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前言
近年来随着技术的发展,铁路基坑的深度增加也随之具有了较大的可实施性。对于复杂的大中型工程或环境要求严格的项目,往往难从以往的经验中得到借鉴,也难以从理论上找到定量的分析、预测的方法,这就必定要依赖于施工过程中的监测。首先,靠监测数据来了解基坑的设计强度,为今后降低工程成本指标提供设计依据。第二,可及时了解施工环境---地下土层、地下管线、地下设施、地面建筑在施工过程中所受的影响及影响程度。第三,可及时发现和预报险情的发生及险情的发展程度,为及时采取安全补救措施充当耳目。
基坑的开挖过程是开挖面上卸荷的过程,由于卸荷而引起坑底土体产生以向上为主的位移,卸荷过程中会对周围建筑物产生影响,会引起铁路路基的沉降,因此在基坑开挖之前,要分析基坑所处位置的地质情况,要结合周围环境来选择适合的基坑围护结构,在软弱地层的基坑围护结构中,主要承受基坑开挖卸荷所产生的土压力和水压力,并将此压力传递到支撑,是稳定基坑的一种施工临时挡墙结构,围护结构类型可归纳六种:1、板桩式(钢板桩、钢管桩、钢筋混凝土板桩、主桩横挡板)2、柱列示(钻孔灌注桩、挖孔灌注桩)3、地下连续挡墙4、自立式水泥土挡墙(深层搅拌桩挡墙、高压旋喷桩挡墙)5、组合式(SMW工法、灌注桩与搅拌桩结合)6、沉井(箱)法。
由于地质以软弱土为主,承载力及稳定性差,因此要对软土地基进行预处理,采用深层搅拌桩和高压旋喷桩对地层进行注浆处理。
下面结合我们在建的一个铁路下穿项目来谈谈对软土地基深基坑施工的理解
一、工程概况
随着杭州市新一轮城市总体规划布局及“建设新天堂,构造大都市”的战略部署,杭州城市建设将往东、向南发展。由于现状沪昆铁路以东区块路网匮乏,尤其缺少南北贯通的主干道,不利该区域的快速发展。为完善路网配置,改善该区的交通状况,规划在该区布置一条南北贯通的同协路。杭州市同协路公铁立交桥与沪昆铁路、笕杭铁路及一股牵出线相交,共穿越五股铁路,与沪昆下行线相交点铁路里程为K192+196。同协路与铁路相交处的道路与铁路线形均为曲线,穿越铁路桥位处路幅宽度为57m,框架桥均布置成直线,下穿铁路立交规模为(1-13+2-11.5 +1-13)m。采用顶进法施工,顶进工作坑结合U型槽基坑设置,按所处铁路位置分下列两块:
1、笕杭线及牵出线等南侧U型槽引道基坑兼铁路南框架预制顶进工作坑,桩号K4+056.006~K4+120,基坑开挖深度约8.2m;
2、沪昆上行线和笕杭线间纵向U型槽基坑,桩号K3+991.656~K4+024.876,基坑开挖平均深度8.5m。
二、工程地质条件
根据施工图设计说明,本工程位于杭州市江干区,场地地貌上属杭嘉湖平原,场地地质主要以填土、粘土、砂土、淤泥质粘土等软土为主。
本区存在一潜水含水层,潜水含水层为地表下2.0m左右,潜水埋藏较浅,在勘察期间在钻孔内测得其埋深在地表下0.9~3.0m,该层潜水主要受大气降水和河水补给,地下水位随季节性有所变化。
三、基坑支护
1、原设计方案
根据设计要求,顶进工作坑设置在下行线南侧,工作坑开挖深度在8.2m。顶进工作坑线路侧及道路两侧均采用双排φ80cm钻孔桩支护,双排桩排距2.3m,桩顶设3.2×0.8m压顶梁,坑周钻孔桩间设双排φ60搅拌桩止水帷幕,后靠背支挡采用双排钢轨桩及格栅型水泥搅拌桩重力式挡墙。既有线间U型槽基坑采用双排φ80cm钻孔桩支护+双排φ60搅拌桩止水。因主框架与保护涵基底存在约4m的高差,保护涵预制时基础采用素砼挡墙防护。
2、基坑围护方案
将线路侧钻孔桩适当后退(下行侧围护桩后退2米),取消线路侧基坑内反压土(调整后下行侧围护桩距牵出线中心约15.2米,至沪昆下行线中心约21米)。同时,原设计保护涵基础素混凝土挡墙施工需大面积开挖,施工工期较长且保护涵基础承载力受回填质量影响较大;受既有线间U型槽内上下坡道影响,保护涵外移2.1米,保护涵与甲箱间空出2.1米的工作位,同时基坑上部土质较好,主要为亚粘土及亚砂土,具备放坡条件,因此我单位计划将原设计保护涵外侧围护结构内移,保护涵基础采用钻孔桩防护并作为主框架基坑支护结构,保护涵外侧采用1:1放坡并设C20喷射混凝土护面。
本工程基坑采用深井降水,基坑内水位要求降至开挖面以下1.0米(或③-1层底),施工期间基坑不得泡水。
四、基坑施工
根据本工程的特点既有铁路将整个工地以铁路为界分为中区及南区两个作业区,南区设置顶进工作坑。中区主要是既有线间围护结构及U型槽施工,考虑到既有线间材料进出,施工开始后先利用既有涵洞作为既有线中间区域出入通道,施工中区搅拌桩及围护桩,待框架顶进结束后再施工U型槽。
搅拌桩与钻孔桩同时进行施工,进场后先施工止水搅拌桩及U型槽抗浮桩,再施工围护钻孔桩及U型槽地基处理桩。围护结构施工完成后开挖基坑预制箱涵,在预制箱涵的同时,施工线路上既有涵洞拆除及便梁支墩,待箱涵与支墩达到强度时开始顶进箱涵,箱涵顶进后施工箱涵两侧U型槽,之后顺序施工U型槽、挡墙、排水及道路工程。
具体施工步骤如下:
第一步:施工止水搅拌桩及U型槽抗浮桩;
第二步:施工围护钻孔桩及U型槽地基处理搅拌桩;
第三步:施工围护圈梁及降水井,开始降水;
第四步:基坑开挖至保护涵基底(分两层开挖),施工保护涵侧圈梁及保护涵工作底板;
第五步:开挖乙箱基坑,两侧采用放坡处理,预制乙箱;
第六步:开挖丙箱基坑,预制丙箱;
第七部:开挖丁箱、甲箱基坑,预制丁箱、甲箱;
第八步:顶进框架;
第九步:施工框架两侧U型槽,回填基坑。
本工程基坑开挖采用挖掘机挖土为主,人工配合清底。基坑开挖前坑内水位要求降至开挖面以下1.0米(或③-1层底),施工期间基坑不得泡水。基坑开挖必须坚持“分层、均衡”的原则,禁止一次性开挖到底,开挖一层后稳定一段时间,观测基坑围护变形情况,基坑稳定情况下方可开挖下一层。基底预留30cm采用人工清底,确保基底不被扰动,以免降低地基承载力。机械开挖至基底时要严格控制开挖厚度,严禁超挖,局部超挖部分结合基底垫层浇筑采用混凝土回填。土方开挖到基底时要有足够的劳力配合,随挖土随清理至设计标高,土方清理到标高后随即浇筑砼垫层,保证当天挖完土方,清理完,垫层浇筑完。
五、监测
1、基坑监测
①测点布设:基坑开挖前,在工作坑系梁上间隔布置观测点,用相对距离法测位置,置镜点选择视线好、不受施工和行车干扰的地点,并应选择牢固并不易破坏的地点,保证观测精度。
②观测内容及要求:观测分水平位移和沉降位移,基坑开挖期间观测频率每隔两小时观测一次,工作底板浇注完成基坑稳定情况下报监理单位审批调整观测频率。
2、路基边坡监测
基坑开挖前在紧靠铁路护栏外侧既有铁路路基边坡上设置路基观测桩,路基观测桩应埋深2米以上,间距10米左右布设。观测分下沉观测及水平位移观测,正常情况下基坑开挖期间每2小时观测1次,在边坡稳定的情况下再根据现场情况进行观测频率的调整。路基边坡单日位移达2至3mm且不收敛时或累计位移达10mm,应立即采取卸载、回填基坑、拉锚等抢险措施,同时对线路采取限速或封锁的措施,确保既有线行车安全。
3、轨道几何状态监测
①慢行期间对既有线路每天进行检查养护,将轨道几何尺寸控制在养护标准之内,对线路的检查慢行期间每2小时检查1次,并做好检查记录。发现问题,及时处理。
②高压旋喷桩施工及基坑开挖后,结合路基下沉、位移观测结果,增加检查次数,达到随时掌握路基变化情况,控制轨道几何状态的目的,确保行车安全。
六、安全措施
(1)严格按上铁建函2011[238]号文要求,临近营业线基坑开挖实行许可证制度。临近营业线基坑开挖许可证由施工单位现场进行自检,按许可证内容逐条检查确认,填写检查结果。经自检符合开挖条件后,由该单位工程施工负责人签署自检意见,报监理单位签发开挖许可证。
(2)施工现场布置醒目安全施工标语,提高职工的安全生产意识;
(3)施工前对参加施工的所有人员进行安全方面的交底,并统一发放安全帽等必要用品。
(4)在施工现场危险区及基坑四周必须设置防护栏杆,并挂上安全标志标牌。
1工程概况
笔者曾施工过的某办公住宅综合楼工程位于南宁市市区中心地带,框架剪力墙结构,地上31层,地下2层,总建筑面积为37373m2。基坑开挖深度为10.2米,电梯井部位的基坑开挖深度为12米。工程所在地的地下水位标高为-5.2米,地下水比较丰富,该承压水接受相邻同一含水层补给,与邕江河水有力水联系,水量大,其水头高度受邕江水位影响,洪水期间水位上升2~4米,枯水季节水位会下降1~2米。北面和南面临近市区主干道,西面和东面临近周边的7层楼住宅小区,离基坑边最近距离仅为2米。基坑原设计为用水泥浆高压旋喷封底止水方案,经试验对地下水控制效果不佳,后改用深井降水方案进行基坑施工,取得很好的施工效果。
2降水概述
土方开挖过程中,当基坑、基槽的底面标高低于地下水位时,由于土的含水层被切断,地下水会不断渗入基坑。雨季施工时地面水也会流入坑内。在这种情况下,需采取降排水措施,把流入基坑的水排走或降低地下水位,给施工创造良好的工作面,也可以避免塌方或地基承载力降低等问题。降低地下水位的方法有集水坑法和井点降水法两种。
3深基坑降水的设计
3.1降水井的设计
