時間:2023-01-22 05:31:58
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇深基坑工程論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
1998年,廣東省佛山市三水區白坭電力排水站進行重建時,由于受到泵站工程地質條件的制約,在采取輕型井點排水、木樁護坡等辦法不能根本解決基坑開挖出現的土坡塌方問題時,采用鋼板樁支護截滲的方法,取得了良好的效果,從而確保了泵站工程的施工進度和施工質量。
一、工程概況
白坭鎮位于佛山市三水區的最南端,西面緊鄰西江。該鎮80%的排澇任務均由原有的兩座排澇站(里電站和大崗電排站)承擔,然而,這兩座泵站均為二級排水站,其中的里電排站始建于1958年,幾十年來雖然經過了幾次技術改造,但限于種種原因,設計標準偏低,排澇系統規劃欠妥等一些根本性問題一直沒能解決。特別是泵站運行要受到下游的官山大泵站制約,因此出現澇漬時不能正常排水。為了適應白坭鎮工農業生產的穩步持續發展,決定把里站遷址重建,將原有的兩個二級泵站合建成一個一級排澇站,將澇水直接排入西江。重建的泵站定名為白坭電排站,其受益面積有2800hm2,其中魚塘為860hm2,它將是三水區目前裝機容量最大的泵站工程。
重建的白坭電排站位于樵桑聯圍19+200樁號處。泵站轄集雨面積93km2,按10年一遇24h暴雨量(206.4mm)3天排干的標準設計,總排水流量為35.42m3/s,裝置1600ZLQ9.5-8型立式軸流泵4臺,配TL1000-20/2150型10kV立式同步電動機,總裝機容量4×1000kW。
泵站工程等別為三等,主要水工建筑物為3級。泵房為塊基型結構,四周有邊墩,基礎為聯合底板,其底部高程為珠基-5.35m,下部采用預制管樁基礎,設計打樁平臺高程為-3m。
二、水文地質條件
白坭鎮地處亞熱帶,氣候溫暖,雨量充沛,且大部分雨量集中在4~9月之間,其余月份雨量較少。年最大雨量1720.9mm,最小933.8mm,平均1475.6mm。
白坭電排站位于西江干流左岸岸邊,所處河段地形單一,主要受西江和北江洪水的控制,潮汐的影響甚少,基本上屬于非潮感區。泵站所在地段原屬河相沖積平原,地形呈階梯狀,堤外為河灘臺地,堤內為魚塘、稻田和蔬菜地。根據地質勘察報告,地質構造從上至下分別是:人工填土層(防洪堤)、第四系河流相松散沉積物層、第三系灰砂基巖層。各巖土層的特性自上而下為:
(1)回填粉質黏土,厚3.8~12.4m,為筑堤填土,填筑較堅實,硬且可塑。泵站的出水涵管全部埋設在本層,防洪堤身經長期沉實后,填土已穩定、密實,承載力也較高。
(2)粉土,厚8.0~20.3m,土層穩定,全場分布,是泵房基礎的持力層,土質硬,可塑,承載力較高。
(3)細砂,厚17.3~31.3m,全場分布,土質松散至稍密。
(4)粉砂,厚8.4~8.6m,僅見于部分地層,飽和松散。
(5)淤泥質粉砂黏土,厚3.2~9.6m,分布較廣,飽和,流塑至軟塑。
(6)中微風化灰砂巖,巖面不平,高差較大,致密,堅硬,強度高,但埋深大,一般在地表以下38~45m處。
場內地貌單元簡單,土層變化不大,多為粉土和粉質黏土、粉砂、砂但強度不均且較低,地下水埋深較淺,水量較豐富,地下水位高,場地屬二類及其他地基條件。
三、基坑施工
白坭電排站重建工程于1998年12月破土動工,開挖基坑,填筑圍堰。主泵房的基坑經過10多天的施工基本挖出雛形。接下來采取的工程措施包括有:打樁平臺、輕型井點排水、木樁護坡、鋼板樁支護、基坑深井降水和基面處理六個環節。
1.打樁平臺
按設計要求,打樁基面高程為-3.0m,但當基坑開挖至設計高程以后,由于地下水位較高,水量較多,采用常規的邊溝排水方法均未能有效地降低地下水位。
