时间:2022-02-12 00:37:32
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篇基坑支护质量控制,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。
1深基坑支护的施工质量保障体系
1.1建立可靠的质量管理体系
由于深基坑支护与工程地质及水文地质条件密切相关,地基土参数的试验方法、取值、地下水的影响等往往是确定支护结构设计的主要因素。同时,如打桩、降水施工过程中也可能改变地基土的性质;大型建筑物场地深基坑周边地质条件与环境条件不尽相同。设计人员应综合具备结构知识和岩土工程经验,如:
1.1.1 深基坑支护结构应采用以分项系数表示的极限状态设计表达式进行设计。
1.1.2支护结构设计应考虑其结构水平变形、地下水的变化对周边环境的水平与竖向变形的影响,对于安全等级为一级和对周边环境变形有限定要求的二级建筑深基坑侧壁,应根据周边环境的重要性、对变形的适应能力及土的性质等因素确定支护结构的水平变形限值。
1.1.3当场地内有地下水时,应根据场地及周边区域的工程地质条件、水文地质条件、周边环境情况和支护结构与基础型式等因素,确定地下水控制方法。当场地周边有地表水汇流、排泻或地下水管渗漏时,应对深基坑采取保护措施。
1.2优选深基坑支护结构方案
深基坑支护型式的合理选择,是深基坑支护设计的首要工作,应根据地质条件,周边环境的要求及不同支护型式的特点、造价等综合确定。一般当地质条件较好,周边环境要求较宽松时,可以采用柔性支护,如土钉墙等;当周边环境要求高时,应采用较刚性的支护型式,以控制水平位移,如排桩或地下连续墙等。同样,对于支撑的型式,当周边环境要求较高地质条件较差时,采用锚杆容易造成周边土体的扰动并影响周边环境的安全,应采用内支撑型式较好;当地质条件特别差,深基坑深度较深,周边环境要求较高时,可采用地下连续墙加逆作法这种最强的支护型式。深基坑支护最重要的是要保证周边环境的安全。
2深基坑支护施工质量控制实例
2.1工程概况
某综合楼的基坑工程位于天河区。拟建地下2层,地面23层建筑高度89.3米,基坑开挖深度约9.80~10.30米。基坑底周长为418米,基坑开挖面积约10986m2。
(1)基坑支护方案
该基坑开挖前,采用φ600mm二排深层搅拌桩止水,深约7.0m。内围采用φ1200mm的人工挖孔桩挡土,深约17.0m,并采用钢筋混凝土内支撑,内支撑立柱采用钢结构。根据场地的地质条件及基坑开挖深度,确保在基坑开挖和地下室施工时基坑四周边坡的稳固性。
(2)施工流程
深层搅拌桩 第一次土方开挖及挂网喷锚 人工挖孔桩及内支撑立柱 冠梁及内支撑施工 第二次土方开挖。
2.2深基坑支护施工质量控制要点
2.2.1深层搅拌桩施工质量控制要点
本工程设计为柱状搅拌桩,其工艺流程为:定位对中下钻钻进提升重复搅拌。
(1)柱体对位:按图放线,确定加固置,使搅拌轴保持垂直。
(2)下钻:启动搅拌机钻头、边旋转,边钻进,此时,喷射压缩空气,而不是喷射加固。
(3)钻进:钻至设计标高后停歇。
(4)提升:启动搅拌钻机,钻头呈反向,边旋转,边提升,同时通过粉体发送器将加固粉体料喷入被搅动的土体中,使土体和粉料充分拌合。沿深度方向加固材料的混合量,应根据发送器输出的加固材料数量、搅拌叶片与提升速度关系确定。
(5)提升结束,当钻杆提升至距离地面30~50cm时,发送器停止向孔内喷射粉体,成柱结束。
2.2.2质量标准
(1)保证项目
搅拌桩使用材料的各种指标,包括含灰量、灰液性指数和外加剂品种掺量,必须符合设计要求。
检验方法:检查材料出厂证明、合格证、试验报告及施工日志。
(2)基本项目
1)搅拌桩的桩径、深度及灰土质量,必须符合设计要求。
检验方法:一般成桩后开挖桩体,测量桩身直径、桩体连续均匀程度,要求粘结牢固、无孔洞、不松散、无裂缝、桩质坚硬、灰体强度高。
在开挖出来的桩体中切取100mm×100mm×100mm立方试件,在正常养护下进行强度、无侧限抗压强度、压缩试验。
2)试验桩经养护后进行载荷试验,试验桩体强度,要符合设计要求。
检验方法:采用十字型钢排架、钢筋混凝土地锚,用千斤顶加载或用重物加载法。
2.3挂网喷锚
2.3.1施工工艺流程(见图1)
2.3.2施工质量控制要点
1)锚孔定位
按设计标高和间距定孔位,锚杆水平、垂直间距2.0m,位于横向、竖向混凝土梁交叉处,孔位误差在±50mm以内。
2)钻孔
钻孔采用湿作业施工,预先挖好排水沟、沉淀池、集水坑,做到场地清洁,文明施工。钻孔径为φ130mm,钻头采用三翼合金和金刚石钻头。钻孔设备用地质钻质(GY-1A,XY-100)或锚杆钻机(MGJ-50)及泥泵(BW-150),采用水冲循环全面钻进工艺,岩石部分则采用抽芯法或空气潜孔锤冲击钻岩。钻孔角度偏差控制在±3°内。
3)钻孔护壁
如钻孔时有软弱的土层,为了避免塌孔缩孔现象,用膨润土护壁,控制泥浆比重在1.06~1.15之间。泥浆护壁时采用WB-150型泥浆泵,泥浆护壁难以成孔的地段,则采用钢筒钻进护壁的方法。
4)锚杆制作
按图纸要求进行钢筋下料,锚杆钢筋为φ25、φ22。对中支架间距为1.5m,注浆管捆绑在锚杆上,下锚时随锚杆一同下入孔中,距孔底0.5~1m,便于进行孔底反压注浆。锚杆制作前应清除表面油污及锈蚀。
5)洗孔
将加工好的锚杆及注浆管缓慢下入孔内,遇阻力应活动锚杆且转动锚杆方向,锚杆下到孔底后,用水泵通过注浆管向孔底注入清水,清洗孔壁泥皮,如孔内泥浆较多,则采用高压洗孔,即“气水排渣法”,在孔内放满清水,用高压风压出,清洗孔内沉渣和泥浆,使孔内通畅,孔壁光滑。
6)注浆
注浆采用32.5R普通硅酸盐水泥的纯水泥浆,水灰比为0.50~0.55,注浆设备采用BW-150型注浆泵。注浆体强度不低于20 Mpa。采用一次注浆工艺,注浆压力0.5 Mpa。
7)挂网焊加强筋
挂网前应将支护段边坡人工修平整,使边坡角度、平整度、施工位置符合设计要求。钢筋网采用φ6钢筋,绑扎连接,网格间距200mm×200mm,钢筋网不可接触土壁,距土壁有不少于50mm的距离,以保证一定的保护层厚。土方开挖时如遇到较差土质,应局部加密钢筋网。钢筋网外设φ16加强筋,加强筋与锚杆焊接,并外加锚头。
8)、喷射混凝土
①喷射前请监理工程师验收钢筋网加强筋的焊接及边坡边线,合格后可进行喷混凝土,视土层实际情况也可分两次喷混凝土,即开控后立即喷一层5cm厚混凝土,编网后再复喷至设计厚度,土层较好的边坡可编网后一次喷成。
②混凝土喷射厚度为80mm,强度为C20。为确保喷射混凝土面层厚度均匀,可在喷射前作出尺寸标志以控制喷层厚度。
③喷混凝土完成后至少应养护七天,可采用喷水,织物覆盖浇水养护。
④喷射混凝土的粗骨料最大料径不大于15mm,配合比以实验结果为准,水灰比不大于0.45,空压机风量不宜小于9立方米/min左右,喷头水压不应小于0.15Mpa。
喷锚施工参照《锚杆喷射混凝土技术规范》(GBJ86-85)和《建筑基坑支护技术规程JGJ120-99》。
2.3人工挖孔桩及内支撑立柱
2.3.1操作工艺
挖桩施工工序:场地平整放线、定桩位挖第一节桩孔土方支模浇灌第一节混凝土护壁在护壁上第二次投测标高及桩位十字轴线安装活动井盖、垂直运输架吊土桶、排水、照明设施等第二节桩身挖土清理桩孔四壁,校核桩孔垂直度和直径拆上节模板,支第二节模板,浇灌第二节护壁重复循环作业至设计深度,检查后进行扩底或终孔(通知甲方、设计单位、质监部门,监理对孔底岩样进行鉴定,经鉴定符合要求后,才进行扩底或终孔)清理虚土,排除积水,检查尺寸和持力层吊放钢筋笼就位或桩内绑扎钢筋笼灌筑桩芯混凝土桩头蓄水养护。
2.3.2人工挖孔桩质量检验标准见下表1
2.4冠梁及内支撑施工
冠梁施工方法同一般混凝土施工方法一样。支护桩完成后,采用机械与人工开挖冠梁基坑,凿除超灌部分的混凝土至桩顶设计标高,支模,绑扎钢筋,安装预埋件和预埋柱筋,便可浇灌混凝土冠梁。
2.5土方工程
2.5.1土方开挖
本工程土方可考虑采用机械开挖与人工修整办法施工。基坑支护与土方开挖应相互协调配合,土方开挖与基坑支护同时施工,同时完工。
2.5.2基坑内、外排水措施
由于本工程土层中地下水较高,因此施工中采用明沟排水法,在土方开挖时,局部挖几个集水井,基坑内集水井井内积水由潜水泵抽出。
土方开挖阶段的排水沟在基坑内和基坑外分别设置。坑外排水沟在土方开挖前设置,沿基坑四周设置300×300mm的排水沟,并在每隔25米左右设置1000×1000×1000mm的集水井,排水沟和集水井采用砖砌,基坑内随土方向下开挖在基坑四周设置简易排水沟和简易集水井,随挖随设。土方全部开挖后,将简易排水沟及井用砖砌成永久排水沟(至浇灌混凝土底板止),将四周的排水全部疏通,使水排入集水井内,用潜水泵抽至地面排水沟,然后排至市政下水道,使基坑内保持干燥。
3质量保证综合措施
3.1实行全面质量管理,加强施工队伍的质量教育,提高队伍的质量意识,做好施工现场自检、监理机构检测等检查工作。在开工前进行各种原材料试验、配合比试验,并以试验指导施工,严格按照设计及有关规范要求进行施工。
3.2建筑材料是保证工程质量的必要条件。钢筋、钢管采用“国标”产品,水泥、砂、石材料严格按规范进行试验,合格后才购买使用。所有建筑材料均有检验、试验报告,同时,监理批准后方可使用。钢筋、钢管焊接严格按有关规范进行。
3.3对于工程施工中出现的技术问题或突发问题,现场施工负责人应及时通知有关各方进行研究和解决,诚恳的接受监督、检查和指导,以提高工程质量。
3.4开工前,对有关人员进行技术交底。现场技术人员必须进行旁站施工,及时发现问题并及时加以解决。
4结语
摘要:下文主要结合相关工作经验,简要分析了目前深基坑支护存在的一些基本安全问题,提出了深基坑支护在施工中必须要注意的事项以及预防措施。
关键词:深基坑支护;质量控制
1 目前深基坑支护存在的问题
1.1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,很难准确计算出支护结构的实际受力。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。土力学试验数据表明:内磨擦角值相差5°,其产生的主动土压力不同;原土体的内凝聚力与开挖后土体的内凝聚力,则差别更大。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择也有很大影响。
