时间:2023-01-22 05:31:58
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篇深基坑工程论文,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。
1998年,广东省佛山市三水区白坭电力排水站进行重建时,由于受到泵站工程地质条件的制约,在采取轻型井点排水、木桩护坡等办法不能根本解决基坑开挖出现的土坡塌方问题时,采用钢板桩支护截渗的方法,取得了良好的效果,从而确保了泵站工程的施工进度和施工质量。
一、工程概况
白坭镇位于佛山市三水区的最南端,西面紧邻西江。该镇80%的排涝任务均由原有的两座排涝站(里电站和大岗电排站)承担,然而,这两座泵站均为二级排水站,其中的里电排站始建于1958年,几十年来虽然经过了几次技术改造,但限于种种原因,设计标准偏低,排涝系统规划欠妥等一些根本性问题一直没能解决。特别是泵站运行要受到下游的官山大泵站制约,因此出现涝渍时不能正常排水。为了适应白坭镇工农业生产的稳步持续发展,决定把里站迁址重建,将原有的两个二级泵站合建成一个一级排涝站,将涝水直接排入西江。重建的泵站定名为白坭电排站,其受益面积有2800hm2,其中鱼塘为860hm2,它将是三水区目前装机容量最大的泵站工程。
重建的白坭电排站位于樵桑联围19+200桩号处。泵站辖集雨面积93km2,按10年一遇24h暴雨量(206.4mm)3天排干的标准设计,总排水流量为35.42m3/s,装置1600ZLQ9.5-8型立式轴流泵4台,配TL1000-20/2150型10kV立式同步电动机,总装机容量4×1000kW。
泵站工程等别为三等,主要水工建筑物为3级。泵房为块基型结构,四周有边墩,基础为联合底板,其底部高程为珠基-5.35m,下部采用预制管桩基础,设计打桩平台高程为-3m。
二、水文地质条件
白坭镇地处亚热带,气候温暖,雨量充沛,且大部分雨量集中在4~9月之间,其余月份雨量较少。年最大雨量1720.9mm,最小933.8mm,平均1475.6mm。
白坭电排站位于西江干流左岸岸边,所处河段地形单一,主要受西江和北江洪水的控制,潮汐的影响甚少,基本上属于非潮感区。泵站所在地段原属河相冲积平原,地形呈阶梯状,堤外为河滩台地,堤内为鱼塘、稻田和蔬菜地。根据地质勘察报告,地质构造从上至下分别是:人工填土层(防洪堤)、第四系河流相松散沉积物层、第三系灰砂基岩层。各岩土层的特性自上而下为:
(1)回填粉质黏土,厚3.8~12.4m,为筑堤填土,填筑较坚实,硬且可塑。泵站的出水涵管全部埋设在本层,防洪堤身经长期沉实后,填土已稳定、密实,承载力也较高。
(2)粉土,厚8.0~20.3m,土层稳定,全场分布,是泵房基础的持力层,土质硬,可塑,承载力较高。
(3)细砂,厚17.3~31.3m,全场分布,土质松散至稍密。
(4)粉砂,厚8.4~8.6m,仅见于部分地层,饱和松散。
(5)淤泥质粉砂黏土,厚3.2~9.6m,分布较广,饱和,流塑至软塑。
(6)中微风化灰砂岩,岩面不平,高差较大,致密,坚硬,强度高,但埋深大,一般在地表以下38~45m处。
场内地貌单元简单,土层变化不大,多为粉土和粉质黏土、粉砂、砂但强度不均且较低,地下水埋深较浅,水量较丰富,地下水位高,场地属二类及其他地基条件。
三、基坑施工
白坭电排站重建工程于1998年12月破土动工,开挖基坑,填筑围堰。主泵房的基坑经过10多天的施工基本挖出雏形。接下来采取的工程措施包括有:打桩平台、轻型井点排水、木桩护坡、钢板桩支护、基坑深井降水和基面处理六个环节。
1.打桩平台
按设计要求,打桩基面高程为-3.0m,但当基坑开挖至设计高程以后,由于地下水位较高,水量较多,采用常规的边沟排水方法均未能有效地降低地下水位。
由于地基土呈现饱和状态,此时如有扰动极有可能变成淤泥质粉细砂,降低承载力,桩机就无法进入工作面操作。为了避免上述问题发生,决定采用回填1m厚比较干燥的黏土,经过整平碾压后作为打桩平台基面,从而保证了打桩施工队的顺利进场施工。
2.轻型井点排水
由于基坑开挖面下近10m深处范围内的土质均含有淤泥质,透水性差,极容易产生流沙管涌,加上在管桩施打过程中产生的震动,边坡塌方更为严重,对基坑边坡的稳定是极为不利的。
为了保持打桩平台填土不受水浸,确保管桩施工的顺利进行,经有关专家详细勘察后,在使用水泵明排水方法未能奏效的情况下,决定采取人工降低地下水位的方法,即采用轻型井点排水的方法。具体做法是用钢管和硬塑管成孔成井,沿基坑四周每隔3m布置一个6m深的井点,总共布置了40个井点。井点采用挖掘机沉压150钢管成孔,然后将带孔眼的100硬塑管用过滤布包扎后插入150钢管孔内成井,并且在硬塑管周边灌入碎米石。这样,就可用水泵先将井水抽到泵房基坑两侧的集水沟内,再用水泵将渍水排出基坑之外。
事实表明,采用轻型井点排水(井底高程约为-8m),确实在降低基坑地下水位方面起到了一定作用,在一定程度上保证了该站管桩施工的进行。
3.木桩护坡
管桩施工完毕后,对主泵房基坑做继续挖深工作,但由于地下水位未能控制在有效高度以下,结果基坑涌水较多。施工中因为基坑在靠前池和泵房左右三侧的开挖空间比较大,开挖比较顺利,但在靠出水涵管即西江一侧,却出现了边坡塌方,致使基坑开挖不能继续进行。
为保持边坡稳定,我们在基坑靠出水涵管一侧的-2.0m和-3.0m高程的坡脚处各打入了一排6m长的木桩,间距0.5m,并在木桩顶码砂包护脚。但在继续进行基坑开挖时,仍然出现边坡开裂及下滑的趋势,并有危及出水涵管地基安全的可能。这就说明光靠井点排水和木桩护坡仍然是不能从根本上解决上述问题。
4.钢板桩支护
由于泵站工程开工时间较迟,在工程开工一个多月且基础管桩已完工近10天后,主泵房基坑仍未能开挖至建基面-5.35m。为了保证工期,工程指挥部召集设计、监理、施工单位等部门有关人员共同商量,决定采用钢板桩支护截水的方案,其结果是既起到了支护作用,又起到了截渗的作用。具体做法是在靠近出水涵管一侧的基坑边坡处,即原来布置双排木桩附近布置了一排钢板桩,桩位距主泵房底板边线约3m,沿主泵房底板长边方向两端各延伸5m布置,总长为32m。钢板桩为LSⅢ型,每根长9m,桩顶高程为-1.5m,桩底高程为-10.5m,在钢板桩顶部用10mm钢丝绳拉锚加固,锚向外江出水涵管一侧,并在该侧边坡进行削坡减载,以减少钢板桩的压力。
5.基坑深井降水
采用钢板桩后,解决了基坑支护和水平截渗的问题,但仍未能降低地下水位及解决钢板桩两侧的绕渗问题。为把泵房基坑开挖至-5.35m高程以下,必须将基坑水位至少降到-6.0m高程,才能使基坑保持干燥,故需截断地下水主要补给源的渗水以及钢板桩两侧的渗水流。
为此,除采用钢板桩外,我们还在主泵房基坑左右两侧各均匀布置了4口降水井,口径为127mm,成井深度为12.0m,井底高程在-14.0m左右,井壁采用127mm套管,井下部的滤水管也用127mm套管加工,外包6层过滤布,用钻机成146mm的孔,孔内放置套管,四周回填碎米石,底部密封,用扬程为40m的小型水泵从套管内抽水,先将水抽到基坑两侧的集水沟,然后再用水泵排出基坑外。
6.基面处理
采用钢板桩支护截渗和深井降水,能够很好地维持边坡稳定,并有效地降低了基坑的地下水位,使基坑挖深工作得以顺利进行,但在挖至建基面时,基坑仍有少量管涌。为此,施工中我们将基底超挖0.3m,然后回填0.3m厚的碎石,并在基坑纵横方向均设置排水暗沟,用碎石回填,间距约为4~5m,深约0.5m,以疏通管涌水流;在基坑中间及靠进水前池一侧基坑外两边均设口径为1m的排水井,井内套钢筋笼,外包过滤布,四周回填中砂,主要用于收集基坑内的管涌水流,再排出基坑外,以保持基坑无积水。超挖回填的碎石经压实整平后,也可增加基底地基强度。
1.1确定深基坑支护结构类型受基坑周边环境、开挖深度、工程地质与水文地质、施工作业设备和施工季节等具体因素的影响,深基坑支护结构类型也不是唯一的。选择适当的支护结构对于工程整体的安全性和施工质量都具有重要意义。常见的深基坑支护结构包括排桩、地下连续墙、水泥土墙、逆作拱墙、土钉墙、原状土放坡等多种类型,实际工作中也会有上述多种型式的组合的情况出现。地下连续墙优点较多,具有挡土、防水抗渗及承重三种功能,能够适用于多种地质条件下的基坑支护施工,现已广泛应用于地下车库,地下铁道、泵站、电站,以及水坝防渗等地下工程。地下连续墙具有的优点包括:(1)适用范围广,可适用于各种地质条件。(2)具有在建筑物密集区域和复杂施工条件下施工的能力,对周边建筑及环境影响微弱。(3)刚度大,侧压力承受力强,耐变形能力强,基坑开挖后引发的地面沉降不明显,对周边建筑物影响很小。(4)施工时产生的噪声较小,对于市中心等噪声要求高的地方具有较强的适用性。(5)防渗性好。采用不同的施工工艺和接头构造,可以在一定范围内调整地下连续墙的防渗性能。对于基坑外地下水位没有要求,特殊情况除外。(6)可以使用逆作法施工。
