紧邻地铁的深大膨胀土基坑设计与施工.pdf
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1、紧邻地铁的深大膨胀土基坑设计与施工闫北京岳大昌李 明(成都四海岩土工程有限公司四川 成都)收稿日期:作者简介:闫北京()男安徽宿州人硕士高级工程师主要研究方向:岩土工程勘察、设计与施工摘 要:四川省成都市某深大基坑紧邻地铁周边环境复杂同时位于膨胀土分布区基坑支护周边环境控制要求高、支护设计难度大 结合基坑周边环境及后期施工要求分段、差异化地选择支护形式分段采用双排桩、桩 机械扩大头锚索、桩 常规锚索等措施 后期变形监测数据表明在基坑开挖及使用过程中支护措施既能保证基坑自身的安全又能有效地控制既有地下管线、地铁附属结构及隧道的变形从而成功地解决了紧邻地铁的深大膨胀土基坑难题为后续类似工程提供一定
2、的借鉴作用关键词:深大基坑紧邻地铁基坑设计膨胀土中图分类号:文献标志码:文章编号:():/引 言随着成都城市的发展城区建筑物密集、地下管线繁多、地铁车站越来越多、地铁区间隧道纵横交错 这些工程相互距离很近使得各工程相互影响和制约建设环境越来越复杂 在这种城市环境条件下的新建基坑工程常处于地铁保护范围内 基坑设计时除了需关注基坑本身的安全以外尚需重点关 注 其 实 施 对 周 边 已 有 建(构)筑 物 及 管 线 的影响成都地区基坑设计的另一大难点源于特殊的地层即成都黏土 成都黏土为膨胀土主要分布在成都市东部、东南部的二级、三级阶地为黏性土与粉质黏土其裂隙发育切面光滑裂隙中充填着大量的灰白色黏
3、土在自然条件下呈硬塑状态力学特性较好具有膨胀性遇水后土体力学参数急剧衰减 成都黏土作为锚固段地层时承载性能可靠性差、蠕变变形大 由于基坑工程实施过程中膨胀土含水量变化的不可预测性理论研究成果尚无法定量指导工程设计 设计中对膨胀土物理力学参数的取值方法业界尚未形成统一共识从而增加基坑设计的风险 当上述环境风险和地层因素耦合时给基坑设计带来巨大的难题本文以成都膨胀土分布区的某紧邻地铁的基坑工程为例根据不同的周边环境分段、差异化地选择支护形式即双排桩、桩 机械扩大头锚索、桩 常规锚索等措施 其中机械扩大头锚索为笔者所在公司自研的专利技术已成功地应用于膨胀土基坑工程中并获得良好的效果有效地解决了膨胀土
4、地层常规锚索承载性能差、遇水易失效的问题 基坑变形监测数据显示在基坑开挖及使用过程中支护措施既保证基坑自身的安全又有效的控制了既有地下管线、地铁附属结构及隧道的变形 工程概况某项目位于成都市成华区二仙桥东路占地面积约 万 设 层地下室基坑周长约 其中因北侧为在建基坑已互相挖通仅需支护其余三侧基坑支护边长约 基坑深度为 场地及周边环境如图 所示北侧为在建基坑已开挖至基底深度约为 东侧为二仙桥东路路下为地铁 号线理工大学站和区间隧道基坑开挖线与车站结构的间距为 距隧道边线的最小距离为 南侧为杉板桥路路下有电力隧道和地铁 号线开挖线与电力隧道的最小间距为 与区间隧道的距离最近为 西侧为下涧漕(宽 深
5、 )开挖线距漕边最小距离为 图 基坑周边环境示意图 工程地质及水文地质条件场地属岷江水系级阶地 场地内分布的地层有第四系全新统人工填土层()、第四系中下更新统冰水沉积黏土层()、第 四 系 中 下 更 新 统 冰 水 沉 积 卵 石 层()、白垩系灌口组泥岩层()现场特征描述如下人工填土:褐灰色、褐黄色结构松散成分主要为黏性土为主含少量卵石、砂砾或建渣 整个场地分布回填时间小于 年 厚度 黏土:黄褐色、褐灰色为主以硬塑为主局部可塑网纹状陡倾裂隙较发育充填灰白色高岭土 层厚 黏土含水率为 、孔隙比 、自由膨胀率为 、膨胀力为 、膨胀等级为级中砂:褐黄色、青灰色稍湿 饱和稍密属卵石层中的夹层或透镜
6、体 厚度 卵石:褐灰色 青灰色湿 饱和 多呈亚圆形、圆形成分以花岗岩、砂岩等为主微 中风化空隙间充填细砂或中砂含少量黏粒 根据卵石含量将其划分四个亚层松散卵石:卵石含量为 左右卵石粒径 局部地段松散卵石中夹薄层中砂 厚度 稍密卵石:卵石含量 粒径一般 厚度 中密卵石:卵石粒径 卵石含量大于 厚度 密实卵石:卵石含量大于 粒径一般 厚度 强风化泥岩:棕红、砖红色呈土状、碎块状裂隙发育 岩芯较破碎 厚度 中等风化泥岩:砖红、褐红色岩体结构清晰岩芯较破碎 少量为碎块其中黏土层属典型的成都黏土具有网纹状陡倾裂隙较发育、裂隙中充填灰白色高岭土、具弱膨胀潜势等特点该层最大厚度 其工程特性是力学性质易受含水
7、量、结构面发育程度及开挖卸荷影响因失水收缩开裂开挖卸荷易造成应力释放进一步加剧裂隙发展地表水沿裂隙渗透既增加静水压力同时软化土体及裂隙面从而使得土体易沿软弱结构面失稳破坏场地地下水主要为赋存于填土、黏性土层的上层滞水、卵石中的孔隙潜水及基岩裂隙水主要由大气降水及上游地下水补给 卵石层的孔隙潜水水量丰富水位变化受季节控制水位年变化幅度约 卵石层的综合渗透系数 /地表水为下涧漕河水常年有水涧槽内水深约 基坑支护方案 支护总体方案根据场地周边环境情况及工程经验设计时对黏土抗剪强度进行折减采取差异化的原则选择支护结构 本工程基坑南侧为排桩 扩大头锚索支护东北侧紧邻成都地铁 号线理工大学站及区间隧道采用
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