1.2 基坑土体的取样具有不完全性。
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内,按国家规范的要求进行钻探取样。为减少勘探的工作量和降低工程造价,不可能钻孔过多。因此,所取得的土样具有一定的随机性和不完全性。但是,地质构造是极其复杂、多变的、取得的土样不可能全面反映土层的真实性。因此,支护结构的设计也就不一定完全符合实际的地质情况。
1.3 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边小。深基坑边坡的失稳,常常以长边的居中位置发生。这足以说时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。
1.4 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。工程实践证明,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。
2 深基坑支护方案设计及施工中的注意事项
2.1 彻底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,收集了施工过程当中的一些技术数据,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,多数是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。这是设计人员需要加强科研攻关的方向。
2.2 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,而且还要看其是否产生环境问题,关键在于其变形大小。鉴于上述实际,在建立新的变形控制设计法时,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问题。
2.3 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,我国至今尚未进行科学系统的试验研究。一些支护结构工程成功了,也讲不出具体功之处;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,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。
2.4 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复杂。所以,建立新型支护结构的计算方法,已成为深基坑工程技术的当务之急。
关键词:深基坑支护施工技术质量控制
中图分类号:TU74文献标识码: A 文章编号:
近年来,随着我国经济建设的不断发展,城市中的高层建筑不断增多。深基坑施工是高层建筑施工中比较重要的分项工程,而深基坑的支护结构则是确保基坑顺利施工的前提和基础。因此,必须对深基坑支护施工的质量进行控制。本文结合工程实际,对深基坑支护施工及质量控制谈一些看法。
一、工程概况
某高层建筑呈南北走向,建筑结构南北长约104.9米,东西宽约41米。本工程内基坑坑口总长114.9m,宽51m,深约12.45m,支护工程安全等级为一级。
1、基坑支护施工工艺流程:施工准备开挖清理边坡孔位布点成孔安设土钉钢筋(钢管)注浆铺设钢筋网喷射混凝土面层开挖下一步。
2、主要技术参数:(1)土钉孔径120MM,孔内注浆体强度等级M15;(2)钻孔深度(自上而下):7.5米、9米、10.5米、9米、7.5米、7米、6米。(3)钻孔间距:水平间距1.5m,竖向间距1.5m;(4)土钉锚杆:HRB335热轧带肋钢筋直径20(5)土钉布置形式:三角梅花形;(6)网片钢筋:直径6.5,间距250mm;(7)喷射混凝土强度等级:C20;(8)喷射混凝土厚度:80mm;(9)坡顶混凝土:外延1.5m,做好护坡顶排水。
二、施工技术要点
1、准备工作
(1)认真学习规范,熟悉设计图纸,以书面形式让甲方出据地下障碍物、管线位置图,了解工程的质量要求以及施工中的监控内容,编写施工方案。
(2)施工前应确定基坑开挖线、轴线定位点、水准基点、变形观测点等,并在设置后加以妥善保护。
(3)组织项目管理部及专业施工队伍,对施工人员进行班前技术、安全交底,并完成上报审批程序。
(4)按照施工方案选择施工机具与工艺,井检查设备运转情况,安排现场水、电、照明及施工工作面,材料进场后做好原材料的检验与混凝土、水泥浆的试配。
2、开挖施工技术要点
(1)土钉墙支护应按施工方案规定的分层开挖深度按作业顺序施工,在完成上层作业面的土钉与喷射混凝土以前,不得进行下一层深度的开挖。
(2)当用机械进行土方作业时,严禁边壁出现超挖或造成边壁土体松动。。
(3)支护分层开挖深度和施工的作业顺序应保证修整后的边坡能在规定的时间内保持自立并在限定的时间内完成支护。应尽量缩短边壁土体的时间,对于自稳能力差的土体如高含水量的粘性土和无天然粘结力的砂土必须立即进行支护。
(4)为防止基坑边坡的土体发生塌陷,对于易坍塌的土体因地制宜采用相应措施。
(5)开挖过程中如遇到土质与原设计有异常情况时应及时进行反馈设计。
3、土钉墙支护施工技术要点
(1)清理边坡。基坑开挖后,基坑的边壁宜采用小型机具或铲锹进行切削清坡,以达到设计规定的坡度。
(2)孔位布点。土钉成孔前,应按设计要求定出孔位并做出标记编号。孔位的允许偏差不大于150mm。
(3)成孔。根据经验及现场试验,采用人工洛阳铲成孔,孔径、孔深、孔距、倾角必须满足设计标准,其误差符合《基坑土钉支护技术规程》CECS96∶97的要求。如出现边坡土体含水量较大,杂填土较厚,松散砂层等情况不宜进行人工成孔时,可采用钢管代替钢筋,利用机械打入土层,钢管上可每隔300mm钻直径8~10mm的出浆孔,梅花形布置,并以∠30角钢呈倒刺状焊于孔边,以防打管时散落土粒堵塞出浆孔,同时增加其抗拔力,钢管前端宜做成锥形,以减少打入时的摩擦阻力。成孔过程中如遇障碍物需调整孔位时,不得影响支护安全,成孔后要进行清孔检查,对塌孔处应及时处理。
(4)置钉及注浆。
①置钉。在直径20mm的Ⅱ级或Ⅲ级钢筋上设置定位架,保证钢筋处于孔中心部位,支架沿钉长的间距为2~3m左右,支架的构造应不妨碍注浆时浆液的自由流动。
②注浆。成孔后应及时将土钉钢筋置入孔中,可采用重力、低压(0.4~0.6MPa)或高压(1~2MPa)方法按配比将水泥浆或砂浆注入孔内。重力注浆以满孔为止,但需1~2次补浆;压力注浆采用二次注浆法(1~2MPa)或高压注浆法按配比将水泥浆或砂浆注入孔内。重力注、浆以满孔为止,但需1~2次补浆;压力注浆采用二次注浆法,并在钻孔口设置止浆塞和排气孔;注浆导管应先插入孔底,以低压注浆,同时将导管以匀速缓慢撤出,导管的出浆口应始终处在孔中浆体的表面以下,保证孔中气体能全部逸出。导管离孔口0.5~lm时高压注满,并保持高压3~5min;采用钢管时应使用高压注浆,注满后及时封堵,让压力缓慢扩散;注浆时需加入早强剂和膨胀剂以提高注浆体早期强度和增大其与孔壁土体的摩擦力。
(5)铺设钢筋网片。钢筋网片用直径6.5mm盘条钢筋焊接或绑扎而成,网格尺寸250mm。在喷射混凝土之前,面层内的钢筋网片应牢固固定在边壁上并符合规定要求的保护层厚度。钢筋网片可用插人土中的钢筋固定,在混凝土喷射下应不出现振动。
(6)喷射混凝土面层。
①喷射混凝土时喷射顺序应自下而上,喷头与受喷面距离宜控制在0.8~1.5m范围内,射流方向垂直指向喷射面,在钢筋部位应先喷钢筋后方,然后再喷填钢筋前方,防止在钢筋背面出现空隙。也可在铺设钢筋网片之前初喷一次,铺设网片之后再进行复喷,一次喷射厚度不宜小于40mm,喷射混凝土前应先向边壁土层喷水润湿;喷射时应加入速凝剂以提高混凝土的凝结速度,防止混凝土塌落。
②为保证喷射混凝土的厚度,可用插入土内用以固定钢筋网片的钢筋作为标志加以控制。每次喷射厚度宜为40~50mm。继续进行下步喷射混凝土作业时,应仔细清除预留施工缝接合面上的浮浆层和松散碎屑,并喷水使之潮湿,为使施工缝搭接方便,每层下部300mm可喷成45°的斜面形状。
③喷射混凝土终凝后2h,应根据当地条件,采取连续喷水养护5~7d。
④土钉墙支护最下一步的喷混凝土面层宜插入基坑底部以下,深度不小于0.2m,在基坑顶部设置宽度为1.5m的喷混凝土护顶。
(7)排水系统施工。
①土钉墙支护宜在排除地下水的条件下施工,应采取的排水措施包括地表排水,支护内部排水,以及基坑排水,以避免土体处于饱和状态并减轻作用于面层上的静水压力。
②基坑顶部四周可做散水和排水沟,坑内应设置排水沟和集水坑,并与边壁保留1.5m的距离,集水坑内积水应及时抽出。具体明排水做法见开挖图8雨季施工措施
三、施工质量控制
1、开挖工程施工质量控制措施
(1)基坑开挖严格按编制的基坑开挖方案组织施工,分层分段开挖。
关键词:深基坑;支护;质量控制
Abstract: With the rapid development of economic construction, large high-rise buildings have emerged in the city. In order to ensure the stability of the building, the building foundation must meet a buried embedded requirements, building height is high, the buried depth is deep. Wall of deep foundation pit is required not only to guarantee the operation safety, but also to prevent the foundation and soil movement. This paper taking the actual project as the example, the deep foundation pit support for quality control in the process of carefully researched.