1.2支护桩施工支护桩是基坑支护系统中的关键部位,负责承载外力,支撑整个支护结构。要实现支护系统的安全保障功能,必须保证支护桩的施工质量。通常情况下,支护桩分为人工挖孔桩和钢筋混凝土护臂两个部分。在实际工作中要采用吊桶的方法进行灌注桩桩孔挖掘施工,并严格控制钢筋笼安装、混凝土灌注和成孔等关键工序的施工质量。上述环节的施工质量直接关系到支护结构的整体支护能力,必须要予以高度重视,确保满足各项技术要求。
1.3土方开挖土方开挖指的是将建筑的基坑开挖出来,创造地面以下施工空间的过程。在这个工序中,除了开挖土方外,还包含将挖出的土方运离施工现场及清理施工现场于运输路线散落土方的内容,是建筑施工环境保护的重要内容之一。在挖掘过程中,要防止挖掘对地下设施的损伤,如有挖到异物或地下管线等情况发生,要立即中止挖掘工作,由专业单位进行处理,处理完成后才能继续挖掘。
1.4排桩加环撑排桩是以某种桩型按队列式布置组成的基坑支护结构。在具体施工中,排桩要与支护配合使用,从而实现房屋建筑深基坑的支护功能。施工时,先按照一定规则排布钢筋混凝土钻孔灌注桩和挖孔桩以及工字钢桩或H型钢桩,形成工程基础,然后再进行地下层级的施工,最终形成的支护结构为圆形结构,可以有效保障整个支护结构的稳定性。
1.5基坑支护监测安全性是深基坑支护工程的最基本也是最核心的要素。在深基坑支护施工过程中,要切实做好安全监测工作。通过建立全面的监测体系,施工队伍能够充分掌握支护施工全过程的发展变化,及时调整施工步骤。结构的完整性、强度、变形及位移情况等是监测工作的重点,通常情况下,从基坑开发之日起,定期对施工现场进行全面监测,监测周期一般为2至3天。如果发现问题,要立即予以解决,同时提高监测频率,需要的情况下要监测频率调整为每天一次,以保证基坑施工始终处于控制之中。
1.6环撑的拆除及换撑环撑的施工要紧跟地下墙体施工进行,即先进行墙体施工,再进行上一层的环撑拆除施工。环撑拆除前要完成换撑工程。要严格遵循环撑施工工艺,换撑强度合格后方能进行环撑的拆除工作。在环撑拆除的过程及换撑的施工过程中,要做好监测工作,排除环撑拆除和换撑过程中的安全隐患和不利因素。
1.7当支护载荷较大时,可以使用地下连续墙代替桩基础、沉井或沉箱基础。
2基坑施工技术控制要点
2.1房建深基坑施工的技术控制深基坑施工在安全性和稳定性等方面的标准很高,从而给施工细节提出了更高的要求。在实际工作中,要对施工细节予以严格管控,每一道工序完成后都要由专人检查,未能达到技术要求的一律不能进入下道工序。施工单位要成立项目管理机构,统一协调管理整个施工过程中的各项事宜,保障工程施工符合设计要求和技术规范,保证施工进度符合工期。
2.2深基坑周围的防水与止水处理由于深基坑深入地面以下,其施工过程和工程质量受地下水影响很大。一般情况下深基坑施工要选择在当地旱季进行,以防治降水对工程施工的影响。此外,在地下水量丰富的地区,要做好施工防水、排水措施,根据施工前期的调研资料制定符合施工实际条件、切实可行的防水、排水方案。
3结束语
【关键词】基坑支护;优化选型;方法
随着城市经济建设的发展,土地资源越来越紧张,尤其是一线城市,这种现象尤为突出。为了缓解这种现状,开展的地下施工也越来越多。为了有效避免基坑工程施工事故,合理选择基坑支护优化方法已成为工程建设必不可少的重要环节。
在深基坑工程中,一个合理的支护方案既能保证安全,又能节约成本。对深基坑支护方案的优化,工程技术人员和科研工作者在不断的探索和尝试当中,从最初的经验分析法到近代的数学理论、数值分析法,现已将越来越多的科学方法应用于深基坑支护优化当中。
1.深基坑支护优化方法
1.1定性分析法
定性分析法即根据工程经验对支护方案进行比选,从而判断出对于某一个特定的深基坑工程的一个或几个相对最佳的开挖支护方案。这种方法需要有丰富的工程经验,需充分了解各种支护型式的优缺点、适用范围以及与基坑相关的一切工程信息。根据深基坑支护优化选型的依据,可按流程图1进行优选。
1.2经验加权评分法[1-3]
在深基坑支护中,对于A、B、C、D、E等几种方案往往很难判断哪一个方案更优越。因为每一种方案都有其特点,有的比较经济,有的施工速度快,有的对环境影响小,有的安全度高。而这些方面又很难直接进行量化的对比,便给方案比选带来一定的困难。比如在北海地区,土钉墙支护与桩锚体系谁更适合使用,从理论优化上讲,主张应尽可能地采用土钉墙方案。但往往进行方案优选的目的是在激烈的市场竞争中取得合同,这里便涉及到业主的思维定位问题。在实际运作时,就有可能会因业主认为“土钉墙不如桩锚体系可靠”而失去合同。为了解决上述问题,可采用比较方便的经验加权评分法进行方案比选。我们知道,评价一个方案优劣的主要依据是可靠性、造价、施工难度、工期、环境影响以及对其它工序的影响等儿个方面,对此,可以得到下表1所示的经验加权评分表,其中Xij代表i方案在j指标下的得分,ωj为方案确定人对j指标与其它指标相比时的权重。
这种评定方法所得到的评价结果的正确性主要取决于方案评审人评分的结果是否科学、准确与可靠。其核心问题是「Xij和{ωi}的确定方法,{ωi}需进行考虑后才能决定,一般条件下ω1≥ω2≥ω3≥ω4≥ω5≥ωn,具体情况视实际工程而定。
1.3层次分析法[4-7]
层次分析法(Analytical Hierarchy Process,简称AHP法)是美国数学家A.L.Satty在20世纪70年代提出的一种定性和定量分析相结合的评价方法。深基坑支护系统是一个相当复杂的系统工程,影响因素众多,其设计必须满足安全性、经济性和可行性这三个基本要求,对于市区内工程,环境保护及文明施工也是十分重要。层次分析法就是根据支护方案的基本要求选择指标,构造层次模型,通过确定评定原则构造判断矩阵;然后对层次单排序、总排序来评价支护方案的优劣性的方法。
1.4模糊综合评判法[8-10]
假设有n种支护方案,以来表示;影响支护方案的因素有m个,以U={u1,u2,…,um}来表示,其影V={v1,v2,…,vn}响程度不同,因此它们的权重也不一样。综合评判是V上的一个模糊子集B={b1,b2,…bn},其中bj(j=1,2,…n)反映了第j种评判vi在综合评判中所占的地位,综合评判依赖于各个影响因素的权重,它是U上的模糊子集A={a1,a2,…,am},其中ai(i=1,2,…m)是第i个影响因素的权重。模糊综合评判法就是根据模糊映射和模糊变换理论,建立从U到V的模糊映射f,并由模糊映射f诱导出的模糊关系确定模糊矩阵R(单因素评判矩阵),然后通过模糊运算B=A・R得到综合评判B,最后根据最大隶属原则优化出最佳支护方案的方法。
此外,随着人工神经网络广泛应用于工程实践,神经网络评价法也引入了深基坑支护方案优化中,为深基坑支护方案优化提供了新的途径。
2.结束语
随着社会的发展,深基坑防护对整个城市的经济建设日益突出。可以预见,
随着各种科学计算方法不断涌现,且在计算机技术日新月异的今天,传统的深基坑防护技术将会得到完善和提高,新颖的深基坑防护技术也将会不断呈现。
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关键词:隧道基坑;变深度地续墙;支撑轴力;三维有限元
Research on the axial force in a long strip of sloping pit
Zhao Chengcheng1Guo Zhixing2
(1.Tianjin Huaxing Survey and Design Co., Ltd. Tianjin 3002412. Tianjin Gangjin Architects & Engineers Co., Ltd. Tianjin 300308; )
ABSTRACT:the deep excavation is a Complex process of dynamic change when Interaction between envelope and soil, there are many uncertainties in the course of excavation. This paper analysizes the axial force of support in the course of excavation through measurement and simulation in two ways, then summed up the value of axial force with the conditions in the process of excavation.