影响基坑地下水主要有潜水、承压水等等。基坑的一般的深度的一般深度都是在10米左右,基坑开挖的尺寸大约是100乘以40米左右,并且需要将地下的水位降低至11米左右,水位的深度应该是8米左右。地下室的水质条件就是决定了降水井的深度,深度是多少才是最理想的。降水井的井径是700毫米,井管是500毫米,井壁间填充层的厚度大约是100毫米,降水井中滤水管的长度是10米左右,泵头埋置于水位下的深度是26米左右,沉降管是2米左右。根据对深基坑开挖设计尺寸的大小,要充分的考虑到基坑边坡的支护的设计要求,结合地下室周围施工条件和环境,来对降水井进行设计和施工。
3.2降水设计中各个参数的设定
根据地下室中地下水的埋深,地层的结构、小范围的降低水位,基坑降水对边界的影响等等方面,计算出降水设计中水文地质条件的各个参数,按照综合的取值,渗透的系数为7.0米,含水层的厚度为20.5米,水位的深降就是8.5米,半径的影响是210米,基坑的半径是40米,井的半径是0.25米。
3.3降水井个数以及井间距的计算
首先就是根据涌水量的多少,还有就是出水量的多少,计算出降水井的个数的满足情况。其次就是要按照基坑开挖的尺寸计算出基坑的半径,也就是井间距的验算和设计要能够满足要求。最后中心点降深的计算,从基坑的中心点计算能够看出,基坑中心点的降深值验算满足设计降深要求。
4地下室基坑降水与支护的设计
4.1基坑支护的设计
根据地下室基坑周围的环境,工程的地质条件,基坑的支护结构等等基本条件,通过对基坑施工技术的分析和验证,对其类似工程施工的对比,基坑的支护设计主要就是应该桩锚的支护,土钉墙的预应力相结合的实际情况的支护方案。。基坑东南两侧壁采用土钉墙与预应力锚索相结合支护。
4.2深基坑支护基本系统
各种建筑物和地下的管线都要进行开挖基坑,有些基坑能够直接的开挖有的则不可以,有的基坑的深度比较深的就需要进行基坑的支护。最近些年基坑的深度和体积都在不断的增大,支护的技术也在不断的发展,按照其功能分主要的支护系统有:挡土系统,常用的工具有钢板桩、钢筋混凝土板桩、钻孔的灌注桩等等,功能就是形成一个支护的排桩抵抗压力;挡水系统,常用的工具有深层水泥搅拌桩、旋喷桩、地下连续墙等等,其基本功能就是抵抗外渗水;支撑系统,常用的工具有钢管与钢的支撑,钢与钢筋的支撑。其功能就是对围护结构的支撑和限制。
4.3深基坑支护设计要求
根据不同的建筑采用不同的深基坑的支护设施,一些常见的深基坑的支护类型:深层搅拌桩支护,它就是利用水泥、石灰等作为材料通过深层的搅拌,将软土和固化剂强制的进行搅拌,利用产生的物理化学的反应,使其形成一个整体的桩体,利用桩体最为基坑的支护结构;排桩支护,排桩主要就是包括钢板桩、钻土灌注桩、人工挖孔桩等等。这些桩各有各的特点,各自都有各自的支护形式,钻孔灌注桩或挖孔桩可以使用柱列式排桩支护,功能就是当边坡土质较好、地下水位较低时,可利用土拱用。钢板桩、钢筋混凝土板桩可以使用连续排桩支护,功能就是在桩问做树根桩或注浆防水。地下连续墙的支护,其特点就是墙体刚度大、整体性好、地基变形比较小,可以用于超有深度的支护;适用于各种地质条件,有些支护难以施工的,都可以采用地下连续墙的支护,能够有效的减少工程的施工对环境的影响;土钉墙支护,主要就是应用与对建筑开挖的深度不大,周围建筑物或是地下存在的管线的沉降或是位移要求不高的基坑进行支护,它的特点就是施工技术比较简便,经济比较可靠并且会得到广泛的应用。用于开挖深度不大、周围相邻建筑或地下管线对沉降与位移要求不高的基坑支护,特点就是有施工快捷简便、经济可靠,在日常得到了广泛的应用。
5降水施工的设计
5.1对地下室降水施工的质量控制
首先就是要根据施工要按照施工设计的图纸操作,进行放点定位。对降水井的井孔施工需要按照设计的深度来施工,需要对井孔的深度进行测量,两次测量的结果就能够证明孔的深度和是否能够满足要求。对于井管要随时进行安装,在安装的过程中必须要保证安全,严防出现掉落、破损的现象;其次就是井管安装完毕后,立即回填砾料层。最后就是降水井在施工成功之后,要立即的进程抽水的试验,并且进行洗井,防止由于成井后而不进行洗井,而导致降水困难,影响减水的效果。
5.2水泵与排管的安装
本工程在施工的过程中选用的是每小时是15立方米的水泵,根据对水泵安装需要按照设计的结构图来操作。根据工程降水的特点,基坑形状及周围仅有的南面两个排水点的位置,排水管的安装采用集水管分制进行排放,根据井位的分布采用分段式排放方式。每个井口都要实现单独的电源开关的控制,每个开关箱到井内的电缆在安装之前都需要进行安全的检查
降水井在运行的过程中需要将所有的井进行抽水的处理,在水位降至设计之前,每个工作人员都要对其水位的观察,每日三次,在降水的深度达到要求之后,也要进行水位的观察。
5.3要制定降水的预备方案
在降水的过程中要设计一套预备的方案,确保工程在降水的过程中能够正常的运行,促使能够满足施工的安全的要求。为了能够保证井中的降水能够正常的运行,在降水的设备中需要准备四个水泵,对于降深过大而引起的沉降过大的因素导致平衡失控,要求能够保证施工的设计要求,将其降深最小。要能够充分的建立和健全建筑物的沉降的记录,在井抽水的过程中每天都要进行沉降的观察。
6 降水井试运行
降水井在试运行事前,要能够准确的测定各个井口的和地面的高度,水位的高度,然后在进行试运行,检查抽水的设备,看是否能偶满足降水的要求。降水的运行,降水在基坑开挖前的15天要进行,要能够做到及时的降低基坑内的地下水位。降水井在抽水的过程中,要做好井位降水水位的观察工作。在降水井运行期间,要能够执行24小时值班的情况,值班的工作人员要能够做好各项质量检测记录,准备要齐全。降水运行的过程中,对记录的数据和内容要进行及时的整理和分析,只有这样才能够合理的知道降水的工作,提高运行的效率。
7结语
在地下室工程施工之前,首先就是根据工程的地质条件严格对基坑的降水数据进行计算,按照降水降水井的设计和布置,对降水井的井深要严格的控制,并在降水运行的过程中按照要求进行对降水位的观察和对周围建筑物的观察。若是没有发现异常的情况,就能够有力的保证地下室施工工程顺利的进行,保证工程基础结构施工的质量良好,周围的建筑物并没有发现沉淀的现象。要通过科学的原理对降水井的施工进行严格的控制,在降水的过程中要及时的进行检测。
参考文献:
[1] 刘斌. 超大超深基坑复合围护施工技术 [J]. 《江苏建筑》, 2010年第5期
随着城市建设的发展,高层建筑越来越多,为了解决人防工程及车库的需要,地下室的建设越来越多,随之而来的基坑工程施工也越来越多,其开挖深度也越来越大,目前的基坑深度大都超过了4.0m。由于地下土体性质、荷载条件、施工环境的复杂性,单单根据地质勘察资料和室内土工试验参数来确定设计和施工方案,往往含有许多不确定因素,对在施工过程中引发的土体性状、环境、邻近建筑物、地下设施变化的监测已成了工程建设必不可少的重要环节。本文对深基坑施工监测谈一些体会。
一、深基坑施工监测的意义
在深基坑开挖的施工过程中,基坑内外的土体将由原来的静止土压力状态向主动土压力状态转变,应力状态的改变引起土体的变形,即使采取了支护措施,一定数量的变形总是难以避免的。这些变形包括:深基坑支护结构以及周围土体的沉降和侧向位移。无论哪种位移的量值超出了某种容许的范围,都将对基坑支护结构造成危害。深基坑开挖工程往往在繁华的市中心进行,施工场地四周有建筑物和地下管线,基坑开挖所引起的土体变形将直接影响这些建筑物和地下管线的正常状态,当土体变形过大时会造成邻近结构和设施的破坏,同时,基坑相邻的建筑物又相当于较重的集中荷载,基坑周围的管线常引起地表水的渗漏,这些因素又是导致土体变形加剧的原因。因此,在深基坑施工过程中,只有对基坑支护结构、基坑周围的土体和相邻的构筑物进行综合、系统的监测,才能对工程情况有深入的了解,确保工程顺利进行。
二、深基坑施工监测的特点和内容
(一)深基坑施工监测的特点
1.时效性。。基坑监测的时间有效性要求相对比较高,方法和设备具有采集数据快、全天候都要准备,并且适应夜晚或各种天气等严酷的环境条件。
2.高精度。一般工程监测中误差限值通常在数毫米,打个比方说60 米以下建筑物在测站上测定的高差中误差限值为2.5mm,而正常情况下基坑施工中的环境变形速率可能在0.1mm/d 以下,要测到这样的变形精度,一般测量方法和仪器部不能胜任,所以基坑施工中的测量通常采用一些特殊的高精度仪器。
3.等精度。基坑工程中的观测通常只需要测得相对变化值,而不需要测出绝对值。打个比方说,一般测量需要把建筑物在地面定位,得到一个绝对量坐标及高程的测量,但是在基坑边壁变形观测里,只需要测定边壁相对于原来基准位置的移动就完成了,但边壁原来的位置就完全不用知道。由于这个特殊的地方,使得深基坑施工监测有其自身规律。
(二)深基坑施工监测的内容
1.地下管线、地下设施、地面道路和建筑物的沉降、位移。
2.围护桩地下桩体的侧向位移(桩体测斜)、围护桩顶的沉降和水平位移。
3.围护桩、水平支撑的应力变化。
4.基坑外侧的土体侧向位移(土体测斜)。
5.坑外地下土层的分层沉降。
6.基坑内、外的地下水位监测。
7.地下土体中的土压力和孔隙水压力。
8.基坑内坑底回弹监测。
(三)深基坑施工监测的基本要求
无论采用何种具体的监测方法,都要满足下列技术要求:
