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基坑支护

时间:2023-05-30 10:27:05

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇基坑支护,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

第1篇

关键词:高层建筑;深基坑支护;设计

中图分类号:TU208文献标识码: A

引言

在最近的几年中,由于社会的发展,城市居民住房的需要,建筑业衍生出了一门新的实践工程学,深基坑支护技术。在当前人口不断增长,住房需求越来越高的社会,需要建设高层的城市建筑,以满足居民的住房需求。这种实际情况下,对深基坑支护技术的发展,起到了一定程度上的推进作用。

1 深基坑支护技术概述

在高层建筑的施工建设过程中,需要深基坑支护技术的辅助。作为一种相对比较新颖的实践工程技术,在建筑业,深基坑支护施工技术被广泛的应用到实际工程中。基坑支护的目的是,确保基坑周边环境和地下结构施工的安全,基坑侧壁及周边环境则用支挡和加固的措施进行稳定性防护。基坑支护是一种特殊的结构方式,具有很多的功能。不同的支护结构适应于不同的水文地质条件,因此,要问题的实际情况,提出符合要求的解决方案,然后选择最优的支护结构。

1.1深基坑支护技术发展趋势

由于国家经济发展迅速,居民生活水平得到了很大程度上的提高,越来越多的居民搬进城市中居住。这大大促进了城市的发展,但也带来了住房资源紧张的难题。为了缓解住房资源紧缺,需要在各方面做出改进,其中最有效的一种方法就是增加建筑的高度,建造出更多住房。建造高层建筑,稳固的地基时不可或缺的,但现在城市的地下空间也是不可多得的稀缺资源,这就使得高层建筑的建设受到了局限性。深基坑支护施工技术很好的解决了这个问题,在建造高层建筑的时候,基于深基坑支护施工技术可以在面积很小的地方挖深度很大的基坑。基坑开挖是一种综合型岩土工程的难题,不仅要考虑强度和稳定性问题,还需要考虑深坑变形和岩土与支护结构之间的相互作用问题。这些问题随着测试仪器、施工技术和技术理论的提高和进步,得到了不同程度上的解决,但是,对于支护技术来说,依然存在着很多问题。目前,对于基坑开挖,面对城市改造工程,无疑是对高层建筑的挑战。

1.2深基坑支护施工的注意事项

在对高层建筑深基坑支护施工的时候,工作的内容主要是支护的施工工艺和研究设计。与设计和施工基坑支护同时进行的是要充分考虑基坑周围的环境条件、基坑需要开挖的理论深度、基坑的土质条件和地理位置。流砂、管涌、坑隆起、地面变形、地下水控制和基坑稳定性等险情是在基坑支护时需要控制的核心内容。此时,需要注意随时根据实际情况对支护方案进行调整,以确保,环境因素和地质条件不会影响施工。在设计和施工深基坑支护时,需要注意以下4方面内容:

1)如果是在城市中施工,那么对环保的要求会非常的高。因此,在选择支护体系时,不但要考虑化学浆液、泥浆、噪声等问题的影响,而且还要考虑在施工过程中支护工程所造成的振动。

2)为周边居民的居住安全考虑。在通常情况下,在施工场地周围,年代较长的建筑物会因为施工震动等影响产生一定程度的损坏。

3) 在城市的繁华地带施工时,由于施工地带高层建筑较为密集,而且地下会有较为复杂的管线系统,对于基坑的施工来说,无疑是一个巨大的限制。这时,垂直开挖技术就显得尤为重要,但在垂直开挖的同时,还必须考虑潜在的威胁。

4) 由于深基坑的场地一般都会十分的狭小,而且施工工期也相对较短,所以,施工时需要的合理安排施工的流程,在施工的过程要同时实施环保工程。

2深基坑支护设计方案

2.1钢板桩支护

钢板桩支护就是将各个钢板桩进行互联,做成一面钢板墙,钢板墙对于泥土和雨水的阻击防护效果是非常好的。钢板的使用使得防护变得非常简单,因此大部分的施工单位非常喜欢用该支护方法。但由于在建设钢板支护时会产生大量噪音和震动,甚至会改变地基的地形,造成地基开裂,这也使得钢板桩支护受到了一定的局限性。在进行地下室基坑支护时,为了防止钢板对深基坑造成破坏,应及时的脱出进行基坑支护时所用的钢板。

2.2排桩支护

柱列式钻孔灌注桩支护是排桩支护最常用的支护方式。在进行排桩支护时,需要将桩与桩之间排成一定的布局形式,如疏排布局、密排布局。在实际施工时,柱列式灌注桩必须需要用钢筋混凝土在桩顶浇筑大截面的帽梁,这样可以增加支护桩的刚度,同时也可以降低工程的成本。在桩背或者桩间,应该使用高压注浆技术,防止地下水或者其他杂志颗粒进入深基坑内。柱列式灌注桩作为排桩支护的一种具有很多优点的支护方式,同时也有一定的缺点,那就是施工的速度慢,工期长,在施工过程中的泥浆处理非常困难,这些也导致了柱列式灌注桩具有了一定的局限性。

2.3复合土钉墙支护

土钉壤支护技术由于支护效果好,性能稳靠,施工速度快,在我国的建筑业中发展迅速。土钉的作用是加固现场原位土体,在施工时,首先用变形钢筋构造出钉孔,然后用注浆的方式将土钉打进孔内。由于土钉与土体之间的粘合力和摩擦力非常的大,使得土体在发生变形时被土钉牵引着,使之成为支护墙,抵挡外力,防止基坑变形。

3深基坑支护施工时的管理

3.1审核施工单位的资质

施工单位是否具有施工资质是非常重要的,这直接影响着工程项目能否顺利完成。很多开发商为了节约成本,减少预算,而选择一些没有相应经验的建筑施工单位,这就导致了施工质量出现问题,影响着整个工程项目的进度与质量。为了防止这种现象的发生,相关部门应该仔细审查开发商所选择的施工单位,对不符合施工标准的施工单位进行严厉整治和处罚,保证建筑项目工程的整体质量过关。

3.2 加强深基坑支护的信息化管理

在深基坑开挖的过程中,应该进行实时监控,及时迅速的返回各种实时信号,防止意外情况的发生。通过施工过程的监督,可以在最大限度上及时的发现施工过程中出现的问题,如基坑支护是否变形,是否发生了沉降,水平位置是否发生平移等等。通过及时的发现问题,记录问题,可以迅速调整施工方案,减少施工事故的发生,确保工程的质量。

3.3对于施工时突发事故的应急措施

在施工现场需要准备相应的应急材料和设备,如钢筋水泥、喷浆机、水泥和沙袋等等。在施工的时候,如果施工地面出现了裂缝,为了防止地表水的渗入,需要灌浆对裂缝进行修补维护。当土移过大的时,首先要立即停止挖土操作,然后根据施工现场的实际情况,采取合理的回填措施,同时需要增加监测的频率,确保及时的发现问题。

4 结语

在建筑工程领域,科学合理的深基坑支护技术是不可或缺的,它影响着整个工程的质量和进度。为了提高工程经济效益,在施工时需要理论结合实际,选取最适合、最经济的支护结构,这样不但能保证工程的质量还能确保工程的进度。

参考文献

[1] 王锡平, 某高层建筑深基坑支护结构设计与监测[J], 油气田地面工程,2005(9):92-95.

第2篇

关键词:基坑 支护技术 土壁 灌注桩

基坑支护是现代建筑施工的重要环节,在建筑工程施工的过程中,场地整平工程完成之后需要进行的工作就是基坑的开挖。在开挖周一前首先应当根据相关的规定和规程以及施工现场的具体地质水文情况进行分析和探讨,去顶其开挖的尺寸和边坡的稳定措施,进而计算土方工程量,然后现场放线、实施开挖最后验槽。

一、基槽的支撑方法

基坑属于临时性工程,其作用是提供一个空间,使基础的砌筑作业得以按照设计所指定的位置进行。开挖较窄的基槽时,常采用横撑式钢木支撑。贴附于土壁上的挡土板,可水平铺设或垂直铺设,可断续铺设或连续铺设。

1、断续式水平支撑。挡土板水平放置,中间留出间隔,并在两侧同时对称立竖枋木,再用工具式或木横撑上下顶紧。适用于能保持立壁的干土或天然湿度的黏土类土,地下水很少,深度在3m以内。

2、连续式水平支撑。挡土板水平连续放置,不留间隙,然后两侧同时对称竖枋木,上下各顶一根撑木,端头加木楔顶紧。适用于较松散的干土或天然湿度的黏土类土,地下水很少,深度为3~5m。

3、连续或间断式垂直支撑。挡土板垂直放置,连续或留适当间隙,然后每侧上下各水平顶一根枋木,再用横撑顶紧。适用于土质较松散或湿度汉高的土,地下水较少,深度不限。

二、浅基坑的支撑方法

开挖浅基坑时,采用的支撑方法有斜撑支撑和锚拉支撑。

1、斜撑支撑。水平挡土板钉在柱桩内侧,柱桩外侧用斜撑支顶,斜撑底端支在木桩上,在挡土板内侧回填土。适用于开挖较大型、深度不大的基坑或使用机械挖土。

2、锚拉支撑。水平挡土板支在柱桩的内侧,柱桩一端用拉杆与锚桩拉紧,在挡土板内侧回填土。适用于开挖较大型,深度不大的基坑或使用机械挖土,而不能安设横撑时使用。

3、深基坑的支护方法。

深基坑开挖时,采用的支护方法有型钢柱加挡板支护、钢板桩 、灌注桩排桩支护、挡土灌注桩与土层锚杆结合支护、双层挡土灌注桩支护和地下连续墙支护和护坡桩加锚杆支护等。

(1)型钢桩横挡板支护。挡土位置预先打入钢轨、工字钢或H型钢桩,间距1~1.5m,然后边挖方,边将3~6m厚的挡土板塞进钢桩之间挡土,并在横向挡板与型钢桩之间打入楔子,使横板与土体紧密接触。适用于地下水位较低,深度不很大的一般粘性或砂土层中应用。

(2)钢板桩支护。在开挖基坑的周围打钢板或钢筋混凝土板桩,板桩入土深度及悬臂长度应经计算确定,如基坑宽度很大,可加水平支撑。适用于一般地下水、深度和宽度不很大的粘性沙土层中应用。

(3)灌注桩排桩支护。在开挖基坑的周围,用钻机钻孔,现场灌注钢筋混凝土桩,达到强度后,在基坑中间用机械或人工挖土,下挖1m左右装上横撑,在桩背面装上拉杆与已设锚桩拉紧,然后继续挖土要求深度。在桩间土方挖成外拱形,使之起土拱作用。

如基坑深度小于6m,或临近有建筑物,也可布设锚拉杆,采取加密桩距或加大桩径处理。是与开挖较大、较深(>6m)基坑,临近有建筑物,不允许支护,背面地基有下沉、位移时采用。

(4)挡土灌注桩与土层锚杆结合支护。同挡土灌注桩支撑,但在桩顶不设锚桩锚杆,而是挖至一定深度,每隔一定距离向桩背面斜下方用锚杆钻机打孔,安放钢筋锚杆,用水泥压力灌浆,达到强度后,安上横撑,拉紧固定,在桩中间进行挖土,直至设计深度。如设2~3层锚杆,可挖一层土,装设一次锚杆。适用于大型较深基坑,施工期较长,邻近有高层建筑,不允许支护,邻近地基不允许有任何下沉位移时采用。

(5)双层挡土灌注桩支护。将挡土灌注桩在平面布置上由单排桩改为双排桩,成对应或梅花式排列,桩数保持不变,双排桩的桩径d一般为400~600mm,排距L为(1.5~3)d,在双排桩顶部设圈梁使其成为整体钢架结构。

亦可在基坑每侧中段设双排桩,而在死角仍采用单排桩。采用双排桩支护可使支护整体刚度增大,桩的内力和水平位移减小,提高护坡效果。适用于基坑较深,采用单排混凝土灌注桩挡土,强度和刚度均不能胜任时使用。

(6)地下连续墙支护。在开挖的基坑周围,先建造混凝土或钢筋混凝土地下连续墙,达到强度后,在墙中间用机械或人工挖土,直至要求深度。对跨度、深度很大时,可在内部假设水平支撑及支柱。用于逆作法施工,每下挖一层,将下一层梁、板、柱浇筑完成,以此作为地下连续墙的水平框架支撑,如此循环作业,直到地下室的地层全部挖完土,浇筑完成。适用于开挖较大、较深(>10m)、有地下水、周围有建筑物、公路的基坑,作为地下结构外墙的一部分,或用于高层建筑的逆作法施工,作为地下室结构的部分外墙。

(7)护坡桩加锚杆支护。同挡土灌注桩支撑,但在桩顶不设锚桩锚杆,而是挖至一定深度,每隔一定距离向桩背面斜下方用锚杆钻机打孔,安放钢筋锚杆,用水泥压力灌浆,达到强度后,安上横撑,拉紧固定,在桩中间进行挖土,直至设计深度。

如设2~3层锚杆,可挖一层土,装设一次锚杆。适用于大型较深基坑,施工期较长,邻近有高层建筑,不允许支护,邻近地基不允许有任何下沉位移时采用。

(8)土钉墙。土钉墙是一种边坡稳定式的支护,其作用与被动其挡土作用的上述围护墙不同,它是起主动嵌固作用,增加边坡的稳定性,使基坑开挖后坡面保持稳定。施工时,每挖深1.5m左右,挂细钢筋网,喷射细石混凝土面层厚50~100mm,然后钻孔插入钢筋(长10~15m,纵、横间距1.5m×1.5m),加垫板并灌浆,依次进行直至坑底。基坑坡面有较陡的坡度。土钉墙适用于基坑侧壁安全等级为二级、三级的非软质土场地;基坑深度不宜大于12m。