KEY WORDS: deep foundation pit ; underground diaphragm wall;axial force of support;3D finite element
中图分类号: TV551.4 文献标识码: A 文章编号:
1.工程概况
研究段内地下连续墙深度18-23.5m,混凝土的强度等级为C30,地下连续墙内侧设置衬墙。竖向支撑道数为1~5道,采用Φ609钢管支撑,支撑的纵向间距为3m,坑内设置2~4排Φ402×12钢管工具柱,工具柱之间设置纵向型钢系梁。
2、实测分析
此隧道基坑工程监测点很多,本文选择了具代表性的三个标准段支撑轴力变化情况进行研究。本文研究随着开挖时间的推进,钢支撑轴力的变化规律,及四道支撑间的相互影响。具体分析如下:
图1 支撑轴力随开挖时间的变化曲线
钢支撑轴力分析结果:
(1)第一道撑在安装完的一段时间内,轴力变化基本较平缓,随着第二层土方的开挖,第一道支撑轴力逐渐增大,最大值约为500kN,但待第二道支撑安装完并发挥作用后,第一道撑轴力开始逐渐减小,最后趋向稳定。
(2)第二道支撑的轴力变化曲线与第一道撑类似,但是第三道支撑安装以后,轴力出现大幅度下降,因此第二道支撑轴力从开始就持续增大,第三道撑轴力出现回升后,第二道撑轴力才慢慢减小,最终趋于稳定。
(3)第一道钢支撑安装之初,轴力值随开挖时间呈现增大的趋势,随着第二道支撑的安装,第一道撑的轴力开始出现减小的趋势,最后在第三道撑安装完成后,第一道撑轴力趋于稳定;第二、三道支撑轴力的变化规律与第一道撑轴力变化近似一致,最后一道支撑轴力始终处于较稳定状态。这是因为每道支撑发挥作用是在下一层土方开挖但下一道支撑尚未安装期间。
(4)基坑开挖过程中,从第一道撑到最后一道撑,钢支撑轴力基本处于增大的趋势,轴力增大值基本在300kN左右,因此在基坑设计时,为了经济效益,从上到下,其支撑的截面可以适当减小。
3、模拟计算结果分析
模拟计算后,支撑取S11方向的应力,然后通过应力与轴力间计算公式:F=σ×A,其中F为轴压力,σ为模拟计算得到的应力,A为钢支撑的截面积。
图2支撑轴力随工况的变化曲线
分析结果:
(1)第二层土方的开挖期间,第一道撑的轴力会出现大幅度增加过程,随着第二道支撑开始发挥作用,第一道支撑的轴力开始逐渐减小。
(2)第二道支撑安装后,轴力值也出现小量增长过程,但到第三道支撑完成后,第二道支撑轴力开始慢慢回落。
(3)随着第四层土方的开挖,第三道支撑的轴力也逐渐增大,而第四道支撑自安装后就一直较稳定,轴力值约为1470kN。
4、模拟与实测对比分析
图3 模拟与实测支撑轴力对比曲线
分析结论:
(1)模拟支撑轴力与实测轴力的变化趋势近似一致,从第一道支撑轴力到第四道支撑,其轴力基本呈增大趋势,且随着下一道支撑开始承担作用,每道支撑的轴力就开始逐渐减小。
(2)实测中,每道支撑轴力波动较大,但最终都趋于一稳定值,而模拟轴力并没有稳定阶段,分析原因,实测监测中,随着底板的完成,整个基坑的变形都趋于稳定,而模拟结果就是按设置的四个分析步得出的。
结论
本文通过实测与模拟两方面对条形坡基坑开挖过程中支撑轴力变化进行分析,从而为以后相近工程起到了施工超前预测、预报的效果,提高类似工程的设计、施工的可靠性。
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【关键词】超大深基坑工程关键施工技术研究
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
一、关键施工技术
1、施工顺序
本基坑工程总体施工顺序为:测放基坑线开挖地槽、桩机就位复测桩位施工支护桩、旋喷桩钻进钻孔、喷射水泥浆二次挖地槽凿钻孔桩桩头降水井施工、降水施工圈梁开挖土方、施工土钉基坑监测。
2、桩间土钉施工技术
采用中800@1200mm钻孔灌注桩+桩间中140x3.smm@:1200mm钢管土钉复合结构作为支护方案,如图3所示。钻孔灌注桩支护桩间采用中800@1200mm二重管高压旋喷桩止水,坑内采用管井降低地下水位,坑外布设一定数量观测井(回灌井)。为了增强基坑支护桩的刚度,提高整体支护体系的稳定性,要在支护桩上的顶圈梁混凝土强度达到设计要求后,才能进行下一步支护桩的钢管±钉施工。钢管土钉与桩间的连接节点构造如图4所示。土钉的施工方案采用项管工艺法,顶进的长度根据设计要求确定。待施工结束后进行抗拉试验,测承载力,并评估设计方案。如果此方案切实可行,再进行后续推广使用。
3、旋喷桩施工技术
这里以二重管喷射为例。它是一种浆、气喷射,浆液灌注搅拌混合的方法,即用二重喷射管使高压水泥浆和空气同时横向喷射,并切割地基土体,借助空气的上升力把破碎的土由地表排除:与此同时,使水泥与土达到止水及加固目的。本次设计桩径≥800mm,桩间lEEl200、1300和1500mm。旋喷桩机在施工中的提升速度按设计要求严格控制在0.1m/min,钻机垂直度偏差不得超过0.3%,枕木应垫实,以保证钻机的平稳与垂直。旋喷桩选用普通硅酸盐32.5级水泥,旋喷桩主要是止水作用,水泥进场后要注意防潮和防雨。设计要求水泥用量不少于40%,其水灰比为l:1。确保单桩喷浆量是桩体质量的基本保证。根据喷射工
艺,设计要求喷浆压力20MPa,提升速度8~10crn/min。浆液的可喷性与其稠度有较大关系,浆液稠度过大,可喷性差,往往会使喷嘴及输浆管堵塞,同时易磨损高压泵,使喷射难以进行。本工程水泥浆的水灰比为1.0。施工前3根桩必须在监理监管下进行,以确定实
际水泥投放量、浆液水灰比、浆液输送时间、桩长及垂直度控制要求,确保旋喷桩止水效果,保证桩体质量。
4、挂网喷浆放坡支护技术
(1)施工流程
放边坡线修整坡面钢筋土钉、分布筋施工喷射混凝土。根据设计要求,边坡为两级放坡,中间设2m宽的马道(见图5)。
(2)施工工艺、材料、技术参数
锤击土钉采用中1 8@l 000mn饵l 000mm,L=l000mm,钢筋(平面梅花形布置)网片为中6@200ram×200mm;土钉墙面层厚80mm,分两次喷射;细石混凝土强度等级为C20,3天强度不低于10MPa,碎石最大粒径应小于l0mm,喷射压力为0.3~0.5MPa;喷射作业分段进行,同一段顺序自下而上。
5、高压线杆处支护桩顶圈梁施工技术
一期工程的基坑支护桩施工,在南侧围墙内约1.8m及围墙外侧2.3m有两根高压线杆,~根为铁塔式,另一根为水泥杆,上挂l0kV的6根高压线,且高压线距钻井架最高处约lm。根据基坑支护的设计要求,通过南侧圈梁的施工,将高压线杆的固定转换至圈梁上,用圈梁来固定高压线杆,并加强电线杆和变电箱的稳定性。详见图6、图7。
为了确保南侧支护桩施工过程中的安全,采取了以下措施:
(1)将支护桩施工场地约7m宽的土取走1.5m深,使钻井机架整体下降1.5m,以保证钻井机架与高压线有足够的安全距离。
(2)在围墙外侧,沿高压线杆靠近施工面这一侧,分别搭设两座毛竹防护架,毛竹防护架的平面形状为2.3m×1.7m的矩形,四角设立杆,并设横杆扫地杆,间距为1.8m。四面均设置斜撑,靠近围墙一侧用12号铅丝将毛竹防护架与围墙拉结绑扎,确保毛竹防护架
的整体刚度和稳定性,搭设高度略比机架高l00mm,靠近机架增设小横杆,从而确保支护桩在电线杆一侧施工时的安全可靠。
6、土方开挖施工技术
基坑开挖中充分考虑时空效应规则,遵循分区、分块、分层、对称、平衡、合理卸载的原则。本工程将基坑开挖平面分成4个区域,如图8所示。先进行I区范围内的土方开挖,沿整个西侧支护桩的位置整体由西往东进行,水平方向开挖宽度约30m左右,含放坡尺寸。垂直方向从自然地坪开挖至各层土钉墙位置往下lm左右,最后挖至比设计基坑底面标高高出lm左右,以防止扰动基层。在开挖的同时,南侧预留放坡,按照设计要求配合在东侧、北侧做
好二级放坡的开挖施工。一级坡比1:1;马道宽2m,位于一5.3m处;二级坡比1:1.2。开挖深度较深时,采用阶梯式的开挖方法进行开挖。II区土方开挖时,按照设计要求配合在北侧、东侧做好二级放坡的开挖施工,II区地下室负2层项板施工完成后才能进行III区的土方开挖;III区的地下室负2层顶板施工完成后,才能进行Ⅳ区的土方开挖。
7、降水施工技术
(1)降水井设计
根据基坑开挖深度,设计井深为20m,井口高于自然地面0.5m;井管采用钢筋混凝土预制管,外径360mm,内径300mm,端部预埋钢圈,井管之间焊接连接。滤管,即在井管预留滤水孔的基础上外包两层60目滤网,并绑扎牢固。滤料含泥量小于5%,且粒径1~3nun,从孔口投入井管周边。
(2)降水运行
施工完一口井即投入试运行一口,试运行抽水时间控制在3天,并做好出水质量和出水量检查。正式降水运行14天后进行土方开挖。
(3)降水井封井
随着工程的进展,土方开挖前施工的降水井逐步退出使用。为了确保降水井在封堵后不渗漏,降水井的封堵工作尤为重要。降水井的封堵必须在后浇带施工完毕,根据设计及规范要求,征得设计同意后,逐一进行。
二、深基坑工程监测