由于地基土呈現飽和狀態,此時如有擾動極有可能變成淤泥質粉細砂,降低承載力,樁機就無法進入工作面操作。為了避免上述問題發生,決定采用回填1m厚比較干燥的黏土,經過整平碾壓后作為打樁平臺基面,從而保證了打樁施工隊的順利進場施工。
2.輕型井點排水
由于基坑開挖面下近10m深處范圍內的土質均含有淤泥質,透水性差,極容易產生流沙管涌,加上在管樁施打過程中產生的震動,邊坡塌方更為嚴重,對基坑邊坡的穩定是極為不利的。
為了保持打樁平臺填土不受水浸,確保管樁施工的順利進行,經有關專家詳細勘察后,在使用水泵明排水方法未能奏效的情況下,決定采取人工降低地下水位的方法,即采用輕型井點排水的方法。具體做法是用鋼管和硬塑管成孔成井,沿基坑四周每隔3m布置一個6m深的井點,總共布置了40個井點。井點采用挖掘機沉壓150鋼管成孔,然后將帶孔眼的100硬塑管用過濾布包扎后插入150鋼管孔內成井,并且在硬塑管周邊灌入碎米石。這樣,就可用水泵先將井水抽到泵房基坑兩側的集水溝內,再用水泵將漬水排出基坑之外。
事實表明,采用輕型井點排水(井底高程約為-8m),確實在降低基坑地下水位方面起到了一定作用,在一定程度上保證了該站管樁施工的進行。
3.木樁護坡
管樁施工完畢后,對主泵房基坑做繼續挖深工作,但由于地下水位未能控制在有效高度以下,結果基坑涌水較多。施工中因為基坑在靠前池和泵房左右三側的開挖空間比較大,開挖比較順利,但在靠出水涵管即西江一側,卻出現了邊坡塌方,致使基坑開挖不能繼續進行。
為保持邊坡穩定,我們在基坑靠出水涵管一側的-2.0m和-3.0m高程的坡腳處各打入了一排6m長的木樁,間距0.5m,并在木樁頂碼砂包護腳。但在繼續進行基坑開挖時,仍然出現邊坡開裂及下滑的趨勢,并有危及出水涵管地基安全的可能。這就說明光靠井點排水和木樁護坡仍然是不能從根本上解決上述問題。
4.鋼板樁支護
由于泵站工程開工時間較遲,在工程開工一個多月且基礎管樁已完工近10天后,主泵房基坑仍未能開挖至建基面-5.35m。為了保證工期,工程指揮部召集設計、監理、施工單位等部門有關人員共同商量,決定采用鋼板樁支護截水的方案,其結果是既起到了支護作用,又起到了截滲的作用。具體做法是在靠近出水涵管一側的基坑邊坡處,即原來布置雙排木樁附近布置了一排鋼板樁,樁位距主泵房底板邊線約3m,沿主泵房底板長邊方向兩端各延伸5m布置,總長為32m。鋼板樁為LSⅢ型,每根長9m,樁頂高程為-1.5m,樁底高程為-10.5m,在鋼板樁頂部用10mm鋼絲繩拉錨加固,錨向外江出水涵管一側,并在該側邊坡進行削坡減載,以減少鋼板樁的壓力。
5.基坑深井降水
采用鋼板樁后,解決了基坑支護和水平截滲的問題,但仍未能降低地下水位及解決鋼板樁兩側的繞滲問題。為把泵房基坑開挖至-5.35m高程以下,必須將基坑水位至少降到-6.0m高程,才能使基坑保持干燥,故需截斷地下水主要補給源的滲水以及鋼板樁兩側的滲水流。
為此,除采用鋼板樁外,我們還在主泵房基坑左右兩側各均勻布置了4口降水井,口徑為127mm,成井深度為12.0m,井底高程在-14.0m左右,井壁采用127mm套管,井下部的濾水管也用127mm套管加工,外包6層過濾布,用鉆機成146mm的孔,孔內放置套管,四周回填碎米石,底部密封,用揚程為40m的小型水泵從套管內抽水,先將水抽到基坑兩側的集水溝,然后再用水泵排出基坑外。
6.基面處理
采用鋼板樁支護截滲和深井降水,能夠很好地維持邊坡穩定,并有效地降低了基坑的地下水位,使基坑挖深工作得以順利進行,但在挖至建基面時,基坑仍有少量管涌。為此,施工中我們將基底超挖0.3m,然后回填0.3m厚的碎石,并在基坑縱橫方向均設置排水暗溝,用碎石回填,間距約為4~5m,深約0.5m,以疏通管涌水流;在基坑中間及靠進水前池一側基坑外兩邊均設口徑為1m的排水井,井內套鋼筋籠,外包過濾布,四周回填中砂,主要用于收集基坑內的管涌水流,再排出基坑外,以保持基坑無積水。超挖回填的碎石經壓實整平后,也可增加基底地基強度。