1.观测工作必须是有计划的,应严格按照有关的技术文件(如监测任务书)执行。这类技术文件的内容,至少应该包括监测方法和使用的仪器、监测精度、测点的布置、观测周期等等。计划性是观测数据完整性的保证。
2.监测数据必须是可靠的。数据的可靠性由监测仪器的精度、可靠性以及观测人员的素质来保证。
3.观测必须是及时的。因为基坑开挖是一个动态的施工过程,只有保证及时观测才能有利于发现隐患,及时采取措施。
4.对于观测的项目,应按照工程具体情况预先设定预警值,预警值应包括变形值、内力值及其变化速率。当观测发现超过预警值的异常情况,要考虑采取应急补救措施。
5.每个工程的基坑支护监测,应该有完整的观测记录,现象的图表、曲线和观测报告。
三、施工现场变形观测
基坑开挖工程施工场地变形观测的目的,就是通过对设置在场地的观测点进行周期性的测量,求得各观测点坐标和高程的变化量,为挡土结构和地基土的稳定性评价提供技术数据。
(一)变形观测的一般要求
1.变形观测的测量点。一般分为基准点、工作基点和观测点,其布设应符合下列要求:
(1)基准点为确定测量基准的控制点,是测定和检验工作基点稳定性,或者直接测量变形观测点的依据。
(2)工作基点是变形观测点的稳定位置。在通视条件较好,或观测项目较少的观测中,可不设工作基点,直接观测变形观测点。
(3)变形观测点是直接埋设在变形体上,且能反映变形特征的观测点。
2.变形观测的等级按观测点必要精度、技术指标的高低,可划分为四个等级。
(二)变形测量的观测周期
变形观测的观测周期,应根据变形速率、观测精度要求、不同施工阶段和工程地质条件等因素综合考虑。观测过程中,根据变形量的情况作适当的调整。
(三)变形观测中应注意的问题
观测前,对所用的仪器设备必须按有关规定进行校验,并作好记录。使用同一仪器和设备,固定观测人员。采用相同的观测路线和观测方法,并尽可能在基本相同的环境和条件下工作。首次观测成果是各周期观测的起始值,应具有比各周期观测成果更准确可靠的观测精度,宜采取适当增加测量次数的办法取得起始值。
应定期对使用的基准点或工作基点进行稳定性检测,点位稳定后可适当延长,当对变形结果发生怀疑时,应随时进行校核。
四、基坑侧向变形观测
基坑侧向变形观测是基坑开挖支护施工过程监测中一项较为直观和有效的方法。常用的观测方法有以下几种:
1.肉眼巡视。由有经验的工程技术人员进行的施工现场肉眼巡视是一项重要的工作。许多影响基坑侧向位移,不利于支护结构稳定的因素。
2.光学仪器观测方法。即工程测量方法。在有条件的场地,用视准线法方便监测;如果场地狭窄,通视条件较差,建立视准线比较困难时,可采用前方交会法进行较差。
3.用测斜仪测量。测斜仪是一种可精确地测量沿垂直方向土层或围护结构内部水平位移的工程测量仪器。其工作原理是根据摆锤受重力作用为基础测定一摆锤为基准的弧角变化。
五、结语
中图分类号:TU74
一、深基坑支护的常见形式及技术要求
1.常见的深基坑支护形式
(1)混凝土挡土墙+基底加固。该支护形式的主要优点是工程造价相对较低、便于施工,并且能够有效地控制基坑边坡的隆起和深层滑动情况;缺点是施工工期长、对环境污染较大、基底加固时的施工质量较难控制、并且无法满足上部结构的施工要求。
(2)土钉墙支护。是在基坑开挖期间采用排列较为密集的钢结构杆件置于原位土体中,并喷射混凝土面层,使土体、杆件以及混凝土面层形成混合土体,达到支护的目的。该支护形式的优点是施工工期短、工艺简单、成本相对较低。
(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。
2.深基坑支护的技术要求
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。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、具体案例分析
拟建工程占地面积约 1704 平方米,建筑面积 37936 平方米,地上二十~二十二层,地下一层,最大柱荷载约 25000kN/柱。采用桩基础。该工程±0.00 标高相当于黄海高程 6.900m,场地高程为 6.500m,自然地坪相对标高为-0.40m,新建污水处理中心自然地坪为 6.300m,自然地坪相对标高为-0.60m。,计算开挖深度(按承台底算)为4.80m~9.65m。坑中坑高差最大为 4.30m。本基坑周边条件较差,东面为医疗教学综合楼,管桩基础,桩长 12m,承台边线距其最近 1.0m;西面老污水处理站底板边线距给水管线(直径 200、埋深 0.9 米)距离为 6.50m,距雨水管线(直径 450、埋深 1.30 米)距离为 7.00m,距电力管线(直径 100、埋深 1.50 米)距离为 7.50m,距通讯管线(直径 450、埋深 1.00 米)距离为 8.50m,距污水管线(直径 600、埋深 3.00 米)距离为 12.70m;南面基坑上坎线距电力管线距离为 5.20m,基坑上坎线距雨水管线距离为 6.10m,基坑上坎线距燃气管线距离为 7.00m;北面基坑上坎线距污水管 0.65m(直径 400,埋深 2.5 米),基坑上坎线距给水管1.38m(直径 200,埋深 0.9 米),基坑上坎线距雨水管 2.58m(直径 450,埋深 1.3 米)。
1.场地工程地质条件
本基坑工程所涉及的各地基土层的特征自上而下分述如下:① 杂填土:灰褐色、灰色,湿,松散,主要由粉土组成,含大量植物根茎和少量砾石。该层局部地段为淤填土,黑色、灰褐色,很湿,呈流塑状,有臭味,含树根。② 粉土:灰色、灰黄色,湿,稍密,含云母片和少量贝壳碎屑;无光泽反应,摇振反应迅速,干强度低,韧度低。③-1 粉土:灰色、灰黄色,很湿,稍密~中密,含云母片和氧化铁,该层以粘质粉土为主夹砂质粉土和粉砂;无光泽反应,摇振反应迅速,干强度低,韧性低。③-2 粉土:灰色,湿,稍密,含云母片和贝壳碎屑;无光泽反应,摇振反应迅速,干强度低,韧性低。⑤-1 粉砂:灰色,湿,稍密,含云母片,部分地段含砂质粉土和中砂。⑤-2 粉土:灰色、灰黄色,很湿,稍密,含云母片及氧化铁,该层以粘质粉土为主,为⑤-1 层粉砂和⑦层粉质粘土的过渡层;无光泽反应,摇振反应迅速,干强度低,韧性低。⑦ 粉质粘土:灰黄色、灰色,可塑,含铁锰斑点:切面稍光滑,干强度中等,韧性中等。⑧ 粉质粘土:灰色,软塑,含腐殖质和未完全分解的植物残骸,局部地段为可塑的粉质粘土;切面稍光滑,干强度中等,韧性中等。⑨-1 粉质粘土:灰色,可塑,含腐殖质和植物残骸,局部地段为粉砂;切面稍光滑,干强度中等,韧性中等。
本场地区域内主要分布二层地下水,上层地下水性质属潜水,下次地下水性质属承压水。上层潜水主要分布于填土、粉土内,潜水埋藏较浅,勘察期间在钻孔内测得其埋深在地表下 1.1~1.7m,该层潜水主要受大气降水的影响,地下水随季节性变化,年变幅约为 0.5~1.0m。
本基坑工程的特点是:(1) 基坑挖深在 4.8m~9.65m 左右。(2) 开挖深度以内场地土层以粉土为主,工程性质较好,但地下水丰富,并对基坑工程影响。(3) 场地周边环境较差,东侧与医疗科教综合楼较近,承台边线距其底板边线最近 1.0m;(4) 场地内存在老污水处理站及其原有土钉墙围护;场地西北角拟建新的污水处理站处存在医疗科教综合楼的土钉墙。
2.基坑围护方案
根据以上特点,从经济、安全、可行的原则出发,本基坑围护方案如下:
(1) 首先对老污水理站及其原有土钉墙进行处理,以免影响施打工程桩;处理方案为:首先将老污水处理站顶部拆除,然后在底板上打设管井降水;利用现状污水处理站西侧的外墙以及原有的土钉墙围护结构对西侧进行围护;对其他侧进行放坡(坡率 1:0.7),边开挖边拔除原有的土钉与钢筋网片,开挖至坑底;清除与拟建医技诊疗中心重叠区域底板与外墙;最后回填土至自然地坪以下 2.50m,再进行工程桩施工。
(2) 场地西北角拟建新的污水处理站处存在医疗科教综合楼的土钉墙;但由于该处工程桩较少,施工中可利用钻机对土钉进行切除,工程桩可以施工;但该处不能打设围护排桩墙,只能采用放坡围护;
(3) 在对老污水处理站及其原有土钉墙处理完毕的基础上,本基坑总体围护方案为:部分采用放坡与土钉墙围护方案,围护剖面采用二级轻型井点降水;由于场地限制,部分采用钻孔桩加内支撑、钻孔桩加拉锚以及悬臂支护的方案;坑内采用直径 800mm 管井降水,保证基坑开挖的顺利进行。对底板底之间及与承台底之间的高差,采取局部放坡措施,坡度系数为 1:0.6。
3.施工监测
为确保基坑、基坑周边建筑物的安全及工程地下室结构施工顺利进行,基坑开挖前在现有管线的基础上再对周边管线进行复查,对周边道路、构筑物及管道的沉降、裂缝作全面调查。施工过程中应及时获取基坑开挖过程中支护结构和周围土体的变形信息,以求掌握基坑开挖对环境的影响,做出安全预报,实行信息化施工,及时调整施工进度,有效控制围护结构及坑后土体变位,应作基坑原位监测。
根据水平位移监测汇总表、水位观测汇总表、沉降观测汇总表数据分析,从监测结果中可以得出该基坑围护方案是可行的。
三、结束语
总而言之,随着各类建筑的发展,深基坑支护的难度会越来越来。只有在施工过程中对施工技术进行严格监察,才能确保整体工程的质量。
参考文献:
一、基坑地下连续墙形式