1、基坑工程除进行安全可靠的围护体系设计、施工外,尚应进行现场监测,做到信息化施工,基坑围护体系随着开挖深度增加必然会产生侧向变位,关键是侧向变位的发展趋势与控制。通常围护体系的破坏是有预兆的,因此进行严密的基坑监测是非常重要的,通过专业基坑监测单位的监测情况可及时了解围护体系的受力状况,可以达到及时校正、修正施工方案和指导现场施工的目的,使基坑处于安全可控状态。
2、该工程基坑的监测,由专业人员对深层土移、地下水位、围护桩、立柱桩的竖向位移、支撑杆件的轴力进行严密监测,土方开挖至基础施工阶段以每天1 至2 次的监测频率测试,除对以上基坑本身监测外还应对周围建筑物(基坑深度的2 倍范围)及地下管线进行监测并及时将观测资料反馈给建设、施工、监理、设计等单位以便及时分析处理。通过日常观测及专业单位的监测来确保基坑施工及周边环境的安全。以免给人民群众的生命、财产造成损失。
总结
我国的深基坑工程施工难度在不断的增加,这对深基坑的施工技术提出更高的要求,一个安全合理的施工技术是既要确保基础安全,顺利地施工,又要考虑方便施工,经济合理。在具体分析工程地质水文,工程特点状况下,对施工技术提出合理方案,针对不同土质的工程性质及具体工程实践,这样才可以做好建筑深基坑施工。
【参考文献】
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论文摘要:在建筑基坑施工时,为确保施工安全,防止塌方事故发生,必须对开挖的建筑基坑采取支护措施,本文分析了当前深基坑支护存在的安全问题,提出了深基坑支护设计中的注意事项和预防措施。
一、 问题的提出
在建筑基坑施工时,为确保施工安全,防止塌方事故发生,必须对开挖的建筑基坑采取支护措施。建筑基坑支护设计与施工应综合考虑工程地质与水文地质条件、基坑类型、基坑开挖掘深度、降排水条件、周边环境对基坑侧壁位移的要求,基坑周边荷载、施工季节、支护结构使用期限等因素,做到合理设计、精心施工、经济安全。
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。
二、深基坑支护存在的问题
(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,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。
(二)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。
(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。
(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。
三、深基坑支护设计中的注意事项
(一)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。
(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。
(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。
(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。
结束语
建筑基坑的开挖与支护结构是一个系统工程,涉及工程地质、水文地质、工程结构、建筑材料、施工工艺和施工管理等多方面。它是集土力学、水力学、材料才学和结构力学等于一体的综合性学科。支护结构又是由若干具有独立功能的体系组成的整体。正因如此,无论是结构设计还是施工组织都应当从整体功能出发,将各组成部分协调好,才能确保它的安全可靠、经济合理。
参考文献
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3 龚晓南. 深基坑工程设计施工手册. 北京:中国建筑工业出版社,1998
关键词:建筑工程;深基坑支护;土钉墙
一、深基坑支护的概况
1、深基坑支护
对于深、浅基坑,目前工程界并没有统一的标准。1967年Terzaghi与Peck建议将6米以上深度的基坑定为深基坑,但实际施工中这种说法并没有得到广泛地认可。现阶段,我国深基坑施工中普遍将超过6米或7米的开挖深度看作是深基坑。基坑支护是指为确保地下室施工及附近环境的安全,选用支挡、加固等方式对基坑侧壁与附近环境加以保护。支护结构主要对侧向压力进行承受,主要包含水土压力、地面荷载、邻近建筑物基底压力及相邻场地施工荷载等引起的附加压力,其中水土压力为支护结构承受的主要压力。传统支护设计理论主要将基坑附近土体作为荷载,作为支护结构的“对立面”,随后按照围护墙位移的状况,进行支护设计。
2、土钉墙支护
作为一种新型支护方式,主动支护就是将基坑附近土体自支撑能力进行充分发挥及提升。目前主动支护主要分为水泥土墙支护、土钉墙支护、喷锚支护、冻结支护、拱形支护等方式,本文主要对基坑主动支护中的土钉墙支护进行分析与探究。
土钉墙是在新奥法的基础上基于物理加固土体的机制,在上个世纪70年代从德国、法国及美国发展出来的支护方式。上个世纪80年代早期在矿山边坡支护中我国采用了这种方式,随后土钉墙支护法在基坑支护得到了大量应用。土钉墙的组成成分为被加固土、放置于原位土体内的细长金属杆件与在坡面附着着的混凝土面板,最终实现重力式支护结构。将一定长度及密度的土钉设置在土体内,通过土钉和土一起完成作业,进而将原位土的强度、刚度进行有效提升。这种支护技术主要应用于12米以下的基坑开挖深度,如地下水位在坑底以上时,必须根据实际施工要求,进行有效排水与截水施工。
二、建筑工程深基坑支护技术的应用
1、工程概况
本工程由15层住宅楼含局部3层商铺(裙楼)组成,裙楼外侧边线范围内设1层连通式地下室。基坑长55.19m,宽36.10m,开挖深度约为4.9m。结合本工程的实际施工情况,选用土钉墙基坑支护的方式进行有效施工,应遵循一定顺序进行,如基坑西侧支护―南侧―东侧。
2、基本工艺
(1)钻设钉孔。选用土钉成孔的方式进行基坑支护作业,其成孔工具为洛阳钻机,将其孔径设置为80毫米,深度应确保其超过土钉长度100毫米,成孔倾角为15度。每钻进1米,并进行倾角地测量,避免偏向等情况的出现。
(2)土钉安装。与本工程基坑土钉墙支护设计需求相结合,进行土钉的制作,确保其长度在设计长度以上。每隔1.5米进行一组土钉的设置,选用搭焊连接的方式进行土钉连接,焊缝高度控制在6毫米,把土钉在成孔作业后设置在孔内。
(3)注浆。选用孔底注浆法进行土钉墙基坑支护注浆作业,其作业流程为在孔底插入注浆管,确保管口与孔底之间距离200毫米,注浆管应同时进行注浆与拔出作业,确保注浆管底能够在浆面以下,确保注浆过程中可以顺利从孔口流出,并将止浆阀设置在孔口,选用压力注浆的方式进行施工,确保水泥浆强度为M20,注浆压力控制在1到2Mpa之间。
(4)挂钢筋网并与土钉尾部焊牢。选用钢筋网进行土钉墙面施工,将其间距定为200毫米,在坡面上通过人工的方式进行绑扎钢筋的作业;搭接坡面钢筋的长度需在300毫米左右,随后顺着土钉长度方向在土钉端部两侧进行短段钢筋的焊接作业,同时在面层内将相近土钉端部通长加强筋进行连接及焊牢。
(5)安装泄水管。土钉墙基坑支护的泄水管制作应选用用PVC管作为主要材料,泄水管长度必须在450毫米以上,并在管附近进行钻孔作业,孔数应控制在5到8个,随后在管外侧进行尼龙网布的包裹作业。泄水孔纵横距离定为2米,布置形状为梅花型并确保安装的牢固性。
(6)复喷表层混凝土至设计厚度。选用喷射混凝土方式进行土钉墙施工,其设计强度必须在C20左右,其厚度应控制在80毫米。第一,选用干拌方式,混合料搅拌时必须遵循相应的配合比进行施工,混凝土喷射施工过程中根据实际情况,可以将水泥重量为5%喷射砼速凝剂掺加到里面。在开挖土方、修坡施工后,及时完成土钉锚固作业,结束焊接钢筋网施工后,必须及时进行喷射混凝土作业。选用分层喷射的方式,由下到上的方式进行喷射混凝土作业。第一层喷射厚度应控制在4厘米到5厘米之间,确保其不出现掉浆现象后,进行第二层混凝土再喷射作业,直至其厚度符合设计规定。
三、建筑工程深基坑支护监测
基坑支护体系随着开挖深度的不断增加会出现侧向变位的情况,这种情况在施工中无法避免,基于此,基坑支护监测的关键就在于侧向变位的发展及控制。通常情况下,体系的破坏都具有相应的预兆性,在基坑支护监测中,施工单位必须做好现场指导工作,利用检测等方式及时分析、了解支护体系的受力情况。在监测中不仅要做好整个基坑支护检测工作,还要充分考虑其附近环境。这种监测方式可以掌握好基坑附近支护的稳定情况,在目前深基坑支护工程理论与相关技术支持下,施工实际情况往往存在或多或少的问题,根据本工程现场施工的具体情况,其地质环境较为复杂,可选用变形监测的方式进行基坑支护作业,这样可以保证施工的安全性。