三、开挖机械的选择

厂房的柱基及设备基础坑,因平面面积及土方量均不大,基坑坡度小,机械职能在地面上作业,一般选用反铲挖土机。大型厂房的柱列基槽和管沟,有一定的长度,当槽宽较小、地下水位较高时,可选用反铲挖土机。当槽宽较大且槽底土质干燥时,可选用正铲挖土机或推土机。

高层建筑的深基坑,整片开挖面积大,根据地下水位情况和开挖深度可选用正铲挖土机或反铲挖土机。选用争产挖土机开挖大面积基坑时,必须对挖土机作业时的开行路线和工作面进行设计,确定出开行次序和次数,成为开行通道。当基坑开挖深度较小时,可布置一层开行通道,基坑开挖时,挖土机开行三次。第一次开行采用正向挖土,后方卸土是采用侧方卸土。

第3篇

关键词:广州市;寺右公馆项目;基坑支护;简介

寺右公馆坐落于广州市天河区珠江新城,基地南部和西部是20m城市规划道路,北部为10m城市规划道路,东部毗邻广州市房地产交易中心办公楼。本期建设规模:总建筑面积39857平方米,地下11850平方米,建筑基底面积1876平方米。建筑物地下为3层、地上为29层的商住楼(1~2层为裙楼商业部分,3层为架空层,4~29层为住宅,地下1~3层为地下停车库及设备房。本基坑安全等级为一级。

1对于基坑支护的简介

施工单位在进行基坑支护施工的过程中,要根据施工设计的实际需求,而在对寺右公馆进行基坑开挖之后,它形成了一个五到二十米的直立边坡,而且边坡之内的土质较软,大多由松散的粉砂或粉土构成,这一土质结构的抗剪强度比较低,造成边坡不稳定。因此在对这一工程进行基坑支护施工的过程中,应当依照当前的实际情况,而后再确定最终的基坑开挖深度,借此保证后期的施工质量。

2水泥搅拌桩的施工

搅拌桩施工工艺:(1)定位对中环节。在对基坑支护环节进行施工的过程中,首先应当通过水泥搅拌机将水泥定位到桩位中,而后在开钻环节,良好的把控钻管的垂直度以及桩基钻台的水平度,对桩基支腿的高低进行精准的测量,通过水准尺保证测量的精度,同时还要确保钻台为水平状态。(2)制备水泥浆环节。待水泥搅拌桩机准备钻进时,应当依据设计方案中对于水泥浆的搅拌需求进行搅拌,通过筛网对水泥浆进行过滤,最终将成品放置到集料斗里,以供使用。(3)搅拌喷浆下沉环节。搅拌完毕的水泥浆要经过一段时间的冷却,待到其冷却到水循环正常之后,再对水泥搅拌机械予以启动,同时还要待搅拌头运行状态正常后,再将吊钢丝绳放下,令水泥搅拌机充分的进行切土下沉,运用电流检测表对下沉速度进行控制,同时过程中的运行电流不可超于70A,最后开启灰浆泵将水泥浆压入地基中,边搅拌下沉,边喷水泥浆。(4)提升喷浆搅拌环节。水泥搅拌桩机下沉到达设计深度后,要良好的把控其具体的施工精准度和施工力度,保持水泥搅拌桩机的旋转状态和喷浆状态,并将二者保持一致,与此同时,还要依照工程设置图纸的需求,对水泥搅拌机的速度予以适当的提升,以满足实际的水泥搅拌需求。(5)重复上、下搅拌及喷浆环节。水泥搅拌的过程中,搅拌机喷浆到桩顶时,应当那个将搅拌机二次旋转,同时将其沉入到土中,进而反复的实现这一动作,对喷浆进行搅拌,重复上、下搅拌以及喷浆。(6)移位环节。重复上述五个步骤进行下一根桩的施工。关闭电机,移位至下一桩位。

3施工技术要点

暂定搅拌桩深度为九米,而后对其技术要点进行分析。其一,水泥搅拌桩施工前,应使用管线探测仪探明桩位范围是否遗留地下管线,如有遗留应予以迁移。其二,水泥搅拌桩机应基本垂直于地面,要注意平整度和导向架垂直度。其三,当水泥搅拌环节的工作完成之后,而后就应当依照工程设计图纸的需求,对水泥浆按照比例进行配比和拌制,同时将水泥过网筛滤。其四,拌机重新启动后,将水泥搅拌叶下沉半米再继续成桩。其五,搭接施工相邻桩的施工间歇时间应不超出十到十二个小时。其六,使用水泥品种先征得现场监理工程师同意,水泥进场马上按规定取样试验,试验合格才可使用。

4产品保护

搅拌桩施工完成后不允许在其附近随意堆放重物,防止桩体变形。

4.1旋挖成孔灌注桩施工(1)概况。本工程支护桩均为旋挖桩:旋挖桩桩径为1200mm,间距1400mm,桩长约16.2m~17.6m,持力层为微风化含砾砂岩;桩顶冠梁截面尺寸为1000×1200mm;桩数约186条。浇筑砼采用车泵作砼输送;旋挖桩泥浆经泥浆池集存,旁边设置活动废浆箱,将较干的泥浆放入泥浆桶内,再行排水使泥浆干后再外运。(2)旋挖桩施工工艺流程。场地平整测量放线埋设护筒钻机就位钻进测量钻孔深度清渣第一次清孔下放钢筋笼下灌注砼导管安装隔水栓球塞灌注水下砼拔除护筒清除浮浆移至下一桩位清孔设备检孔器检孔制作钢筋笼钢筋检验测量砼面高度砼罐车运输拼装检查导管制作导管废浆处理泥浆沉淀池向孔内注入清水或泥浆供水泥浆备料泥浆池设立泥浆泵第二次清孔。

4.2施工工艺(1)钻孔施工。施工中钻孔环节是一项较为紧密的施工手段,因此,一定要充分的把控钻孔环节的施工技术,依照实际的施工情况以及地质情况进行钻孔,并以此为基础,对钻孔的速度以及钻头的型号予以确认,当钻头在匀速提升时,一定要保证回旋斗底盘斗门是关闭状态,这样才能确保回转斗中的土不会落入到泥浆当中,使泥浆不会因此而发生质变。对于钻孔的提升速度也要予以把控,不可过快或过慢。(2)清孔。清孔也是基坑支护施工中的重要环节,清孔一般分为两个环节,其一是首次清孔,当终孔之后要将泥浆进行沉淀,约半小时左右,而后要对钻机进行相应的清洗工作,此时,有关的工程师要对钻孔的细节进行检查,像孔深、孔径等是否合乎施工标准,检查合格之后,再进行二次清孔工作,这时的清孔工作则好通过换浆法来进行,运用泥浆泵对泥浆进行压入,直到其满足各项指标的要求,而后对孔底的各项规格进行检查,有关的监理人员检测合格之后,再将泥浆装好备用。(3)安装钢筋笼。钢筋笼环节也是基坑支护施工中的重要工作,当钢筋笼制作完毕之后,应当运用平车将其运送到各个有需要的桩位。在运输的过程中,钢筋很容易出现变形等问题,所以要对钢筋笼的每一内环圈的位置进行加焊,以防钢筋出现变形问题。钢筋笼应当在第一次清孔环节之后再进行下放,此时要保证钢筋笼的准确定位,同时要避免钢筋在浇筑环节出现上浮现象,应当在钢筋笼之上设置固定杆,有效地将钢筋移动问题予以解决。(4)水下混凝土浇筑。当成孔工作完毕之后,则应当在四小时之内运用Φ300mm钢导管对混凝土进行灌注,利用拌合机的作用,对混凝土进行搅拌,此时的混凝土一定要进行持续的浇筑,切勿出现中途停止的情况,这样将会导致浇筑的质量无法满足施工的需求,影响到最终的基坑支护施工质量。在进行混凝土浇筑的过程中,应当根据混凝土的实际情况,对其高度进行确定,而后针对性的将导管埋入土中,确保导管在土深二到六米的范畴之内,混凝土灌注后桩顶高较设计桩顶高应高出半米到一米左右。

5施工过程常见质量通病及防治

5.1塌孔

其一,钻孔过程中很容易出现塌孔问题,一旦出现塌孔问题,最终将会导致钻孔环节的工作效率无法得到切实的保障,那么,此时应当通过回填土的方式,待其沉实之后,再进行钻孔。其二,灌注的过程中也是出现塌孔问题的主要环节,一旦出现塌孔问题时,应当那个确保泥浆的质量及其配比不受影响,泥浆的成分受到影响将会违背工程设计的需求,因此,应当运用吸泥机,将塌孔中多余的泥土吸出,此方法有效则可继续实施灌注,如此方法未奏效,则应当将导管拔出,待回填土沉实之后再继续灌注。

5.2导管进水

基坑支护施工的过程中,很容易因为混凝土的封底措施不合乎规范导致导管出现进水的情况,如果是由于封底失败所导致的,则应立刻将钢筋以及导管全部拔出,将混凝土全部掏出,对导管以及钢筋笼进行二次重装,并满足实际的施工需求时,则再进行进一步施工。如果是因为导管密封度较差导致导管进水,则要将导管进行及时的更换,以确保导管的正常应用。另外,在进行灌注之前,就应当对导管的质量进行严谨的检查,确保导管的埋深,将导管拔托问题实现良好的避免,大大的提升灌注效率。

5.3浮笼

第4篇

【关键词】深基坑;设计;施工;

中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:

一、深基坑支护设计中存在的问题

(一)支护结构设计中土体的物理力学参数选择不当

深基坑支护结构所承担的土压力大小直接影响其安全度,但由于地质情况多变且十分复杂,要精确地计算土压力目前还十分困难,至今仍在采用库伦公式或朗肯公式。关于土体物理参数的选择是一个非常复杂的问题,尤其是在深基坑开挖后,含水率、内摩擦角和粘聚力三个参数是可变值,准确计算出支护结构的实际受力比较困难。

在深基坑支护结构设计中,如果对地基土体的物理力学参数取值不准,将对设计的结果产生很大影响。实验数据表明:基坑开挖前、后,土体的内摩擦角值一般相差5°,而产生的土体的主动土压力也不相同;而原土体的内凝聚力与开挖后土体的内凝聚力,则差别也大,一般在6kPa 以上,施工工艺和支护结构形式不同,对土体的物理力学参数的选取也有很大影响。

(二)基坑土体的取样不具有代表性

在深基坑支护结构设计之前,必须对地基土层进行取样分析,以取得土体比较合理的物理力学指标,为支护结构的设计提拱可靠的依据。一般在深基坑开挖区域2~3 倍范围内,按相关规范的要求进行钻探取样。由于为了减少勘探的工作量和降低工程造价,不能钻过多钻孔;因此,所取得的土样有时就有一定的随机性和不完全性。但是,地质构造是复杂和多变的,这样取得的土样的数据不具代表性,因此不可能全面反映土层的真实情况。因此,引致支护结构的设计也就不完全符合实际的地质现状。

(三)基坑开挖存在的空间效应考虑不周

深基坑开挖中大量的实测资料表明:基坑周边向基坑内发生的水平位移是中间大两头小。深基坑边坡的失稳,常常以长边的居中位置发生,这足以说明深基坑开挖是一个空间问题。传统的深基坑支护结构的设计是按平面应变问题处理的,对一些细长条基坑来讲,这种平面应变假设是比较符合实际的,而对近似方形或长方形深基坑则差别比较大。所以,在未进行空间问题处理前而按平面应变假设设计时,支护结构要适当进行调整,以适应开挖空间效应的要求。

(四)支护结构设计计算与实际受力不符

目前,深基坑支护结构的设计计算仍基于极限平衡理论,但支护结构的实际受力并不那么简单。工程实践证明,有的支护结构按极限平衡理论计算的安全系数,从理论上讲是绝对安全的,但却发生破坏:有的支护结构却恰恰相反,即安全系数虽然比较小,甚至达不到规范的要求,但在实际工程中却获得成功。极限平衡理论是深基坑支护结构的一种静态设计,而实际上开挖后的土体是一种动态平衡状态,也是一个松弛过程,随着时间的增长,土体强度逐渐下降,并产生一定的变形。这说明在设计中必须给予充分的考虑,但在目前的设计计算中却常被忽视。支护结构设计时要考虑由于超孔隙水压力对土体的影响,对土的各项物理力学性质指标取值要慎重,为了使取值更加可靠,最好在工程桩结束后,对土体做原位测试,以取得第一手资料,积累经验,提高工程的设计与施工水平,预防和避免事故的发生。

二、深基坑支护设计的改进方法

(一)转变传统的设计理念

近十几年来,我国在深基坑支护技术上已经积累很多实践经验,收集了施工过程中的一些技术数据,已初步摸索出岩土变化支护结构实际受力的规律,为建立深基坑支护结构设计的新理论和新方法打下了良好的基础。但是,对于深基坑支护结构的设计,国内外至今尚没有一种精确的计算方法,目前仍处于摸索和探讨阶段。我国也没有统一的支护结构设计规范,土压力分布还按库伦或朗肯理论确定,支护桩仍用“等值梁法”进行计算,其计算结果与深基坑支护结构的实际受力悬殊较大,既不安全也不经济。由此可见,深基坑支护结构的设计不应再采用传统的“结构荷载法”,而应彻底改变传统的设计观念,逐步建立以施工监测为主导的信息反馈动态设计体系,这也是工程设计人员需要加强的科研攻关方向。