某基坑支护采用“两墙合一”形式的地下连续墙加3~4 道钢筋混凝土支撑顺做法的施工方法,严格控制基坑变形,保证周边环境安全。支护体系设置为地下连续墙,墙幅间接头采用三轴搅拌桩补强加固,采取“两墙合一”形式即地下连续墙在基坑施工时作为基坑挡土和止水结构,基坑完成后作为地下室结构外墙,所以对地下连续墙施工质量要求较高,其基坑周边情况见表1。
(1)基坑围护基本要求
①工程围护结构地下钢筋混凝土连续墙,围护结构平面周长大约500m,厚度为0.8m,地下墙标准分段约为 6m 一幅,有 27.8m,28.3m两种深度。共有88幅。槽段间采用钢管柔性接头。
②地下连续墙不仅作为施工期的临时围护墙,在使用期还转换为地下室主体结构的永久性结构外墙。槽段接缝处外侧采用三轴搅拌桩补强加固止水,内侧加设钢筋混凝土止水带。该接头防渗止水性能性好,在“二墙合一”的地下连续墙工程中已经得到广泛应用。
③地下连续墙墙顶通过围檩结构连成一体,通过在地下连续墙顶圈梁上预埋插筋与其上部结构墙体和地下室顶板连接;通过在地下连续墙墙内预埋钢筋接驳器与结构底板、剪力墙、地下各层楼板及底板连接。
二、地下连续墙施工监理控制要点
(1)导墙施工控制要点
导墙在成槽时起挡土作用,防止周边杂填土塌入槽内;确定成槽位置与单元槽段划分,作为成槽精度、标高、水平及垂直度控制的基准;钢筋笼吊放安装的固定地坪,确定钢筋笼标高基准面;起拔锁口管的支撑面,保证液压千斤顶的稳定性。
①现浇钢筋混凝土导墙应插入土内,埋入地面以下至少1.5m。其墙底应根据土质情况,确保其密实性,必要时应作加固处理,严防挖槽时导墙底部坍方。
②导墙背侧需回填粘土并夯实,不得漏浆。
③导墙浇捣后,导墙之间应设置对撑,在混凝土未达设计强度时,禁止重型机械设备在导墙附近停置或作业,以防导墙变形,开裂和位移。
④导墙和连续墙的中心线必须保持一致,竖向面必须保持垂直,它是保证连续墙精度的重要环节。
(2)地下墙成槽控制要点
①对导墙施工验收合格后,方可成槽。挖槽机定位要满足挖槽精度的要求,成槽过程必须进行垂直度观测,严格做到随挖随纠。成槽时,槽顶附近避免堆载,并减少振动以确保槽壁稳定。
②成槽平面轴线与设计轴线间允许误差+30mm,每幅3点,成槽的垂直精度允许误差为3/1000,并尽量不向坑内倾斜。
③挖槽深度清孔后不小于设计深度。允许偏差±100mm。
④清孔及槽底沉淀淤积物淤泥厚度不大于100mm,对相邻已施工槽段应完全刷除侧壁附着物。
⑤新鲜泥浆比重为1.05~1.10,在特殊地质条件下可作必要的调整。
⑥施工中防止泥浆漏失,并及时补浆,始终维持必须的液位高度。槽内泥浆液位要高出地下水位0.5m以上,并不低于导墙顶面以下0.3m。
⑦泥浆在使用过程中应经常测定和控制有关指标,如比重控制在1.05~1.15 范围;黏度在19~25s(漏斗法)范围,可根据施工经验作适当调整;失水量要求每30min
⑧清孔后槽底泥浆要满足比重
⑨定期检查泥浆质量及时调整泥浆指标。当雨天地下水位上升时,应加大泥浆比重和黏度,谨防通至槽内的地下水流。
(3)钢筋笼施工的控制要点
①钢筋笼应整体制作,纵向受力钢筋需接长时,宜采用闪光对焊,在同一水平面上的接头应少于50%。
②钢筋笼在任何情况下都不得发生散笼、变形。纵横向钢筋交点需点焊,绑扎成型用的镀锌铁丝须全部拆除。
③钢筋笼外侧需焊接定位垫块,以保证钢筋保护层厚度。
④钢筋笼由于内外侧配筋不同,放置时不得有误。
⑤钢筋笼入槽前,必须对槽壁进行严格检查,下放时若遇阻不得强行冲放,严禁将割短割小的钢筋笼放入槽底有坍土的槽中。钢筋笼起吊时必须保持笼体的垂直度和水平度。
⑥地下连续墙混凝土浇筑前,清底及置换泥浆必须符合要求,在达到规定比重后应及时让钢筋笼就位,在6h内开始浇筑混凝土,否则要重新清底。
(4)锁口管吊装沉放与顶拔控制要点
①锁口管规格型号应与设计要求相匹配。
②安放位置应正确,保证其垂直度;分段起吊入槽,拼接成设计长度后沉放到槽底,管底应插入槽底土体中;必要时管外侧应回填质地良好的粘土,防止浇灌混凝土时从锁口管根底及边侧处绕流混凝土浆。
③锁口管顶拔:应根据现场混凝土浇灌记录,以及开始浇混凝土试块初、终凝时间为依据,计算锁口管允许顶拔的高度,严禁早拔、多拔,以防止墙根处混凝土因未达到终凝就受拔管影响导致混凝土坍塌外渗等质量问题。
(5)混凝土浇筑控制要点
①地下连续墙混凝土设计标号为水下C35(提高一级为C40),混凝土坍落度为20±2cm。
②地下连续墙主筋净保护层迎土面为70mm,开挖面为50mm。所有预埋件位置和接驳器应准确,标高误差应小于20mm。
③混凝土浇筑面应高出设计标高不少于500mm。凿去浮浆后,墙顶标高应符合设计要求。
④混凝土浇筑上升速度不小于2m/h,混凝土应连续浇筑,中途停顿时间不能超过30min,以防出现冷缝和夹泥。
⑤混凝土浇筑时导管插入混凝土内深度宜为2~4m。混凝土浇筑上升速度应均匀,二根导管间的混凝土面高差不大于300mm。
三、三轴搅拌桩土体加固
(1)墙幅间接头采用三轴搅拌桩补强加固,防止接头漏水(结构施工时内侧设置扶壁柱,可进一步控制地墙接缝变形,有效控制使用阶段基坑地墙接缝渗漏水)。
(2)施工顺序:三轴搅拌桩坑外加固施工按图3所示的顺序进行,保证加固土体的连续性和接头的施工质量,水泥土搅拌桩的搭接200mm,以达到加固作用。
(3)控制要点:
①严格控制桩孔位偏差与垂直度。二轴搅拌桩孔位放样误差小于10 mm,桩身垂直度不大于1/100;
②严格控制浆液配比,控制钻进提升及下沉速度,喷浆到达桩顶设计标高时,应停止提升,搅拌数秒,以保证桩头均匀密实,施工停浆面必须高出设计桩顶标高0.5m;
③土体应充分搅拌,严格控制钻杆下沉、提升速度,使原状土充分破碎,有利于水泥浆与土均匀拌不和。
四、混凝土支撑施工控制要点
(1)混凝土支撑设在室外地坪下lm左右,挖土后修平支撑底部的土体,铺设5cm石子垫层,并用油毛毡或薄膜作底模隔离层,绑扎支撑及围檩钢筋,注意钢竹与木方相结合的模板支撑方式,控制好圈梁标高,浇捣支撑混凝土时应振捣密实。
(2)混凝土达到设计强度后,方可开挖下层的土体。下层挖土时,须清理干净上层支撑体系下的垫层及杂物,以防在挖土过程中下坠伤人。
(3)混凝土支撑是整个围护结构体系中最为重要的部件。进行第一道土方开挖时,应在挖土机及车辆行走范围内铺设走道板。挖土机械和车辆不得在挖空后的支撑顶面上直接行走,任何支撑上的堆载不得大于300kg/m2。
(4)立柱穿过底板及地下各层楼板混凝土部分,必须认真进行防水处理,可在立柱内外与底板或楼板交界处,焊接6mm厚的钢板进行防水。
(5)未经设计人员同意,不得改变支撑、围檩的位置,或支撑与立桩的连接。
五、基础施工监测
(1)软土地基地下基础施工监测
软土地基地下基础施工监测的根本目的是为了确保在地下工程施工期间围护结构和邻近建筑物、地下管线的安全,通过对基坑周边土体、水体、围护体的变形、位移、应力、应变参数,以及保护对象的变形、位移的监测,验证基坑围护结构设计和基坑开挖施工组织设计的正确性,并通过对工程环境变化因素的趋势分析,对基坑围护体系的稳定性、可靠性、安全性进行预测预报,掌握在施工中不同工况下围护结构的应力和应变,同时根据现场实际情况,科学、合理地调整施工步骤,实现信息化施工管理。
(2)监理单位对深基坑施工过程的监控
作为监理单位,深基坑施工过程中,首先应按有关法规及制度,履行好自己的义务,保证基坑处于监控状态,做好事前、事中的有效控制,保障项目的有效进度。
①协调建设单位和总承包单位对深基坑附近的民宅、建(构)筑物、道路及地下管线等现状进行调查,并将调查的资料提供给设计、施工检测单位。
②组织各参建单位及市政、公用管线、检测等有关单位,介绍设计施工方案,施工可能产生的影响,征询相关单位意见,对可能受影响建筑物、道路及管线等作进一步检查,对可能发生争议的部位做好记号与记录,并收集相关资料。
③检查并掌握建设各方提供的,尤其是勘察设计及施工、监测等单位提供的建设资料。
目前,深基坑支护结构主要采用土钉墙、复合土钉墙、排桩、排桩+预应力锚索支护等方法,而地下连续墙法、钢板桩法等则应用得相对较少。土钉墙或复合型土钉墙,是一种柔性支护结构,深基坑支护工程中广泛应用。排桩支护结构是一种刚性支护结构,具有刚度大变形小但造价高、施工周期长的特点。本文主要介绍在厚层砂层中采用复合土钉墙技术设计及施工。
一、场地地质条件及周边环境
某建筑物建筑高度约100m,主楼33层,二层地下室,占地面积4775 m2。建筑物北部地下车库坑底相对±0.00标高为-12.50m(坑深12.400m),南部主楼坑底相对±0.00标高-13.00 m(坑深12.900m),基坑周长约280m。
1、周边环境
建设场地东侧为五层住宅,有小区道路相隔,西侧为1层民宅,距离约8.0m,南侧为五层住宅,北侧为1-3层建筑,均距场地约0.5~3.0m。
2、地层岩性
地形平坦,场地内各主要地基土层的工程特性:
杂填土①层:以建筑垃圾为主,无利用价值。
粉细砂②层:该层分布连续、稳定,局部为中砂及粉土薄层,沉积时间较短,多呈松散~稍密状。
中砂③层:层位分布连续、稳定,局部为粗砂、砾砂薄层。多呈中密~密实状,工程性质较好。
粉质粘土④层:呈可塑~硬塑状,层位分布连续、稳定,工程性质较好。
上述土层构成本工程的基坑边坡土体,①~③层土为基坑边坡的不利土层。