选用的监测点布置范围为本工程基坑支护的边坡开挖影响范围,遵循其基坑深度2倍以上的深度进行分析,并对监测对象的特定范围进行充分考虑。本工程沉降位移监测点应在基坑边坡附近每个20米到25米的范围进行设置,这样可以为施工的顺利进行提供强有力的保障。并能对施工后路面损坏形成的原因进行分析。在施工前,施工单位必须认真调查路面的实际情况,主要选用拍照等形式对其现状进行分析,随后形成相应文字进行归档。完成以上监测作业后,对于较大危害部位,可以选用石膏膜设点的方式进行施工,尽可能降低对工程施工的影响,并定期进行跟踪查看。分期分阶段将监测情况记录汇报有关各方。此类监测点的设置将在详细调查现状的基础综合确定,同时对在施工间出现的开裂,特别重视监测,将实际情况向相关单位及时上报。
四、结束语
综上所述,伴随国民经济的快速增长,我国建筑工程的规模也在不断扩大,深基坑支护工程作为建筑工程施工的重要组成部分,其施工技术水平的高低将直接影响到工程建设的整体质量。目前最常见的基坑支护技术主要包括两种:主动支护与被动支护,本文根据具体工程实例进行分析,主要选用土钉墙支护技术进行施工,在施工过程中必须做好基坑支护监测工作,了解其施工要求,规范施工工艺流程,只有这样才能有效提升整个建筑工程的质量。
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关键词:深基坑支护施工监理
0引言
深基坑支护工程是近20年来随着城市高层建筑的发展而形成的一门新兴技术,其理论还有待于不断完善。如何选取一种在经济、技术上都合理的支护类型,必须充分考虑施工现场的环境、工程地质条件以及具体的工程要求。
1深基坑支护工程的监理
1.1设计方案及其审查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。论文百事通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。而深基坑设计方案合理与否,直接影响着深基坑支护工程的成败。成功的工程设计方案应该是合理安全,科学实用的。在进入施工现场时,监理人员应对施工方案进行审查,深入了解设计方案,发现问题及时与设计人员沟交流,使得各个程序顺畅有效的进行,从而可以真正地保障工程的质量。
1.2分包单位的选择由于深基坑支护工程具有的专业性和特殊性,一般来说,总包单位选定具有实力和能力资质都合格的专业队伍,组织队伍进行分包施工。监理单位应严格执行职责,协助业主审查总包单位选定的施工单位,同时防止施工过程中再次出现转包,严格保证工程质量。
1.3施工组织设计的审定建筑施工单位应该认真编制施工组织设计方案,但是现在的建筑单位往往是套用别的工地的现成的施工组织设计,然后再做一些小的改动。虽有些是自己编写,又大多质量低劣,失去了指导意义。所以,这就要求监理人员对施工单位提交的施工组织设计进行严格审核,提出修改意见,严格确保工程质量,经过监理总监审批合格后施工方才可以动工。
1.4施工过程控制在此阶段,监理人员要遵循监理规划,需要根据地质勘探资料和当地条件,结合本地施工的情况,对于工程的关键项目,要求施工单位制定专项施工方案。监理机构对此进行审核,通过后方可施工。这个阶段是项目的关键阶段,特别要注意突发事件的应对,最好是提前制订好预防措施。
1.4.1深基坑支护工程的施工深基坑支护工程的施工是集挖土、挡土、围护、防水等多项目结合的系统工程,任何项目的出错都很有可能会导致工程整体的失败。所以,这就要求我们监理单位在项目实施过程中尽职尽责,敦促施工单位按照规程和预先设定好的施工技术规范组织施工,尽量将工程的每个环节都纳于监控之下,确保不出事故,顺利按期完成工程。
1.4.2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的施工带来了相当大的危害。施工单位应该从防水、降水和排水三方面来制订止水方案,根据掌握的地质资料,驶入了解周围环境的实际情况,制定出切实可行的措施。不能一味简单地靠抽水来达到止水目的。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,其常用的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。使用这种方法难度较大,技术复杂,所以一定要对以下几个方面严加注意:
①保证桩体质量,注意水泥浆的搀加量,保证桩体搅拌均匀,②保证桩的搭接长度和密实度,杜绝出现空洞、蜂窝及桩头开叉的现象。③不能随意在基坑支护结构上开口以便运土,否则会破坏止水帷幕,造成地下水的渗入等问题。
1.4.3深基坑支护的信息化管理随着现代社会的发展,计算机和网络已经应用到经济生活的各个领域,建筑行业也不例外。在进行深基坑支护工程时,同样需要我们利用现代化的信息技术,以提高工程效率。基坑支护结构的信息化管理主要手段是安排专业施工监测人员对基坑现场及周围建筑物进行监测,将基坑开挖期间监测到的基坑支护结构或岩土变位的情况数据化,比照勘察、设计的预期性状,及时对施工中可能出现的险情进行预报,超过预警值时可及时采取有效的应对措施排除危害,确保工程安全。
深基坑支护结构工程监测的内容主要安排以下几项:
①支护结构顶部水平位移;②支护结构沉降和裂缝;③临近建筑物、道路的沉降、倾斜和裂缝;
观测结果要真实反映所测因素影响的动态趋势,结合相关的诱发条件和结合基坑支护结构的稳定性计算,排除险情。开挖较深的基坑,还应测试支撑的内应力,当应力达设计值90%时(或支撑变形达10mm时),要及时采取防范措施。新晨
1.4.4突发事件的解决建筑行业的施工参与人员多、技术复杂、工程周期长,从工程开始施工到完成,会发生很多不可预料的问题,这要求我们的监理人员要具备良好的心理素质,遇事不可慌乱,然后需要对可能要出现的问题心里有数,事先要做准备,免得事到临头,手足无措。一般情况下的突发事件有:
①基坑内管涌、流砂;②基坑支护局部出现成因不明的裂缝、沉降;③气象异常,出现连续多日的狂风暴雨;④相邻工地的施工影响如降水、打桩、开挖土方;⑤地下障碍物妨碍基坑支护结构或止水帷幕的施工。
2几点体会
2.1基坑支护施工是个隐蔽工程。对施工过程的每一个环节、每一个工序均要严格把关;对重要工序、关键工序要设立停止点,要进行监理旁站。
2.2在施工过程中,随着地质条件的变化及某些情况的改变,往往要涉及到增减工程量。此时监理要及时地与设计、建设单位取得联系,按照设计变更文件,认真地核实工程量,如实地做好签证。
2.3基坑支护施工涉及到的施工单位多,如土方单位、基坑支护施工单位、主体施工单位、监测单位等,容易造成各方面的矛盾和不协调,所以各方要相互支持、相互配合,才能顺利地进行施工。
关键词:深基坑;开挖;支护
Abstract: urban development, with high building use requirement, use of the underground structure is increasing day by day, all kinds of high-rise buildings appear constantly, deep foundation pit can make full use of underground resources, so get the favour of many designers, high-rise building of deep foundation pit engineering construction there is an important process is the excavation of earthwork. Due to the high building foundation common buried depth is bigger, the construction area is wide, the foundation pit excavation earth quantity is bigger, this to the construction site of the turkmen excavation and transportation bring a lot of inconvenience; How to select the suitable excavation schemes, in order to ensure construction time limit for, under the premise of foundation pit engineering to ensure the quality and safety of construction technology personnel be worth ponder question. Based on my personal years of deep foundation pit excavation experience, a brief analysis of the deep foundation pit excavation and supporting measures related to the technology.