(二)建立变形控制的新的工程设计方法

目前,设计人员用的极限平衡原理是一种简便实用的常用设计方法,其计算结果具有重要的参考价值。但是,将这种设计方法用于深基坑支护结构,只能单纯满足支护结构的强度要求,而不能保证支护结构的刚度。众多工程事故就是因为支护结构产生过大的变形而造成的,由此可见,评价一个支护结构的设计方案优劣,不仅要看其是否满足强度的要求,而且还要看其变形大小。鉴于工程实际,在建立新的变形控制设计法时,还应着重研究支护结构变形控制的标准、空间效应转化为平面应变和地面超载的确定及其对支护结构的影响等。

(三)大力开展支护结构的试验研究

正确的理论必须建立在大量试验研究的基础上,但是,在深基坑支护结构方面,我国至今还缺乏系统的科学试验研究。一些支护结构工程成功了,也讲不出具体成功之处;一些支护结构工程失败了,也说不清失败的真实原因。在支护工程施工的过程中积累的技术资料很丰富,但缺少科学的测试数据,无法进行科学分析,不能上升到理论的高度,这是一个很大的缺陷。开展支护结构的试验研究(包括实验室模拟试验和工程现场试验)。虽然要耗费部分资金,但由于深基坑支护工程投资巨大。如经过科学试验再进行设计时,肯定会节省可观的经费。因此,工程现场试验是非常必要的。通过工程实践积累大量的测试数据,可对同类工程的成功打好基础,为理论研究和建立新的计算方法提供可靠的第一手资料。

(四)探索新型支护结构的计算方法

高层建筑的飞速发展给深基坑支护结构带来一场技术革命。在钢板桩、钢筋混凝土板桩、钻孔灌注桩挡墙、地下连续墙等支护结构成功应用后,双排桩、土钉、组合拱帷幕、旋喷土锚、预应力钢筋混凝土多孔板等新的支护结构型式也相继问世。但是,这些支护结构型式的计算模型如何建立、计算简图怎样选取、设计方法如何趋于科学,仍是当前新型支护结构设计中急需解决的问题。目前,深基坑支护结构正在向着综合性方向发展,即受力结构与水力结构相结合、临时支护结构与永久支护结构相结合、基坑开挖方式与支护结构型式相结合。这几种结合必然使支护结构受力变得更加复杂。所以,建立新型支护结构的计算模型和方法,已成为深基坑工程设计技术的当务之急。

三、基坑支护施工简述

(一)基坑支护结构施工

施工顺序: 定位放线水泥深层搅拌桩隔水帷幕钻孔灌注桩挖上层土钢筋混凝土锁口梁基坑内土方开挖;水泥深层搅拌桩要做好质量控制措施, 在施工之前要通过试桩确定水泥浆的最终水灰比、泵送时间、搅拌机的提升速度, 严格控制第一次下沉的预搅速度, 使土体完全预搅切碎, 同水泥浆均匀搅合; 土方开挖前要制定好开挖方案, 根据工程的具体情况, 确定土方开挖顺序及分层开挖厚度, 使之与支护结构设计工况一致, 同时挖土施工期间, 围护压顶上严禁堆放重物。

(二)深层搅拌桩施工

根据设计要求的支护关系,先施工深层搅拌桩止水帷幕,再施工支护灌注桩。深层搅拌桩施工采用二喷四搅施工工艺,深层搅拌水泥土墙采取搭接法施工。

(三)支护灌注桩施工

支护灌注桩采用回转钻进、水下灌注混凝土的施工工艺。施工完成7 d 后,进行桩头开挖清理,在锚索成孔注浆完成后,进行桩顶冠梁施工。

(四)高压旋喷桩施工

基坑东侧在灌注桩桩间需要插打高压旋喷桩进行加固和止水。高压旋喷桩采用二重管发,施工时,轴线与支护桩位轴线要重合,与支护桩应保证良好搭接,搭接长度应不小于400 mm。

(五)锚索施工

灌注桩及高压旋喷桩施工完成后,进行锚索施工,锚索施工工艺采用全套管跟进施工,二次高压注浆的施工工艺。冠梁施工完成具备一定强度后,进行锚索锁定。张拉设备采用穿心式液压千斤顶,逐级加载直至设计拉力,在压力表稳定后锁定。

(六)内支撑施工

在基坑第一层土方开挖前,把内支撑安设完成。钢支撑在加工车间提前制作完成,安装前运至施工现场进行拼装,整体拼装完成后与冠梁内的预埋件焊接连接。

第5篇

深基坑是建筑工程中重要的组成部分,对建筑工程的施工质量有较大的影响。为了确保建筑工程的顺利进行,需要做好深基坑支护设计工作,为深基坑施工提供安全的作业条件。在深基坑支护设计工作中,做好护壁的安全设计,在确保基坑内施工安全的基础上,还要保证基坑附近建筑物以及地下管线的安全性。做好深基坑支护设计工作,为建筑工程施工的安全进行奠定了坚实的基础。文章首先对深基坑工程的现状以及深基坑支护工程设计的技术要求进行了简要的分析,然后对深基坑支护设计中存在的问题以及处理对策进行了探讨,对于提高建筑深基坑支护设计水平具有重要的意义。

关键词:

建筑工程;深基坑;支护设计;技术要求

随着城市化进程的加快,建筑的数量以及规模不断提升,由此对于建筑的施工质量要求越来越严格。在土地资源有限的情况下,现阶段主要以高层建筑居多,由此需要进行深基坑施工,基坑施工是建筑工程的基础,其施工质量直接关系到整个建筑的质量。在进行深基坑施工的过程中,需要做好支护设计,确保基坑内作业环境的安全性,同时还需要注意基坑旁各个建筑以及地下管线等的安全。所以在进行建筑深基坑支护设计工作时,需要深入第一现场,获取第一手的数据资料,然后根据现场的实际勘察情况,设计出优秀的深基坑支护方案,为深基坑工程的顺利进行创造安全的作业环境。

1深基坑工程现状分析

1.1深基坑设计在城市发展中的重要性在城市建筑密度越来越高的形势下,新建的建筑面临越来越大的难度,因为在进行深基坑支护设计工作中,需要将周围的各种要素都要考虑进来,确保基坑内以及基坑周围的安全性。随着地下空间的不断开发利用,深基坑支护设计工作变得越来越重要,需要做好充分而全面的现场勘察工作,为深基坑支护设计提供有利的数据资料。

1.2基坑周围环境复杂在城市发展的过程中,随着各项基础设施的建设,土地资源越来越少,而建筑投资方为了获取经济效益,就会将目标放在地下空间的开发上,所以基坑工程发展的越来越深,但是在规模以及安全标准上还需要严格按照城市管理的规定执行,所以深基坑支护设计是确保工程安全性的重要保障。在深基坑施工中,会对邻近的建筑、管线以及道路等造成一定的影响,所以需要不断提高设计水平,设计优秀的设计方案。

1.3基坑支护方法众多在深基坑支护设计工作中,有多种支护方法可以选择,但是采用何种支护方法才能够满足深基坑安全性的标准是需要考虑的重要问题。所以在进行深基坑支护设计工作时,需要对现场进行深入的勘察,获取全面而准确的数据资料,然后综合各方面因素制定出优秀的设计方案。1.4基坑工程的风险性大深基坑工程具有极大的风险性,因为是在地下施工,而周围的环境又比较复杂,所以一旦基坑支护设计方案水平不高,在施工中就会导致坍塌等事故的发生,对深基坑自身以及周围的建筑都会造成极大的威胁。所以说深基坑支护的设计方案具有重要的意义,需要不断提升设计水平,创新设计理念和思维,为深基坑施工的安全进行创造有利的条件。

2深基坑支护工程设计基本的技术要求

2.1做好准备工作在进行设计工作之前,需要做好充足的准备工作,为设计工作提供详细的数据资料。所以需要对施工现场进行勘察工作,勘察地质水文条件,了解周围的建筑部署,详细掌握周边各种管线的分布图,然后制定出地下工程的平面图以及剖面图等各种设计图纸,并且严格按照规定的安全等级来设计。

2.2动态设计因为设计工作是在工程开始之前进行的,而随着工程的不断施工,很多因素都会发生变化,并且是在设计时无法预见的,原有的设计方案就无法继续运行,由此就需要创新设计理念,采用动态设计方法。所谓的动态设计就是在设计方案完成之后,根据工程在实际施工中遇到的与设计方案不符的地方可以随时调整设计参数,对工程进行全面的监测,确保工程的顺利进行。

2.3支护结构的选择在深基坑支护设计工作中,包含多种形式的支护结构,但是应该秉承一定的设计原则。第一,安全性,根据施工现场的实际状况选择合理的支护结构形式,确保施工期间不会发生允许范围外的变形,不会产生结构性破坏。第二,经济性,因为支护结构只是在深基坑施工中的临时性工程,在深基坑完工后就会失去应用价值,所以在保证安全性的基础上要尽量节省成本。第三,方便性,支护结构设计要方便施工的进行。所以在实际设计时,应该根据实际状况选择适宜的支护结构形式。

3深基坑支护设计中存在的问题

3.1土体的物理力学参数选择不当在深基坑支护设计中,各项技术参数都需要严格按照规范要求的标准执行,才能够确保设计方案的安全性。其中的土体压力是对安全性影响最大的技术参数,但是由于土体压力的计算存在一定的难度,因为需要结合含水率、内摩擦角以及粘聚力等参数,但是这三个量是不固定的,随着工程的进展会不断的发生变化,由此支护结构所能够承受的受力状况无法得出准确的结果,这就在很大程度上影响到深基坑设计的安全性。目前主要用到库伦公式以及朗肯公式,但由于受到以上三个变量的影响,所以在土体压力数值计算的精准性方面还有所欠缺,直接影响到深基坑施工的安全性,这是目前在深基坑支护设计中存在的物理力学参数的问题。

3.2基坑土体的取样具有不完全性为了确保深基坑支护设计方案的合理性,在设计之前需要对土体进行取样分析,从而获取土体的物理学技术参数,为设计方案提供有利的数据依据。但是由于深基坑工程中地质情况复杂多变,一般情况下会在开挖区域进行钻孔取样,但是在很多情况下会受到经济性的限制,所以土体样本具有随机性,在试验数据方面具有不完整性,没有代表性,所以直接影响到支护设计的技术参数,最终影响到工程的安全性。

3.3基坑开挖存在的空间效应考虑不周大量的实测资料表明:基坑周边向基坑内发生的水平位移是中间大两边小。深基坑边坡的失稳,常常以长边的居中位置发生。说明深基坑开挖是一个空间问题。传统的深基坑支护结构的设计是按平面应变问题处理的。对一些细长条基坑来讲,这种平面应变假设是比较符合实际的,而对近似方形或长方形深基坑则差别比较大。所以,在未进行空间问题处理前而按平面应变假设设计时,支护结构要适当进行调整,以适应开挖空间效应的要求。

3.4支护结构设计计算与实际受力不符目前,深基坑支护结构的设计计算仍基于极限平衡理论,但支护结构的实际受力并不那么简单。有的支护结构按极限平衡理论设计计算的安全系数,从理论上讲是绝对安全的,但有时却发生破坏;有的支护结构安全系数虽然比较小,甚至达不到规范的要求,但在实际工程中却满足要求。极限平衡理论是深基坑支护结构的一种静态设计,而实际上开挖后的土体是一种动态平衡状态,也是一个土体逐渐松弛的过程,随着时间的增长,土体强度逐渐下降,并产生一定的变形。所以,在设计中必须充分考虑到这一点。

4深基坑支护设计应做到以下几点

4.1充分利用新技术、新理念,具体事物具体分析,不要生搬硬套传统的设计理念。在现今的深基坑支护结构的设计领域,还没有公认的、权威的的计算公式,基本上都是摸着石头过河。深基坑支护结构的设计要区别其他设计领域,要改变传统观念,利用施工监测反馈动的态信息指引设计体系。

4.2重视支护结构理论和材料的试验研究,实践是检验真理的唯一标准。正确的理论必须建立在大量试验研究的基础之上。在深基坑支护结构的实验方面,我国与发达国家有较大距离,还有大量的路要走。不过,我国由于经济的飞速发展,大量高层超高层建筑拔地而起,所以积累了拥有大量的第一手施工数据,但缺少科学的测试数据,无法形成理论,我们以后一定要重视。

4.3随着建筑业的快速发展,深基坑工程会面临越来越难的挑战,所以为了保证深基坑工程施工的安全性,应该不断的创新深基坑支护设计理念,不断学习国内外先进的设计技术,并且在设计思维方面不断创新,提高设计水平,为深基坑工程的安全进行奠定坚实的基础。

5结语

深基坑支护设计是确保建筑工程深基坑施工能够安全进行的重要基础,所以需要不断提高深基坑支护设计水平。深基坑支护设计工作不仅是确保深基坑施工安全的重要保障,同时也是确保深基坑周边环境安全的重要因素。而在深基坑支护设计过程中,存在佷多的影响因素,需要不断的改进设计方法,创新设计理念,提高设计水平,切实保障深基坑工程施工的安全性。

参考文献

[1]李纯,潘秀艳.福建晋江某基坑支护方案设计[J].施工技术,2005,34(01).

[2]徐杨青.深基坑工程设计的优化原理与途径[J].岩石力学与工程学报,2001,20(02).