1.1確定深基坑支護結構類型受基坑周邊環境、開挖深度、工程地質與水文地質、施工作業設備和施工季節等具體因素的影響,深基坑支護結構類型也不是唯一的。選擇適當的支護結構對于工程整體的安全性和施工質量都具有重要意義。常見的深基坑支護結構包括排樁、地下連續墻、水泥土墻、逆作拱墻、土釘墻、原狀土放坡等多種類型,實際工作中也會有上述多種型式的組合的情況出現。地下連續墻優點較多,具有擋土、防水抗滲及承重三種功能,能夠適用于多種地質條件下的基坑支護施工,現已廣泛應用于地下車庫,地下鐵道、泵站、電站,以及水壩防滲等地下工程。地下連續墻具有的優點包括:(1)適用范圍廣,可適用于各種地質條件。(2)具有在建筑物密集區域和復雜施工條件下施工的能力,對周邊建筑及環境影響微弱。(3)剛度大,側壓力承受力強,耐變形能力強,基坑開挖后引發的地面沉降不明顯,對周邊建筑物影響很小。(4)施工時產生的噪聲較小,對于市中心等噪聲要求高的地方具有較強的適用性。(5)防滲性好。采用不同的施工工藝和接頭構造,可以在一定范圍內調整地下連續墻的防滲性能。對于基坑外地下水位沒有要求,特殊情況除外。(6)可以使用逆作法施工。
1.2支護樁施工支護樁是基坑支護系統中的關鍵部位,負責承載外力,支撐整個支護結構。要實現支護系統的安全保障功能,必須保證支護樁的施工質量。通常情況下,支護樁分為人工挖孔樁和鋼筋混凝土護臂兩個部分。在實際工作中要采用吊桶的方法進行灌注樁樁孔挖掘施工,并嚴格控制鋼筋籠安裝、混凝土灌注和成孔等關鍵工序的施工質量。上述環節的施工質量直接關系到支護結構的整體支護能力,必須要予以高度重視,確保滿足各項技術要求。
1.3土方開挖土方開挖指的是將建筑的基坑開挖出來,創造地面以下施工空間的過程。在這個工序中,除了開挖土方外,還包含將挖出的土方運離施工現場及清理施工現場于運輸路線散落土方的內容,是建筑施工環境保護的重要內容之一。在挖掘過程中,要防止挖掘對地下設施的損傷,如有挖到異物或地下管線等情況發生,要立即中止挖掘工作,由專業單位進行處理,處理完成后才能繼續挖掘。
1.4排樁加環撐排樁是以某種樁型按隊列式布置組成的基坑支護結構。在具體施工中,排樁要與支護配合使用,從而實現房屋建筑深基坑的支護功能。施工時,先按照一定規則排布鋼筋混凝土鉆孔灌注樁和挖孔樁以及工字鋼樁或H型鋼樁,形成工程基礎,然后再進行地下層級的施工,最終形成的支護結構為圓形結構,可以有效保障整個支護結構的穩定性。
1.5基坑支護監測安全性是深基坑支護工程的最基本也是最核心的要素。在深基坑支護施工過程中,要切實做好安全監測工作。通過建立全面的監測體系,施工隊伍能夠充分掌握支護施工全過程的發展變化,及時調整施工步驟。結構的完整性、強度、變形及位移情況等是監測工作的重點,通常情況下,從基坑開發之日起,定期對施工現場進行全面監測,監測周期一般為2至3天。如果發現問題,要立即予以解決,同時提高監測頻率,需要的情況下要監測頻率調整為每天一次,以保證基坑施工始終處于控制之中。
1.6環撐的拆除及換撐環撐的施工要緊跟地下墻體施工進行,即先進行墻體施工,再進行上一層的環撐拆除施工。環撐拆除前要完成換撐工程。要嚴格遵循環撐施工工藝,換撐強度合格后方能進行環撐的拆除工作。在環撐拆除的過程及換撐的施工過程中,要做好監測工作,排除環撐拆除和換撐過程中的安全隱患和不利因素。
1.7當支護載荷較大時,可以使用地下連續墻代替樁基礎、沉井或沉箱基礎。
2基坑施工技術控制要點
2.1房建深基坑施工的技術控制深基坑施工在安全性和穩定性等方面的標準很高,從而給施工細節提出了更高的要求。在實際工作中,要對施工細節予以嚴格管控,每一道工序完成后都要由專人檢查,未能達到技術要求的一律不能進入下道工序。施工單位要成立項目管理機構,統一協調管理整個施工過程中的各項事宜,保障工程施工符合設計要求和技術規范,保證施工進度符合工期。