Keywords: deep foundation pit; Excavation; supporting
中图分类号:TV551.4文献标识码:A 文章编号:
1、深基坑工程内容及施工特点
1.1深基坑工程的主要内容
深基坑工程的内容主要有:岩土工程勘察与工程调查、支护结构的设计、基坑开挖与支护的施工、低层位移的预测与周边工程的保护和施工现场的测量与监控。其中支护结构设计中考虑的主要内容有当地经验,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。
1.2深基坑工程施工的特点
目前,我国深基坑工程施工特点有以下几个方面:
⑴基坑深度不断增加。城市的发展使得建筑物成本中土地费用的比例增加,同时为了满足国家对于建筑物地下室及人防的要求,建筑投资者不得不向地下空间发展。过去建1~2层地下室,在大城市也不普遍,中等城市则更为少见。现在的基坑开挖深度往往多在10m以上。
⑵工程地质条件不可选择。基坑周边环境复杂化。城市建筑物的选址受到整个城市整体规划的制约,不可避免的会遇到地质条件差的情况,这在某些沿海经济开发区更为突出。城市中,高层和超高层建筑集中在人口稠密、建筑物密集的地方,并紧靠重要市政公路。而一般情况下,这些地方的原有建筑结构陈旧,地上与地下管线密布。因此,基坑开挖不仅要保证基坑本身的稳定,也要保证周围的建筑物和构筑物不受破坏。
⑶基坑支护形式多样化。常见的基坑支护型式主要有:混凝土灌注桩、人工挖孔桩、预制桩、深层搅拌桩、钢板桩、地下连续墙、锚钉墙等;还有各种桩、板、墙、管、撑同锚杆联合支护,及以上各种支护形式的综合使用。
⑷基坑支护工程的事故多。引发基坑事故频发的原因很多,具体体现在设计、勘察和施工等方面。如计算模式的选择、计算方法的选择、钻孔资料不详细、管理不善和技术不到位等。这需要靠各方面的共同努力来进行,确保工程质量的安全,减少事故的发生。
2、合理选择深基坑土方开挖方案
深基坑土方开挖通常使用大开口的方式进行,主要有人工开挖、机械开挖、人工与机械配合开挖等开挖方式;如果按照土方开挖时是否放坡,则可以分成设置支护开挖、大放坡开挖以及二者相结合开挖等方式。
在选择深基坑土方开挖方案时,应当结合施工现场的地下水水位、基坑深度、施工作业面大小、高层建筑结构形式、地质条件、场地宽窄、场地渗水情况、施工机械设备、地面承荷能力、周围建筑物情况以及施工方法等因素来综合考虑选择,可以预先编制多个施工方案,然后组织专家对施工方案进行分析,从中选取既经济又安全的方案,进而用于深基坑土方的开挖。
若施工现场机械设备条件允许时,最好选择使用机械开挖的方案,这样做可以明显加快土方开挖的速度,而且可以大量节省施工劳动力;若施工现场机械设备条件不允许时,对于基坑深度较浅、施工作业面不大、地下水水位不太高的基坑,可以考虑使用人工方法进行,但要注意科学合理地安排土方开挖作业,尽量使用小型机械设备配合人力开挖,这样做一般均能满足施工要求;
若高层建筑基础以下土质为碎石土、砂砾层、粉土、粘性土或者黄土等,这时应当选用分级放坡或者不放坡的方法进行开挖,而且这样开挖可以缩短工期、降低基坑工程造价;若施工现场条件不允许进行放坡开挖,这时可以考虑先对四周进行有效的支护,然后再进行开挖的方案,这样做可以节省土方施工量,并且能够减少对四周建筑物的影响。
3、基坑开挖施工准备
3.1施工准备
①建筑物位置的标准轴线桩、水平桩及灰线尺寸,已经过复核。②决定挖土方案,包括开挖方法、挖土顺序、堆土弃土位置、运土方法及路线等。③障碍物和地下管道已进行处理或迁移。④排水或降水的设施准备就绪。
3.2工艺流程
放线挖土、挖基坑周边地面截(排)水沟修边坡维护坡面挖土至坑底面设计标高挖基底周边排水沟、基底找平。
3.3施工注意事项
①基坑开挖,在有水平标准严格控制基底的标高,标桩间的距离≤3m,以防基底超挖。②在地下水位以下挖土,必须有措施、有方案。③土方工程一般不宜在雨天进行。在雨季施工时,工作面不宜过大。应逐段、逐片地完成,并应切实制订雨季施工的安全技术措施。④为减少对地基土的扰动,机械挖土应在基底标高以上保留200~300mm左右,以后用人工挖平清底。所有预留厚度应在基础施工前用人工挖除。
4、深基坑开挖及降水开挖总体方案
①考虑场区外周边施工环境因素,合理确定基坑开挖时间。②确定季节性变化对地下水位影响,为优化基坑土方开挖方案创造条件。施工期间场地的地下水位变化范围的准确测定,为进一步优化本工程深基坑开挖方案提供了可靠依据。③工程深基坑开挖及降水开挖方案的优化原则。通过上述对本工程场内外施工技术条件及对施工期间场地内地下水位实际变化论证,从有利于连续作业、便于施工、技术可靠、经济合理等方面出发,在多方案比较的基础上,确定了地下水位以上基础土方采用正常大开挖方案;地下水位以下深基坑集群的土方采用轻型井点降水开挖方案。④通过轻型井点降水系统将地下水抽至专用水箱后,采用离心泵将专用水箱内的井水排至自然地坪以上。
4.1基坑开挖施工
采取分步开挖、分步支护的方法,按设计要求进行开挖。开挖完毕后,采用小型机具或铲等进行切削清坡,以保证坡面平整并达到设计坡度。
4.2基坑降水
①根据工程地质勘查资料,基坑开挖深度范围内各土层均属于含水率在32~49%之间的饱和淤泥质土。从渗透系数看,含水率较大的土层水平方向渗透系数要比铅直方向渗透系数大得多,若按常规施工方法即仅在井管末端设置滤管,则仅能抽取局部土层内水平向渗透水。因此根据这一特性,滤管由原来在井管末端部设置一段改成整根井管多段设置,工程滤管从原来的一段增加为三段,分别长3m、2m、2m,以便最大限度地将各土层内渗透水抽吸出来。②滤管不包密目滤网,成孔洗井结束直接下井管,井管四周填以砾砂石,增加水透过能力。在井管露出地面端部先用胶带封死再用稀泥巴封堵死,仅露出真空管、抽水管和电源线。
5、支撑安装
5.1钢支撑安装
每根支撑预拼到设计长度,采用龙门吊与汽车吊配合的方式整体起吊摆放在支撑牛腿上,钢支撑整体吊装到位后用千斤顶施加预应力,达到设计轴力之后,在活络端插入钢楔块。预应力分步施加,第1次施加50%~80%;通过检查螺栓、螺帽,无异常情况后,施加第2次预应力,达到设计值。施工时,因支撑横向跨度大(>20m),在基坑中间增设格构柱,以减小钢支撑长细比,增加稳定性。配合监测单位做好轴力计的安装和监测工作。
5.2钢支撑施工技术措施
千斤顶预加轴力要求分级加载,所有支撑连接处均应垫紧贴密,防止钢支撑偏心受压。钢支撑拆除时应分级释放轴力,避免瞬间预加应力释放过大而导致结构局部变形、开裂。利用主体结构换支撑时,主体结构顶板、中板或底板混凝土强度必须达到设计强度。施工时加强监测,对基坑回弹导致格构柱竖向支撑位移所产生的横向支撑竖向挠曲变形在接近允许值时,及时采取措施,防止支撑挠曲变形过大。支撑体系中底板混凝土垫层的作用不容忽视,基坑开挖后迅速封底。
6、深基坑支护的几种措施
悬臂式支护结构:挡土结构的使用是在现场不允许基坑维持其天然坡度的情况下用于保持基坑开挖稳定的构筑物,悬臂式挡土结构可能是地下连续墙、木桩、钢筋混凝土桩、钢板桩等。
锚杆挡墙支护结构:锚杆式挡土墙(anchored retaining wall by tie rods)指的是由钢筋混凝土板和锚杆组成,依靠锚固在岩土层内的锚杆的水平拉力以承受土体侧压力的挡土墙。为便于立柱和挡板安装,大多采用竖直墙面。立柱间距2.5~3.5m,每根立柱视其高布置2~3根锚杆,锚杆的位置应尽量使立柱受弯分布均匀。锚杆一般水平向下倾斜10°~45°,并使锚杆长度尽可能短。锚杆的有效锚固长度在岩层中一般不小于4m,在稳定土层内,应有9~10m。锚孔内灌以膨胀水泥砂浆;锚孔口与墙面间一段锚杆采用沥青包扎防锈。挡墙分级设置时,每级高度不大于6m,两级之间留有1~2m的平台,以利施工操作和安全。
混合支护结构:这是由挡墙和固定挡墙就位的组合挡土结构体系,挡墙可以是板桩(钢、混凝土、木),有挡板或无挡板的立柱(或桩),钢筋混凝土灌注桩和地下连续墙等。而固定挡墙就位(支点)主要有撑梁支撑、斜撑或锚杆等。
地下连续墙支护结构:地下连续墙施工震动小、噪声低,墙体刚度大,防渗性能好,对周围地基无扰动,可以组成具有很大承载力的任意多边形连续墙代替桩基础、沉井基础或沉箱基础。对土壤的适应范围很广,在软弱的冲积层、中硬地层、密实的砂砾层以及岩石的地基中都可施工。初期用于坝体防渗,水库地下截流,后发展为挡土墙、地下结构的一部分或全部。房屋的深层地下室、地下停车场、地下街、地下铁道、地下仓库、矿井等均可应用。
7、结语