粉细砂⑤层:呈中密~密实状,局部为中砂薄层,工程性质较好。该层局部夹1.00~4.20m厚可塑状粉质粘土⑤1透镜体。
粉质粘土⑥层:可塑~硬塑,层位分布连续,工程性质较好。该层中部分布厚度不等的中粗砂⑥1层,在场地北侧厚度较大,南侧厚度较小。
二、基坑支护结构设计
基坑坑壁地层比较复杂:表部填土层局部含少量块石,部分建筑垃圾、碎石等;基坑深度范围内为厚层的细砂和中砂层。周围建筑距离近。
1、Ⅰ区段复合土钉墙支护方案设计
①超载及基坑重要性系数
Ⅰ区(有建筑物地段)超载设计值按15KPa考虑,基坑重要性等级为二级,系数取1.00。
②土钉及锚杆参数选定
根据计算,本地段设八道土钉,其中第2道为预应力锚杆,参数见下表1、2。
I区(有建筑物地段)土钉及锚杆参数表表1
注:括号内为锚杆自由端长度。
基坑Ⅰ段复合土钉墙支护结构参数表
表2
2、Ⅱ区段复合土钉墙支护方案设计
①超载及基坑重要性系数
Ⅱ区(普通地段)超载设计值按20KPa考虑,基坑重要性等级为三级,重要性系数取0.90。
②土钉参数选定
根据计算,本地段设八道土钉,参数见下表3、4。
Ⅱ区(普通地段 )土钉参数表 表3
注:括号内为锚杆自由端长度。
基坑Ⅱ段复合土钉墙支护结构参数表表4
3、砂层中开挖和(土钉)锚杆成孔处理措施
砂层开挖严格分段分布进行,5m一段,0.5m一步,开挖后立即喷浇一层水泥浆,避免砂层水分流失坍塌。对上部3m松散砂层采取先留台措施,即先预留0.3~0.5m厚砂层,再分小段(0.5~1.0m)人工挖至设计坡度后支护。对基坑北坡和南坡东部坡度较小地段采取竖直方向打入微型桩后再开挖的措施。微型桩做法与土钉做法一致。粉细砂②层一般呈松散状,土钉(锚杆)成孔时易塌孔,现场钻孔采取套管护壁措施。
三、基坑支护施工
1、 基坑开挖
基坑开挖分段分层进行 ,第一层挖1.5m,其余各层0.6m,采取挖掘机挖土,汽车运土,辅以人工修整坡面。
2、 土钉孔成形
土钉孔采用洛阳铲成孔,成孔直径120mm。成孔后把土钉钢筋置于孔中,为保证土钉位于孔中心,在土钉上每隔2米焊接一个托架。
3、 注浆
在孔口处设置止浆塞 ,将注浆管插入孔底以上0.5~1.0米处。注浆管连接注浆泵,边注浆向孔口方向拨管,直至注满为止。每孔在注浆后再补浆2~3次。为保证浆体与周围土体紧密结合,在水泥浆中掺入一定量的早强微膨胀剂。
4、 喷射砼面层
在铺设钢筋网后喷射砼面层 ,筛分后的砂、石料以及水泥、早强剂由人工加入搅拌机料仓搅拌均匀后自动落入和搅拌相配套的喷射机内, 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, 一次喷射砼至设计厚度。
5、 锚杆施加预应力
面层砼达到设计强度后,加钢垫板用扭力板手扭紧螺母对土钉施加设计拉力的50%的预应力。这种人为的预压应力,将提高土体的抗滑和防裂能力,限制变形。
四、 基坑支护监测
为准确、及时地了解边坡稳定状况及周边道路及建筑物的变形情况,在基坑坡顶周边均匀布设变形观测点,用精度为2〃的经纬仪采用准直测量法进行观测,观测点间距为9m~11m。于2007年9月5日进行了开挖前的首次观测,2007年9月7日挖完第一步土方后进行了第二次观测,2007年9月14日挖完第二步土方后进行了第三次观测,以后随时进行加密观测,至支护完毕后两个月完成了最后一次观测。
基坑周边沉降观测结果
测点号 V2 V6 V9 V12 V15 V18 V22 V25 V28
位移(mm) 9.1 8.9 10.2 6.0 7.5 10.4 7.3 6.0 6.8
从监测结果显示:
1、观测结果累计最大位移仅10.4mm,为实际支护深度13.0m的1/1250。
2、从开挖完毕到最后一次监测数据读数,经历3个半月时间,位移基本没有发展。
五、结束语
某建筑物深基坑支护工程,坑深平均约13.0m,坑壁以厚层中、细砂为主,地质条件比较特殊、周边环境较复杂,文中介绍了该工程的设计与施工和监测,有如下认识:
(1)场地虽然分布有厚砂层,但通过施工中采取必要的措施,实践证明,本工程采用复合型土钉墙是合理可行的;
前言
深基坑的变形检测直接关系到整个建筑在建设过程中的安全,建筑施工的质量和地基的强度有直接的关系,因此在故在深基坑施工过程中,除了要对基坑本身进行监测之外,还要对周围建筑物的稳定性进行监测,监测量大且要求精度高。因此,对城市建筑区深基坑变形监测的实践活动进行研究具有重要的现实意义。
一、深基坑监测的意义
对于复杂的大型工程以及与重要建筑物很近的深基坑项目,由于基坑周围的环境非常的复杂,特别是当基坑周围地质条件差,地下水丰富,距基坑周边很近的距离有非常密集的地下管线,
监测是非常重要的,随着基坑的开挖能够及时了解周边环境的状况,还有就是基坑监测不容易从过去类似的基坑开挖过程中得到借鉴,也不容易从理论实验中进行模拟结果,所以每当基坑开挖的时候就要随时进行基坑监测。首先是根据现场采集的各种监测数据能够判断基坑的安全系数并做数据计算处理,为今后地质条件和周边环境类似的基坑提供设计参考和施工参考。其次,为工程施工提供安全保障,特别是地下管线,地下设施,基坑的围护结构,邻近建筑物、构筑物等等在施工过程中所受的影响。最后,当监测过程中发现某些监测项目最大值超过允许范围或者变化速率达到预警值的时候及时通过业主建立的信息平台预警消息,这时各单位都及时收到预警消息,以较快的速度组织业主,监理,施工方进行协商解决,进行安全补救,为工程质量和安全提供可靠保障。
监测数据的大量积累对工程经验的总结,方法的完善,手段的创新和设计水平的提高也有着重要意义,总体概括分析可以分为实际意义和理论意义。实际意义主要是通过监测各种建筑物和构筑物等等的稳定性,及时了解它们的稳定情况,如果发现数据速率变化太大以及数据超过控制值或者是基坑出现裂缝或漏水等现象以便采取方法,理论上的意义是指通过数据分析更充分地理解基坑开挖过程中的变形机理和变形规律,验证有关的变形理论,为今后的变形监测理论和方法提供有价值的参考。在进行地铁或者是建筑房屋的施工中,需要参照相关的基坑监测技术规范和大量的文献资料,对基坑监测过程中的某些观点进行论述,总结深基坑监测存在的某些问题以及解决方法。
二、主要监测内容
在建筑基坑的施工过程中,监测工作主要分为两个部分,沉降监测和位移监测,监测的对象主要包括支护桩、周围土体和周边建筑物。从保证基坑工程的施工安全角度出发,支护桩监测活动中,桩体累计水平位移32mm,或者连续3d内位移速率大于5mm/d,就可以判定为基坑施工的稳定性不足;对建筑物的监测因为涉及到沉降和水平位移,所以要结合建筑物自身的高度,以及建筑物本身的水平位置进行监测标准的针对性设定;对周边土体的监测主要涉及到沉降和水平位移,为了保证检测工作的准确性,原则上周边土体的累计沉降或位移超过10mm,或者连续3d的位移速率超过2mm/d就应该发出警报,以免土体沉降和位移对浅层地表的各种管线造成损坏。
三、监测网设置
1、平面监测网
在基坑建设施工过程中,水平位移对基坑本身和周边建筑物的危害最大,所以是监测的主要内容,为了实现对水平位移的监测,要进行平面监测网的布设。该工程因为周围的建筑物分布比较密集,且安全范围较小,在基坑形变影响区外的控制点看不见基坑,能看间基坑的控制点在基坑形变影响区内。平面监测网的整体布置遇到了一定的困难。因此,初次监测网布置主要按照点时基准点与工作点四等一次的布置方法,例如针对某城市建筑区域深基坑施工变形检测中,布置了15个监测点,形成边长为23耀24m的监测网。
2、高程监测网
高程监测是对基坑开挖过程中可能导致的地面沉降进行监测的监测环节,采取的主要监测措施是固定点仰角监测法,在基坑形变影响区范围外水平设置基准网点7个,形成闭合线路总长度为1.3km的监测网络,对周围建筑物的沉降变化进行监测,经过逆向测算高程监测网的每公里水准测量偶然中误差为依0.5mm,每公里水准测量全中误差为依0.3mm。
四、坑的监测频率、方法及注意的事项
1、基坑的监测频率
基坑的嗡测频率一般根据基坑的等级不同而有所不同,具体的监测频率需要根据施工设计图纸和施工监测方案进行具体规定,总之监测频率的确定应能系统地反映监测对象所测项目的重要变化过程雨又不遗漏其变化的重要时刻。
当出现下列情况时应提高监测频率:1)监测数据达到报警值。2)监测数据变化较大或速率加快。3)存在勘测未发现的不良地质。4)超深、超长开挖或未及时加撑等违反设计工况施工。5)基坑及周边大量积水、长时间连续降雨、市政管道出现泄漏。6)基坑附近地面荷载突然增大或超过设计限值。7)支护结构出现开裂。8)周边地表突发较大沉降或出现严重开裂。9)临近建筑突发较大沉降、不均匀沉降或出现严重开裂。10)基坑底部、侧壁出现管涌、渗漏或流沙等现象。
2、围护结构顶部水平位移的监测方法
围护结构顶部水平位移的监测方法一般用极坐标法,基准点要选在3倍基坑以外土质坚固的地方,每个基坑工程至少应有3个稳定、可靠的点作为基准点,工作基点应选在相对稳定和方便使用的位置。每次观测都必须定向,每次观测值与前一天观测值之差为日变化量,每次观测值与初始观测值之差为累计变化量,当然也可以用余弦定理公式进行位移变化的计算,一般认为,当日变化量超过设计值的80%或者累计值超过设计值的80%时应向业主,施工,监理各单位进行数据报警。
3、测斜仪的测量