2.2深基坑周圍的防水與止水處理由于深基坑深入地面以下,其施工過程和工程質量受地下水影響很大。一般情況下深基坑施工要選擇在當地旱季進行,以防治降水對工程施工的影響。此外,在地下水量豐富的地區,要做好施工防水、排水措施,根據施工前期的調研資料制定符合施工實際條件、切實可行的防水、排水方案。
3結束語
【關鍵詞】基坑支護;優化選型;方法
隨著城市經濟建設的發展,土地資源越來越緊張,尤其是一線城市,這種現象尤為突出。為了緩解這種現狀,開展的地下施工也越來越多。為了有效避免基坑工程施工事故,合理選擇基坑支護優化方法已成為工程建設必不可少的重要環節。
在深基坑工程中,一個合理的支護方案既能保證安全,又能節約成本。對深基坑支護方案的優化,工程技術人員和科研工作者在不斷的探索和嘗試當中,從最初的經驗分析法到近代的數學理論、數值分析法,現已將越來越多的科學方法應用于深基坑支護優化當中。
1.深基坑支護優化方法
1.1定性分析法
定性分析法即根據工程經驗對支護方案進行比選,從而判斷出對于某一個特定的深基坑工程的一個或幾個相對最佳的開挖支護方案。這種方法需要有豐富的工程經驗,需充分了解各種支護型式的優缺點、適用范圍以及與基坑相關的一切工程信息。根據深基坑支護優化選型的依據,可按流程圖1進行優選。
1.2經驗加權評分法[1-3]
在深基坑支護中,對于A、B、C、D、E等幾種方案往往很難判斷哪一個方案更優越。因為每一種方案都有其特點,有的比較經濟,有的施工速度快,有的對環境影響小,有的安全度高。而這些方面又很難直接進行量化的對比,便給方案比選帶來一定的困難。比如在北海地區,土釘墻支護與樁錨體系誰更適合使用,從理論優化上講,主張應盡可能地采用土釘墻方案。但往往進行方案優選的目的是在激烈的市場競爭中取得合同,這里便涉及到業主的思維定位問題。在實際運作時,就有可能會因業主認為“土釘墻不如樁錨體系可靠”而失去合同。為了解決上述問題,可采用比較方便的經驗加權評分法進行方案比選。我們知道,評價一個方案優劣的主要依據是可靠性、造價、施工難度、工期、環境影響以及對其它工序的影響等兒個方面,對此,可以得到下表1所示的經驗加權評分表,其中Xij代表i方案在j指標下的得分,ωj為方案確定人對j指標與其它指標相比時的權重。
這種評定方法所得到的評價結果的正確性主要取決于方案評審人評分的結果是否科學、準確與可靠。其核心問題是「Xij和{ωi}的確定方法,{ωi}需進行考慮后才能決定,一般條件下ω1≥ω2≥ω3≥ω4≥ω5≥ωn,具體情況視實際工程而定。
1.3層次分析法[4-7]
層次分析法(Analytical Hierarchy Process,簡稱AHP法)是美國數學家A.L.Satty在20世紀70年代提出的一種定性和定量分析相結合的評價方法。深基坑支護系統是一個相當復雜的系統工程,影響因素眾多,其設計必須滿足安全性、經濟性和可行性這三個基本要求,對于市區內工程,環境保護及文明施工也是十分重要。層次分析法就是根據支護方案的基本要求選擇指標,構造層次模型,通過確定評定原則構造判斷矩陣;然后對層次單排序、總排序來評價支護方案的優劣性的方法。
1.4模糊綜合評判法[8-10]
假設有n種支護方案,以來表示;影響支護方案的因素有m個,以U={u1,u2,…,um}來表示,其影V={v1,v2,…,vn}響程度不同,因此它們的權重也不一樣。綜合評判是V上的一個模糊子集B={b1,b2,…bn},其中bj(j=1,2,…n)反映了第j種評判vi在綜合評判中所占的地位,綜合評判依賴于各個影響因素的權重,它是U上的模糊子集A={a1,a2,…,am},其中ai(i=1,2,…m)是第i個影響因素的權重。模糊綜合評判法就是根據模糊映射和模糊變換理論,建立從U到V的模糊映射f,并由模糊映射f誘導出的模糊關系確定模糊矩陣R(單因素評判矩陣),然后通過模糊運算B=A?R得到綜合評判B,最后根據最大隸屬原則優化出最佳支護方案的方法。