高层建筑深基坑开挖是一项十分复杂的工程,对技术要求十分严格,在具体施工中,要合理选择基坑开挖程序,选择合适机械,根据地质条件,遵循施工要求来选择其相应的开挖方式。由于各工程场地的地质、环境条件千差万别,在每个深基坑工程设计施工的具体技术方案的制定中,必须因地制宜,切不可生搬硬套。深基坑工程施工存在较大危险性,易发生较大工程事故,因此,深基坑工程需专家组审核通过方可施工,严禁超挖、无证开挖。对基坑进行变形监测,注意基坑边坡位移变化的信息化管理,超出预警位移量时立即采取补救措施防止基坑边坡塌方影响周边建筑物安全。
参考文献:
[1]建筑基坑工程技术规范(YB9258-97)
[2]建筑桩基技术规范(JGJ94-2008)
关键词:高层建筑;深基坑;支护;施工技术
中图分类号:TU97文献标识码: A
一、深基坑支护的几种型式及特点
基坑支护形式多种多样,在具体工程中采用哪种形式,还要根据工程地质以及周围的环境条件来决定。
1、支挡型支护方式
(1)地下连续墙
地下连续墙适用于各种深度的基坑开挖,是一种较经济的基坑支护方式,它对周围建筑的影响较小且对各类地质条件均适用,同时,地下连续墙作为支护结构还具有一定的抗弯刚度及防水性。当前地下连续墙已被广泛的应用于各类建筑的基坑支护,同时,其自身的形式也在不断的变化,由已前的单一定型发展为现在的折板及二型等。
(2)桩排支挡结构
①连续桩排。对于工程地质为软土的基坑,由于无法形成土拱边坡,因而在进行基坑支护时必需采用密集桩排,并在领桩之间使用素混凝土将钻孔桩搭连起来,从而形成类似挡土墙的连续墙。②双排桩。当工程地质较软亦或基坑深度较深时,采用单排桩的侧向刚度可能无法满足基坑变形要求。此时就必须采用盖梁式的双排桩进行支护,双排桩具有较大的侧向刚度,可以有效的阻止基坑边坡的变形。③稀疏桩排。这种是最简单的桩排方式,适用于工程地质较好的情况。
2、加固型支护方式
(1)网状树根桩加固法将基坑边坡土体与树根桩结合在一起,形成复合桩体,使其具有整体稳定性,以抵抗土的侧向压力。保证边坡的稳定。
(2) 水泥搅拌加固法此种加固方法的优点在于:对周边环境无污染、造价经济、施工简便等。它是利用一定强度的水泥搅拌桩搭接组成结构体系,加固了坡边土体,保持其稳定性。
(3) 高压旋喷桩加固法与水泥搅拌桩相比,高压旋喷桩的强高要提高了好几倍,它的水泥含量较高,较适于地基过软的基坑处理。
二、深基坑支护施工要求
1、施工特点
首先,技术手段要先进可靠,确保基坑受力可靠以及支护的保护作用完全体现。其次,大型高层建筑通常都建在城市中心,周围建筑物繁多复杂,地下市政管线众多,所以施工必须充分保证不能影响周围相邻的建筑物的安全和稳定,不能破坏周围的地下管线等。再次,基坑开挖期间,地下水控制也属于基坑支护的一部分。因此,必须合理运用明排、降水、截水和回灌等形式控制地下水,保证基础施工安全。最后,根据实际工程需要选取经济合理的施工方案,实现工程最优化。地下结构施工及基坑周边环境的安全主要是由支护体所保障,所以深支护体系的设计、施工能力水平直接关系到基坑施工的安全性,工程整体的安全可靠。
2、施工流程
深基坑支护的施工流程一般包括: 施工前准备、支护桩的施工、联系梁等的施工、锚杆的施工、土方开挖。支护桩一般采用人工挖孔桩,然后用钢筋混凝土做护壁。联系梁施工时,先开挖基槽,经验收合格后,进行抗渗墙混凝土的浇筑,最后再对联系梁施工。基坑挖至锚杆标准高度后. 开始进行钻孔、制作锚头、穿锚索、注浆,安装连系梁,穿外锚具,然后锚固,最后进行锚杆试验。土方开挖要采用分层开挖,对挖出的土方要随时挖出随时运走,把土清理干净。在施工整个流程中,需要对工程进行实时监测,随时掌握工程情况,确保安全并对后来工作提供决策指导。
3、基坑支护的监测
随着开挖深度的增加基坑支护体系会产生侧向变位,这是必然的不可避免的,因此侧向变位的发展趋势和控制才是基坑支护监测的关键所在。一般情况下,体系的破坏都是有预兆性的,由此可见,基坑支护监测的必要性和重要性。为了能够更好的指挥现场的施工,就必须通过检测对支护体系的受力状况进行及时地了解。基坑支护的监测不仅要对基坑支护的整个体系进行检测,而且还要对周围环境进行监测。这样有利于对基坑周围支护的稳定状态及周边土体的变化进行更好的掌握,而且对于施工对周围地位的房屋建筑、地下管线、道路等的影响状况能够更好的了解,从而实现信息化施工,使得基坑施工和环境安全得以确保。基坑支护检测是需要专业人员来进行的,定时对基坑施工进行监测,并及时将监测资料反馈给有关单位,便于他们进行及时地分析。在监测数据出现异常、位移(速率)较大或挖土等关键工况时应加密监测频率,并对监测数据进行分析。
三、深基坑施工中应注意的几个问题
1、 深基坑土方开挖原则在深基坑土方施工前,要详细确定挖土方案和施工组织,并遵循“开槽支撑,先撑后挖,分层开挖,严禁超挖”的原则。要对支护结构、地下水位及周围环境进行必要的监测和保护。如果有不允许任何沉降及水平位移的要求时,例如地铁车站大厅、地下室重要设备设施等,必须满足侧向位移控制设计要求,对横向支撑或锚杆的安装质量要严格把关。锚杆的张拉不能太紧,抽检数量不能太少。横向支撑必须装设检测设备,逐日记录,发现问题及时补救。
2、大面积深基坑开挖时间较长,容易引起边坡失稳许多边坡在经过相当长的时间后突然滑动,与土的抗剪强度随时间逐渐衰减的特性有关,加上场区排水不良,都对边坡稳定不利。此外,基坑边缘堆料及弃土未及时清理,均会造成基坑失稳事故。
3、 基坑面积过大时,对底板混凝土采取分段边挖边浇筑要坚持采用分层、分块、均衡、对称的方式进行挖土。它不仅避免了基坑暴露期过长、基土易被浸湿或曝晒等质量问题,还解决了厚大体积混凝土浇注技术上的困难,对稳定基坑作用更大,它等于增加了一道横撑,消除了土隆起的可能性。
4、深基坑支护地下水处理深基坑工程的地下水处理,主要是两种形式,即排水或止水。采取哪种处理方式,需因地制宜,根据基坑周边环境复杂程度而定。有些建筑物较为密集,且属于濒海地带,原地貌多为滩涂,其地层情况一般为:上部多为人工填砂层(压淤)和混有大小不一、含量不等的碎石、块石的杂填土层,结构松散,并且与海水有水力联系,而填土层之下的淤泥又是软土层,从而给深基坑支护止水造成了困难。近年来在濒海地带深基坑支护施工中,开始采用以冲孔桩、素混凝土桩与钢筋混凝土桩相间咬合搭接分布的混凝土灌注排桩并与锁口梁、内支撑、喷锚等组成联合支护体系,从而在防止边坡失隐和阻止地下水侧向渗漏方面(止水帷幕),取得较好的效果。
5、 随时观察挖土与地裂之间的关系当发现挖土不净或挖后隆起现象,必须停止挖土。如果出现地裂,可以判定边坡的稳定已达到极限平衡状态,这时应当检查降水是否达到预定位置,有无地下承压水及管涌,支护桩是否倾斜,支撑是否有弯曲等问题。如果属于深层滑动,多属坑底下淤泥被动土压力不足,可采用深层搅拌或旋喷法加固基坑下土层。如果属于支撑挠曲,有压曲的可能,则应及时加固支撑,或增加墙后拉锚措施。如果发现低承压水,则可实行深层降水,但应考虑对周围建筑和公共设施的影响,否则宜采用早强水泥砂浆封底方法。施工单位应及早做好设备材料准备。当遇到情况紧急时,可采用最简单而有效的方法就是立即回填反压处理,在任何情况下未处理完毕,不允许继续挖土。
综上所述,基础的稳固与否,往往决定建筑工程施工的成败。良好的深基坑支护施工技术,是整个建筑工程施工进行顺利的前提与保证,也为整个工程项目的动工开了一个好头。科学、合理的施工技术措施,安全、有效而且顺利的完成深基坑支护的工程,这也是给该工程的技术人员带来较大的挑战与考验。总而言之,做好深基坑支护工作对整个建筑工程建设的意义重大。
参考文献:
关键词:建筑基坑支护;施工管理
深基坑工程包括挖土、挡土、围护、防水等环节,是一项复杂的系统工程,任何一个环节的失误都有可能导致施工失败,甚至造成事故。施工单位要严格按照施工规程、经批准的施工组织设计及相关的技术规范组织施工,对各施工要点要制定具体措施,并加强过程控制。保证工程顺利完工。深基坑施工技术由于深基坑施工过程中存在诸多的不确定因素,比如地质情况的变化造成之前设计的支护不能满足现实施工的需求,喷锚网支护如果遇到流沙或者软土层,这样稳定性也就较差,如果不及时采取新的措施,开挖就会造成塌陷事故。另外,施工未能达到支护设计要求,加上监测部门的反馈信息有误或者信息反馈不及时,施工过程中建筑工程管理论文没有定期观测深基坑内的沉降量和位移量,再有对所测的资料还没有进行及时的分析和研究,并制定相应的有效应急措施就继续进行深基坑的支护安装,施工单位依然按照之前的设计方案来进行。
1 施工管理现场性的容易出现的几个问题
