-1995我去了3次意大利考察,土力公司曾经向我们推荐过。当时国内没有精准的造孔设备而搁置了。现在国内,已经处于双轮铣建成了十几个内径20m、深度达30-50m的竖井。
以上文字匆匆写就,请各位专家指正。
2,柳建国
作用在井筒结构上土压力荷载沿深度分布规律曲线
3,中冶建研总院党昱敬
关于井筒结构稳定应从两方面考虑:一是井筒结构的整体稳定,只要作用荷载不产生偏压,即作用在井筒结构周边的土压力荷载是轴对称的,整体稳定就没有问题;二是井筒结构的局部稳定,也就是井筒结构的自身稳定性问题,即在径向土压力荷载作用下,井筒结构的强度和刚度应满足荷载效应产生的内力和变形控制要求。所谓压拱效应,就是在径向土压力荷载下,井筒结构截面内会产生较大的轴力,一般为压力。不难理解,如果压力线与井筒结构的轴线重合,这种只有轴力作用而无弯矩的情况是最理想的状态,材料使用也最经济。
4,中航勘察院刘焕存
这种结构体系危险程度无法预测,成功了是个案。
5,刘厚松
个性存在共性中,既然成功,就必有成功的原由,就值得总结与探索。岩土人,不能只见树木不见森林
6,上勘院魏建华
设计胆大,这是一个不太稳定的体系。未考虑施工垂直度偏差、灌注桩施工质量缺陷、土方开挖不平衡等可能带来的结构体系不稳定。如果再加一两道腰梁风险大大降低,不增加多少钱,而且灌注桩配筋还可以优化。
致谢:
中冶建研院周国钧 ,中南勘察院陈仁全,北京院孙宏伟等专家所分享的资料素材。
完
本文来自公众号「岩土新鲜事」,不代表本站立场。
文章版权归作者岩土新鲜事所有,如需转载请先经得作者确认授权(可通过本站私信文章作者)。文中图片出处为水印文字,由文章作者整理上传,若有侵权请告知翻身猫处理。