第6篇

关键词:深基坑技术 支护技术 研究分析

随着城市的发展,建筑可用的土地也在日益减少,呈不断下降的趋势。而且随着土地资源饿稀缺,低价也在不断的上涨之中。这就不得不让人们对于土地资源进行重新的规划和整体的考虑。更加充分的去利用这些土地,在这方面,人们更多考虑的就是地上和地下的空间,从这两个方面进行有效的发掘和开展。比如建筑商们需要增加建筑总高度和地下室层数,这样一来也使基础埋深大大增加。在另外一个方面,我们知道由于建筑高度的增加,必然的它会使得水平荷载(如风荷或地震力)引起的倾覆力矩也相应的增加,所以,为减少建筑物的整体倾斜,防止倾覆和水平滑移,保障建筑工程的安全,我们就需要对基础埋深也有较高的要求。当在较软弱地基上修建高层建筑时更是要求基础有较大埋深。所以,深基坑工程是近十多年来国内岩土工程领域不能回避的问题之一。 S`]k>' l

一、深基坑支护技术的安全性和必要性

在工程项目的开发管理中必须加强安全的管理,特别是对建筑行业来说,安全问题和质量问题更加显得重要。深基坑支护技术作为一项系统性和科学性高度结合的技术,对于建筑行业的发展而言具有重要的意义,在工程的建设过程中,深基坑支护技术是对地下机构的一个重要维护,对后续的工程建设起着重要的保护作用。

在现在建筑工程中,基坑支护是施工的一个重要的保证。首先的一点就是保证地下结构施工及基坑以及周边环境的安全的主要防护工程,其主要是对基坑侧壁采取的支挡、加固与保护措施。在近年来,随着建筑技术的不断发展,支护技术也相应的需要在安全、经济、工期等方面达到更高的要求,在实际工程中采用的支护结构型式也越来越多。所以,施工方在施工中为了能够在基坑支护工程中采用最先进的技术,在经济合理的条件下,一定要全面的进行考虑,进一步确保基坑周边建筑物、基坑开挖深度、基坑边坡、道路和地下设施的安全,就必须要在综合考虑场地工程地质与水文地质条件、降排水条件、地下室的要求、施工季节、支护结构使用期限、周边环境和周边荷载等因素,因地制宜采用合理的支护形式和施工技术。

通过深基坑支护技术的分析,并在实际的建设过程中进行有效的运用,这对于整个建设工程的发展来说意义重要,可以说为后续的整个工程建设打下了良好的基础,提供了可靠的保障。也在一定程度上保证了工程建设的质量,进而实现了安全生产和安全管理。由此可见进行深基坑的相关技术分析具有重要的意义,对于整个工程建设来说是十分必要的。

二、基坑支护技术的相关分析

1.基坑支护结构的基本型式

1.1桩墙结构的分析

通常在基坑开挖前,沿着基坑边缘施工成排的桩,或者地下连续墙,与此同时也使其底端嵌入到基坑底面以下的结构,这就是我们所说的桩墙结构。我们在基坑的分层向下开挖的过程中,就需要在桩墙的表面设置好支点,在选择支点型式时,还可以根据工程的需要而进行确定。在这方面我们一般可以采用内支撑,当然也可以采用锚杆。因为受到桩墙结构侧壁上土的压力的作用,所以,桩墙结构的受力形式其实与梁板结构是相似的,内支撑可安装具体结构型式完成结构设计的计算。但是,锚杆一般是需要进行单独的承载力设计计算。当然,如果这种结构不用设置支点,那就是悬臂梁结构,然而悬臂结构一般只是适用于基坑深度较浅,而且周边环境对支护结构水平位移要求不高的情况。在现代建筑工程中常采用的桩墙结构型式主要有:地下连续墙一锚杆结构、排桩一内支撑结构、排桩一锚杆结构、地下连续墙一内支撑结构等。桩的类型主要有各种工艺的冲孔桩、钻孔桩、沉管桩或挖孔桩等。当搅拌桩内插入型钢时,也可以纳入这种受力结构型式。

1.2土钉墙结构的分析

一般来说最常用的土钉墙结构,主要是在分层分段挖土的情况下,分层分段施做土钉和配有钢筋网的喷射混凝土面层。在这过程中需要保证每一施工阶段基坑的稳定性,与此同时需要保证挖土与土钉施工是交叉作业。一般来说,要把土钉的水平与竖向间距,要有一定的控制,而且要合理。其基本的受力特点是通过斜向土钉对基坑边坡土体的加固,来进一步增加边坡的抗滑力矩和抗滑力,以便能够完全满足基坑边坡稳定的要求,这种结构往往会采用钻孔中内置钢筋,然后在孔中注浆的土钉,坡面通常会用配有钢筋网的喷射混凝土形成的土钉墙。

1.3重力式结构分析

一般来说,重力式的结构对抗滑移和抗倾覆有着较高的要求,这是因为其可以在基坑侧壁形成一个具有相当厚度而且重量的刚性实体结构,这样以来,就可以通过其重量来抵抗基坑的侧壁土压力。

1.4对于拱墙结构的相关分析。

通常我们把基坑挖成弧形平面,比如圆形或者是椭圆形等,这也就是我们所说的拱墙结构。同时沿基坑侧壁的分层逆作钢筋混凝土拱墙,也可以充分的发挥拱的作用,进而把垂直于墙体的土压力进行转换,变成拱墙内的切向力。这样以来,就可以充分的利用墙体混凝土的受压强度。因为一般来说墙体内力主要是压应力,所以我们需要把墙体厚度做薄些,因为在很多的时候,不用锚杆或者是内支撑就完全可以满足承载力和稳定的要求。

1.5放坡的相关分析。

我们把基坑挖成人工的边坡,这是放坡的相关要求。但是也需要全面的考虑基坑的深度,因为基坑过深的话,我们就可以考虑分级放坡,与此同时还需要保证边坡自身能够稳定。一般坡体需要选择某种形式的护面进行保护。如果坡体还存有一定的地下水,那就必须要在坡面设置相应的泄水孔,这样就能够减少水压力对边坡的负面和不利影响。总之,上述的几种支护结构的基本型式,都有着自己的受力特点和适用条件,所以这也需要设计和施工人员按照相关的技术标准和工程实际需要进行合理选择。

2.应掌握的基本技术资料

为了确保基坑支护工程的质量,在确定方案、设计和施工之前,相关部门需要组织设计、施工、监理和建设单位的相关人员,对施工和设计需要掌握的技术资料进行分析研究,通过资料分析保证技术选择的正确性。一般来说在深基坑支护施工中需要掌握的基本技术资料有:工程地质和水文地质情况;基坑周边环境情况;拟建的建筑相关要求;施工条件;相关技术规范、规程和当地管理部门的有关规定;类似工程的调研等。下文主要对工程地质和水文地质条件、基坑周边环境情况、拟建工程建筑、结构和基础的相关要求这三个方面进行探讨。

2.1工程地质和水文地质条件

在这个环节中,地质勘察单位担负主要的责任,其在现场勘察、室内试验和编制勘察报告工作中,不仅需要满足主体结构的勘察,还需要有应针性的对具体的基坑支护工程的特殊要求进行勘察。应根据开挖深度及场地的岩土工程条件确定勘察范围,排除环境限制无法实施的因素,需要在开挖边界外,按照开挖深度的l-2倍范围布置勘探点,如果是软土层,那就需要扩大勘察范围。如果遇到开挖边界外无法布置勘探点,那就需要通过调查取得相应的地质资料。按照相关的基坑支护结构设计要求,正常的勘察孔深度应该是基坑深度的两倍以上,如果遇到软土地层,就需要穿越软土层,如果地层分布均匀,那在勘探点间距上,可以控制在一定的范围之间。假如地层变化起伏较大,那需要根据实际情况来增加密勘探点,以便能够确定土层分布规律。

如果遇到地下水,那就必须要查明各含水层的水位分布、性质和各含水层的补给排泻条件和水力联系。分析施工过程中水位变化对支护结构和基坑周边环境的影响,需要以试验得到各含水层的渗透系数和影响半径为主要的依据。

2.2基坑周边环境情况

在建筑施工中,我们通常也会面临一些突发的情况,诸如基坑开挖、降水和支护结构位移等,都极有可能会引起地面沉降和水平位移,此时将会道路和地下管线,特别是对周边建筑物造成极大的影响,而且地下管线、周边建筑物地下室和基础等,也会对支护结构施工带来很大的影响,比如说在锚杆或土钉成孔时,可能会遇到周边建筑物地下室、基础或地下管线,此时就不能继续成孔。所以,需要在支护方案制定和设计的过程中,对周边环境进行详细调查,结合工程的技术要求,选择科学合理的方案和施工措施,来尽可能的避免支护结构与周边环境的相互影响。周边环境调查的内容主要是包括以下几个方面:

1、支护结构影响范围内建筑物的距离、层数、结构类型、基础型式和埋深、建筑物荷载和结构使用状况。

2、基坑周边所有的地下设施,包括供水管线、电力电讯管线、燃气管线、污水雨水管线和热力管线等的位置尺寸和使用性状。

3、场地周边范围内的地表水汇流和排泻情况,原有地下水管渗漏情况等。

4、基坑周边道路的距离和车辆载重情况。

2.3拟建工程建筑、结构和基础的相关要求。在工程的建设过程中,为了确保建筑工程的支护结构,与此同时也符合设计的相关要求,符合地下室正常施工的要求,在进行支护结构的设计时,我们就有必要考虑建筑物地下室的情况和相关要求。按照事先发现问题、协商解决的原则,尽量避免完成支护结构施完后,才发现与主体结构之间的矛盾,造成事后处理的被动的局面出现。设计前应该考虑的因素主要包括这几个方面:

1、基坑边缘尺寸应保证建筑物地下室外墙、底板和承台边缘的尺寸及外墙模板安装空间的要求。

2、应该考虑外墙防水作法来处理基坑边缘与地下室外墙距离。

3、在进行支撑、锚杆和腰梁的标高时,需要考虑与地下室各层楼板的关系、是否利用楼板结构作为支撑、是否拆除锚杆和腰梁、拆除时间与楼层施工的关系等问题。

4、支护结构的设计受力条件是否受靠近基坑边的基础或桩基的施工影响。

5、地下室内外管线接口位置的标高是否与支护结构有矛盾;地下室车道出人口的支护措施。

三、深基坑支护方案的选择

由于场地周围存在一定的放坡空间,结合场地的地层及基坑开挖深度,基坑西侧采用两级支护,上部采用土钉墙支护,下部采用桩锚支护。由于地下水埋深介于13~25m,基本在基坑底以下,所以基坑支护不设止水帷幕,桩基施工时可采用坑内降水井降水。 y,,dCca

>$/本基坑支护段主要为杂填土层,所以土钉墙部分设计采用钢花管土钉,土钉按梅花形布置;下部采用人工挖孔桩+预应力锚索支护,预应力锚索设置在两桩的中间位置。坑顶均布荷载取10KPa,通过验算,各项安全系数均满足规范要求,支护结构及

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w;基坑上部放坡段采用边开挖边喷射砼(掺入一定比例的速凝剂)挂网进行隔水,鉴于基坑范围内的水文地质条件较为简单,地下水位较低(低于基坑底面),除特殊情况外,砼为一次喷射完成。基坑内排水可在基坑内挖设临时降水坑,进行抽排水降低坑内水位及排大气降水,以保证基坑开挖和支护施工的顺利作业。基坑设坡顶、坡脚排水明沟排水。坑内排水汇集到坡脚集水井,抽排至三级沉淀池沉淀后排入市政管道。 E,x+JeKV

关于bI9~j基坑的监测 ~/iKh1 1

3

J0{p#3、结语

工程的建设和施工是一项复杂的过程,所以必须做好没一个环节,实现全面的监控和安全生产,在这方面我们在工程的建设过程中采用深基坑支护技术也是一样,必须对其的相关技术知识全面把握,对每一个细节严格要求。每一种施工工艺都是需要严格施工组织,需要科学合理的施工原理的指导,需要施工单位有效的施工安排,在深基坑支护施工中,相关技术部门需要综合各方的实际情况,一切从实际出发,与此同时不断结合自身的施工实际,对施工的相关技术进行广泛的探讨,最终选定有效的施工方案。最终把工程的建设做的更好,更有保障,而对基坑的技术发展而言,也能够在实际的工作中不断的完善和丰富。

参考文献:

[1] 李钟. 深基坑支护技术现状及发展趋势(一)[J]. 岩土工程界,2001(01).

[2] 李钟. 深基坑支护技术现状及发展趋势(二)[J]. 岩土工程界,2001(02).