Key words: deep foundation; pit support; quality control
中图分类号: TV551.4
前言:近年来,随着大批的高层和超高层建筑的建设,开发商为提高建筑用地率,加之国家有关规范对基础埋置深度和人防工程的要求,多层、高层、超高层建筑地下室的设计必不可少,有的地下建筑甚至有三四层,深的达十多米,于是,地下建筑开挖时的深基坑支护成为一个必要的施工过程。但由于深基坑支护为临时建筑,不在建筑主体施工的范围内,为节省投资、降低成本及加快进度,业主、施工单位往往只强调基坑支护施工的临时性,而忽略了基坑支护施工的重要性、复杂性及风险性,认为只要基础工程完成时,基坑支护未垮掉便解决问题,有的施工单位甚至认为挖一个大坑、简单地处理一下坑壁即可,致使深基坑施工时安全质量事故时有发生,不仅延误了工期,还造成了巨大的经济损失。
一、工程简介
某商住楼基坑平面尺寸122.4×71.5米,周长442米,开挖深度12.6~18.1米,属一级深基坑。基坑北邻田贝二路,东邻翠竹路主干道,开挖范围占用了部分道路用地,紧邻基坑边设有供水、排水、电缆、煤气、通讯光缆等大量市政管线,西侧为住宅小区,南侧也是住宅小区,小区居民楼紧邻基坑边,距离最近处不到5米,周边环境非常复杂,安全性要求极高,必须进行全过程的质量、安全控制,全力确保基坑及周边居民建筑、城市道路的安全。
二、质量监控的重点和难点分析
基坑施工过程对周边道路、居民楼造成影响;地下水位下降可能引起周边建筑、道路及市政管线下沉、拉裂;本项目属旧改项目,地质条件复杂,地下旧基础较多,施工难度大;施工场地狭窄;支护桩及锚索为地下隐蔽工程,影响因素多,质量难控制;基坑监测期长:对基坑及周边环境在土方开挖至地下室回填长约一年时间内,需定期进行沉降、水平位移、地下水位、土体深层测斜、支护桩内力、锚索应力等六项监测。地面沉降容许值为0.2%H,基坑水平位移容许值为0.25%H。
三、施工准备阶段的控制要点
1、设计管理
设计方案的合理性是直接影响深基坑支护工程成败的关键因素,一个成功的深基坑支护设计方案应当经济合理、安全可靠、施工技术可行。在我国,深基坑的出现较晚,深基坑支护设计日趋成熟,但设计参数众多,地质不明因素的影响,使设计工作的难度加大。据2000年的资料统计,在基坑工程施工质量事故中,由于设计原因造成的事故占总数的43%。设计原因主要表现在:无证挂单设计、盲目设计、参数取值错误、地下水处理方法失误、支护方案选择不当等。要改变这种状况,首先,设计人员应具有较强力学知识(理论、材料、结构、流体、土力学)和地基与基础等多学科的知识,又要有丰富边坡支护设计经验,熟悉当地的水文地质状况和特点,在结合建筑及周围环境特点的基础上,设计出经济合理的深基坑支护方案。其次,工程人员在施工前应对方案进行认真审核,理解设计意图,及时与设计人员沟通以掌握方案,在施工组织时,使各个组成部分、各道工序协调有序。再次,业主方应了解深基坑支护的重要性,选择有经验的设计单位设计支护方案。
2、施工专项方案审定
施工专项方案是具体指导施工的重要文件。但在目前,有些施工单位往往是照搬他人的方案;有的虽说是按具体工程的实际情况编制的,但控制要点不具体,措施针对性不强,基本上无指导意义。因此,监理工程师应认真审核施工单位提交的专项方案,对不能满足施工要求的,坚决要求其修改完善后按程序申报,特别复杂的方案可组织专家汇审,待总监审批后方能实施。审核内容主要有:施工平面图、基坑的支护方式、基坑开挖方式、降水措施、施工工期、监测布置的合理性等。
四、现场施工关键环节进行全过程质量控制
本工程支护桩最长24.1米,本地块为山坡地形,地质复杂,地质土层软硬不一,岩面起伏变化大,支护桩在施工过程中极易偏位,项目部与监理对支护桩轴线进行多次复核检查后才开孔,并施工过程中随时进行校核、纠偏,防止偏桩、斜桩、分叉,保证桩间咬合尺寸。项目部与监理共同对每根桩进行终孔验收,控制桩长必须达设计深度,监理在浇注桩砼过程进行旁站,控制支护桩浇筑质量。
旋喷桩、搅拌桩施工质量控制:三管旋喷桩施工前先做工艺性试桩,以确定各项施工技术参数,如钻进深度、输浆量、水灰比、掺入量、搅拌轴转速和提升速度等;施工中检查水压、气压是否达到设计值,水泥溢浆量是否正常;搅拌桩严格控制水泥用量达到设计值,控制钻杆提升速度,保证搅拌均匀等。
预应力锚索是保障基坑安全的最重要受力构件,其中压力注浆又是保证预应力锚索抗拔力的关键工序,项目部和监理对锚索钻孔角度、深度、清孔质量进行跟踪控制,遇碎石层及砂层等易塌孔土层,要求采用套管跟进钻进成孔:对锚索的制作长度、根数进行逐根检查,对锚索一次注浆、二次注浆进行全过程旁站,要求水泥浆搅拌均匀,随搅随用、连续灌注,观察溢浆情况,对每根锚索的水泥浆配比、注浆压力、注浆量进行监督,并进行详细、准确的记录。现场实际表明,锚索成孔干钻法比湿钻法更容易达到设计张拉强度,锚索注浆后养护约10天能够达到张拉要求。全程跟踪监控预应力锚索张拉过程及检测过程,要求逐级加载,每级稳定5分钟后再进行下一级的加载,对每根锚索加载过程、张拉力、位移等过程做详细记录,确保每根锚索都能达到设计要求。
五、深基坑周围土体止水效果的控制
在地下水位较高的地区,地下水对深基坑工程施工带来的危险程度是相当高的。地下水的来源一般为上层滞水、潜水、承压水、雨水及基坑周围的渗漏管道水,由于水的来源复杂,枯水期和丰水期水位变化的影响,在制定止水方案时应从深基坑工程的防水、降水和排水3个方面考虑,根据地质勘察部门提供的地质资料,深入分析地下水的成因,了解深基坑周围环境,对周边有建筑基坑,宜采用以堵为主,抽水为辅,否则会导致基坑周围土体与水体的流失,使建筑物不均匀沉陷,甚至发生坑底流沙、管涌等现象,增大了处理难度,拖延了工期,反之,以降水为主。
止水帷幕是高水位地区深基坑支护工程中常用的止水措施,其施工方法主要有高压喷射注浆法、浆喷深层搅拌法、粉喷深层搅拌法和压力注浆法等。采用浆喷深层搅拌法进行止水帷幕止水施工时,如果止水帷幕的搅拌桩成桩质量不好,深基坑开挖后会出现渗水较多的现象。若此时再采用灌浆的方法进行处理,则延误工期、增加造价。因此,在该类止水帷幕施工时要注意以下几点:
1、保证桩体质量。确定合理的水泥浆掺加量,保证桩体搅拌均匀、桩长达到设计深度,避免桩头出现搅而无浆的情况,特别是在土层情况变异较大的地区,因搅拌桩的桩径不易控制,容易导致止水失效。
2、保证桩的搭接长度和密实度,杜绝空洞、蜂窝及桩头开叉的现象。
3、不得随意在基坑支护结构上开口,否则会影响支护结构的安全,也破坏了止水帷幕,导致地下水的渗入。
六、突发事件的处理
建筑施工是一个投资大、周期长、参与人员多的过程,施工过程中会发生许多不可预见的事件。对于基坑支护结构的施工,更要做好应对突发事件的技术准备。常见的突发事件有:基坑内管涌、流沙;基坑支护局部出现成因不明的裂缝、沉降;气象异常,出现持续多日的狂风暴雨;相邻工地施工的影响,如降水、打桩、开挖土方;地下障碍物妨碍基坑支护结构或止水帷幕的施工等等。事件发生后,及时启动应急预案,并会同相关单位研究解决办法。
参考文献:
【1】朱嘉旺,谢昊.大型深基坑支护、降水工程的施工质量控制要点[J].金陵科技学院学报,2007,23(2):41-44.
关键词: 深基坑;施工监理;验收
深基坑工程是指工程开挖深度超过5m(含5m),或深度虽未超过5m(含5m),但地质条件和周围环境及地下管线极其复杂或影响毗邻建筑(构筑)物安全的土方开挖、支护、降水工程。随着我国经济建设的迅猛发展,各个城区的大型和超高层建筑大量涌现,地下空间的开发利用也越来越普遍。作为基础施工的基坑支护工程也呈现出窄(场地狭窄)、近(离周围建筑物近)、深(越来越深)、大(规模和尺寸大)等特点。目前我国大中城市地下室二、三层的高层建筑层出不穷,基坑深度基本都超过10m。
基坑支护工程一般情况下均为临时性构筑物,其作用主要体会在以下三个方面:一是,保证基坑四周边坡的稳定性,满足地下室施工有足够的空间要求;二是,保证基坑四周相邻建(构)筑物,地下管线在基础施工期间不受损害;三是,保证基础工程施工作业在地下水位以上。
实施单位和检查单位需注意的控制事项:
充分掌握场地条件(工程地质、水文地质、建筑物、市政设施等)。设计计算不得漏项。在施工阶段应与勘察报告比较,认定是否符合地质条件,并及时根据情况修改设计。
2 施工方案的专家审查和修改程序
3 相关文件的论证、审查管理
3.1 方案的审批、论证情况
检查方案的编制、审核、审批手续是否齐全?是否经过施工单位技术负责人审批签字,(实施施工总承包的,专项方案应当由总承包单位技术负责人及相关专业承包单位技术负责人签字)并加盖公司一级图章?检查是否有书面基坑支护专项施工方案专家论证意见书以及专家论证意见书提出的问题是否有对论证的回复?是否在方案中得到修改?
3.2 设计文件的审查
基坑支护结构针对不同现场情况,不同的开挖深度综合采用放坡、土钉墙、排桩或地下连续墙等结构形式。基坑支护设计文件的审查主要由专家组进行,作为监理重点审查:基坑周围环境条件是否与现场情况吻合?其设计参数是否考虑了施工时塔基位置与材料堆场、运输车道等的影响?施工图的完整性、准确性。
设计说明:设计使用时间限定,周围环境设计条件及需要说明的其它事项。
基坑周边环境图:建(构)筑物的平面分布、尺寸、基底埋深、使用状况等。道路与基坑之间的平面关系,尺寸、地下管线的用途、材质、管径尺寸、埋深等。
基坑支护平面布置图:支护桩平面布置应标明桩的编号、桩径、桩间距及平面位置,桩中心线与建筑物边轴线及基础承台或地板外边线的位置关系;锚杆平面布置应标明锚杆编号、锚杆间距及平面位置;基坑支护结构立面图:排桩立面图标明排桩的布置、冠梁标高、冠梁与上部结构的关系(如土钉墙、砖墙),锚杆布置及其标高等;土钉墙立面图标明面层钢筋网、加强筋、土钉的间距及连接方式。
基坑支护结构剖面图及局部大样图:基坑支护结构剖面图应标明自然地面标高、槽底标高、桩顶、桩底标高、周围建筑物管线等情况;支护桩的竖向、横向截面配筋图,配筋图应标明配筋数量、钢筋布置形式、钢筋规格、级别、保护层厚度等;锚杆剖面图标明锚杆设置标高,锚杆自由段、锚固段长度及总长、锚杆直径、倾角及杆体材料、数量、锚杆与连梁或压板的连接等;锚杆施工说明应对锚杆浆体材料、配比、浆体设计强度、注浆压力及受拉承载力设计值等加以说明,对锚杆的基本试验及验收提出具体要求;土钉剖面图标明自然地面标高、边坡开挖坡率、各层土钉设置标高、各层土钉直径、长度、倾角、杆体材料及面层混凝土强度、厚度等;土钉与面板连接大样图应采用可靠的连接构造形式,依据土钉受力大小,土钉宜采用“”字型或“L”型焊接,或其它可靠连接形式。
基坑降水平面布置图:标明井的类型、编号、井间距、排水系统及供电系统布设等。
降水井、观测井构造大样图:降水井及观测井结构图标明井的直径,实管、滤水管的长度,井的深度,滤料、过滤网、膨润土的回填深度和标高。
3.3 基坑支护专项施工方案编制内容的审查
3.3.1 方案内容是否完整
基坑支护专项施工方案包括以下内容:
工程概况:地下室结构概述,工程地质、水文地质条件(特别是不良地质反映),周围环境情况,特别要说明需关注的建筑物、地下管线等的状态。
基坑支护设计概况:基坑支护设计方案、降水方案,支护设计对施工提出的特殊要求。
编制的依据,基坑工程的难点、重点和关键点,施工组织管理结构、人员配备等。
资源配置计划:机械设备的配置、劳动力的配置、专职安全生活管理人员、特种作业人员配置、材料配置、监测仪器的配置。
总体施工布置:施工准备工作,总体施工顺序(各工序交叉施工顺序),施工进度计划。
施工方法及技术措施、技术参数、工艺流程、施工方法、检查验收、基坑支护监测、危险源辨别及应急预案等。
工程质量保证措施:质量保证体系、关键工艺或工序质量保证措施、材料设备保证措施、计算书及相关图纸。
3.3.2 基坑支护结构施工的质量控制点描述是否清楚、准确地表水控制要求,地下水控制施工工艺及质量标准;土钉墙、护坡桩、锚杆等工艺流程及质量标准;材料质量及其控制措施;人员、机械设备的组织管理;季节性施工的技术措施;需特殊处理的工艺及技术措施。
3.3.3 应急预案
应急预案是方案中及其重要的部分,方案中要有对危险源的辨识,可能发生的险情以及针对各种险情采取的应急措施。还应有应急领导小组成员名单及分工,应急抢险材料、物质、机械设备的准备要求等。
3.4 基坑土方开挖施工方案的审查
深基坑工程应编制专项的基坑土方开挖施工方案。
是否满足支护结构设计要求?