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,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。
检验建筑施工管理是否有成效,关键就看施工现场管理的如何。实际上,建筑的价值和使用价值都是通过施工现场来实现的。当前建筑施工现场性的管理问题主要有:
1.1 物料质量控制体系不健全,全面性物料检查实现难当前,大部分建筑施工企业对物料的质量控制都实施全过程控制,在程序上讲,是比较规范的,但是程序的设计经常可操作性不强,而投入物料多、用地方材料质量离散性大、材料进场的随机 性等多重不可控因素的叠加效应,导致难以对材料实施实时、全面、有效的控制。
1.2 混凝土使用不可控因素多,管理手段有限,非人为因素多。由于运输待车、气温等条件的不利影响,从出罐到卸车整个过程,混凝土的坍落度非正常的大幅下降现象时有发生。
1.3 施工现场管理的技术手段不多,科学化水平不高一方面,施工工程中的关键技术掌握不多。尤其是对大型、复杂工程中对质量、工期、安全影响较大,施工难度较大或采用新结构、新工艺、新材料等的工程施工,大多数施工企业没有完整的技术指导思想、科研课题、综合实施方法与技术措施等,对工程中的关键部分编制的实施方案针对性不强。施工阶段是项目实施的关键阶段,监理工程师应根据地质勘探资料和当地水文气候条件,结合当地深基坑工程施工的经验和条件,确定工程的关键项目,要求施工单位制定专项施工方案报监理机构审核,并强调要制定突发事件的应急预案。
2 深基坑工程施工的经验和条件
深基坑工程的施工是一个循序渐进的过程,施工单位应按先设计、后施工的程序施工,并尽量做到边施工、边监测,还要遵循“开槽支撑,先撑后挖,分层开挖,严禁超挖”的原则,杜绝盲目施工和野蛮施工的现象,加强对整个深基坑 施工过程的控制,保证工程顺利、安全地完成。
例如,确定土方开挖方案时,应对周围建筑物、构筑物进行拍照和录像,对地质勘测报告、周围建筑物及地下设施情况等信息进行分析,对特殊土质需精心组织施工,膨胀土地区不宜在雨季开挖,软土地区分层开挖的深度不宜太大。若挖土高差太大或挖土进度过快,极易改变土体原来的平衡状态,降低土体的抗剪强度,可导致土体快速滑移,这样不利工程监控,易造成坍塌事故。
2.1 深基坑周围土体止水效果的控制
在地下位较高的地区,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:
2.1.1 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。
2.1.2 保证桩的搭接长度和密实度,杜绝孔洞、蜂窝及桩头开叉的现象。
2.1.3 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。
2.2 深基坑支护的信息化管理
基坑支护结构信息化管理的主要手段,是安排专业施工监测人员对基坑现场及周围建 筑物进行监测,根据基坑开挖期间监测到的基坑支护结构或岩土变位等情况,比照勘察、设计的预期性状,动态分析监测资料,全面掌握位移变化的大小、方向、变化频率,对照报警标准,预测下一阶段工作的动态,及时对施工中可能出现的险情进行预报,超过位移设定的预警值时,应及时采取有效的应对措施,确保工程安全。
深基坑支护结构工程监测的主要内容有:支护结构顶部水平位移;支护结构沉降和裂缝;临近建筑物、道路的沉降、倾斜和裂缝;基坑底隆起的观测等。以上监测除每天进行目测之外,一般每8~10m设一个监测点,关键部位适当加密,开挖后每天监测3次,位移大时应适当加密。
观测结果要真实反映所测目标的动态趋势,并绘出变化曲线图,以传递险情前兆信息,找出险情发生的必要条件,如地质特性、支护结构、临近建筑物、地下设施等,结合相关的诱发条件,如气象条件、开挖施工、地下水变化等,根据基坑支护结构的稳定性计算结果进行科学决策,以排除险情。开挖较深的基坑时,还应测试支撑的内应力,当应力值达到设计值的90%(或支撑变形达10mm)时,要及时采取防范措施。另外,因现场施工情况复杂,监测点极易被破坏,要注意对监测点的保护。
2.3 施工过程应急预案
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。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。
3 结束语
随着基坑支护工程近年来的迅速发展,传统的一些基坑支护工程设计理论和管理方法已经不能满足当今建设的需求,导致基坑支护工程的各类问题频频发生。因此,通过科学、有效的措施,提高我国基坑支护技术水平,优化基坑支护工程设计理念,对于保证建筑物安全、高效的建设,提高工程质量的整体水平具有重要的意义。
参考文献:
1 工程控制要点
1.1 施工准备阶段的控制要点
1.1.1 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。设计失误原因主要表现在: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,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。
1.1.2 分包单位的选择
由于深基坑支护的特殊性,其施工应由具有施工资质与能力的专业分包队伍进行。施工单位的技术力量、整体素质是影响工程质量的重要因素之一,监理工程师应协助业主审查总包单位选定的专业队伍,选择社会信誉好、技术力量强、施工经验丰富的分包单位,最好有类似工程的施工经历,同时应防止层层转包、"层层剥皮",以致影响工程质量的现象发生。
1.1.3 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。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。
1.2 施工阶段的控制要点
施工阶段是项目实施的关键阶段,监理工程师应根据地质勘探资料和当地水文气候条件,结合当地深基坑工程施工的经验和条件,确定工程的关键项目,要求施工单位制定专项施工方案报监理机构审核,并强调要制定突发事件的应急预案。 施工工程中,监理单位重视对施工安全的掌控,要求施工单位对重大危险源及危险部位派专人每日巡查处理外。监理部同时开展安全日检、周检,力争防患于未然。
1.2.1 深基坑工程的施工
深基坑工程包括挖土、挡土、围护、防水等环节,是一项复杂的系统工程,任何一个环节的失误都有可能导致施工失败,甚至造成事故。施工单位要严格按照施工规程、经批准的施工组织设计及相关的技术规范组织施工,对各施工要点要制定具体措施,并加强过程控制。例如,确定土方开挖方案时,应对周围建筑物、构筑物进行拍照和录像,对地质勘测报告、周围建筑物及地下设施情况等信息进行分析,对特殊土质需精心组织施工,膨胀土地区不宜在雨季开挖,软土地区分层开挖的深度不宜太大。
1.2.2 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。
1.2.3 深基坑支护的监测
基坑支护结构施工时应安排专业施工监测人员对基坑现场及周围建筑物进行监测,根据基坑开挖期间监测到的基坑支护结构或岩土变位等情况,比照勘察、设计的预期性状,动态分析监测资料,全面掌握位移变化的大小、方向、变化频率,对照报警标准,预测下一阶段工作的动态,及时对施工中可能出现的险情进行预报,超过位移设定的预警值时,应及时采取有效的应对措施,确保工程安全。
深基坑支护结构工程监测的主要内容有:支护结构顶部水平位移;支护结构沉降和裂缝;临近建筑物、道路的沉降、倾斜和裂缝;基坑底隆起的观测等。以上监测除每天进行目测之外,一般每8~10m设一个监测点,关键部位适当加密,开挖后每天监测3次,位移大时应适当加密。
观测结果要真实反映所测目标的动态趋势,并绘出变化曲线图,以传递险情前兆信息,找出险情发生的必要条件,如地质特性、支护结构、临近建筑物、地下设施等,结合相关的诱发条件,如气象条件、开挖施工、地下水变化等,根据基坑支护结构的稳定性计算结果进行科学决策,以排除险情。开挖较深的基坑时,还应测试支撑的内应力,当应力值达到设计值的90%(或支撑变形达10mm)时,要及时采取防范措施。另外,因现场施工情况复杂,监测点极易被破坏,要注意对监测点的保护。
1.2.4 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。