[3] 龚晓南,高有潮,深基坑工程设计施工手册.北京:中国建筑工业出版社

第7篇

某建筑工程平面呈长方形,基础采用预应力钢筋混凝土管桩PHC500(100)AB—C80I桩长20m,单桩承载力750kN。采用钢筋混凝土框架结构,地上四层(加坡顶),局部为五层(加坡顶),层高3.6m,地下一层,层高5.1m,总用地面积4185mz,地上建筑面积约4935m2,地下室面积1842m2。底板包括承台厚度为1.2m,基坑开挖深度6.37.9m,建筑平面尺寸73mx36m,开挖面积约2185m2,周长约220m。基础边线距北侧河岸最近处约14.5m;距南侧两栋七层的居民楼外墙最近处约18.Om;距西侧一栋三层砖混办公楼最近处约6.Om;东面场地比较空旷,距一棵保护大树最近处约4.5m。因此,基坑施工要在保证支护结构的安全下,采取有效措施以确保北侧驳岸及周边建筑物、道路的安全。

1.1地质条件

根据岩土工程勘察报告,场地较平整,地形起伏较小,地势基本呈北高南低。场地地面标高为11.03~12.Olin。拟建场地范围内依次分布近期人工填土层、新近期冲积形成的粘性土及粉土层、晚期冲积形成的粘性土及砂土层,具体如下:①~杂填土:湿,松散,以粉质粘土混建筑垃圾为主;①杂填土:湿,松散,以粉土、粉质粘土为主,夹少量碎砖瓦砾,局部夹淤质填土;②..粉质粘土:可塑,局部软塑,粉质较重,局部夹粉土;②粉土:很湿,稍密,夹较多粉质粘土薄层;③一,粉质粘土:可塑~硬塑,局部粘土;③。粉砂:饱和,中密,局部夹较多粉土。

1.2水文条件

场地地下水主要为孔隙潜水和微承压水。微承压水存于③。层粉砂中,对本工程基本无影响,不予考虑。孔隙潜水主要存于①层填土和②层粉土中。地下水主要是降水入渗和河水补给,以蒸发和向河水补充为主,受季节性变化影响明显。年最高水位埋深1.OOm左右,稳定水位埋深2.80~3.70m。

2基坑支护设计

2.1支护和支撑方案选择

本工程处于市区,社会影响较大。因基坑挖深较深,场地土质较差,周边是重点保护的驳岸和建筑物,对变形控制要求比较严格。本基坑采用钻孔灌注桩加一层钢筋混凝土内支撑支护方案,安全等级按Ⅱ级考虑。针对本基坑平面形状,将支撑布置成“桁架”对撑和角撑,支护结构与主体结构相对独立,以利于基坑土方开挖和地下窀结构施工,减小基坑变形。

2.2支护结构计算

根据地质报告中土工试验结果汇总表,计算参数如内摩擦角、粘聚力及土的重度值是按每层土质的实际值取值。

(1)土压力计算:主动土压力采用矩形分布模式,被动土压力采用三角形模式,并分层计算。粉土、粘性土采用水合算。

(2)支护结构计算:单支点按抗倾覆要求确定支护桩长度,根据桩身最大弯矩进行桩配筋设计;止水桩长按抗渗、抗管涌要求确定。

(3)基坑降水计算:按基坑四周有止水帏幕情形计算。

2.3基坑支护布置

(1)根据基坑平面形状将支撑形式布置为“桁架”对撑和角撑,支撑梁500mmx650mm,主筋2~4+25,腰筋2x2+20,箍筋+8@200,联系梁450mm~550mm,主筋2~4+20,腰筋2x2+18,箍筋+8@200,压顶梁1200ramx600mm,主筋2x4+20,腰筋2×2+18,箍筋+8@200。混凝土强度等级均为C30(图1)。

(2)因东北角设计消防水池,此段竖向支护采用+800@1000钻孔灌注桩,桩长16.5m,西侧邻近建筑物,此段竖向支护采用+800@1000钻孔灌注桩,桩长13.5m,主筋16+20均匀配筋,箍筋+8@200,加强筋16+2000,其它部位采用+700@1000钻孔灌注桩,桩长13.5m,主筋14+18均匀配筋,箍筋+8@200,加强筋16+2000,桩身混凝土强度等级C30(图2)。

(3)基坑止水帷幕根据地区水文地质资料,场地地卜水和秦淮河水联系密切,水位变化随河水升降影响十分明显,采用双排双轴深搅桩进入③层粉质粘土不透水层形成全封闭止水帷幕进行止水,桩径700ram,问距lO00mm,桩体纵向搭接200ram,桩深13~15m。

(4)基坑排水坑内降水对坑外水位下降影响很小,对周围环境影响较小,基坑内采用管井结合明沟加集水坑方式进行疏干,管井抽排地下水,明沟排基坑地表水。同时在地表采用明沟排水,以阻断和排除流向基坑的地表水,基坑四周用砖砌200mmx2OOmm的排水明沟,表面粉1:2.5水泥砂浆.在四角设集水坑。少基坑暴露时间,达到有效控制支护结构变形。因施工场地较小,挖出的土严禁堆放在基坑四周,应及时运走,严禁挖土设备碰撞或停放在支撑杆件或支护桩上,注意保护已施工的工程桩。不得局部一次开挖过深,以免引起支护桩产生过大位移。因地下室结构整体浇筑,内支撑先于主体结构施工前拆除。拆前,在基坑支护桩与地下室底板问浇筑500mm厚C20混凝土替代支撑,同时加强监测,如有异常情况,分析原因,在其薄弱点加临时支撑。

3基坑支护工程施工监测

由于基坑位于秦淮河边,地下水特别丰富,四周有建筑物,在施工期间应加强基坑变形监测,主要内容是支护桩水平位移、土体的深层水平位移、支撑轴力、水位变化、沉降观测。据主体结构施工结束的所有监测数据整理分析,支护结构的圈梁水平位移最大是15.46ram,土体深层侧位移最大变形是21.66ram,支撑轴力最大是398.8kN,周围环境沉降量最大1.51mm,地下水位基本没有变化,所有监测数据均在设计控制范围内,均满足设计及有关规范规定,证明支护结构安全可靠,结构变形小,整体功能较好,支护方案取得较好的效果。

第8篇

关键词:基坑支护;内支撑;建筑方案;工程策划;分区开挖;分坑

桩基坑支护设计及项目整体开发策划对于每一个项目而言均具有非常重要的作用,它受制于多个方面,关乎着整个项目的开发销售计划和工程的顺利实施。文章以深圳湾填海片区的地铁红树湾物业开发项目(即深湾汇云中心项目)基坑工程为例,重点介绍了临近地铁车站、隧道的超大深基坑在进行支护结构的设计选型时,除了保证自身的稳定和安全的同时,重点考虑注意事项,并主动适应业态复杂的大型地铁上盖综合体,在前期面对建筑方案调整、分期开挖、分期销售的整体开发需求,又可以控制地铁的位移变形,使其不超过相关规定。

1工程概况

红树湾物业开发项目位于深圳湾南侧,东临深湾二路,南临白石四道,西临深湾一路,北临白石三道。拟建项目用地面积约6.8万m2,为办公、酒店、公寓及大型商业功能的大型地铁上盖综合体项目,总建筑面积近60万m2;项目中间被配套的市政道路分为东西两区,东西区在地下相通;东区为4层地下室,其中地下一、二层与上部四层裙房形成一个近10万m2的大型购物中心,南侧9/11号线车站与北侧2号线下沉广场通过项目地下二层斜向联通实现站外换乘。周边环境相对复杂,西南侧地下室边线距离地铁11号线隧道边线仅4.4~6.8m,南侧大部分(除西南侧)地下室边线紧贴9号线与11号线换乘车站;东北侧地下室边线距离地铁2号线隧道边线约7~28m,西北侧紧邻地铁2号线车站(局部位置紧邻下沉广场)。该项目基坑东西长约320m、东西长约分别是190m/130m,平面形状大致呈较不规则的四边形,支护周长约980m,基坑开挖深度约为12.34~20.08m,基坑面积约5.4万m2,其余大部分占地为地铁车站共用,是典型的临近地铁的超大深基坑(见图1)。

2项目建筑方案演变过程

红树湾项目2014年初确定了中标方,其建筑方案为南北侧地铁通过地上、地下敞开式斜交换乘的方式将地块分为两片(见图2)。在2014年底通过公开招标的方式引入合作开发方万科后,设计单位与方案深化单位结合万科开发理念,针对项目原方案商业面积零散不满足设置体量较大的商业Mall的需求,以及商业和公寓各类出入口不能在四周主干道设置的现实情况,在项目地块中间代建的市政配套道路上设置出入口,并实现东西侧功能上的动静隔离。初步确定了西侧4栋公寓加一栋办公,东区两栋较矮办公和一栋350m超高层办公的平面格局,但保留了地上、地下的换乘通道(见图3)。后期由于地上地下的换乘通道对地下商业的影响和总平出入口影响太大而被迫放弃(见图4)。再后期由于西区公寓景观和视线的要求,以及新消防规范的实施而。

3对支护设计选型的影响和演变

3.1围护结构的选型过程

红树湾项目基坑支护设计和工程管理工作在开展初期,结合项目南北侧临近已运营地铁线路、周边道路、场地地质条件等情况进行常规设计,在初步优化方案的基础上,将地下室边界条件实现稳定。基坑北侧临近已运营的地铁2号线,基坑南侧紧邻即将运营的地铁9号线及11号线,初步分析不具备采用常规放坡或排桩锚索的条件,基坑在填海区范围内且整体基坑面积超过5万m2。为了避免开挖过程中大面积卸载和开挖后的空间效应不对地铁造成较大的影响,要求围护结构必须要有足够的刚度,所以在南北两侧的维护结构首选地下连续墙;而东西两侧靠近市政道路,具备放坡或设置排桩锚索的条件,从整体支护和经济角度初步选择排桩锚索体系。同时,止水在基坑工程中起着至关重要的作用。由于地连墙需穿越砂层等强透水层,若止水效果不佳,坑内发生渗漏甚至绕渗现象等引起的涌水涌砂,将导致基坑位移过大,抗倾覆、抗隆起及整体稳定等安全系数均大幅度降低,严重影响基坑安全,并使临近的地铁产生较大的变形及沉降甚至隧道管片结构受损,造成极大的安全隐患。故最终否决了基坑东西两侧采用排桩加锚索的维护结构。特别需要说明的是,由于南侧9号线和11号线车站是两线换乘共用一个车站,其开挖深度与开发项目基坑深度相当。根据南侧地铁9号线原设计单位提供的图纸,原地连墙的嵌固深度基本满足要求,且考虑到该车站是一个宽约40m、长约600m的大型地下刚体。该地连墙承受的水、土压力远小于东西两侧,如果在南侧为项目基坑设置一道地连墙对项目地下室的布局和功能也影响非常大。在基坑设计单位复核了原地连墙嵌固深度和内支撑条件,并经车站原设计确认,并得到地铁相关部门和技术专家多轮沟通、协调后,本着受力明晰、可靠、经济合理的原则,南侧的围护结构利用了这道既有的地下连续墙。根据以上分析情况,为了保证围护结构的刚度及整体止水效果,本基坑的围护结构确定采用地下连续墙来兼具挡土及截水的双重作用。其中,南侧利用既有的地下连续墙,西侧及西北侧新设计地下连续墙(见图6)。新旧地连墙连接处设置若干旋喷桩的型式来进行衔接和补强。图中地下连续墙的嵌固深度和截面,以及配筋,由于建筑方案地下室的层数和深度不稳定,而无法准确的设计;但此时可以做一些前期工程准备工作和场地清理等工作。

3.2分坑桩的提出和内支撑结构的设置思路

在保证基坑安全的同时,需要严格控制地铁的变形位移使其不超过相关的保护规定是本项目基坑内支撑设计的重中之重,所以本基坑的支撑体系由设计、业主、施工方原则上确定为刚度较大的钢筋混凝土内支撑。在前期结合图3方案中各个塔楼的相对位置,使得所设计的内支撑尽量减少对塔楼地下结构的干扰;以及尽早实现开工的目的,在稳定了方案地下室轮廓后由业主配合设计单位积极开展支护结构地下连续墙的设计及施工准备。由于基坑东西向长约320m、南北向约130~190m,基坑的变形具有长边效应,即基坑在开挖过程中,其长边中间位置附近的变形位移往往是最大的。本基坑北侧长边的中部,正好紧贴地铁二号线红树湾车站与盾构隧道的交界处,车站的刚度显然远大于由预制管片拼装的隧道结构,判断分析后认为该处为基坑周边最薄弱和敏感的部位,在与地铁技术委员会初步沟通时被地铁相关专家所认可,并要求在此处设置一道分坑桩。同时,本基坑西侧和东侧的支护深度和层数也均不相同而且施工进度要求不一致,场地西侧的开发施工进度较为急迫,完工时间预定要比东侧提前约一年左右。再者在项目西侧的2号线车站与项目有约100m长、10m深的下沉广场范围是空缺,无法有效为基坑内支撑体系提供反力,使得北侧的水、土压力不能直接有效的传递和平衡到南侧。因此,针对本基坑的需求和特点,设计单位在项目中间代建的市政道路位置,也即基坑东西区在地下室三层与四层交界处设置一道分坑桩,形成东侧和西侧两个相对较小的基坑,能独立施工互不影响,且可以有效的控制和减小地铁车站和隧道连接处的变形。内支撑的布置需要结合本项目的特点,应对其具体的型式进行深入细致的分析,在分坑桩的基础上,提出了三种内支撑的型式。由于建筑方案和工程策划一直在演变和细化中,也需要开发商各个职能部门多角度、多维度的深度参与,内支撑方案最初是常规意义上的概念设计选型,采用环型砼内支撑(见图7)、单环加对撑和角撑(见图8)、对撑和角撑(见图9)等形式。中东区环撑虽让出了超高成塔楼,但环撑直径太大达到近150m,西区小环撑没考虑下沉广场的不利影响,以及对撑超长不稳定,后经设计院复核计算上述三个方案均有较多技术问题和限制条件而调整了设计思路。