是否考虑了地质条件、气候条件、周围环境、施工工期的要求?方案应详细说明土方开挖的平面流向,分层分段情况,出土口的布置,机械设备的配备,对工程桩及支护结构的保护措施及深浅基坑高低跨处的处理,出口坡道处的处理等。
4 施工过程中的监控重点
4.1 排桩施工
灌注桩的排桩宜采用隔桩施工的成桩顺序,并应在灌注桩混凝土24h后进行临桩成孔施工。
当不承受垂直荷载时,要求桩底沉渣厚度不宜超过200mm,当兼作承重结构时,桩底沉渣按《建筑桩基技术规范》JGJ94的有关要求执行。
非均匀配筋排桩的钢筋笼在绑扎、吊装和埋设时,应保证钢筋笼的安装方向和设计方向一致。
冠梁施工前,应将支护柱柱顶浮浆凿除并清理干净,桩顶上露出的钢筋长度应符合设计要求。
锚固段强度应大于15MPa并达到设计强度的75%后方可进行张拉。
锚杆张拉顺序应考虑对邻近锚杆的影响。
4.2 土钉墙施工
上层土钉注浆体及喷射混凝土面层达到设计强度的70%后方可开挖下层土方及进行下层土钉施工。
基坑开挖和土钉墙的施工应按设计要求自上而下分段分层进行。在机械开挖后,应辅以人工修整坡面,坡面平整度的允许偏差宜为±20mm,在坡面喷射混凝土前,应清除坡面虚土。
注浆时,注浆管应插至距孔底250~500mm处,在孔口部位宜设置止浆塞及排气管,并应及时补浆。
喷射作业时,应分段分片依次进行,同一分段内喷射顺序应自下而上,一次喷射厚度宜为40~70mm。
喷射混凝土终凝2h后,应喷水养护,养护时间一般为3~7天。
4.3 土方开挖
开挖前,要注意保护测量坐标、水准点以及监测埋设的仪器与元件,严禁在开挖过程中碰撞、损坏支护结构、工程桩和止水帷幕、降排水设施。对周围的电讯、电缆、煤气、供排水管道等地下设施,必须采取可靠的保护措施,防止碰撞而造成事故。
支护体系混凝土未达到70%设计强度前,不得开始基坑土方开挖。
根据工程桩的断面、配筋与场地土质等因素,严格限制开挖平台间高差,以防土的侧压力导致工程桩的倾斜。
5 支护结构的验收
5.1 锚杆及土钉墙的验收
5.1.1 监理验收资料
锚杆或土钉墙竣工图,锚杆或土钉锁定力测试报告;锚杆或土钉注浆浆体强度试验报告;锚杆或土钉墙施工记录(锚杆或土钉位置、钻杆直径、深度和角度、锚杆或土钉插入长度、注浆配比、压力及注浆量、喷锚墙面厚度等)。
5.1.2 监理验收要求
5.1.2.1 主控项目
锚杆(土钉)长度:材料进场时用钢尺量,全数检查,合格标准为不应小于设计长度。
锚杆锁定力:现场用千斤顶做拉拔试验,试验数量:土钉不宜少于土钉总数的1%,且不少于3根;锚杆为锚杆总数的5%,且不少于3根。合格标准:极限承载力平均值应不小于设计采用值,最小值应大于设计值的0.9倍。
5.1.2.2 一般项目
锚杆或土钉位置:每排锚杆或土钉抽验10%,现场拉线后用钢尺量,控制在±100mm范围内。
钻孔倾斜度:测钻机倾角或测土钉台座与墙面倾角,定位时全数测,合格标准为倾斜角度误差为±2度。
浆体强度:每天留一组试块,试样送检,查试块试验报告。
注浆量:检查压浆泵流量计,每孔注浆量应大于理论计算浆量。
土钉墙面厚度:钻孔检查,数量宜为每100mm2取一组,每组不少于3个点。合格条件:全部检查孔处厚度的平均值应大于设计厚度,最小厚度不小于设计厚度的80%,并不应小于50mm。
5.2 排桩的验收
5.2.1 监理验收资料
排桩的竣工图,桩体混凝土强度试验报告,桩的原材料(水泥、砂石、钢筋)检验报告,排桩的施工记录(桩位置、直径、深度、混凝土浇筑)。
当根据低应变动测法判定的桩缺陷可能影响桩的水平承载力时,应采用钻芯法补充检测,检测数量不宜少于总桩数的2%,且不得少于3根。
5.2.2 监理验收的要求
5.2.2.1 主控项目
桩位:定位验收时要求桩位偏差不宜大于50mm。
孔深:成孔后验收,要求不少于设计桩长。
桩体质量检验:查检测报告。
混凝土强度:查试验报告。
5.2.2.2 一般项目
按混凝土灌注桩质量检验标准执行。
6 基坑监测
基坑开挖必定会引起临近基坑周围土体的变形,而且土体的变形是不均匀的,愈接近基坑中心的位置变形愈大,可明显观测到基坑开挖影响的范围约为开挖深度的1.5~2.0倍。通过监测成果预估基坑开挖对周围环境的影响;对于监测成果分析,检验支护体系设计理论和方法的可靠性,为进一步改进设计计算方法提供依据。
6.1 基坑监测项目选择及测试方法
6.2 巡检
在支护结构施工、基坑开挖期间以及支护结构使用期间,应对支护结构和周边环境的状况随时进行巡检。现场巡检时应检查有无下列现象及其发展情况:
基坑周边超堆荷载;基坑外地面和道路开裂、沉陷;基坑周边建筑物开裂、倾斜;支撑构件变形、开裂;土钉墙土钉滑脱,土钉墙面层开裂和错动;基坑侧壁和止水帷幕渗水、漏水、流砂等;降水井抽水不正常,基坑坡顶、坡面、坡脚排水不通畅。现场每日的巡检结果要有记录。
6.3 第三方基坑监测
应委托具有资质的专业化单位作为第三方,进行基坑监测。
6.4 报警情况
基坑监测数据、现场巡检结果应及时整理和反馈。当出现下列危险征兆时,应立即报警:
支护结构位移达到设计规定的位移限值,具有继续增长的趋势;支护结构位移速率增长且不收敛;支护结构出现影响整体结构安全性的损坏;基坑出现局部坍塌;开挖面出现隆起现象;基坑出现流土、管涌现象。
7 结语
关键词:工程监理、深基坑支护、质量控制
Abstract: along with the rapid economic development, the engineering construction around in the unceasing development, all kinds of large high-rise buildings are constantly emerging, resulting in the construction of the construction quality and safety of the importance of the problem is self-evident. This paper engineering supervision how well the deep foundation pit bracing engineering quality control puts forward some thought and Suggestions for supervision engineer to do the quality control work to provide the reference.
Keywords: engineering supervision, deep foundation pit supporting, quality control
中图分类号:O213.1文献标识码:A 文章编号:
随着越来越多的高层建筑的建设,深基坑支护的工作已经成为高层建筑建设的重要步骤。工程师在进行施工的工程监理时,要深入的了解施工现场的情况,具体问题要具体分析,对于施工的过程进行很好的控制,才能做好深基坑工程的质量控制。
这里先介绍下什么是深基坑支护工程
1、 深基坑支护
深基坑工作是指工程进行施工时相对应地平线的开挖深度大于或者等于5米,或者虽然深度没有大于或者等于5米,但是由于自身的土地、环境等因素而影响施工安全的工程。深基坑支护是指在进行高层建筑的工程中,为了保证高层建筑的地下结构的安全和施工过程中的安全,对深基坑以及其周边所采取保证安全的措施。深基坑支护的工作的重要性是不言而喻的,它不仅直接关系到工程建筑的质量性和安全性,还关系到人的生命安全问题,所以在进行深基坑支护时严格按照国家的明文规定,做好深基坑支护工程的工作。
2、 工程监理质量控制
为了做好质量控制的工作,工程监理师应该做好以下几点的工作。
(一)、对工程进行事前控制
在进行高层建筑的施工前,应该做好足够的事前准备工作。工程监理师应该是施工前仔细的勘察好施工工地以及其周边环境的具体情况,结合当地的具体情况,尽可能的找到施工规划中的漏洞和不足,严格严密的审查深基坑支护工程的施工方案。对于有关于施工和支护工程的单位或者企业,要对于其工作业绩和施工质量进行严格的审查,对于施工人员、主要的技术负责人和管理人员进行严格的要求,只有符合要求的施工单位和人员才能进入施工现场。
根据实际情况编制深基坑支护工程的整体规划和具体实施规则,是做好深基坑支护工程必须的工作,规则不仅要具有科学性、合理性,还应和自身的具体情况相符合,要具有针对性,对于可能出现的危险要有很好的预判和防范。只有做好施工工程的事前控制工作,才能为做好工程监理的质量控制打下坚实的基础和做好良好的铺垫,是做好深基坑支护工程的良好的开端。
(二)、施工现场的质量控制
施工现场的质量控制,是工程监理师进行深基坑支护工程的质量控制的关键和主要部分。工程监理师在进行质量控制时,要抓住质量控制的工作要点,从关键点入手,做好施工现场的工作要点。比如在进行土层锚杆施工时,由于其工作的程序复杂,需要进行检测和旁站的部分也较大,因此在土层锚杆时应以旁站为主,而在检测和验收时应以检验质量为主,抓住了工作要点,进行质量控制的工作就会事半功倍。
对于施工材料的质量方面要进行严格的把关,施工材料的质量是直接影响到深基坑支护工程的质量问题,所以对于水泥、钢筋等主要的施工材料要严格按照施工规则的要求进行采购。在施工过程中的质量控制,是贯穿整个施工过程的工作,需要各个部门、各个阶层的协调合作,是进行深基坑支护工程的关键,是工程监理师的中心工作。
(三)、对深基坑支护工程的检测工作
对于深基坑工程的检测要从施工的开始到结束持续的进行,对工程的质量性和安全性随时的给出准确的监测结果,根据检测的结果中出现的问题来制定对策进行相应的改变。对于深基坑的监测包括土层监测、水位监测和周边环境的监测等有关质量安全的方面,如果监测结果达到了预测中的警报值,要迅速的通知相关部门加以解决。检测工作不仅包括对于质量性和安全性的监测,还包括对于紧急情况的预防措施和应对措施。施工过程中会出现各种各样的情况,如土层会出现裂缝,地下渗水,以及由于天气原因连降大雨等情况,这样就要对深基坑进行全面的检测,以便能够及时的发现安全隐患并采取相应的应对措施。
对于常见的安全问题问题的处理是长久以来人们总结处理的经验和教训,但是每个施工工地的情况都不会是一样的,这样就要求工程监理师能够很好的结合施工的现场,找到最科学合理的解决方案。对深基坑支护工程的检测是工程监理师能够很好的进行质量控制的保障。
(四)、对深基坑支护工程建设的控制
对深基坑支护工程建设的控制包括对于工程建设的原材料的质量控制,对施工步骤要严格按照预定计划进行的控制,对深基坑支护工程建设中对环境和自然的平衡的控制,对施工人员进行文明施工的控制等等。对工程建设要实现科学、文明的管理,严谨深基坑支护建设中出现偷工减料、面子工程的出现,对于土层出现的情况和问题要有相应的专业人员进行检测和处理,施工安全问题和质量问题是施工单位应该首要关注的方面。
(五)、对各个部门的工作的协调
工程监理师在进行质量控制的工作时,要注意协调各个部门、各个单位的工作,因为施工过程中的各个部门、各个单位所代表或者谋求的利益是不尽相同的,既有各自的利益,又有整体的利益。合理的运用规范的约束力量,使各个部门、各个单位的施工工作能够协调进行,才能为深基坑支护工程的建设乃至整个工程的建设创造出一个积极向上的良好环境。要做好质量控制工作,需要各个部门、各个单位的共同努力。
结语:目前在我国,随着经济的发展和房地产行业的继续火热,全国各地的高层建设在大量涌现,因此做好深基坑支护工程的质量控制不仅是工程监理师的本职工作,还是直接关系到人民大众的工作。
参考文献:
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[2]、王广月,王盛桂. 地基基础施工[M]. 北京,中国水利电力出版社,2001.