此外,隨著人工神經網絡廣泛應用于工程實踐,神經網絡評價法也引入了深基坑支護方案優化中,為深基坑支護方案優化提供了新的途徑。
2.結束語
隨著社會的發展,深基坑防護對整個城市的經濟建設日益突出。可以預見,
隨著各種科學計算方法不斷涌現,且在計算機技術日新月異的今天,傳統的深基坑防護技術將會得到完善和提高,新穎的深基坑防護技術也將會不斷呈現。
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關鍵詞:隧道基坑;變深度地續墻;支撐軸力;三維有限元
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
中圖分類號: TV551.4 文獻標識碼: A 文章編號:
1.工程概況
研究段內地下連續墻深度18-23.5m,混凝土的強度等級為C30,地下連續墻內側設置襯墻。豎向支撐道數為1~5道,采用Φ609鋼管支撐,支撐的縱向間距為3m,坑內設置2~4排Φ402×12鋼管工具柱,工具柱之間設置縱向型鋼系梁。
2、實測分析
此隧道基坑工程監測點很多,本文選擇了具代表性的三個標準段支撐軸力變化情況進行研究。本文研究隨著開挖時間的推進,鋼支撐軸力的變化規律,及四道支撐間的相互影響。具體分析如下:
圖1 支撐軸力隨開挖時間的變化曲線
鋼支撐軸力分析結果:
(1)第一道撐在安裝完的一段時間內,軸力變化基本較平緩,隨著第二層土方的開挖,第一道支撐軸力逐漸增大,最大值約為500kN,但待第二道支撐安裝完并發揮作用后,第一道撐軸力開始逐漸減小,最后趨向穩定。
(2)第二道支撐的軸力變化曲線與第一道撐類似,但是第三道支撐安裝以后,軸力出現大幅度下降,因此第二道支撐軸力從開始就持續增大,第三道撐軸力出現回升后,第二道撐軸力才慢慢減小,最終趨于穩定。
(3)第一道鋼支撐安裝之初,軸力值隨開挖時間呈現增大的趨勢,隨著第二道支撐的安裝,第一道撐的軸力開始出現減小的趨勢,最后在第三道撐安裝完成后,第一道撐軸力趨于穩定;第二、三道支撐軸力的變化規律與第一道撐軸力變化近似一致,最后一道支撐軸力始終處于較穩定狀態。這是因為每道支撐發揮作用是在下一層土方開挖但下一道支撐尚未安裝期間。
(4)基坑開挖過程中,從第一道撐到最后一道撐,鋼支撐軸力基本處于增大的趨勢,軸力增大值基本在300kN左右,因此在基坑設計時,為了經濟效益,從上到下,其支撐的截面可以適當減小。
3、模擬計算結果分析
模擬計算后,支撐取S11方向的應力,然后通過應力與軸力間計算公式:F=σ×A,其中F為軸壓力,σ為模擬計算得到的應力,A為鋼支撐的截面積。
圖2支撐軸力隨工況的變化曲線
分析結果:
(1)第二層土方的開挖期間,第一道撐的軸力會出現大幅度增加過程,隨著第二道支撐開始發揮作用,第一道支撐的軸力開始逐漸減小。
(2)第二道支撐安裝后,軸力值也出現小量增長過程,但到第三道支撐完成后,第二道支撐軸力開始慢慢回落。
(3)隨著第四層土方的開挖,第三道支撐的軸力也逐漸增大,而第四道支撐自安裝后就一直較穩定,軸力值約為1470kN。
4、模擬與實測對比分析
圖3 模擬與實測支撐軸力對比曲線
分析結論:
(1)模擬支撐軸力與實測軸力的變化趨勢近似一致,從第一道支撐軸力到第四道支撐,其軸力基本呈增大趨勢,且隨著下一道支撐開始承擔作用,每道支撐的軸力就開始逐漸減小。
(2)實測中,每道支撐軸力波動較大,但最終都趨于一穩定值,而模擬軸力并沒有穩定階段,分析原因,實測監測中,隨著底板的完成,整個基坑的變形都趨于穩定,而模擬結果就是按設置的四個分析步得出的。
結論
本文通過實測與模擬兩方面對條形坡基坑開挖過程中支撐軸力變化進行分析,從而為以后相近工程起到了施工超前預測、預報的效果,提高類似工程的設計、施工的可靠性。