3.3内支撑结构分区支护设计的优化

在东西两个基坑的前提下,考虑下沉广场的不利因素,将西区基坑将内支撑的形式稳定在四个边角处,设置了四块大角撑。起初在其中部区域,设置了呈十字状的两个大对称来平衡两侧的土压力。在南边既有地下连续墙的区域,由于紧贴着地体9号线和11号线的换乘车站的结构刚体,土压力并不大,所以仅设置边桁架来进行支撑。在北边2号线下沉广场的区域,由于基坑外侧并无实土来提供相应的支撑反力,故在这一区域不设置内支撑。为了保证足够的支撑刚度且满足中部高层塔楼的顺利施工,结合场地形状,东区内支撑结构采用双圆环的环撑型式(见图10)。支撑型式带来的问题是西区基坑中东西向起到主撑作用的中部对撑,长度超过180m,对于对撑的刚度削弱较大,控制变形特别是平衡环撑的能力很低,不能有效的抵抗东区环撑传来的巨大推力且影响了部分塔楼地下室结构的施工。针对上述缺点,以及开挖施工、方便拆换撑的考虑下,逐步进行了相应的优化(见图11)。①西侧基坑取消十字状大对撑,仅在四个边角处设置四块大对撑,加强了支护刚度,并有利于塔楼地下室结构的施工;②根据下沉广场处的最新建筑调整方案,将其与本项目的地下室直接连通,仅设置高压旋喷桩进行止水,地连墙断开处可通过设置若干根灌注桩组成的“墩体结构”来进行加强。但支撑型式在技术层面仍然存在一定的缺点:不管是角撑还是圆环撑,都设置了过多的连系梁,导致产生了过多的冗余结构,使得传力体系过于繁复不明晰;同时也加大了施工和拆撑难度,降低了施工效率,也较多的将西区B栋塔楼压在东南角撑下面,东区环撑也对超高层巨柱有所限制。

3.4内支撑结构对项目整体开发策划的影响

后续随着建筑方案的逐步稳定,将西区局部车库、公交场站上提至地面裙房的方案调整,使得西区地下室减少一层从而大大减少土方开挖深度和土方量,同时也使西区内支撑的道数也稳定为两道,项目整体策划分期开发和施工销售节奏也越来越明晰、投资方立足于市场大环境计划将一期四栋公寓率先推出销售,实现资金的部分回笼。为此西区基坑和结构主体先期施工对基坑支护设计提出了更高的要求,设计方案在业主工程管理方、营销方、成本和施工方的共同介入下,为满足上述目标设计单位结合建筑平面各栋塔楼的具置,将内撑尽量错开塔楼,错不开的进行局部转换,经计算复核共同确定下述原则:西区采用相对独立可单独拆除的角撑,并实现西区坑内空间最大化,使得后续地下室施工时不受内支撑拆换撑和地下室结构施工限制的B、C、D、E栋公寓产品,属于一期分期图(见图12),可以顺利往上施工塔楼结构,以便于快速达到销售所需要的施工节点,同时也可先施工西区的角撑并实现土方开挖,和主体柱基础的施工。东区采用环撑可以使得东区工期最长的J座超高层塔楼的核心筒不受环撑影响,个别受影响的巨柱在环撑处的砼撑结构局部预留孔洞,在孔洞周边就近实现结构转换和补强。在东区由于根据需要设置三道环撑,在完成底板施工后350m超高陈塔楼的结构也不受整体拆换撑和地下室结构施工的影响而直接可以顺利冲出地面,对超高层塔楼的主体结构的快速施工奠定了基础。优化图(见图13)。后期在支撑型式基础上,施工方提出尽量规整、施工和拆除方便,以及施工场地少、希望在撑上提供一些材料堆场及交通运输的组织的需求。以及从施工策划角度西区基坑先土方开挖施工至首道撑底,再施工支撑桩和塔楼桩基础,然后施工二道撑、再开挖土方和其下底板各工序;东区基坑比西区相对较慢,从而在东西区各工序间可以顺利实现流水。根据施工方的部分意见以及后期精细化计算后,进行了下面两方面的相关优化:①西区减少了一些基坑角撑的连系梁,使其传力体系更加明晰;②东区取消了圆环撑的三角形连系梁,直接将辐射撑支承在圆环撑上,受力简单明确、有利于土压力的传递。由于本工程的圆环撑(内径125m、外径140m)在图13东、西区砼内支撑优化中平面示意图二深圳乃至国内都尚无较多先例,在满足计算的前提下,于三道环形内支撑和角撑上部重要部位加设结构楼板,以增加环撑和角撑的整体面外刚度,同时也可基本满足施工方提出的施工场地不足的问题;后续经过设计方的精心计算和参与各方的共同努力,在大部分受力较大的角部区域增加了300厚结构加强板,最终演变成的内支撑施工图(见图14)。

3.5地铁保护对支护方案的要求和影响

由于地铁设施对沉降和变形是按毫米级别来控制的,所以基坑支护设计的重中之重是采用何种方式有效控制地铁设施的变形,并取得地铁集团技术中心的认可。本项目基坑支护设计基本完善前后,主动按深圳地铁保护条例的要求,与地铁技术委员会专家沟通并上会审议。经专家评审,在基坑西南角的AC段(基坑与地铁11号线隧道间)和基坑北侧的OP段(基坑与2号线隧道间西侧)土体先采用袖阀管注浆进行加固后才开始基坑的施工。根据地铁保护条例的要求设计单位还提交了华南理工大学采用大型岩土有限元软件—MIDAS/GTS建立三维模型进行整体模拟的计算结果,最终的支护方案计算结果满足地铁相关要求。同时要求在基坑开挖、地下室施工的全过程对地铁车站、隧道和基坑进行有效不间断的监测;后期第三方隧道监测数据显示隧道的变形比理论计算要大,但仍在可控范围内,根据地铁技术委员会的再次审议,建议在北侧2号线隧道与基坑间土体在原设计部分加固的基础上,整体进行了隧道外袖阀管注浆加固,并要求在稳定隧道变形的前提下方可完成三道环撑下靠近地铁隧道的土方(见图15)。

4结束语

本基坑工程于2015年5月开始施工,目前西区基坑已完成地下室及上部主体的施工,而东区基坑已完成第三道支撑和其下土方的施工,正在进行后续底板的浇捣。根据施工现场的反馈,基坑内部无渗漏、支护结构变形较小,地铁结构的变形也在地铁相对可控范围内,整体支护效果良好。

4.1本基坑支护设计主要从下面几个方面来综合考虑

(1)审慎对待临近的地铁设施,无论在基坑支护设计、施工、建筑方案的深化以及后续的桩基础施工过程中,都要将保护地铁放在首要位置;同时需要与地铁相关部门做好充分的沟通和协调。(2)支护结构是否受周边场地,地块道路、地铁等限制条件,能否采用排桩锚索、放坡等支护形式,在两三种可选方案的情况下应进行综合比选,应选用安全性较高的方案,建议在临近地铁的基坑优先采用较为可靠的内支撑受力体系。(3)基坑东西向单边长度约320m,为避免长边效应采用分仓法设计,便于分坑分区域施工;从工程策划角度使得地下室较浅、公寓较低的西区实现提前施工;考虑东区基坑更深、还有施工周期最长的350m超高层塔楼等因素,支护方案应重点考虑在拆除时对项目整体施工组织以及各工序合理流水的影响。(4)重视支护结构平面定位与地下室外边线和项目红线及周边环境的关系合理设计。(5)基坑支护应配合业主各个相关方,充分沟通,共同介入和研究建筑方案,避免被动接受输入条件;及时沟通和掌握相关规划、报建方面的信息,尽可能将施工速度最快、销售有前置需求的单元或塔楼,尽量布置在不受内支撑影响的范围内。(6)对于支护桩、地连墙及后期工程桩的选型和施工方法也需要采用考虑减少抽降水和振动的成桩工艺,最大限度的减少对周边地铁的影响。

4.2本工程实践总结

项目前期,在满足建筑规划需求的前提下,多从工程策划、营销、施工等多角度调整建筑布局和方案,使得西区塔楼的平面布局尽量避开内支撑,并提前考虑各个塔楼的桩基础的设计是很有必要的;在首道撑梁底标高处基本可以具备各个塔楼桩基础的施工,尽快开挖并施工第二道内支撑,从而在不完成西侧全部地下室封底的施工策划下,最终实现不受内支撑影响的4栋塔楼(B、C、D、E)从规划报建、分期、到提前介入塔楼的施工、完成具备销售形象、到实现快速销售的目的是有可以实现的。在整个过程中对基坑设计逐步调整和优化,要避免由支护设计方单方面设计的局面,需要在业主设计部、项目部、工程部、营销部以及施工方等全面、及时、持续介入的情况下,让基坑设计方综合各方意见,逐步达到以营销、设计、施工为前置的项目基坑支护设计和工程策划目标,为项目整体开发奠定坚实可控的基础。经过2015年4月基坑开始支护设计开始,到后期的西区基坑的开挖施工,比常规工程策划和设计管理思路实施的施工进度提前约6个月,至2016年底,项目西区销售型公寓基本具备销售的形象进度、东区基坑底板封底的目标,取得了良好的经济效益和社会效应,为项目后续的开发建设奠定了坚实基础。根据过程中第三方监测数据反映,基坑的变形在设计可控范围内,但北侧地铁2号线隧道想基坑内的水平位移和沉降超过计算值,这与模拟计算有较大不符。这可能与填海区在沿道路下有较多抛石层,在施工桩基础和后期西区拆除内支撑时局部采用炮击破除法引起的震动有关,需继续探讨相关因素和计算模拟的假定合适与否。类似工程应多加关注和避免。

参考文献:

[1]刘晨,丘建金,李爱国,等.软土地区临近地铁车站的深大基坑支护设计选型分析[J].广东土木与建筑,2016,23(1):54-57.

[2]刘晨,丘建金,李爱国,等.软土地区深大基坑分区支护的设计分析[J].工程技术研究,2016,(5):32-35.

[3]深圳市市政设计研究院有限公司.深圳地铁红树湾站上盖物业开发项目岩土工程勘察报告(详细勘察阶段)[R].2014,(12).

[4]华南理工大学建筑设计研究院.深圳地铁红树湾站上盖物业开发项目基坑施工对邻近地铁的安全评估报告[R].2015,(9).

第9篇

关键词:建筑;基坑支护技术;问题;施工要点

建筑工程深基坑技术作为建筑地基工程建设中非常重要的一项施工技术,在建筑工程地基施工质量的提升起着非常重要的作用,它有很多优点,比如具有牢固地基、独特性、抵抗损害能力较强等,在建筑工程项目建设施工中,它的应用范围十分广泛,所以必须要合理应用建筑工程深基坑技术。

一、建筑基坑支护技术存在的问题

1、支护结构设计计算参数选择问题

对于基坑支护结构的设计,国内外至今尚没有一种精确的计算方法,同时由于土体结构的情况一般比较复杂,且容易随环境发生变化,因此在施工前的实际阶段很难做到在实际施工中精确计算,总的来说现阶段的深基坑受力计算方案多数是处于摸索和探讨阶段。对于支护结构中的土体的物理参数的选择上,基坑开挖后,粘聚力、含水率以及内摩擦角是变化的,所以对于支护接受所承受的力也没有确定的计算值。基坑支护设计时对各因素的受力情况分析不明确,容易致使整个支护系统的受力参数达不到实际的要求,数据表明,如果内摩擦值的误差为5度的话,最后产生的主动土压力是不一样的,其他因素的改变也会有相同的影响。

2、基坑支护土体的取样没有代表性

对于基坑支护工程来说,土体取样是一项比较基本的操作,通过对土体的取样分析,能够获得比较准确的物理学指标,对于支护结构的承受力等条件展开评估,知道基坑支护的设计。目前,我国采用的土体取样方法为钻探取样,一般建筑工程为了降低成本,钻探的数量会相对较少,又因为地质条件的多变性和随机性,会导致土体的取样没有代表性,最终也会导致基坑支护设计的失误。

3、基坑开挖存在的空间效应考虑不周

对于一个确定的基坑支护工程来说,对于基坑支护的空间效应一定要考虑到位,如果空间效应效率不周,容易导致基坑周围的边坡失稳,发生坍塌现象。经过实验数据表明,比较科学的空间布置是基坑的四周向基坑的内部产生的水平位移是中间比较大,两边相对较小。所以,基坑支护设计一定要考虑吧到空间效应,合理设计。

4、支护结构设计计算与实际受力不符

对于我国基坑支护施工设计来说,主要采取的设计方法还是极限平衡理论,但是对于一个支护工程要考虑到的受力情况并不仅仅局限于此。在实际的施工中,开始施工后的土体是一个变化的过程,土体的结构逐渐松弛,所以土体的强度也随之变化,极易发生变形。而用极限平衡法来设计时,是以一个静态的眼光来计算的,明显不符合实际施工的需要。

二、建筑基坑支护技术的施工要点

1、灌注桩施工技术要点

(1)施工准备。钻孔设备就位后,应当对其进行平正、稳固,保证施工中钻机不出现倾斜或是移动等情况。

(2)钻孔。准备工作就绪后,钻机先不要立即钻入土中,应当在部分泥浆进入后,方可进行钻进;钻孔的过程中,若无特殊原因不得随意停止,要确保钻进的连续性;接长钻杆时,应当先将方形套卸去,然后提升钻杆露出钻盘,遵循先卸后装的原则;如果钻进时遇到淤泥层,应当减慢钻进速度,并增加泥浆的浓度,这样能够有效防止塌孔和缩孔等情况的发生。

(3)清孔。钻孔完毕后,要及时进行清孔。清孔可以分两次进行,首次清孔应当在成孔后立即进行,二次清孔则可在钢筋笼下放到位、导管安装完毕后进行;清孔应定期进行,并在清孔过程中对泥浆指标进行测定,确保清孔后的泥浆密度小于1.15。

2、护坡桩施工技术

护坡桩施工技术与土钉墙技g不同,采用的技术主要是钻孔压技术。用水泥浆护壁,把由碎石和无砂混凝土混合而成的桩基础投入其中。施工时必须要保证施工不违背设计方案规定的要求和标准,尤其是施工一定要得到主工程师的确认和签字,做好这些才能使建筑深基坑工程的整体质量得到保证,从而让钻孔压技术在护坡桩施工中发挥更大的作用。钻孔压技术主要采用水泥浆浇筑的办法,这样可以产生护壁的作用。水泥浆浇筑之后投放碎石和无砂混凝土,以便形成桩基础。护坡桩施工技术主要施工流程为:采用螺旋钻杆钻到设计规定的位置后,钻杆可以自孔底向孔内从下至上注入提前准备好的水泥浆。在水泥浆注入到规定深度后,需要把钻杆提出,并将钢筋笼和骨料放入孔中。对孔内重复注入高压纸浆一直到完全制成桩为止。进行护坡桩技术施工时,主要使用了多次钻孔压浆技术。