[3]、姚谦峰,陈平. 土木工程结构试验[M]. 郑州,中建筑工业出版社,2001.
关键词:高层建筑;深基坑支护;质量
Abstract: The accelerating pace of economic development in China under the background of urbanization ever-increasing level, the construction industry ushered in a new round of development peak, which high-rise building has increasingly become the main trend which was the era mode choice for the design of modern building construction projects. This paper will combine the year’s experience of work practice in high-rise building deep foundation construction technology and quality control support for the focus, the full text of the discourse, for reference.Key words: high-rise buildings; deep foundation pit; quality
中图分类号:TU74文献标识码: A 文章编号:2095-2104(2012)05-0020-02
一、高层建筑深基坑支护的主要形式和技术要求
(一)深基坑支护的主要形式
1.混凝土挡土墙与基底加固相结合的支护。该种形式因其技术含量较低,便于进行施工操作且成本较低等优势为建筑企业所青睐。但随着近几年对高层建筑工程要求的逐年提高,其施工工期长、环境影响较大、基层加固质量难控性高等不足之处也逐步暴露出来。
2.土钉墙支护。该种支护形式以钢结构为主干,结合混凝土面层形成较为坚固的混合土体,其以造价低廉、施工便捷和工艺简单等优点被广泛应用于深基坑支护工程中。
3.复合土钉墙支护。主要是由混凝土搅拌桩等超前支护组成的防渗帷幕,能够有效地解决喷射面与土体的粘结问题,并且具有较好的隔水性。基坑深度一般为 5~10m,比较适合在距离周围建筑物较远且对变形要求较高的基坑中使用。其优点是工期短、成本低、施工工艺简单。
4.喷锚网支护。是一种比较先进的支护形式,比较适合在土质条件较差的地方使用,具有施工灵活、设备简单、支护费用低、对基坑附近建筑物影响程度小等优点。
(二)深基坑支护的技术要求
高层建筑深基坑支护的主要作用是在基坑开挖过程中用以挡土和挡水,并以此来确保基坑开挖施工能够顺利进行,防止由于基坑坍塌对周边建筑、地下管线等造成危害。在高层建筑的支护结构当中一小部分是临时性的,大部分基本都是永久性埋于地下,如地下连续墙等。因此,支护结构不仅应能够确保基础安全,同时还要便于施工、经济合理。高层建筑深基坑支护的基本要求如下:其一,应采用技术先进、结构简单、可靠性高的施工技术,同时还要确保支护体系能起到挡土的作用,以保持基坑边坡的稳定;其二,应确保基坑周围建筑、道路以及地下管线等的安全;其三,基础施工应在地下水位以上进行;其四,经济上应合理,并注意环保和施工安全。
二、高层建筑深基坑支护的施工技术
在高层建筑的深基坑支护中,具体的施工流程一般包括以下几个步骤:
(一)施工前期的准备工作
在进行支护施工之前,需认真对施工现场的标高以及基坑开挖深度进行复核,并对基坑周边的建筑物类型、道路和地下管线等的详细资料进行调查,施工过程中一旦出现与勘查报告及设计要求不符的情况时,必须立即通知相关设计单位进行调整。
(二)支护桩施工
支护桩的施工是整个支护过程中较为重要环节,成桩的质量优劣直接影响整个支护结构的质量,因此,必须对施工过程的主要工序进行严格控制,如成孔、清孔、制作及安放钢筋笼、混凝土的配合比等。
(三)锚杆施工
锚杆是一种较为新型的成拉杆件,其一端与挡土墙进行可靠联结,另一端则锚固于地基的岩石中,主要是利用锚杆与岩石之间的锚固力来承受各种向外的倾覆力。当基坑开挖至锚杆的标高之后,应先进行土层锚杆施工,具体步骤为:钻孔、制作锚头、穿锚索、注浆,浆液通常采用水泥砂浆,注浆结束后,开始安装钢腰梁、台座、垫板、穿外锚具、最后进行张拉锚固,并在现场进行试验,确定锚杆符合设计要求后方可结束。
(四)土方开挖
在基坑土方开挖过程中,一般挖土量都会比较大,尘土会使周围的居民受到一定的影响,所以在开挖过程中,应采用分层开挖的方式进行,这样就可以一边挖一边运,避免了大量的土方堆积。土方开挖的速度应根据对围护结构监测结构的变化而变化,一旦结构发生位移、沉降等异常现象时,需立即停止,并及时查明原因,采取相应的措施进行处理。
三、高层建筑深基坑支护施工的质量控制要点
高层建筑深基坑支护的施工阶段是整个工程中较为关键的阶段,因此,必须对该阶段的质量进行严格控制。
(一)深基坑施工
在高层建筑深基坑工程中,包括许多重要环节,如挖土、防水、挡土及维护等,是一项较为复杂的系统工程,一旦其中任何一个环节出现失误,都将会对整个工程造成影响,严重时还会发生安全事故。因此,施工单位必须严格按照施工流程和有关的技术规范等组织施工,并对重要位置的施工制定详细可行的施工方案,同时还应加强过程控制。例如,在确定土方开挖方案时,需对基坑的地质报告、地下设施以及周边建筑物等实际情况进行详细分析,如果是特殊土体则应精心组织施工,对于软土地区而言,基坑的开挖深度不宜过大;膨胀土地区尽量不要在雨季进行开挖。
(二)深基坑周围土体止水效果的控制
由于地下水对深基坑工程的施工影响较大,因此,在地下水位较高的地区进行深基坑施工,必须制定详细的止水方案。在制定具体的止水方案时,应从防、降、排这三个方面加以考虑,并根据地勘部门提供的详细地质资料,分析地下水的主要成因,同时还应对基坑周围的环境进行深入了解,绝对不能仅靠不间断的抽水来降低水位,不然很有可能造成基坑附近的土体发生流失,致使周边建筑物不均匀沉陷,严重时甚至会发生管涌,不仅增加了处理难度,而且还会延误工期。止水帷幕是深基坑支护中较为常用一种止水措施,为了确保支护工程能够顺利进行,在止水帷幕施工时需注意以下几点:1.确保桩体质量合格;2.确保桩的密实度和搭接长度符合要求,防止桩头开叉、蜂窝、空洞等现象的发生;3.严禁在支护结构上随意开口,否则不仅会使支护结构的安全受到影响,而且还破坏了止水帷幕的效果,地下水则很容易从开口位置渗入。
(三)深基坑支护的信息化管理
深基坑支护信息化管理的主要手段是安排较为专业的施工监测人员对基坑及周围环境进行实时监测,并根据监测到实际情况与预期性状进行对比分析,发现异常情况及时采取相应措施进行处理,确保工程安全。深基坑支护的具体监测内容如下:1.支护结构顶部的水平位移情况;2.支护结构及周围建筑、道路的沉降、裂缝情况;3.基坑底部隆起情况。上诉监测内容除了应每天进行一遍目测之外,还应每隔 10m 左右设置一个观测点,并在基坑开挖后,每隔 3 天左右监测一次,位移较大时可调整为 1 天 1 次。监测到的结果必须能够真实反映被测目标的动态趋势,并绘制变化曲线图。另外,在开挖较深的基坑时,需对支撑的内应力进行测试,当应力值达到设计值的 90%时,应采取必要的防范措施。
(四)突发事件的处理
在高层建筑深基坑支护施工过程中,经常会发生一些不可预见的事件,为了确保支护结构的质量,需制定应急预案。常见的突发事件如下:1.基坑内流沙、管涌;2.支护结构局部出现沉降、裂缝;3.气象异常;4.相邻工地施工的影响;5.地下障碍物妨碍施工正常进行等。上诉突发事件一旦发生后,应及时启动应急预案,并组织有关单位研究解决对策。
结论:
总而言之,随着高层建筑的发展,深基坑支护的难度会越来越来。只有在施工过程中对施工质量进行严格控制,才能确保整体工程的质量。
参考文献:
[1]吴碧桥.唐兵.深圳国际商会中心超高层建筑施工技术[A].第三届中国建设工程质量论坛论文集[C].2009(11)
[2]甘尚琼.深基坑支护设计方案优选问题探讨[A].第二十届全国高层建筑结构学术交流会论文集[C].2008(06)
[3]丁伟祥.黄得建.天津滨海地区软塑地质条件下不同深基坑支护形式设计与施工探讨[A].第五届全国基坑工程学术讨论会论文集[C].2008(10)
关键词:超高层,深基坑,土钉墙支护,质量控制
Abstract: in the modern city construction, the land resource is more and more valuable. In the city by construction process, can get a piece of land that's baby, to make full use of the land, super-tall residential building arises at the historic moment, the foundation also deepen, the technical requirements of the foundation pit supporting also improved. Soil nailing support technology is also able to make full use of, combining with the project examples, this paper mainly discusses super-tall deep foundation soil nailing support quality control.