连接好探头和电缆,电缆和测读仪,当连接探头和电缆时一定要用原装的扳手,接好以后要检查一下探头与电缆之间是否密封,要特别注意保护电缆和探头之间这一部分,特别容易被损坏,所以要倍加小心,如果电缆里面的某条细丝被损坏,那么所测的数据就有错误不能利用,测量第一遍的时候要将低滑轮朝向基坑方向,同时使滑轮卡在导槽上,把电缆放到距离测斜管底部0.5 m的地方,一定要注意不要把探头直接放到测斜管底部,以免损伤探头,更不能“自由落体”让探头直接以重力加速度一下到底,测量自下而上一般是每隔0.5 m测读一次,有时候也可以1 m测读一次,为了保证测读结果的准确性,一定要当测斜仪上出现一排菱形时再记录。第一次测量完成以后,把探头转动180。,使探头的两个导轮与第一次相反,进行第二次测读,第一次与第二次测读的测点要在同一位置上,它们的误差范围是小于10%,而且符号相反,否则应重测本组数据。
结束语
综上所述,本文首先分析了深基坑施工过程中变形监测的意义,随后针对变形监测过程中的内容和详细的检测方法进行了详细的分析,目的是提高深基坑的施工质量。
Abstract: Pit seepage seriously affects the progress and quality of construction, it can easily cause an accident, and it has a very important significance precipitation for construction technology research. This article will be based on many years of practical experience, analyzes the construction technology of deep foundation pit dewatering for reference only.Key words: deep pit; seepage; precipitation; construction technology
中图分类号:TU74文献标识码:A
1、前言
改革开放以来,随着经济的不断发展,我国的城市化进程不断加快,各项基础设施迎来了建设的,城市中的高层建筑,大型桥梁、港口码头等等均得到了很大的发展,而且遇到的基坑的深度越来越深,降水施工的难度也越来越大,有的甚至严重影响了工程的进度,也极易造成工程事故,对其进行研究探讨具有非常重要的意义。深基坑施工降水方法有表面排水法、井点系统、喷射井点、深井点、真空井点、电渗降水、降压井等方法,重要的是要根据工程项目的实际情况选择合理的降水施工技术。本文以下内容将根据作者多年的实践经验,对深基坑施工降水施工技术进行简要的分析,仅供参考。
2、深基坑施工降水施工技术
深基坑是工程建设中经常遇到的情况,但是不同的地质情况、场地情况决定了深基坑施工降水施工选择的技术也不一样,以下内容将依据不同的工程实例,来对深基坑施工降水施工技术进行分析介绍。
2.1、深基坑施工轻型井点与真空井点相结合的降水施工技术
某工程由1号、3号楼及地下车库组成。其中1号楼地上41层,地下2层;3号楼地上31层,地下1层,本工程基地土层以砂性土为主,地下水含量较为丰富。从本基坑支护采取的形式来看,降水是该基坑工程施工成功与否的关键,根据地勘报告及现场实际情况,本工程基坑采用轻型井点和真空深井相结合的降水方案。
根据作者多年的实践经验,认为对应从如下几个方面对深基坑施工轻型井点与真空井点相结合的降水施工技术进行控制:第一,降水施工流程。在坑内、坑边一级轻型井点布置处开挖1.2深沟槽、布置井点第一层土方开挖(至地下一层底)地下二层区域坑内及坑边二级井点布置并运行地下二层土方开挖(坑内真空深井运行)坑边二级井点布置并运行。①地下一层土方开挖过程中,在坑边、先挖除杂填土后,再布置一级轻型井点,井点管长均为6.0米,滤管长1.2米,间距按1000布置。坑边轻型井点布置时,先用挖机开挖1.2m深的沟槽,然后打设井点管,安装集水总管进行降水。坑内布置自流深井,深井管采用φ300口径PVC管缠丝填砾过滤器,潜水泵排水。②在一级轻型井点降水达一周后,开始地下一层土方开挖,坑边的井点一直运行至地下室回填土结束后拔除,中途不可有任何停止运行的情况,即必须持续抽水。③当地下一层土方开挖至地下二层区域范围,并有二级轻型井点的作业面时,开始布置二层区域内坑边的井点管并降水。坑边的井点抽水时间持续到地下二层顶板浇捣完毕,并根据具体情况决定是否继续。④当地下二层区域坑内的真空深井降水运行一定水位及坑边二级轻型井点运行一周后,开始进行地下二层土方开挖。第二,轻型井点施工方法。井点施工采用导杆式水冲枪成孔,成孔井点管居中设置,沥料采用粗砂。施工工艺为:定位冲孔放支管填砂安装总管调试抽水正式抽水。对于轻型井点施工应注意以下几个方面:①井点管的埋设采用水枪冲水成孔法施工。冲孔时,冲枪应垂直插入土中,并作上下左右摆动,以加快土体溶解,边冲边沉,冲孔深比滤管深500mm,以确保滤管四周及底部的滤水层,并孔冲成后,即插入井管,灌和黄砂,黄砂用粗砂,确保水流畅通,上端用粘土封口,以防漏气。②井点系统全部安装完毕后,需进行试验抽水,以检查无漏气现象,井点运行后必须连续工作,所以要准备好备用电源及电动机,确保真空正常运转。第三,真空深井施工方法。施工工艺为:准备工作钻机进场定位安装开孔下护口管钻进终孔后冲孔换浆下进管稀释泥浆填砾止水封孔洗进下泵试抽合理安排排水管路及电缆电路试验正式抽水记录。真空深井的降水施工技术要求主要包含如下几个方面:① 降水试运行。在开始降水运行之前,准确测量各井口和地面标高,测定静止水位,安排好抽水设备、电缆及排水管道作试运行,以保证抽水系统完好。②正式运行。根据基坑开挖的安排决定降水运行的先后和井位,确保基坑局部开挖前该处已有10天的降水正常运行,同时密切注意监测单位提供的开挖面附近的水位观测资料,确信该处水位已经达到开挖以下0.5m。降水运行过程中应切实做好水量/水位记录,轮流选取1-2口井作为观测井测量水位,及时分析整理资料。降水运行期间必须双路供电,不能断电而影响井点抽水。施工现场配备足够的备用发电机组,发电机随时可以启动使用。
2.2、深基坑施工深搅帷幕止水与坑内降水施工技术
某商住楼,框剪结构,场地设一层整体连通的地下车库,大部分地段揭示含水量丰富的圆砾层,针对本场地的工程地质特点,从施工安全技术、确保工期和工程质量等方面综合比较分析,宜采用悬挂式深搅桩止水帷幕与坑内井点降水联合方案。
根据作者多年的实践经验,认为对应从如下几个方面对深基坑施工悬挂式深搅桩止水帷幕与坑内井点降水施工技术进行控制:第一,基坑壁防渗止水。为保证基坑支护施工顺利进行和周围建筑物的安全,基坑开挖前,宜在基坑开挖上口线外预先施工一排相互搭接的深搅止水帷幕桩。深搅止水帷幕桩设计和施工主要依据《建筑地基处理技术规范》及《岩土工程勘察报告》等要求进行。根据岩土工程勘察报告,拟开挖基坑底之下均为很厚的圆砾层,该层为相对强透(含)水层,无隔防止水效果,深搅止水帷幕桩只能选择悬挂式,深搅止水帷幕桩绕基坑施工呈环形闭合状,这样不仅延长了坑内降水时坑外地下水的深流路径,而且有利于坑内降水和坑外回灌工作的进行。第二,基坑内部降排水。降水井做法:在基坑开挖前用人工挖掘成孔,配以相应的提升运土设备完成,在挖下0.8-1.2m支模浇一节砼护壁,边挖边护壁,间歇交替进行,直至设计孔深。护壁砼厚100、强度C20,最后一节砼护壁养护≥24h,用冲击电钻在护壁上交错制成相应数量的出水口。降水井应注意如下几个方面的问题:①护筒上端应高出地表25-30,防止雨水和掉入异物。②挖掘前必须向工人进行技术、安全交底,注意抓好下挖、吊运土、护壁、找区等几个重要环节,做好通风、排水、照明、信号联络等准备工作。
2.3、深基坑施工真空井点降水施工技术
某隧道工程,场地地势较为平坦,地下水位主要补给来源为大气降水、地表泾流,受气候、季节、降水量的影响而有变化。本方案设计降水的目的为疏干开挖范围内土体中的地下水,方便挖掘机和工人在坑内施工作业;降低下部微承压含水层及承压含水层水位,减少坑底隆起和围护结构的变形量,防止基坑底部突涌的发生,确保施工时基坑底板的抗突涌稳定性。
根据作者多年的实践经验,认为对应从如下几个方面对深基坑施工真空井点降水施工技术进行控制:第一,成井施工。①钻进成孔。疏干井及降压井成孔时均一径到底;钻进开孔时应吊紧大钩钢丝绳,轻压慢转,以保证开孔钻进的垂直度。成孔施工采用孔内自然造浆,钻进过程中泥浆密度控制在1.10~1.15,当提升钻具或停工时,孔内必须压满泥浆,以防止孔壁坍塌。②清孔换浆。钻孔钻进至设计标高后,在提钻前将钻杆提至离孔底0.50m,进行冲孔清除孔内杂物,同时将孔内的泥浆密度逐步调至1.10,孔底沉淤小于30cm,返出的泥浆内不含泥块为止。③下井管。井管进场后,首先必须测量孔深,并对井管滤水管逐根丈量、记录。其次要检查井管焊接,井管焊接接头处应采用套接型,套接接箍长20mm,套入上下井管各10mm;套管接箍与井管焊接焊牢、焊缝均匀,无砂眼,焊缝堆高不小于6mm。检查完毕后开始下井管,下管时为保证滤水管居中,在滤水管上下两端各设一套直径小于孔径5cm的扶正器,扶正器采用梯形铁环,上下部扶正器铁环应1/2错开,不在同一直线上。④埋填滤料。填滤料前在井管内下入钻杆至离孔底0.30m~0.50m,井管上口应加闷头密封后,从钻杆内泵送泥浆进行边冲孔边逐步调浆使孔内的泥浆从滤水管内向外由井管与孔壁的环状间隙内返浆,使孔内的泥浆密度逐步调到1.05,然后开小泵量按前述井的构造设计要求填入滤料,并随填随测填滤料的高度。直至滤料下入预定位置为止。第二,洗井。下井管、回填滤料及粘土分孔后,对降压井进行活塞洗井,待洗通滤料后,提出活塞,再利用空压机进行洗井。洗井时,活塞必须从滤水管下部向上拉,将水拉出孔口,对出水量很少的井可将活塞在过滤器部位上下窜动,冲击孔壁泥皮,此时应向井内边注水边拉活塞。当活塞拉出的水基本不含泥砂后,可换用空压机抽水洗井,吹出管底沉淤,直到水清不含砂为止,疏干井在成井结束后直接用空压机洗井。洗井完毕后,可以下泵试抽。试抽成功,代表该井成井完毕,可以投入使用。