3、土层锚杆施工技术

土层锚杆技术主要使用的是锚杆钻机,通过锚杆钻机让钻机钻达到预先设定的位置,完成这个工作后,把水泥浆向孔里倒注,这就是有护壁功能的土层锚杆施工技术的工作原理。做好这些基本的操作后,还要把钢绞线穿入其中,不断补浆,升到安全位置之后再锁定。测量实际锚杆位置,调整达到规定位置的锚杆位置,保证锚杆在一个合格的位置,这时开始钻孔。这整个调整锚杆位置的过程就是具体的锚杆技术的施工方法。还有一个地方需要我们注意。在钻孔的过程中,一定要密切注意钻孔的过程中是否有障碍物,如果发现了障碍物要及时让技术人员了解,以便他们可以及时做出处理。这时候钻孔工作要暂停,只有完全没有问题才可以继续开展工作,问题的存在并不能保证施工的质量。最后,要想取下锚索一定要在孔进入确定的位置后进行,并且还要做好锚索的隐蔽工作。

4、土钉墙施工技术要点

第10篇

本文对房屋的基坑支护技术在实际的施工中存在的一些问题进行分析并提出注意的方面,对基坑支护的类型做了详细的介绍,然后通过一个实际的工程案例进一步说明了基坑支护技术对房屋建筑工程的重要性。

关键词:

房屋施工;基坑支护;成孔注浆

1房屋施工中的基坑支护系统

1.1挡土系统挡土系统一般包括钢板桩、钻孔灌注桩、深层搅拌桩、地下连续墙、钢筋混凝土板桩等,这些方法的功能是在基坑中形成支护排桩,或者形成支护挡土墙,以抵抗外土压力。

1.2挡水系统挡水系统一般包括压密注浆、锁口钢板桩、地下连续墙、深层水泥搅拌桩、旋喷桩等,主要的功能就是抵抗外渗水。

1.3支撑系统支撑系统一般包括钢筋混凝土内支撑、钢管与型钢内支撑、钢管与钢筋混凝土组合支撑等,主要的功能就是防止围护结构出现位移,保护围护结构侧力。

2房屋施工中的基坑支护结构类型

房屋基坑施工中,不同的基坑的深度、地质条件、基坑土层的荷载能力需要结合实际情况采用不同的基坑支护结构,常用的房屋基坑支护技术有以下几种:

2.1深层搅拌桩支护这种方法是将石灰、水泥等材料作为固化剂,通过搅拌机械把软土和这些固化剂强制搅拌,然后软土和这些固化剂会产生一定的化学反应和物理反应,可以使软土凝结形成桩体,也就是平常所说的水泥搅拌桩,采用搅拌桩形成基坑的支护结构,它具有很强的稳定性、整体性以及强度。水泥搅拌桩适合各种类型的粘性土,比如,淤泥质土、粉质粘土、饱和黏性土等,对其加固的深度可以从几米到十几米。通过以往的工程基坑施工经验,由于这种基坑支护技术的抗拉强度要比抗压强度小很多,所以一般适用于基坑深度在5-7m之间,或者是重力式挡墙结构形式的基坑。采用这种支护结构可以体现出很好的防水性能,在实际的施工中可以不设置支撑,基坑可以直接开挖,能够发挥很好的经济效益。

2.2排桩支护排桩的形式一般有人工挖孔桩、钢筋混凝土板桩、钢板桩以及钻孔灌注桩等。支护的形式一般有:第一种是柱列式排桩支护,主要是以挖孔桩或者是稀疏的钻孔灌注桩作为支护结构,主要适用于地下水位比较低或者是边坡土质非常好的条件下,可以充分发挥土拱。第二种是连续排桩支护,支护桩需要排列紧密且连续,在各个桩体之间做好树根桩或者注浆防水,一般采用钢筋混凝土板桩或者是钢板桩,这种支护结构在软土中一般不能形成土拱。第三种是组合式排桩支护,一般采用水泥搅拌桩防渗墙或者是钻孔灌注桩排桩的组合形式,适合地下水位比较高的软土地层。房屋基坑施工中,如果基坑开挖的深度小于6m时,而且不能采用重力式深层搅拌桩的情况下,这时就可以采用600mm的密排钻孔桩支护结构,在桩后用树根桩做好防护,也可以选择打入钢板桩或者是预制混凝土板桩,板桩用搅拌桩或者注浆做好防渗,在顶部设置圈梁做好支撑。如果基坑开挖的深度在6-10m,一般会采用800-1000mm的钻孔桩,桩后进行注浆防水或者深层搅拌,同时设置2-3道支撑。如果基坑开挖的深度超过10m,一般会采用地下连续墙加支撑的支护的方式,采用800-1000mm的钻孔桩,桩后加深搅拌桩以防水,同时设置多道支撑。

2.3地下连续墙支护房屋的基坑施工如果是软土层,基坑的开挖深度超过10m、而且对周围的相邻建筑的沉降和位移以及地下管线的要求比较高时,可以采取地下连续墙作为基坑的支护结构。这种基坑支护形式主要的优点有:结构整体性能非常好、墙体刚度比较大、地基不容易变形,适用于基坑深度比较深的支护结构;也适用于多种地质条件,尤其是遇到砂卵石地层或者是风化岩层,如果采用钢板桩就很难施工,采用这种地下连续墙支护技术就能达到理想的效果;这种方法在施工过程中对环境带来很小的影响,但是需要的成本会比较高,对废浆液的处理也非常困难。

2.4土钉墙支护这种基坑支护技术是把比较密、细、长的杆件钉在基坑土体中,然后在坡面上铺设钢筋网混凝土层面。这样就可以把土体、土钉以及混凝土层面充分的结合,形成复合土体,以达到基坑稳定的目的。房屋基坑施工采用这种技术需要对施工现场及时做好监测,对施工现场的实际情况以及监测到的数据选择合适的支护组合方式,以便于施工顺利。这种土钉墙支护技术一般适用于基坑开挖深度不大,周围的相邻建筑的沉降和位移以及地下管线的要求不高的基坑施工情况,施工过程比较简单便捷,而且经济可靠,在实际的基坑施工中普遍采用。

3基坑支护常见的问题

3.1土层开挖与边坡支护不配套房屋基坑施工中,经常可以看到支护施工与土方开挖施工没有同时进行,支护施工比较滞后,导致需要进行二次回填或者搭设架子才能进一步完成支护工作。通过以往的实际经验,土方开挖一般没有什么技术含量,施工工序也非常简单,组织管理工作也比较容易,但是边坡支护要求的技术水平一般比较高,施工工序会比较复杂。所以,在这样的施工过程中,对两个方面的施工项目管理协调难度比较大,土方施工经常为了抢工期,造成开挖顺序非常混乱,尤其是雨季施工,对挡土支护的施工面没有充分考虑,对支护工作带来很大影响。解决的措施是要把支护施工与土方开挖施工充分结合,不能相互影响,对一些规模比较大房屋建设需要由专业的施工团队分别进行挡土支护施工以及土方开挖。

3.2边坡修理达不到设计、规范要求房屋基坑施工中,经常可以看到超挖或者是欠挖的情况,施工人员没有做好技术交底工作,机械操作人员操作水平比较低,管理人员对施工管理不到位,导致基坑分层分段开挖的高度不一致,机械开挖以后的边坡表面的顺直度以及平整度达不到施工要求,对深度的挖掘采用人工修理也达不到要求,没有经过严格的检查就进行初喷,造成挡土支护出现超挖或者是欠挖的情况。解决的措施是深基坑开挖时,采用机械开挖,然后进行人工简单的修坡,达到施工要求以后进行挡土支护并进行混凝土初喷工序。

3.3成孔注浆不到位、土钉或者锚杆受力达不到设计要求房屋基坑施工中,如果没有对基坑的土层质量以及土体的具体情况进行详细的研究,钻孔时很容易造成出渣不尽、残渣沉积,从而影响注浆,严重的造成孔洞坍塌、成孔困难或者无法进行插筋施工和注浆。另外,注浆过程中对配料的没有严格要求,注浆管没有插到位,压力不够对注浆的长度以及充盈度造成一定的影响,从而使土钉或者锚杆受力达不到设计要求。解决的措施是对基坑土质做好详细的勘测和数据记录,最好采用直径为100-150的钻机成孔,注浆的配料要严格按照设计要求进行。

4工程案例

某一汽车配件厂房施工,建筑面积为4310m2,基坑深度为6.5m,基坑土质以及厚度从上到下分为:素填土厚度为2.5m,淤泥层厚度为5.6m,粉质粘土厚度为2.6m,测量的地下水水位埋深为0.65-0.78m,依据这些土质情况以及地下水文相关资料,该项厂房的基坑支护系统采用单排搅拌桩内插工字钢的支护结构,采用搅拌桩护技术是为了进行防水,内插工字钢结构是为了抵抗土方开挖后的土压力。在基坑的外部设置直径为600mm、间距为400mm、长度为11m的搅拌桩,内插入型号为400*144*12.5*16.5、间距为500mm、长度为12m的工字钢。在基坑内部-2m的位置采用现浇钢筋混凝土支撑梁,以提高基坑支护系统的整体稳定性。对基坑的底部土质进行处理,采用直径为600mm、间距为400mm、长度为3m的水泥搅拌桩以井字型对底部土质进行改良。从厂房的整个施工过程来看,采用支护搅拌桩以及工字钢进行结合应用,不仅达到了基坑支护要求,而且有效的阻止了地下水,对一些工期非常紧张工程建设是非常有效的施工技术。

5总结

随着近几年经济的发展,我国的房屋建设规模逐渐增大,为了保证建筑物整体结构的稳定性以及工程质量,人们对基坑支护施工技术提出了更高的要求。在实际的基坑施工中,要对施工现场的地质情况进行严格的勘测,选择合适的基坑支护技术或者复合形式的支护技术,以加强基坑的稳定性和可靠性,为房屋建筑的整体质量提供基础保障。

参考文献

[1]侯学渊,刘国彬,黄院雄.城市基坑工程发展的几点看法[J].施工技术,2000(1).

第11篇

关键词:深基坑;支护技术;问题

中图分类号:TU753 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2013)12-0161-02

20世纪末期经济快速发展,城市化建设大幅度进行,使得土地资源越来越紧张。为了满足发展需要,高空建筑和向地下建筑逐渐发展起来,此时也开始了基坑工程的研究。20世纪90年代以来,随着高层和超高层的建筑的出现,深基坑工程也越来越多。由于城市中密集的建筑物,复杂的深基坑形式,深基坑开挖的条件也是越来越复杂。为了保证所挖基坑的安全以及周围的建筑和将要建设的建筑的安全,开挖的深基础基本上都要满足设计的深度要求。现在所建的建筑物逐渐增加其高度,为了保证期性能安全,所以其基础的要求就比较高,开挖的深度也会比较深,这就会面临许多的问题和困难。

1 深基坑工程的特点

1.1 深基坑施工面临的问题

①周围环境复杂。城市中,建筑物密集,有些高层建筑紧靠公路。尤其在沿海的经济开发地方,地质条件存在一些突出的问题。同时在这些区域原有的建筑物结构均比较破旧,地上与地下的管线布置比较密集。开挖时不但需要确保基坑本身的稳定,而且需要确保基坑周围的建筑不能受到影响。

②深度不断增加。土地资源的日益紧张,为了增大使用面积,建筑有向地下发展的趋势。同时必须符合相关的城市管理相关规定和人防的需要等一些要求,建筑需要的基坑深度不断增大。

③安全隐患较大。由于地下地质条件复杂,深基坑的支护考虑因素比较繁多。基坑支护一旦失效,施工人员的安全就不能保证,同时基坑周围附近的房屋建筑以及周围的管道线也容易受到影响,严重时造成道路发生开裂。基坑工程的破坏使得经济会发生一定损失,也会造成一定的人员伤亡。

1.2 基坑支护系统

①支撑结构。它主要是用来平衡围护结构承受的侧力以及防止围护结构发生位移。在开挖的时候起到挡土和挡水的功能,能够使工程的施工正常,同时确保附近其他建筑物或者构筑物发生毁坏。通常情况下,支护结构是临时性结构,有些可以回收重复利用。一般使用的支护结构:钢材与混凝土进行的组合支撑、钢管与型钢之间结合的内支撑。

②挡土结构。它主要是用来形成支护结构来阻挡基坑周围的土压力,避免周围土层发生移动。一般使用的挡土结构:钢筋混凝土制成的板桩、通过钻孔形成孔洞的灌注砂浆形成的桩、砌筑形成的地下连续墙。

③挡水结构。它主要是用来防止基坑周围向坑内渗水,确保坑内干燥。一般使用的挡水结构:砌筑形成的地下连续墙、较深层的水泥搅拌形成的桩、锁口的钢板桩。

2 常用深基坑支护技术

2.1 深层搅拌水泥桩支护

水泥桩支护即采用水泥材料当成是固化剂,经过机械式的搅拌,强行与软土剂进行拌和。拌合后它们之间发生一系列反应从而逐渐硬化,形成水泥桩墙。根据其形成过程,确保其具有相应的强度,并具有稳定性和整体性。