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【關鍵詞】超大深基坑工程關鍵施工技術研究
中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A 文章編號:
一、關鍵施工技術
1、施工順序
本基坑工程總體施工順序為:測放基坑線開挖地槽、樁機就位復測樁位施工支護樁、旋噴樁鉆進鉆孔、噴射水泥漿二次挖地槽鑿鉆孔樁樁頭降水井施工、降水施工圈梁開挖土方、施工土釘基坑監測。
2、樁間土釘施工技術
采用中800@1200mm鉆孔灌注樁+樁間中140x3.smm@:1200mm鋼管土釘復合結構作為支護方案,如圖3所示。鉆孔灌注樁支護樁間采用中800@1200mm二重管高壓旋噴樁止水,坑內采用管井降低地下水位,坑外布設一定數量觀測井(回灌井)。為了增強基坑支護樁的剛度,提高整體支護體系的穩定性,要在支護樁上的頂圈梁混凝土強度達到設計要求后,才能進行下一步支護樁的鋼管±釘施工。鋼管土釘與樁間的連接節點構造如圖4所示。土釘的施工方案采用項管工藝法,頂進的長度根據設計要求確定。待施工結束后進行抗拉試驗,測承載力,并評估設計方案。如果此方案切實可行,再進行后續推廣使用。
3、旋噴樁施工技術
這里以二重管噴射為例。它是一種漿、氣噴射,漿液灌注攪拌混合的方法,即用二重噴射管使高壓水泥漿和空氣同時橫向噴射,并切割地基土體,借助空氣的上升力把破碎的土由地表排除:與此同時,使水泥與土達到止水及加固目的。本次設計樁徑≥800mm,樁間lEEl200、1300和1500mm。旋噴樁機在施工中的提升速度按設計要求嚴格控制在0.1m/min,鉆機垂直度偏差不得超過0.3%,枕木應墊實,以保證鉆機的平穩與垂直。旋噴樁選用普通硅酸鹽32.5級水泥,旋噴樁主要是止水作用,水泥進場后要注意防潮和防雨。設計要求水泥用量不少于40%,其水灰比為l:1。確保單樁噴漿量是樁體質量的基本保證。根據噴射工
藝,設計要求噴漿壓力20MPa,提升速度8~10crn/min。漿液的可噴性與其稠度有較大關系,漿液稠度過大,可噴性差,往往會使噴嘴及輸漿管堵塞,同時易磨損高壓泵,使噴射難以進行。本工程水泥漿的水灰比為1.0。施工前3根樁必須在監理監管下進行,以確定實
際水泥投放量、漿液水灰比、漿液輸送時間、樁長及垂直度控制要求,確保旋噴樁止水效果,保證樁體質量。
4、掛網噴漿放坡支護技術
(1)施工流程
放邊坡線修整坡面鋼筋土釘、分布筋施工噴射混凝土。根據設計要求,邊坡為兩級放坡,中間設2m寬的馬道(見圖5)。
(2)施工工藝、材料、技術參數
錘擊土釘采用中1 8@l 000mn餌l 000mm,L=l000mm,鋼筋(平面梅花形布置)網片為中6@200ram×200mm;土釘墻面層厚80mm,分兩次噴射;細石混凝土強度等級為C20,3天強度不低于10MPa,碎石最大粒徑應小于l0mm,噴射壓力為0.3~0.5MPa;噴射作業分段進行,同一段順序自下而上。
5、高壓線桿處支護樁頂圈梁施工技術
一期工程的基坑支護樁施工,在南側圍墻內約1.8m及圍墻外側2.3m有兩根高壓線桿,~根為鐵塔式,另一根為水泥桿,上掛l0kV的6根高壓線,且高壓線距鉆井架最高處約lm。根據基坑支護的設計要求,通過南側圈梁的施工,將高壓線桿的固定轉換至圈梁上,用圈梁來固定高壓線桿,并加強電線桿和變電箱的穩定性。詳見圖6、圖7。
為了確保南側支護樁施工過程中的安全,采取了以下措施:
(1)將支護樁施工場地約7m寬的土取走1.5m深,使鉆井機架整體下降1.5m,以保證鉆井機架與高壓線有足夠的安全距離。
(2)在圍墻外側,沿高壓線桿靠近施工面這一側,分別搭設兩座毛竹防護架,毛竹防護架的平面形狀為2.3m×1.7m的矩形,四角設立桿,并設橫桿掃地桿,間距為1.8m。四面均設置斜撐,靠近圍墻一側用12號鉛絲將毛竹防護架與圍墻拉結綁扎,確保毛竹防護架