3、结尾
作者根据自己的实践经验,依据工程实例,对深基坑施工降水施工技术进行了简要的分析,倡导根据不同的工程特点选择不同的深基坑施工降水施工技术,或者一种降水施工技术,或者采用两种降水施工技术相配合的方法进行施工降水,以达到能使得深基坑施工能安全、高效的进行。
【参考文献】
随着工程建设的发展, 高层、超高层建筑的发展和人们对地下空间的开发和利用日益增多, 基坑工程不仅数量增多, 而且向着更大、更深的方向发展。由于基坑工程常常在闹市区施工, 不仅要保证基坑自的稳定安全, 而且要保证周围建筑物的安全和正常使用。软土地区, 其工程地质和水文地质条件较差, 土体具有高含水量、高灵敏度、高压缩性、低密度、低渗透性和流塑等特点, 更增加了基坑工程的难度。随着变形控制设计理论在工程中的应用, 开展基坑工程变形性状研究分析具有重要意义。
一、深基坑变形机理研究
1990年,Clough对深基坑开挖引致的变形进行了较全面的研究,他将深基坑变形分为两种:一种是基坑开挖和支撑的基本过程引起的变形;另一种则是由于相关的施工活动如墙体的施工、基础的施工或支撑的拆除等引起的变形。他认为只考虑引起变形的主要原因,就能将变形的预测限制在较合理的范围内 。从以上研究中可以得出,影响基坑变形的主要因素包括:
1、坑底土体隆起。坑底隆起是垂自向卸载而改变坑底土体原始应力状态的反应,在开挖深度不大时,坑底土体在卸载后发生垂自的弹性隆起。当围护墙底下为清孔良好的原状土或注浆加固土体时,围护墙随土体回弹而抬高。随着开挖深度增加,基坑内外的土而高差不断增大,当开挖到一定深度,基坑内外而高差所形成的加载和地而各种超载的作用,就会使围护墙外侧土体产生向基坑内的移动,使基坑坑底产生向上的塑性隆起,同时在基坑周围产生很大的塑性区,并引起地而沉降。
2、围护墙位移。围护墙墙体变形从水平向改变基坑土体的原始应力状态而引起地层移动。基坑开挖后,围护墙便开始受力。在基坑内侧卸去原有的土压力时,在墙外侧则受到主动土压力,而在坑底的墙内侧则受到全部或部分的被动土压力。
二、基坑变形控制措施
1、先期预控。首先根据工程实际类型和特点以及相关工程经验,确定基坑支护结构及周围地层变形的控制目标,对基坑进行变形分析,将预测的变形与控制目标对比,如果预测的变形超出控制目标,则对支护结构设计进行调整,或是采取地基加固措施,自到满足变形控制要求。根据工程的特点及变形控制目标设计详细的施工方案及监测方案。施工方案设计时,不仅要确定合理的开挖与支撑顺序、挖土参数(分层厚度、分段长度、开挖与支撑时间等)、安全措施等,还要充分考虑施工中可能出现的不利影响因素或险情,做好技术保障措施,保证在出现险情时能够及时采取措施制止。制定监测方案时,对预测变形较大的部位要进行加密观测。
2、优化深基坑地下水治理措施
基坑开挖前一个月左右,需要设置坑内井点降低地下水位并加以排除,使坑内上体通过排水固结达到一定强度,从而提高坑内上体的水平抗力,减少基坑的变形量,增强基坑稳定性,减少坑底上体的隆起。基坑降水以不影响临近建筑物和地下管线的安全为原则,为此在坑内外设置足够的观察孔,并在坑外设地而沉降观察点和回灌井,必要时应采取回灌措施,确保防止因围护墙渗漏水而使坑外四周的地下水位也下降,造成对其坑周边的管线、道路及建筑物的破坏。如需抽降承压水,要严格控制承压水的抽降时间与抽降深度,底板硅施工完毕的地段随即停止抽水。承压水抽降高度应根据观测井内测得的承压水位来确定。
3、科学安排深基坑开挖施工
深基坑开挖施工应该遵守“分段、分层、分块挖土,先中间后两边,随挖随撑,限时完成”的原则科学安排深基坑开挖施工,确保深基坑变形在安全范围之内。 另外,施工过程注意深基坑纵向入坡的坡度要小于安全坡度,控制在1:1..5左右,从坑底到坑顶的总坡度一般控制在1:3,上下道支撑之间层坡要适中,坡度过缓造成近坡脚处无支撑暴露面积过大,围护墙容易变形,过陡则坑内排水不畅,容易产生坍方滑坡。
4、加强深基坑施工现场管理措施
施工场地狭小,更加需要施工单位事先合理确定位置,以便堆放大型施工机械设施及施工材料,避免施工设施和建材就近堆放在基坑边,导致围护结构的变形。对土方应及时清理运走,避免将土方临时堆在基坑开挖而的边上,引发基坑滑坡。施工过程切实落实安全生产措施,对支撑轴力、围护结构的位移沉降变形、地表沉降、管线的位移沉降、周边构建物的位移沉降、基坑隆起、地下水位变化等数据进行专人监测,并事先准各好各种情况的应急措施,确保安全生产,确保基坑变形始终控制在允许范围内。
三、未来基坑变形控制发展方向
深基坑变形的允许值国内以前没有统一的标准,各地区在工程实践中都是结合各自地区经验和具体问题来确定。上海、广东、浙江、湖北、山东等地都根据当地实际情况颁布了相应的地方标准,对建筑基坑工程监测作了系统而具体的规定,标志着我国基坑工程监测技术正日趋成熟。
另外,随着城市快速发展和轨道交通建设的快速推进,各城市的基坑向着大深度、大面积方向发展,周边环境将更加复杂,深基坑开挖与支护的难度越来越大,这对岩土工程界来说既是机遇,又是一项挑战。因此,未来我国关于深基坑、大基坑在设计和施工方法上需要借鉴国内外先进经验,寻求突破,这将会成为基坑工程发展的重要方向。
首先,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。
其次,为了减少基坑变形,通过施加预应力的方法控制变形将逐步被推广,另外采用深层搅拌或注浆技术对基坑底部或被动区土体进行加固,提高支护结构被动区土体的强度的方法,也将成为控制变形的有效手段被推广。
再次, 针对软土的特性,考虑时空效应法开挖技术,定量地计算及考虑时空效应法基坑开挖和支撑施工因素对基坑内力和变形的实际影响,有效地减小地层流变性对基坑受力和变形的不利影响。
最后,通过计算机对基坑施工过程中的变形进行信息化监测,提供施工过程中支护体系及环境的受力状态以及变形数据,并且可以及时反馈数据,通过分析数据,适时地进行加固,实现对变形的控制,保证基坑的稳定和安全。
为什么土建施工时会出现人员伤亡事件呢?其实很简单,就是在施工时,没有做好必要的基础防护,或者在深基坑支护施工中没有严格按照深基坑支护施工技术要点进行,不专业的人员盲目操作,对基础工作重视不够,深基坑支护施工质量水平低,直接导致深基坑支护结构承载力不高、强度不够、抗压变形能力弱,基础工程不达标,形成不了保护作用,很容易引起深基坑支护结构大面积坍塌,出现人员伤亡事件,基础工作不扎实,也很容易导致建筑工程质量不合格,在一些土建基础施工中形成伤亡事故的,大部分都是由于深基坑工程做得不够好,安全事故频繁发生给施工带来不必要的麻烦,土建工程深基坑基础施工中如果发生事故,都是大事故,因为这时候在施工现场的都是几个工程组,如果处理不当,就会出现群死群伤的严重后果。所以说,土建基础施工中深基坑支护技术及其施工质量管理是极为重要的基础工程。
1 土建施工中深基坑支护及其常见类型
深基坑工程是土建工程中重要的基础工程,在施工中进行有效的深基坑支护不要怕麻烦,误工期,其实只有基础工程做好了,才是有力提高工程进展的根本。深基坑支护是确保深基坑稳固的重要措施,这项工程是所有土建深基坑工程施工中的重中之重,在许多施工单位都普遍应用,通过实践总结,土建基础施工中深基坑支护结构形式比较多,常见的深基坑支护结构类型基本包括锚杆支护、挡墙支护、桩排支护、钻孔灌注桩支护、深层搅拌水泥桩支护、地下连续墙支护、钢板桩支护、放坡支护等,而在土建深基坑支护工程施工中用于较为广泛的支护结构是锚杆支护、钻孔灌注桩支护、地下连续墙支护等。
2 土建施工中深基坑支护施工技术要点
2.1 锚杆支护施工技术
锚杆支护使用密实的砂土、粉土、坚硬的粘性土层,通过对沿途深基坑、工程隧道、矿井采石场等地下结构进行有效加固,起到防护支护作用的一种方式。锚杆支护是挡土结构和外拉系统相结合而形成的一种深基坑组合式支护结构,是通过内部的锚杆来改善围岩土层的应力压力,对周围起到加固和保护的重要作用。这在许多施工单位被普遍应用,那么在锚杆支护施工中应该注意什么呢?首先,应严格按国家(JGJ120-2012)《建筑基坑支护技术设计规范》进行操作,依据现行制定的标准进行方案设计,在施工前,还有有充分准备,要在材料准备上多做工作,选择强度高的锚杆做为支护结构时使用,对其他材料也要按照国家标准进行选配,一切就绪后,就要选择用什么样的工艺和技术进行施工,技术准备工作不可缺少,这项工作就需要在前期对施工现场做环境检测、地质勘查,地形测量、水位分析等调研工作,还有周围建筑物,是不是影响施工,通过对以上的准备,就可以计算深度与密度了,设计出的锚杆要在打入土层多深是符合工程需要的,边坡加固和排水设施要合理设计,确保边坡高度适宜、排水完善,以上准备工作充分了,土建深基坑支护结构要有稳固性、确保安全性,才能从根本上确定下一步工作进度,通过锚杆支护结构的施工,保证整体工程质量。