2.2 钢板桩支护

将钢板桩彼此相连即可构成钢板桩墙,这种支护大多用于挡土和挡水。由于钢板桩的施工比较容易,所以使用比较多。但是钢板桩的施工的震动对周边的环境影响比较大,有可能引发周围附近的地基发生变形。由此在人员比较密集或者建筑比较密集的地方,会受到相应的限制。同时又由于钢板桩自身的柔性就比较大,它的变形会因支撑或者锚拉位置不适当产生很大影响,因此要考虑基坑的支护深度。地下室施工时使用的钢板桩在工程结束后应该拔出,此时需要考虑拔出钢板桩时附近的地基土和地表土产生的相应影响。

2.3 地下连续墙

地下连续墙有着广泛的应用,因为其整体刚度比较大、防水效果好、适应复杂环境能力强。在基坑底面下面存在深层软土时,地下连续墙可以插入很深。科学技术的进步和施工机械的创新,配合合适的施工技术和相应的措施,就可以很好地限制土层的变形。但是在比较坚硬的土体中,地下连续墙挖槽的难度比较大,遇到岩层时则会使用比较特殊的机械装置,使用的费用就比较高。

2.4 土层锚杆支护

土层锚杆即是在墙面钻孔,当达到设计的深度以后扩大所钻孔的端部,使端部形成柱状或其他形状。适用的墙面可以是还没有开挖过的基坑的墙面,也可以是已经深深进行开挖过的地下室所对应的墙面。土锚杆能与土体一起承担比较大的拉力,确保相应结构的稳定性。也可以在使用的高强钢材施加预应力,有效控制变形量。使用土层锚杆,可以节省大量的劳动力,加快项目工程的进度,有很好的经济效益。

3 深基坑支护技术存在的问题

目前在全国大范围内已进行深基坑支护的工程,收获了很多成功的经验。但随着现代化经济建设的需要,基坑支护技术仍存在一些问题。

3.1 边坡支护和土层开挖不匹配

在开挖过程中,基坑的支护不能及时跟进土方施工的情况经常出现,所以经常采用搭设架子或者二次回填来完成基坑的支护。通常情况下,开挖土方的工序比较容易,没有太多的技术。但是作为深基坑发挥挡土或者挡水用的支护结构,工序久相对比较复杂,也需要一定的技术。因此在施工过程中,大型的工程一般由不同的专业施工队分别完成土方开挖工作和挡土支护工作。两个施工队是平行的合同,土方开挖的单位开挖顺序又比较乱,即加大了施工的管理协调难度。在雨期施工时这种现象更加明显,土方开挖单位不管挡土支护施工单位的工作面要求,完全按照自己的意愿进行施工,造成支护施工没有操作面完成钻孔、注浆等工作,多数情况下也无法保证时间,导致支护工作落后于土方开挖工作。

3.2 边坡达不到设计和规范要求

通常情况下,进行深基坑的开挖都是使用机械设备,然后由人工进行修坡。修坡完成后,才开始初喷混凝土来实现挡土支护的效果。在现实施工开挖过程中,部分负责管理工作的人员不到位,有时也没有充分进行技术交底,机械设备的操作人员水平不高等原因。机械设备开挖之后呈现的边坡不是很平,边坡也不是很平坦,开挖的基坑深度分层分段不能一致,与设计和规范的要求不符合。人工修理的过程中,只可以在机械设备开挖后的表面进行简单修整,进行深度挖掘不大可能。管理不严的情况下,没有通过严格验收就开始初喷,这就造成工程的质量问题,支护后会常有超挖或者欠挖的现象发生。

3.3 锚杆强度、成孔注浆达不到要求

开挖的深基坑进行土层锚杆支护时,通常使用直径为100~150 mm毫米的钻杆来进行钻孔,成孔的深度通常是5~20 m。一般情况下,钻孔过程中穿过的土质条件不相同,如果没有认真的探索研究钻孔所穿土体的具体,那么在钻孔过程中即将出现出渣不尽、残渣沉积等一些现象。这将影响到注浆的质量,甚至有些情况下会造成孔洞毁坏的情况。孔洞注浆时的配料没有统一的严格规定,有时砂浆强度不能满足要求。同时注浆管没有插到位,注浆压力达不到要求都会造成注浆的充盈度不足。锚杆(土钉)的抗拔力不能达到设计的要求,也会影响工程的质量。

3.4 设计情况与实际情况差异较大

深基坑进行支护的挡土压力与传统的挡土墙土压力并,并不相同。现在还没有完整的土压力理论进行指导,所以在设计的过程中仍然采用传统的理论进行计算,不可避免的产生误差。一般都是经过传统理论进行土压力计算,然后结合工程的经验进行修正,以此来达到设计的要求。按照经验进行调整是一个非常复杂的课题,要充分结合工程的实际情况。但一些经验系数没有充分考虑工程的地质条件、工程的地面荷载差异,只是按照一般的系数进行套用即会导致与实际脱离的变形后果。

4 结 语

深基坑支护的结构选型需要充分考虑周边的环境条件,也要考虑对应场地土的分类等其他重要因素。如果合理选择支护结构类型,就可以保证整个基坑以及整个建筑物的安全性,同时也会带来经济效益与社会效益。要合理选择基坑的支护结构,不然会影响基坑的稳定,而且会影响到周边的建筑物环境。选择合理结构类型后,还要针对该结构类型面临的问题进一步研究,确保其质量安全。

参考文献:

[1] 余志成,施文华.深基坑支护设计与施工[M].北京:中国建筑工业出版社,1999.

[2] 李钟.深基坑支护技术现状及发展趋势(一)[J].岩土工程界,2001,(1).

[3] 高大钊,陈汉忠.深基坑工程[M].北京:机械工业出版社,1999.

[4] 刘利民.深基础工程的理论进展与工程实践[M].北京:中国建材工业出版社,2002.

第12篇

[关键词]深基坑 支护结构 计算方法

[中图分类号]TU [文献码]B [文章编号]1000-405X(2013)-6-240-2

1 深基坑工程的主要内容

(1)岩土工程勘察与工程调查。确定岩土参数与地下水参数;测定邻近建筑物、周围地下埋设物(管道、电缆、光缆等)、城市道路等工程设施的工作现状,并对其随地层位移的限值作出分析。(2)支护结构设计。包括挡土墙围护结构(如连续墙、柱列式灌注桩挡墙)、支承体系(如内支撑、锚杆)以及土体加固等。支护结构的设计必须与基坑工程的施工方案紧密结合,需要考虑的主要依据有:当地经验,土体和地下水状况,四周环境安全所允许的地层变形限值,可提供的施工设施与施工场地,工期与造价等。(3)基坑开挖与支护的施工。包括土方工程、工程降水和工程的施工组织设计与实施。(4)地层位移预测与周边工程保护。地层位移既取决于土体和支护结构的性能与地下水的变化,也取决于施工工序和施工过程。如预测的变形超过允许值,应修改支护结构设计与施工方案,必要时对周边的重要工程设施采取专门的保护或加固措施。(5)施工现场量测与监控。根据监测的数据和信息,必要时进行反馈设计,用信息化来指导下一步的施工。

2 深基坑支护结构类型

2.1 钢板桩支护

钢板桩应用于建筑深基坑的支护,是一种施工简单,投资经济的支护方法。在上海软土地区过去应用较多,但由于钢板桩本身柔性大,如支撑或锚拉系统设置不当,其变形会很大。因此对基坑支护深度达7m以上软土地层,基坑支护不宜采用钢板桩支护,除非设置多层支撑或锚拉杆,但应考虑到地下室施工结束后钢板桩拔除时对周围地基和地表变形的影响。

2.2 地下连续墙

地下连续墙是在泥浆护壁的条件下分槽段构筑的钢筋混凝土墙体,地下连续墙最早于1950年开始应用于巴黎和米兰市的地下建筑工程。我国在20世纪60年代初开始应用于水坝的防渗墙。后来国内将地下连续墙用于城市深基坑的围护结构最早是广州白天鹅宾馆,现在全国各地已用得比较普遍,如地下连续墙的施工深度国内已有超过80m,厚度达1.4m。由于地下连续墙具有整体刚度大和防渗性好,适用于地下水位以下的软粘土和砂土多种地层条件和复杂的施工环境,尤其是基坑底面以下有深层软土需将墙体插入很深的情况。

2.3 柱列式灌注桩排桩支护

柱列式间隔布置包括:桩与桩之间有一定的净距的疏排布置形式和桩与桩相切的密排布置形式。为降低工程造价和施工方便,柱列式灌注桩作为挡土围护结构有很好的刚度,但各桩之间的连系差,必须在桩顶浇筑较大截面的钢筋混凝土帽梁加以可靠连结。为防止地下水并夹带土体颗粒从桩间空隙流入坑内,应同时在桩间或桩背采用高压注浆、设置深层搅拌桩、旋喷桩等措施,或在桩后专门构筑防水帷幕。灌注桩施工时无振动,对周围邻近建筑物、道路和地下管线影响危害比较少。具有一定的优越性,但缺点是桩的施工速度较慢,且场地泥浆处理较困难,工期长。

2.4 内支撑和锚杆

作为基坑围护结构墙体的支承,内支撑(水平横撑、角撑、斜撑等)和锚杆(斜锚杆、锚碇板拉杆等)的作用对保证基坑稳定和控制周围地层变形极为重要。目前支护结构的内支撑,常用的有钢结构支撑和钢筋混凝土结构支撑两类,钢结构支撑多用圆钢管和大规格的型钢。为减少挡墙的变形,用钢结构支撑时可用液压千斤顶施加预应力。钢筋混凝土支撑是近几年在上海地区等深基坑施工中发展起来的一种支撑形式,它多用土模或模板随着挖土逐层现浇,截面尺寸和配筋根据支撑布置和杆件内力大小而定,它刚度大,变形小,能有力的控制挡墙变形和周围地面的变形,宜用于较深基坑或周围环境要求较高的地区。

2.5 土钉墙支护

土钉墙围护结构是边开挖基坑,边在土坡面上铺设钢筋网,并通过喷射混凝土形成混凝土面板,从而形成加筋土重力式挡墙起到挡土作用。适用于地下水位以上或人工降水后的粘性土、粉土、杂填土,不适用于淤泥质及地下水位下且未经降水处理的土层,周围管线密集的基坑也应慎用。

2.6 深层搅拌水泥土桩支护

深层搅拌水泥土桩是用特制的进入土深层的深层搅拌机将喷出的水泥浆固化剂与地基土进行原位强制拌合制成水泥土桩,相互搭接,硬化后即形成具有一定强度的壁状挡墙既可挡土又可形成隔水帷幕,对于平面呈任何形状、开挖深度不很深的基坑,皆可用作支护结构,比较经济。

2.7 旋喷桩帷幕墙支护

它是钻孔后将钻杆从地基土深处逐渐上提,同时利用插入钻杆端部的旋转喷嘴,将水泥浆固化剂喷入地基土中形成水泥土桩,桩体相连形成帷幕墙,可用作支护结构挡墙。在较狭窄地区亦可施工。它与深层搅拌水泥土桩一样是重力式挡土墙,只是形成水泥土桩的工艺不同。

3 支护结构计算方法

现有的基坑支护结构的内力变形计算的方法很多,如静力平衡法、等值梁法、连续介质有限元法以及弹性地基杆系有限元法等等。静力平衡法是最常用的方法,其要点是选择一定的入土深度以满足整体稳定,抗隆起和抗渗要求的前提下用经典土力学理论计算主动土压力和被动土压力,然后对重力式刚性挡墙验算其抗倾覆、抗滑移稳定性,安全系数沿用设计规范中对普通挡土墙的规定;或者计算柔性挡墙的内力,对墙身和支锚结构进行设计。这种方法对于普通挡土墙或开挖深度不深的钢板桩是比较成熟的。但对深基坑,特别是软土中的深基坑支护结构设计就难以考虑更为复杂的条件和难以分析支护结构的整体性状。等值梁法把围护结构简化成两根梁进行计算,虽然不能准确计算围护结构的位移,是典型的强度控制设计方法,但由于其计算简单,在单支撑的基坑工程中仍然用到这一方法,随着计算机的普及,有限元兼有广泛通用性和灵活性。

4 深基坑技术未来的发展

(1)基坑向着大深度、大面积方向发展,周边环境更加复杂,深基坑开挖与支护的难度愈来愈大。因此,从工期和造价的角度看两墙合一的逆作法将是今后发展的主要方向。但逆作法施工受桩承载力的限制很大,采用逆作法时不能采用一柱一桩,而是一柱多桩。增加了成本和施工难度。

(2)土钉支护方案的大量实施,使得喷射混凝土技术得以充分运用和发展。为减少喷射混凝土的回弹量以及保护环境的需要,湿式喷射混凝土将逐步取代干式喷射混凝土。

(3)目前,在有支护的深基坑工程中,基坑开挖大多以人工挖土为主,效率不高,今后必须大力研究开发小型、灵活、专用的地下挖土机械,以提高工效,加快施工进度,减少时间效应的影响。

(4)为减小基坑工程带来的环境效应(如因降水引起的地面附加沉降),或出于保护地下水资源的需要,有时基坑采用帷幕型式进行支护。除地下连续墙外,一般采用旋喷桩或深层搅拌桩等工法构筑成止水帷幕。目前,有将水利工程中防渗墙的工法引入到基坑工程中的趋势。

(5)在软土地区,为避免基坑底部隆起,造成支护结构水平位移加大和邻近建(构)筑物下沉,可采用深层搅拌桩或注浆技术对基坑底部土体进行加固,即提高支护结构被动区土体的强度的方法。

参考文献

[1]余志成,施文华,深基坑支护设计与施工,北京,中国建筑工业出版社,1999年.