Keywords: tall, deep foundation pit, soil nailing wall, quality control
中图分类号:TV551.4 文献标识码:A文章编号:
一、工程概况
杭州市钱塘江边,某超高层商住楼,六幢单体,地上为43层,地下2层,地面以上高度131.8m,包括车库长约287.5m,宽约98.5m,地下2层车库与主楼整体连通,框剪筒体结构,2米厚整体筏板基础。基坑设计大面积开挖深度-11.5m;电梯井部位最大开挖深度达到-14.50m,开挖土方量超过26万m3。基坑设计采用分层开挖,分段土钉支护。
二、工程地质条件
1.地层土质概述
各土层主要物理力学性质指标
层号 土 层
名 称 W
(%) γ
(kN/m3) e 渗透系数cm/s 直剪
Kh Kv c(kPa) φ(o)
1-1 素填土 (18) (15) (15)
2 粘质粉土 27.6 18.8 0.839 1.16e-04 1.05e-04 15.0 29.9
4-1 砂质粉土 28.7 19.2 0.805 3.27e-04 5.90e-04 14.3 29.7
4-1夹 粘质粉土 26.3 19.3 0.762 16.5 26.5
4-2 粉砂 29.7 19.1 0.831 10.2 29.7
4-3 砂质粉土 26.7 19.6 0.743 13.2 28.2
4-4 粘质粉土夹粉质粘土 26.0 19.5 0.734 15.2 27.2
三、护坡方案的选择
本工程基坑的开挖深度为11.4m,为一类基坑属于深基坑支护,经现场实际考察结合现场实际情况,根据杭州***岩土工程科技有限公司设计的《***地块超高层住宅区基坑围护设计》(已通过专家论证)。本基坑支护采用土钉支护形式。
1.土钉支护做法:
土钉采用孔径为Φ100,深度6米、9米的注浆土钉,护坡面层采用100厚C20喷射砼,内配钢筋网Φ6.5@200×200mm。上部土体局部底层土钉向下倾斜打设时遇地下水无法成孔,部分改为Φ48×3.0钢管内注浆代替。超红线土钉采用可拆卸式锚杆。电梯井等坑内高差采用1:0.8自然放坡形式开挖,50厚钢板网锚喷硬化。摩擦锚杆采用Φ18螺纹钢筋长0.6m,横向间距为2m,纵向2排。网片为8mm×8mm网眼镀锌钢丝网,锚喷厚度50mm,配合比为水泥:砂:碎石=1:2:2(重量比)。
2.边坡设计
本基坑开挖深度9-11m,共设置A-A、B-B、C-C、D-D、E-E共5种剖面做法。基坑自上而下布置4-7排锚杆,锚杆采用Φ20螺纹钢筋长6m、9m,Φ100人工洛阳铲成孔,水平间距为1.2m,竖向间距为1.3m。100厚C20喷射混凝土面层,Φ6@200双向钢筋网,土钉注浆采用1:0.2水泥砂浆。-1.5标高以上1:1放坡部位护坡做法为钢板网锚喷硬化,坡顶翻边宽1米。设计做法如下:摩擦锚杆采用Φ18螺纹钢筋长0.6m,横向间距为2m,纵向2排。网片为8mm×8mm网眼镀锌钢丝网,锚喷厚度50mm,配合比为水泥:砂:碎石=1:2:2(重量比)。
基坑护坡剖面图
四、深基坑支护施工方法及质量控制
1土钉成孔及注浆:
(1)坡面经检查合格后,放线定锚孔位置,用洛阳铲人工成孔,成孔直径不小于φ100。
(2)检查孔深、孔径、锚筋长度合格后,及时插入φ20锚筋和注浆管,及时注水泥浆。注浆要设排气管,孔口部位宜设置止浆袋。注浆压力0.3-0.4MPa,注浆管插入至距孔底250~500mm处。
(3)水泥浆配合比1:0.2,水灰比为0.5:1。水泥砂浆搅拌均匀,随拌随用。终止压力不小于0.4MPa。
(4)土钉做现场抗拔试验,每层典型图层试验土钉数量为总数的1%,且不少于3根。在土钉养护结束后的7天内进行。后经实验检测单位试验,结果符合要求。
2编网施工
(1)将φ6.5的钢筋编成@200mm×200mm的网片,用插入土中的φ6.5 钢筋“U”形卡固定。
(2)钢筋网片用两道Ф14 横向压筋,横向压筋连接采用单面焊接,横向压筋与锚头点焊连接在一起。
(3)钢筋网片均应与上部搭接,给下步留茬,搭接长度不小于35d,在同一水平面上的接头不得大于50%。
(4)钢筋网片与坡面间用小砖块、石块等垫起,使钢筋网不接触坡面,以保证钢筋的混凝土保护层厚度2cm。
3锚喷施工
(1)土钉面层采用C20喷射混凝土,总厚度100mm,混凝土配合比为水泥:砂:碎石=1:2:2.5(重量比)。喷射混凝土采用干喷法,分两层施工:先喷射30-50mm厚混凝土-----成孔、安装土钉、注浆和绑扎钢筋网片----喷射面层混凝土70-50mm。
(2)锚喷前在锚筋头部做喷射混凝土厚度100mm的标记。喷砼施工时喷枪距坡面应保持0.6~1.2m的距离,自下而上垂直坡面喷射。
4质量要求和标准
土钉墙施工允许偏差一览表
序 号 检 查 项 目 允 许 偏 差 检 查 方 法
1 成孔深度 +200mm~ -50mm 尺量检查
2 成孔直径 +20mm ~-5mm 尺量检查
3 土钉长度 ±30mm 尺量检查
4 土钉位置(水平及垂直) ±300mm 尺量检查
5 成孔倾斜度 ±1º 角度尺测量检查
6 注浆量 >1 水泥浆体积测量
7 土钉墙面层厚度 ±10mm 尺量检查
8 钢筋网保护层厚度 ≥20mm 尺量检查
5其他要求
严格按施工程序逐层施工,严禁在面层养护期间抢挖下一步土方,面层养护24小时后方可进行下步土方开挖。
6施工时质量预控方法
6.1因地下障碍物而无法按设计孔位或设计长度进行成孔施工,适当调整土钉入射角度、间距和位置,以避开地下障碍物。当土钉间距调整幅度超过500mm或成孔深度比原设计孔深少2000mm以上时,应与设计人员协商解决。
6.2成孔过程中遇地下水而缩颈、塌孔现象,采用如下方法之一解决:
(1)成孔后立即下土钉并随即注浆。
(2)已缩颈的土钉孔应二次成孔以保证孔径;若二次成孔无法保证孔径,应在相邻处补孔。
(3)若现场地层情况与原勘察报告有较大出入,缩径、塌孔严重而无法用洛阳铲成孔,应及时调整方案。可采用钢管花管作土钉打入土体并灌注水泥浆,或采用锚杆机成孔。
(4)当周边地下管线距基坑较近(小于2m),管线埋置范围较大时,采用加长、加密土钉支护措施。
6.3基坑开挖过程中因土质较松散发生局部土体不稳定可采用的方法有:
(1)视土质情况减小土方开挖深度。
(2)在土方开挖后立即挂网喷射一层40mm厚砂浆或混凝土,再进行土钉施工。
(3)若不稳定土体已塌落,视塌落土体大小用编织袋或草袋等物体装土填充密实后,挂钢筋网或进行压力注浆,再进行下一步工序施工。
6.4.施工中边坡出水而影响坡体稳定时可采取下列处理方法:
(1)了解施工场区周边地下管线(上、下水、污水、雨水及消防等)是否有渗漏现象,及时切断水源并进行补漏和堵截。
(2)采取在边坡设置导流花管的方法将土体中水导出,基槽内设置盲沟和集水井,用水泵将水尽快排出基槽。
(3)增加边坡位移监测次数,做好记录并及时上报。
6.5边坡水平位移发生突变,地面产生较大裂缝或沉降,位移未有收敛迹象时采取如下处理方法:
(1)立即封锁该区路面,禁止各种车辆及无关人员通行;及时通知设计人员到场。
(2)尽快采取坡后卸荷,坡脚堆土压重或内支撑等方法减缓边坡位移。
(3)缩短边坡监测周期,同时尽快分析事故原因,找出最有效的解决方案避免事故继续恶化,保证工程顺利进行。
6.6开挖时遇到上层滞水时,视水量大小设置排水花管若干个,锚杆成孔位置应避开滞水层,其锚杆排距做相应调整,控制排距最大不超过2m。
在饱和土中,开挖后由于水的渗透作用,易造成界面土体局部剥离,采用打入摩擦锚杆或超前锚杆的方法处理。
6.7土方开挖要做到:
(1)挖土机要进入基坑挖土,避免挖土机停在基坑边缘向坑内掏土;
(2)基坑边严禁堆放土方,基坑边10m范围内堆放钢筋、砂石料等材料要求附加荷载不大于20KPa;
(3)基坑开挖到设计坑底标高后要及时做砖胎膜和混凝土垫层、严禁基坑底长期暴露;
6.8基坑是一项复杂的系统工程,施工是否得当对基坑围护安全性有重要影响。土方开开挖前制定具体围护工程施工与土方开挖方案,护坡、降水及开挖方案经专家论证通过后实施。
7护坡质量保证措施
7.1基坑土方开挖:按照施工方案进行施工,土方分步开挖,第一步土体开挖深度为1.5米。砼强度达到设计强度的70%,进行下一步土体开挖,并留置同条件试块作为检验的依据。每步土体的开挖深度为1.30m,每步土体的开挖的具体深度视开挖后土体的实际情况而定。土方开挖时满足每步锚杆成孔时有工作面,保证了土方开挖后边坡及时得到支护和喷锚支护的正常施工。
7.2土方开挖后,对边坡及时进行支护,保证了施工后边坡的安全。
7.3造孔:锚孔角度为俯角15°,允许偏差±5%;孔径不小于100mm;孔深允许扁差±50mm;孔位在500mm范围内调整。
7.4制锚:根据设计长度制作锚杆,误差为±20mm,锚杆要每隔2~3m设置定位支架,锚杆焊接符合规范要求。单面焊10d,双面焊5d。
7.5注浆:按设计配比拌料,严格遵循注浆程序和技术要求。根据孔深、注浆量、排气情况确定注浆是否饱满;一次拌合的水泥浆在初疑前用完;注浆前将孔内清除干净,注浆开始或中途停止超过30分钟时用水注浆泵及其管路;注浆时注浆管插至距孔底250~500mm处,孔口设置止浆塞。
7.6修坡:基坑边土体开挖时,预留20cm厚土体,进行人工修坡,控制放坡系数,放坡总量控制在放坡范围以内,避免影响结构施工。在坡面进行喷射砼支护前,清除坡面虚土。
7.7编钢筋网:钢筋网编结均匀,最大间距不超过22cm,平均间距不超过设计要求。上下段钢筋网搭接长度不少于30cm,否则搭接处进行点焊,钢筋保护厚度不小于20mm,钢筋网与锚杆焊接牢固。
7.8钢筋网片保护层:钢筋网片与土接触一侧及时将垫好垫块,厚度为20mm,间距1m,再用钢筋钩住钢筋网片进行固定,保证了保护层厚度。
7.9喷射砼:按设计配合比进行配料,喷层厚度达到设计厚度;喷射砼时,喷头与受喷面保持垂直,距离保持0.6~1.0m。
五、结论
深基础基坑支护工程施工技术措施科学、合理与否,直接影响到工程本身的质量与进度,并对工程经济效益提高与人身安全的保证起到关键性作用。本工程自2010年4月9日开始监测,9月底完成。10月中旬经多方共同抽样检测,各项指标符合设计要求。测斜检测成果累计最大值为:29.26mm。水位监测结果为:日变化量均未超过500 m m/d。
该工程基坑围护经历了杭州50年一遇的台风暴雨等恶劣天气及时间的考验,效果良好,保证了后续施工的正常进行。
参考文献:
[1]高广运、时刚、冯世进.软土地基与深基础工程.上海:同济大学出版社,2008. 6.