的整體剛度和穩定性,搭設高度略比機架高l00mm,靠近機架增設小橫桿,從而確保支護樁在電線桿一側施工時的安全可靠。
6、土方開挖施工技術
基坑開挖中充分考慮時空效應規則,遵循分區、分塊、分層、對稱、平衡、合理卸載的原則。本工程將基坑開挖平面分成4個區域,如圖8所示。先進行I區范圍內的土方開挖,沿整個西側支護樁的位置整體由西往東進行,水平方向開挖寬度約30m左右,含放坡尺寸。垂直方向從自然地坪開挖至各層土釘墻位置往下lm左右,最后挖至比設計基坑底面標高高出lm左右,以防止擾動基層。在開挖的同時,南側預留放坡,按照設計要求配合在東側、北側做
好二級放坡的開挖施工。一級坡比1:1;馬道寬2m,位于一5.3m處;二級坡比1:1.2。開挖深度較深時,采用階梯式的開挖方法進行開挖。II區土方開挖時,按照設計要求配合在北側、東側做好二級放坡的開挖施工,II區地下室負2層項板施工完成后才能進行III區的土方開挖;III區的地下室負2層頂板施工完成后,才能進行Ⅳ區的土方開挖。
7、降水施工技術
(1)降水井設計
根據基坑開挖深度,設計井深為20m,井口高于自然地面0.5m;井管采用鋼筋混凝土預制管,外徑360mm,內徑300mm,端部預埋鋼圈,井管之間焊接連接。濾管,即在井管預留濾水孔的基礎上外包兩層60目濾網,并綁扎牢固。濾料含泥量小于5%,且粒徑1~3nun,從孔口投入井管周邊。
(2)降水運行
施工完一口井即投入試運行一口,試運行抽水時間控制在3天,并做好出水質量和出水量檢查。正式降水運行14天后進行土方開挖。
(3)降水井封井
隨著工程的進展,土方開挖前施工的降水井逐步退出使用。為了確保降水井在封堵后不滲漏,降水井的封堵工作尤為重要。降水井的封堵必須在后澆帶施工完畢,根據設計及規范要求,征得設計同意后,逐一進行。
二、深基坑工程監測
1、基坑工程除進行安全可靠的圍護體系設計、施工外,尚應進行現場監測,做到信息化施工,基坑圍護體系隨著開挖深度增加必然會產生側向變位,關鍵是側向變位的發展趨勢與控制。通常圍護體系的破壞是有預兆的,因此進行嚴密的基坑監測是非常重要的,通過專業基坑監測單位的監測情況可及時了解圍護體系的受力狀況,可以達到及時校正、修正施工方案和指導現場施工的目的,使基坑處于安全可控狀態。
2、該工程基坑的監測,由專業人員對深層土移、地下水位、圍護樁、立柱樁的豎向位移、支撐桿件的軸力進行嚴密監測,土方開挖至基礎施工階段以每天1 至2 次的監測頻率測試,除對以上基坑本身監測外還應對周圍建筑物(基坑深度的2 倍范圍)及地下管線進行監測并及時將觀測資料反饋給建設、施工、監理、設計等單位以便及時分析處理。通過日常觀測及專業單位的監測來確保基坑施工及周邊環境的安全。以免給人民群眾的生命、財產造成損失。
總結
我國的深基坑工程施工難度在不斷的增加,這對深基坑的施工技術提出更高的要求,一個安全合理的施工技術是既要確保基礎安全,順利地施工,又要考慮方便施工,經濟合理。在具體分析工程地質水文,工程特點狀況下,對施工技術提出合理方案,針對不同土質的工程性質及具體工程實踐,這樣才可以做好建筑深基坑施工。
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論文摘要:在建筑基坑施工時,為確保施工安全,防止塌方事故發生,必須對開挖的建筑基坑采取支護措施,本文分析了當前深基坑支護存在的安全問題,提出了深基坑支護設計中的注意事項和預防措施。
一、 問題的提出
在建筑基坑施工時,為確保施工安全,防止塌方事故發生,必須對開挖的建筑基坑采取支護措施。建筑基坑支護設計與施工應綜合考慮工程地質與水文地質條件、基坑類型、基坑開挖掘深度、降排水條件、周邊環境對基坑側壁位移的要求,基坑周邊荷載、施工季節、支護結構使用期限等因素,做到合理設計、精心施工、經濟安全。
