浅谈深基坑施工对近距离房屋的保护与影响评价

1、工程概况

天津地铁1号线19合同段[勤俭道站~洪湖里站地下区间]工程位于天津市红桥区,该工程从勤俭道地下车站开始(起点里程为DK5+023.7),沿丁字沽三号路,穿越中环线后拐入风尚、天骄小区,穿越光荣道后与已完工的洪湖里地下车站(终点里程为DK6+048.244)相接。该地下区间全长1024.577米,采用明挖法施工,基坑开挖宽度9.6~12米,开挖深度为10~11.8米,围护结构采用φ800钻孔灌注桩结合外侧φ700双轴水泥土搅拌桩作隔水帷幕,以φ609钢管支撑及56#双拼工字钢为支护结构(钢管支撑自上而下设三层,沿基坑走向间距3米)。其施工难点为在施工过程中要对紧邻基坑(距离基坑开挖边线4.3~5米)的风尚公寓6号楼实施保护,该楼与基坑的平面位置如下图所示。

根据设计的要求,该基坑的保护等级为二级:即地面最大沉降量0.2%H,围护墙最大偏移量0.3%H,H为基坑开挖深度。

2、保护措施

2.1施工前的准备工作

2.1.1调查房屋现状

为确保深基坑施工过程中所有居民的生命财产安全,对该房屋地基、基础等情况进行了全面调查。经调查发现,该房屋地基为经高压旋喷注浆加固的软弱土地基,设计地基承载力为1.2MPa,基础为浅埋式条形钢筋混凝土基础。该房屋结构为6层17.6米高砖混结构。

2.1.2施工方案的确定按设计给出的施工图纸,在穿越风尚公寓6号楼的这一区段,在原有围护结构施工完毕后,需对该段基坑的开挖面以下3M处采用水泥搅拌桩抽条加固,以减少基坑开挖卸载后基坑土体的隆起。但分析在施工过程中的观测成果后发现,在搅拌桩止水帷幕的施工过程中,地表有0.5~1.5CM的隆起,但附近的房屋却有0.5~1CM的沉降。这说明在搅拌桩施工过程中,由于对原状土的扰动,周围环境的沉降变化非常明显。

结合这一施工现场取得的实际经验及确保基坑开挖过程中对周围建筑物的不利影响能得到有效控制,在实际施工中采用了以下方案:将水泥搅拌桩坑底加固措施改为劈裂压密注浆土体加固,加固范围由抽条加固改为满堂加固,注浆材料采用32.5级普通硅酸盐水泥,水灰比为0.5~0.6.在围护结构φ700双轴水泥土搅拌桩作隔水帷幕与风尚公寓6号楼之间预设一排间距为1M的跟踪注浆孔,以便在变形观测值大于警戒值时及时采取措施以将基坑周围建筑物的变形控制在允许范围内。

2.1.3布设沉降监测点为了便于在施工过程中及时了解风尚公寓6号楼的沉降信息,在风尚公寓6号楼的周围布设了12个沉降监测点。

2.1.4制定观测频率及警戒值在施工过程中,沉降监测的频率按下表执行监测频率一览表施工工况监测频率施工前测2次初值围护结构施工1次/1天预降水1次/7天开挖过程中2次/1天浇好垫层~浇好底板1次/1天浇好底板后7天内1次/2天浇好底板后7天~30天内1次/7天浇好底板后30天~180天1次/15天根据设计对二级基坑的保护要求:该工程地表最大沉降量为30mm,变化速率应小于3mm/d;建筑物沉降警戒值为δ/L1/300(δ为差异沉降值,L=为建筑物长度,本工程L=47.6米);建筑物倾斜警戒值为0.4%.

2.2施工保护措施

2.2.1在基坑开挖前完成敷设跟踪注浆管,备足注浆材料及注浆设备。

2.2.2边开挖,边支护。以两根支撑作为一个分层施工小段,每开挖6米长的一层土体,就及时安装钢围檩,然后安装钢支撑及施加预应力,整个小段施工时间控制在8~10小时内。

2.2.3在基坑开挖与支护的同时,对周边地表、建筑物加强观测,并根据反馈的观测成果,判断是否采取跟踪压密注浆等补救措施。

2.2.4基坑开挖至设计标高后,在24小时内浇筑C20垫层混凝土。

2.2.5在主体结构施工完毕,顶板混凝土达到设计强度后对基坑及时回填土方,回填土的压实度要达到90%以上,在回填压实的过程中,最上层钢管支撑不得拆除。

2.2.6在土方回填完毕,一个月后可拆除最上层钢管支撑。

3、影响及评价为确保观测数据的真实可靠及权威性,在自主观测的同时,委托“天津市房屋鉴定设计研究院”对风尚公寓6号楼进行了三阶段同步跟踪观测:

3.1、从2004年2月24日到2004年6月7日共计103日历日,该阶段处于基坑开挖,主体施工阶段,该阶段累计最大沉降量为-31.9MM(6-6#点),最小沉降量为-4.2MM(6-4#,6-12#点),最大差异沉降值δ=27.7MM.建筑物沉降值为δ/L=27.7/47600=0.0006;警戒值[1/300]=0.0033.房屋的最大偏斜量为62MM,最大偏斜率为62/17600=0.352%;警戒值[0.4%]

3.2、从2004年6月8日到2004年9月22日共计105日历日,该阶段为支撑拆除后的3个半月,截止到2004年9月22日,累计最大沉降量为-50.2MM(6-6#点),最小沉降量为-5.2MM(6-12#点),最大差异沉降值δ=45MM.建筑物沉降值为δ/L=45/47600=0.001;警戒值[1/300]=0.0033.房屋的最大偏斜量为63MM,最大偏斜率为63/17600=0.358%;警戒值[0.4%]

3.3、从2004年9月23日到2005年4月1日共计188日历日,该阶段为支撑拆除后的3个半月,截止到2005年4月1日,累计最大沉降量为-55.2MM(6-6#点),最小沉降量为-5.5MM(6-12#点),最大差异沉降值δ=49.7MM.建筑物沉降值为δ/L=49.7/47600=0.001;警戒值[1/300]=0.0033.房屋的最大偏斜量为64MM,最大偏斜率为64/17600=0.363%<警戒值[0.4%]从上述观测结果结合房屋结构裂缝的观测,风尚公寓6号楼的沉降及偏斜在工程完工半年后得到了有效控制并趋于稳定,从开始施工到完工后半年,结构性裂缝无显着发展,能满足居住要求。4结语结合工程的实际情况,通过合理的施工组织,精心施工,对距离深基坑5M左右的浅埋式基础多层砖混结构房屋的沉降量和偏斜量是可以得到有效控制的,经保护的房屋能满足使用要求。