【关键词】高层建筑;深基坑支护;施工技术;质量控制
0.概述
最近这些年,我国的经济建设处于高速发展之中,对于我国城市建设的投入也是不断加大,但是由于城市土地资源的不可再生性,土地资源越来越紧张,为了更加限度的利用土地资源,也就使得很多大型或者中型城市中出现了越来越多的高层建筑,这种发展趋势也必然会成为未来城市化发展的趋势。由于施工场地很狭小,但是由于高层建筑的稳定,需要开挖深基坑,而且开挖面附近可能紧挨着道路、管线和其他建筑物,因此深基坑开挖的难度就会大大增加,这就需要深基坑支护施工技术的帮助。基坑工程主要包括基坑支护体系设计与施工和土方开挖,是一项综合性很强的系统工程。它要求岩土工程和结构工程技术人员密切配合。基坑支护体系是临时结构,在地下工程施工完成后就不再需要。
基坑工程具有如下特点:
(1)基坑支护体系是临时结构,安全储备较小,具有较大的风险性。基坑工程施工过程中应进行监测,并应有应急措施。在施工过程中一旦出现险情,需要及时抢救。 在开挖深基坑时候注意加强排水防灌措施,风险较大应该提前做好应急预案。
(2)基坑工程具有很强的区域性。如软粘土地基、黄土地基等工程地质和水文地质条件不同的地基中基坑工程差异性很大。同一城市不同区域也有差异。基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖都要因地制宜,根据本地情况进行,外地的经验可以借鉴,但不能简单搬用。
(3)基坑工程具有很强的个性。基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖不仅与工程地质水文地质条件有关,还与基坑相邻建(构)筑物和地下管线的位置、抵御变形的能力、重要性,以及周围场地条件等有关。有时保护相邻建(构)筑物和市政设施的安全是基坑工程设计与施工的关键。这就决定了基坑工程具有很强的个性。因此,对基坑工程进行分类、对支护结构允许变形规定统一标准都是比较困难的。
(4)基坑工程综合性强。基坑工程不仅需要岩土工程知识,也需要结构工程知识,需要土力学理论、测试技术、计算技术及施工机械、施工技术的综合。
(5)基坑工程具有较强的时空效应。基坑的深度和平面形状对基坑支护体系的稳定性和变形有较大影响。在基坑支护体系设计中要注意基坑工程的空间效应。土体,特别是软粘土,具有较强的蠕变性,作用在支护结构上的土压力随时间变化。蠕变将使土体强度降低,土坡稳定性变小。所以对基坑工程的时间效应也必须给予充分的重视。
(6)基坑工程是系统工程。基坑工程主要包括支护体系设计和土方开挖两部分。土方开挖的施工组织是否合理将对支护体系是否成功具有重要作用。不合理的土方开挖、步骤和速度可能导致主体结构桩基变位、支护结构过大的变形,甚至引起支护体系失稳而导致破坏。同时在施工过程中,应加强监测,力求实行信息化施工。
(7)基坑工程具有环境效应。基坑开挖势必引起周围地基地下水位的变化和应力场的改变,导致周围地基土体的变形,对周围建(构)筑物和地下管线产生影响,严重的将危及其正常使用或安全。大量土方外运也将对交通和弃土点环境产生影响。
因此基坑支护的质量好坏对于建筑工程质量的保证能够起到决定性的作用,关系着施工人员生命、财产安全以及临近建筑物及的安全问题。
1.基坑支护的施工技术
1.1基坑支护准备阶段
在基坑支护开工之前,工程技术人员应该对场地地面标高以及基坑的开挖深度做一个复核工作,防止开挖之后发现错误,给工期和成本造成影响,并且还要同时注意周围建筑物的基础埋深、基础类型、道路走向以及管线布置情况。如果在复核工作中发现了实际情况和勘察设计报告中所得到的工程地质情况、场地情况不一致,应该及时与勘查设计单位联系沟通,并且及时措施恰当的调整。
1.2基坑支护支护桩施工
支护桩可以使用人工挖孔桩,护壁则使用钢筋混凝土。
1.3基坑支护锚杆施工
锚杆作为深入地层的受拉构件,它一端与工程构筑物连接,另一端深入地层中,整根锚杆分为自由段和锚固段,自由段是指将锚杆头处的拉力传至锚固体的区域,其功能是对锚杆施加预应力;锚固段是指水泥浆体将预应力筋与土层粘结的区域,其功能是将锚固体与土层的粘结摩擦作用增大,增加锚固体的承压作用,将自由段的拉力传至土体深处。在基坑开挖深度的要求满足要求之后就可以进行锚杆施工。
1.4基坑支护土方开挖
在施工前,需根据工程规模和特性,地形、地质、水文、气象等自然条件,施工导流方式和工程进度要求,施工条件以及可能采用的施工方法等,研究选定开挖方式。明挖有全面开挖、分部位开挖、分层开挖和分段开挖等。全面开挖适用于开挖深度浅、范围小的工程项目。开挖范围较大时,需采用分部位开挖。如开挖深度较大,则采用分层开挖,对于石方开挖常结合深孔梯段爆破(见深孔爆破)按梯段分层。分段开挖则适用于长度较大的渠道、溢洪道等工程。对于洞挖,则有全断面掘进、分部开挖和导洞法等开挖方式。
2.高层建筑深基坑支护施工要点
设计和施工深基坑支护一定要注意如下几个要点:
(1)在城市施工时,一定要考虑支护体系对周围道路、管线和建筑物的影响,尽可能将影响程度控制到最小。
(2)施工过程考虑周围居民的生活。一定要坚持文明施工,在不打扰周围居民正常生活的情况下进行基坑支护工作。
(3)由于深基坑作业面场地狭小,工期比较紧张,因此施工要严格按照施工组织计划来推进,合理安排,保持工程持续、顺畅的推进。
3.准备深基坑支护的应急预案
深基坑支护的应急预案必须要提前做好信息的采集、整理、反馈、控制和决策等一系列准备工作。由于在深基坑开挖过程中,对于边坡稳定要做好维护工作,防止出现潜在的危险。必须要加强监测,发现了异常情况,要及时采取恰当的解决措施,防止邻近建筑沉降和边坡失稳等此类事故的产生。
【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).
关键词:深基坑;土钉墙支护;施工工艺
一、概述
在我国土钉技术应用始于20世纪80年代初,因为它具有材料用量少、施工速度快、安全可靠、经济等优点,当前该项技术普遍在多高层建筑的深基坑开挖中得到越来越广泛的运用,获得了显著的社会效益和经济效益,从《建筑基坑支护技术规程》其将土钉支护技术正式定名为土钉墙。
在土钉墙支护体系中土钉与土体共同作用,充分利用土体的自承能力和土钉与土体之间的摩擦力约束土体的侧向变形,形成一种自稳性结构,既增强了土的主动受力能力,又增强了土体破坏的延性,从而使边坡维持稳定。
二、工程概况
某高层住宅楼,基坑开挖后基底面积为2 080 m2,长65 m,宽32 m,基坑深度为6. 2 m,属于深基坑。因此项目在建筑群内施工,东侧32 m坑壁紧邻一临时建筑,基坑开挖时东侧放坡受到限制,施工时正值雨季,边坡的不稳定因素较多,下雨、边坡超载等均会对土壁的稳定状况产生影响,为保证基坑东侧土方开挖后不会对临时建筑产生影响,经过多方案研究讨论,决定采用土钉墙支护基坑东侧坑壁,确保坑壁土方的稳定和施工安全。
三、方案策划
1.构造设计方案
(1)喷射混凝土厚度采用100 mm,喷射混凝土标号为C20细石混凝土。
(2)土钉采用Φ22螺纹钢筋,长4. 5 m,末端做0. 2 m直弯钩,土钉孔直径100 mm,深度比土钉长0. 2 m,并用1∶3~1∶4的水泥砂浆固结,土钉间距采用1. 5 m×1. 5 m,倾角14°方形布置。
(3)钢筋网为双向Φ6@ 200和横向Φ20加强筋,排距1. 5 m。
2.施工材料的选用要求
(1)水泥:优先选用普通硅酸盐水泥P. O32. 5,也可选用矿渣硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥,性能符合现行水泥标准,应有出厂合格证,并有复检报告。
(2)砂:应采用坚硬耐久的中粗砂,含泥量小于5%,细度模数宜大于2. 5,含水率宜控制在5% ~7%。
(3)骨料:应采用坚硬耐久的碎石,粒径不宜大于15 mm,不能使用含有活性二氧化硅的石料。
(4)外加剂:根据现场实际情况选用符合质量要求的早强剂,其掺量为3% ~5%。
(5)水:不得使用污水及pH值小于4的酸性水和含硫酸盐量按 计算超过水量1%的水。
(6)钢筋:选用Ⅱ级或Ⅲ级钢筋,直径18 mm~32 mm,盘条钢筋6 mm~8 mm,应有出厂合格证、原材料试验报告。
3.施工机具的选用要求
(1)成孔机具设备。根据现场土质特点和环境条件选择成孔设备,如:冲击钻机、螺旋钻机、回转钻机、洛阳铲等,在易塌孔的土体钻孔时宜采用套管成孔或挤压成孔设备。
(2)灌浆机具设备。灌浆机具设备有注浆泵和灰浆搅拌机等,注浆泵选用孔口压力大于0. 1 MPa的泥浆泵,其规格、输浆量应满足施工要求。
(3)混凝土喷射机具。混凝土喷射机应密封良好,输送连续均匀,输送水平距离不小于60m,垂直距离不小于10m;空压机应满足喷射机所需的工作风压和耗风量要求,可选用风量9m3/min以上、压力大于0. 5MPa的空压机。
四、施工工艺
1.土钉墙边坡支护的施工工艺
土钉墙边坡支护的施工流程为:
挖土整修坡面初喷土钉定位成孔插筋孔内注浆挂网复喷养护。
2.开挖、整修坡面
施工时因基坑土质较好,采用边坡开挖后一次喷射混凝土,人工修整边坡时,墙面坡度不宜大于1∶0. 1,此项工艺直接关系到面层喷射混凝土的质量和材料耗用量,因此要严格按要求控制。
3.初喷
为使挖好的坡面不产生垮塌,土方开挖后立即预喷混凝土来保护土体,预喷厚度为30 mm~50 mm。其混凝土材料的配合比为水泥∶石子=1. 5∶1. 5,水灰比为0. 5~0. 6。
4.土钉定位成孔
按土钉间距1. 5 m×1. 5 m放定位线,土钉孔施工采用洛阳铲人工成孔,孔径为100 mm,孔向下倾斜14°。成孔过程中严格
控制孔深、孔径、孔位以及成孔倾角,严格执行规程要求。
5.插筋与灌浆
土钉的长度为开挖深度的0. 5倍~1. 2倍,施工中取4. 5 m,间距为1. 5 m,成孔后按设计要求插入Φ22 mm加筋杆,加筋杆每1. 5 m焊接Φ6钢筋制作的对中支架,起导正作用,防止出现偏心,以提高抗拔力。在插筋的同时,用加筋杆将注浆管带进离孔底0. 3 m的地方,注浆管路应保持畅通,然后进行灌注,注浆材料的配合比为水泥∶砂子=1∶3,浆液应搅拌均匀、过筛,随拌随用,灌浆压力为0. 6MPa。
需要注意的是,注浆开始或中途停止超过30 min时,须用稀泥浆注浆泵及其管路,注浆孔内一定要灌满,不能形成空洞和孔隙,注浆完成后在孔口处设置止浆塞。
6.挂网
上道工序完工后绑扎钢筋网,钢筋直径选用为6 mm,间距200 mm绑扎固定于坡面之上,钢筋网片搭接长度应大于300 mm,边坡横向间距1. 5 m设置通长加强筋,钢筋网应与土钉和加强筋连接牢固,保证喷射混凝土时钢筋不晃动。
7.复喷
挂网后整个坡面复喷混凝土,喷射混凝土应分段分片依次进行,同一分段内喷射顺序应自下而上,面板混凝土强度等级为C20,喷射厚度为100mm,喷射时喷头与受喷面应垂直,宜保持在0.6 m~1.0m的距离,面板应在基槽上口处向外翻边1 m。筛分后的砂、石料以及水泥、速凝剂等由人工加入搅拌机料仓搅拌均匀后自动落入和搅拌机相配套的喷射机内,在高压空气的作用下经输料管送至喷头处,与供水装置送来的水混合后喷向受喷面,一次喷射混凝土至设计厚度。喷射手应控制好水灰比,保持混凝土表面平整、湿润光泽,无干斑或流淌现象。