2.2 钻孔灌注桩支护施工技术
钻孔灌注桩支护用机械进行钻孔、钢管挤土或者人工挖掘,在深层地基土内打桩孔,然后在通过注浆机往桩孔内放置钢筋笼与灌注混凝土,在地基周边形成桩体支护结构,说起来简单,但做起来却是万分复杂的,这项工程不仅可以有效起到防护作用,同时对技术上的要求很高。首先,在施工时要了解掌握施工现场情况,特别是对现场地质条件、环境情况、水位高低有一个深刻的了解,只有知道这些情况,才能在下一步选择使用机械设备、钻机钻具,上做出决定,通过精心的设计,保证钻孔机定位精确,在对机械安装时,一定要找好前后距离,不能在操作中,另行调试,影响工程进度。钻孔时需要由专业人员进行,要一次性打透够深;其次,护筒埋设是保证钻孔的基础工作,只有预先设计好,才能设置好点位,保证施工质量,只有这样才能确保孔壁不出现坍塌、流砂不影响工程的情况出现。那么在进行埋设护筒这道工序时,就要有一个测量,增加孔内静水压力,防止地下水位影响孔壁出现位移,保证钻头不出现错位,形成直线,在施工中才能借力;再次,孔底清理一般的是采用正循环旋转钻机、反循环旋转真空吸泥机与抽渣筒等机械完成清孔,在清完孔底后应该先将预制好的钢筋笼垂直吊放在孔内,通过固定后,加强保护,通过注浆机或导管法不断在对下进行混凝土灌注,一次性注足,起到加固作用,凝固后形成一个统一的整体,强度加大,支护结构坚固,确保土建工程地基的安全。
2.3 地下连续墙支护施工技术
连续墙支护也是一种很好的防护方法。在此项基础建设中,技术要求较高,需要由专业人员进行现场指挥,确保施工质量,真正起到防护保护的作用。技术上的要求首先是,就地灌装钢筋混凝土,确保地下连续墙筌符合规范,一定要容蓄部分泥浆保证成槽施工液面平整性,在设计时,要预留出足够导墙深度,防止地面水渗透,对工程造成强度不足,影响质量,厚度一定要有保证,不然会在压力作用下,出现倒塌,造成人员伤害事故;其次,在选择原料时,要选择质量好的水泥,因为在泥浆护壁工序施工中如果使用了不合格的水泥,泥浆强度香港到保证,达不到防护的防止的目的,在原料配比时,保证水、水泥、速凝剂和外加剂数量,一定要精确,只有强度高的泥皮,才能有效防止地下水的渗漏和槽壁剥落现象。在成槽施工中应该结合地质条件和筑墙深度,选用适宜的旋转切削多头钻、导板抓斗和冲击钻等专用于成槽的机械,留出足够的时间,一般为五个小时左右,确保槽内泥浆比重低于1.3;灌注混凝土之前,为了防止防止泥浆进入混凝土中,需要在导管内固定一套管塞,在槽段的端部预插一根直径和宽度与槽段相同的钢管,进行锁口,在混凝土初凝时,不能急于把钢管拿出,要根据干燥情况,缓慢拔出钢管,使混凝土形成一层强大的保护层,槽段的端部呈现出半凹榫状接状,在相临段连接时,形成一个完整性的结构,保证连续墙的稳固性,提高安全性。
3 结束语
通过对锚杆支护施工技术、钻孔灌注桩支护技术和地下连续墙支护技术等支护技术的研究,我们发现,土建工程等各类建筑工程深基坑加固支护技术是保证工程进度和质量的基础工作,那么在在实际应用时,就应该在工艺改进、技术进步、管理实效上不断创新,总结施工经验,提炼出更加优质的深基坑支护结构技术,进一步提升基础工程能力,对建筑工程整体结构起到稳固与安全的作用,从而延长工程使用寿命,保证社会经济发展和人民生活水平提升。
参考文献
[1]滕金龙,刘奕新,吴立新.土建基础施工中的深基坑施工技术分析[J].硅谷,2013.
一、深基坑及深基坑的功能
1、深基坑:《危险性较大的分部分项工程安全管理办法的通知》规定:一 般深基坑是指开挖深度超过5米(含5米)或地下室三层以上(含三层),或深度虽未超过5米,但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。深基坑工程是指包括基坑开挖、降水和支护结构设计、施工与监测在内的总称。深基坑支护结构由包括具有挡土、止水功能的围护结构和维持围护结构平衡的支、锚体系两部分组成;支、锚体系是指内支撑体系或锚杆体系,内支撑体系由支撑、围檩和立柱等构件组成,锚杆体系则由锚杆、腰粱和台座等组成。
2、深基坑工程的功能
a挡土功能。
放坡开挖和支护开挖虽是两种可供选择的开挖方案,但放坡开挖的适用范围有限,因为深基坑的放坡范围过大,城市不可能提供太大的放坡空间;深基坑放坡所增加的土方量也比较大;如在软土地区更由于可能产生深层滑动的制约,在深基坑中放坡开挖的风险很大。因此深基坑工程大多采用支护开挖的方案。深基坑设置支护结构(一般包括围护结构和支锚体系两部分)的目的是阻止基坑外侧土体的坍塌,为基础施工提供安全的工作空间。
根据挡土的要求,围护结构不一定是连续密闭的,在土的强度比较高的地区,采用间隔式的围护结构就足以起到挡土的作用;但在软土地区,由于土的强度低,土压力比较大,则需要设置连续排列的围护结构才有足够的强度抵抗土压力的作用和防止软土在侧向压力作用下通过支挡的间隙绕流。
b止水功能。
在地下水位比较高的地区,为了使施工作业的空间比较干燥,必须采取坑内排水或降低地下水位的措施。如在坑内降低地下水位则造成了坑内外的水位差,地下水在水头压力的作用下从坑外流向坑内,不仅不能保持坑内的干燥,而且还会产生管涌、流砂等渗透变形,危及基坑的安全。在这种情况下,要求围护结构同时具有止水的功能,能阻止地下水流向坑内,以保证坑内的施工作业条件。
实现围护结构止水功能的条件,一方面是要求围护结构本身要有一定的隔水性能,可以同时起止水帷幕的作用,另一方面是要求设置的止水帷幕有足够的长度,或者能切入不透水层,或者能将水头梯度减少到不会发生危害的数值。
c有些类型的围护结构可以同时具有挡土和止水的功能,如地下连续墙;但有些挡土结构物却不具有止水的作用,如排桩式围护结构,此时就需要设置止水帷幕,采用两种材料的复合结构。
d作为深基坑围护结构的地下连续墙可以同时用作地下结构的永久性外墙的使用功能。在这种条件下,支护结构就具有地下室外墙的使用功能要求,即永久性的止水功能、永久性的挡土作用以及传递建筑物荷载的功能。对于同时具有地下室外墙使用功能要求的围护结构,其设计和施工的技术要求和一般围护结构不同,技术难度比较大,也比较复杂,需要作专门的研究。
二 施工方法和质量控制
对于深基坑的施工,每个工序都有严格的施工流程和工艺要求,这是保证施工质量和施工安全的前提。
2.1深基坑施工前首先要做好开挖前准备工作。第一要熟悉工程概况,完成对施工场地水纹、地质及地理环境的勘测和研究;第二明确分工,责任落实到具体的操作人员以便遇到问题时能及时处理;第三做好施工方案设计,做好施工支护方式预案工作,与各部门及时沟通、较低;第四进一步明确使用工艺要求,明确工作责任和施工方案。
2.2其次,在开挖过程中第一要做好施工记录,落实材料、机械、人员的管理和应用;第二做好变形监测、水平监测、周边沉降监测的工作,第一时间掌握变形移位现象并运用信息化施工方式对其进行分析、研究以确保问题得到及时处理;第三加强材料、机械的应用管理,随时跟进施工情况,及时了解施工所在位置土层、水位等情况,一便在紧急时刻能采取及时有效的补充措施。
2.3在深基坑施工结束后,应及时按要求做好收尾工作,准备好相关的检验、验收资料提供给相关的部门验收、检验。把好质量关,发现问题及时解决处理,争取更优秀的施工结果,使以后的施工质量更有保障。
三、深基坑施工难点控制
深基坑施工过程中,最重要的就是防水防土和承重,而影响这些的除了严格的执行施工要求和施工工艺流程,还要从细节入手,时时关注工程进程、时时掌握施工条件的变化,事事做到第一时间掌握,第一时间提出解决预案,一旦有不稳定因素发生能及时制止和处理。
3.1深基坑的尺寸、场地形状和深度、宽度等情况决定了施工的具体方案和施工中支护的选择。所以在深基坑施工中必须先做好准备工作。通过勘探、测试等手法掌握准确的地下水分布、地表水为及雨天可能造成的影响,事先做好防水、排水工作。做好开挖和排水等方案。
3.2在施工过程中安排好材料、机械、人员的使用,积极检测,及时掌握施工中的成功和失败,能很好的应用各项支护设计保证工程施工的稳定、顺利完成。对于支护类型的选择要合理,根据科学的方式选择最佳支护形式。
3.3当支护结构和坑外地面或其他相关地方发生形变时,应立即停止坑内作业并用粘土或泥土回填组织形变加大,然后再用其他材料处理制止渗漏等情况。从新补做止水帷幕,采用撑、支、拉、灌、压等方法加固坑壁,使之支护变形保持稳固状态。当变形严重时或周围建筑出现严重的开裂、倾斜时应及时组织人员疏散,并按程序上报相关部门进行事故原因分析,及时采取有效的救护措施,控制形变和倾斜。
3.4在深基坑施工过程中,如遇到意外的连阴雨或暴雨等特殊情况,必须立刻组织排水、维护、加固等措施,防止土层开裂、变形等情况发生。严格按照要求进行施工,严谨自作主张,不按设计要求施工。
3.5深基坑施工的控制重点