8.养护
为加强支护效果,在喷射混凝土时加入3% ~5%的早强剂,喷射混凝土终凝2 h后应喷水养护,养护时间根据气温确定,宜为3 d~7 d。
9.基坑排水系统
土钉墙支护宜在排除地下水的条件下施工,在坡顶和坡脚必须设置排水措施,以免地面积水流入基坑,坑内积水流向坡脚,以确保土钉墙的安全。
【关键词】建筑基坑;施工;支护;处理方法
中图分类号:O213.1 文献标识码:A文章编号:
1 前言 近几年来,高层建筑的迅速兴起,促进了深基坑支护技术的发展。各地在深基坑开挖和支护技术方面积累了丰富的设计和施工经验,新技术、新结构、新工艺不断涌现。但是,现在的城市建筑间距很小,有的基坑边缘距已有建筑仅十几米、甚至几米,给基础工程施工带来很大的难度,给周围环境带来极大威胁,也相应地增加了施工工期和施工费用。另外,原来的深基坑支护结构的设计理论、设计原则、运算公式、施工工艺等,已不符合深基坑开挖与支护结构的实际情况,导致一些基坑工程出现事故,造成巨大的损失。因此,深基坑支护的安全问题工程技术人员应予以高度重视。
2 目前深基坑支护存在的问题
2.1 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,很难准确计算出支护结构的实际受力。
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。土力学试验数据表明:内磨擦角值相差5°,其产生的主动土压力不同;原土体的内凝聚力与开挖后土体的内凝聚力,则差别更大。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择也有很大影响。 2.2 基坑土体的取样具有不完全性
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内,按国家规范的要求进行钻探取样。为减少勘探的工作量和降低工程造价,不可能钻孔过多。因此,所取得的土样具有一定的随机性和不完全性。但是,地质构造是极其复杂、多变的、取得的土样不可能全面反映土层的真实性。因此,支护结构的设计也就不一定完全符合实际的地质情况。
2.3 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边小。深基坑边坡的失稳,常常以长边的居中位置发生。这足以说时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。
2.4 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。工程实践证明,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。
3 深基坑支护方案设计及施工中的注意事项
3.1 彻底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,多数是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。这是设计人员需要加强科研攻关的方向。
3.2 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,而且还要看其是否产生环境问题,关键在于其变形大小。鉴于上述实际,在建立新的变形控制设计法时,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问题。
3.3 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,我国至今尚未进行科学系统的试验研究。一些支护结构工程成功了,也讲不出具体功之处;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。
3.4 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复杂。所以,建立新型支护结构的计算方法,已成为深基坑工程技术的当务之急。
【关键词】岩土工程;深基坑支护;施工;影响因素
近年来深基坑支护技术得到了广泛的应用,对提高建筑工程施工质量起着非常重要的作用。一般岩土工程项目周围环境复杂,容易出现各种问题,因此,对影响深基坑支护施工的因素进行研究,然后采取相应的处理措施,对促进我国经济建设的发展具非常重要的意义。
一、岩土工程中深基坑支护施工技术的影响因素分析
1、岩土工程中岩土的性质
由于在实际操作中不难发现,在有些岩土工程中进行深基坑支护施工出现问题往往是由于土质条件的影响。在操作中,往往应该特别注意研究整个基坑开挖范围内和底下两倍深的地方土质有何差别。第一步通常是确认深基坑开挖范围内土质类型,从物理力学性质和土质成状的原因来进行分析,分为粘土、砂土、粉土、碎石土等,还有的会出现特殊性质的土质应当做另外研究。第二部则是做土质分析,例如砂土、粉土和碎石土一般就比软土有较强抗剪度,而且在施工中不易变形,由于密度小,渗透性能也会比较高。[1] 如果是砂土土质的施工区域,应该更加注意施工的安全,因为砂土层施工容易引发坑壁和底部砂土外流或者水源喷涌的现象。
2、施工地域周边环境和其他因素的影响
首先,施工地域周边环境包括水源和周边的水文地质都对整个施工开展造成很大影响。因为一旦进行岩土工程的深基坑支护施工多少就会打破周边水的平衡状态,若出现地下水回流基坑,基坑支护的稳定性能会受到影响。其次,当遇到多雨水的季节进行施工时,往往更加注意防范措施,因为大量的雨水会使得基坑开挖过程中面临洪汛喷涌的现象。曾经遇到暴风雨天气,应该及时做好基坑外部水的堵截工作,最大程度上力求保住整个施工工程。再者,深基坑支护工作开展是为了保障周边环境尽量不受影响。从理论上分析,每次进行深基坑开挖工作往往会使施工区域原本的环境平衡受影响,无论是土壤的力平衡或者是水资源等的生态平衡,因此,在实际施工中,一定要根据施工场地的实际情况进行支护支撑,减免不必要的环境变形。
二、目前我国岩土工程中深基坑支护施工技术存在的问题
在我国虽然已经有数年的深基坑支护施工技术奠基,但是相比较技术较为成熟的国家,我国的施工技术还存在许多问题。这些问题需要建筑工作者在工作开展中不断进行经验积累并就实际情况做分析,以保证最大程度上保障整个工程的完好进行。
1、边坡设计不合理、缺少规范
在岩土工程中开展深基坑的支护施工时,曾经由于施工技术人员的操作水平不够专业或者技术交底不充分导致最终边坡的设计出现问题,表面无法达到顺直平整,出现少数不规则坡面。当采用人工进行边坡加工整改时发现由于施工现场设备或施工环境有限,无法进行更深地挖掘。光是停留在表面的开挖,依旧未能很好解决深基坑或大或小的现象。
2、部分施工单位偷工减料现象屡现
在我国,有些施工单位为了减免施工经费或赚取更高利益而偷工减料,就连深基坑施工中常用的水泥混凝土深层搅拌桩都出现过水泥掺和量不足,在最后支护构架成功后发现强度不够,承受压力能力未能达到原定计划的标准,容易因为外力施压而开裂。
3、支护设备和开挖的基坑配套不完整
支护设备本应当完全与开挖的基坑配套设备完整配搭,但是由于出现两种情况,施工单位应当做好相应的准备。相比较来说,挡土支护技术含量较高,且整个施工过程的管理工作开展起来较为复杂,土方开挖的方法就较为简单,组织运行的工作也较为轻松。在土方开挖法进行时,却往往会因为进度慢而加快建设步伐,却没有坚持质量和安全首位,所以容易出现问题。
4、调节能力有待提高
由于我国专业的深基坑施工技术人员有些不够专业,一旦在实际操作中发现实际情况与设想有出入,技术人员很少能够敢于接受挑战,根据实际情况放开手脚进行工程整改。
5、施工监测力度不够
施工过程中的监测工作也尤为重要,如果施工单位没有能够安排专业的监测人员进行现场跟工监管,一旦发现严重问题再进行后期补救就有些迟。
三、岩土工程深基坑支护施工技术的安全高质量施工提升对策
1、从根本上更换设计观念
设计观念在很大程度上就决定了一次施工工程的工序,因为不同建筑设计师的不同设计理念容易影响每次施工的效果。虽然我国的深基坑技术已经有一定奠基,但在岩土工程中对支护承受力的变化规律还未完全掌握,导致在设计和施工中往往存在很大冲突。一些陈旧的计算方法还在我国被沿用,例如“等值梁法”,[2]这些人工计算方法已经无法满足快速发展的经济要求,不仅速度较慢,而且准确率较低,在实际施工中就会发现计算出来的数据与施工数据相差有一定距离,安全性能低、浪费时间和人力,在分秒必争的新时代这是不符合社会发展规律的。
2、加强基坑坑壁选择、地表水调控等工作细节的管理
开始深基坑开挖之前,基坑的坑壁形式选择对于整个施工进展来说尤为重要,这是由于施工后容易出现坑壁破坏的现象。在一次施工中,由于施工场地的土质条件良好,是质地均匀的硬塑粘性土,所以确认了边坡的高程小于五厘米,便将坡率允许值设定为1:1.10 的比例,左右跳动幅度为0.1。地表水的调控工作不应被忽视,因为曾经有一次由于施工方事没有进行管网排查,导致深基坑开挖后出现渗漏,而施工方经验不足的情况下没有对这一现象进行中试,最终导致管网出现爆裂,十分危险。施工场地应当设置有地表排水系统,对于基坑周边的集水坑和降水沉砂池应当进行防水巩固,避免渗漏。[3] 另外,在基坑支护构架的时候应当进行一项重要工艺,就是在坑底和坑壁进行泄水孔开挖,这会有效减轻坑内水压施压后出现的不良现象。
3、加强根据现场实际情况进行工程调整的能力
目前我国还没有制定统一规范的支护结构设计标准,这会给工程设计者和施工方造成很大的困扰。许多施工人员由于自身的专业知识不够,无法在施工现场预先了解施工场地与施工计划的出入,就算发现了有区别,也很难果断地开展计划修改方案,因此,加强实际调节能力对于工程设计者和施工人员来说都是极大的挑战。当发现差错,就应当立刻进行补救,防止工艺过程受到破坏,导致最终成形的工程出现问题。
4、加强施工中的全程监测
施工中的监测工作应当被加以重视。监测工作包括对每个施工环节的跟进,如基坑开挖单位和支护单位应当紧密配合,切勿留下施工空隙,监测工作还包括对可能出现的或出现的问题进行指出,督促相关单位尽快完成修整工作。这就对监测人员的专业素质提出很大的要求。
四、总结
我国的建筑业不断蓬勃发展,这对深基坑支护施工工程的开展积累了许多宝贵的经验,为后人开展岩土工程深基坑支护施工工作提供了珍贵的技术财富。这需要广大建筑工作者从自己的实战经验中不断总结,不断做出提升策略的改变。从设计观念、技术本身到管理模
式等进行不断地改造,与时俱进,结合先进科学技术以求减少施工出现问题的现象,增强施工成效。
参考文献:
[1] 陈宇东:不同地质条件的深基坑支护设计[J]. 科学之友,2010.