近幾年來,高層建筑的迅速興起,促進了深基坑支護技術的發展。各地在深基坑開挖和支護技術方面積累了豐富的設計和施工經驗,新技術、新結構、新工藝不斷涌現。但是,現在的城市建筑間距很小,有的基坑邊緣距已有建筑僅十幾米、甚至幾米,給基礎工程施工帶來很大的難度,給周圍環境帶來極大威脅,也相應地增加了施工工期和施工費用。另外,原來的深基坑支護結構的設計理論、設計原則、運算公式、施工工藝等,已不符合深基坑開挖與支護結構的實際情況,導致一些基坑工程出現事故,造成巨大的損失。因此,深基坑支護的安全問題工程技術人員應予以高度重視。
二、深基坑支護存在的問題
(一)支護結構設計中土體的物理力學參數選擇不當
深基坑支護結構所承擔的土壓力大小直接影響其安全度,但由于地質情況多變且十分復雜,要精確地計算土壓力目前還十分困難,至今仍在采用庫倫公式或朗肯公式。關于土體物理參數的選擇是一個非常復雜的問題,尤其是在深基坑開挖后,含水率、內摩擦角和粘聚力三個參數是可變值,很難準確計算出支護結構的實際受力。
在深基坑支護結構設計中,如果對地基土體的物理力學參數取值不準,將對設計的結果產生很大影響。土力學試驗數據表明:內磨擦角值相差5°,其產生的主動土壓力不同;原土體的內凝聚力與開挖后土體的內凝聚力,則差別更大。施工工藝和支護結構形式不同,對土體的物理力學參數的選擇也有很大影響。
(二)基坑土體的取樣具有不完全性
在深基坑支護結構設計之前,必須對地基土層進行取樣分析,以取得土體比較合理的物理力學指標,為支護結構的設計提拱可靠的依據。一般在深基坑開挖區域內,按國家規范的要求進行鉆探取樣。為減少勘探的工作量和降低工程造價,不可能鉆孔過多。因此,所取得的土樣具有一定的隨機性和不完全性。但是,地質構造是極其復雜、多變的、取得的土樣不可能全面反映土層的真實性。因此,支護結構的設計也就不一定完全符合實際的地質情況。
(三)基坑開挖存在的空間效應考慮不周
深基坑開挖中大量的實測資料表明:基坑周邊向基坑內發生的水平位移是中間大兩邊小。深基坑邊坡的失穩,常常以長邊的居中位置發生。這足以說時深基坑開挖是一個空間問題。傳統的深基坑支護結構的設計是按平面應變問題處理的。對一些細長條基坑來講,這種平面應變假設是比較符合實際的,而對近似方形或長方形深基坑則差別比較大。所以,在未進行空間問題處理前而按平面應變假設設計時,支護結構要適當進行調整,以適應開挖空間效應的要求。
(四)支護結構設計計算與實際受力不符
目前,深基坑支護結構的設計計算仍基于極限平衡理論,但支護結構的實際受力并不那么簡單。工程實踐證明,有的支護結構按極限平衡理論設計計算的安全系數,從理論上講是絕對安全的,但有時卻發生破壞;有的支護結構安全系數雖然比較小,甚至達不到規范的要求,但在實際工程中卻滿足要求。
極限平衡理論是深基坑支護結構的一種靜態設計,而實際上開挖后的土體是一種動態平衡狀態,也是一個土體逐漸松弛的過程,隨著時間的增長,土體強度逐漸下降,并產生一定的變形。所以,在設計中必須充分考慮到這一點。
三、深基坑支護設計中的注意事項
(一)徹底轉變傳統的設計理念
近十幾年來,我國在深基坑支護技術上已經積累很多實踐經驗,收集了施工過程中的一些技術數據,已初步摸索出巖土變化支護結構實際受力的規律,為建立深基坑支護結構設計的新理論和新方法打下了良好的基礎。但是,對于深基坑支護結構的設計,國內外至今尚沒有一種精確的計算方法,多數是處于摸索和探討階段,我國也沒有統一的支護結構設計規范。土壓力分布還按庫倫或朗肯理論確定,支護樁仍用“等值梁法”進行計算。其計算結果與深基坑支護結構的實際受力懸殊較大,既不安全也不經濟。由此可見,深基坑支護結構的設計不應再采用傳統的“結構荷載法”,而應徹底改變傳統的設計觀念,逐步建立以施工監測為主導的信息反饋動態設計體系。這是設計人員需要加強科研攻關的方向。
(二)建立變形控制的新的工程設計方法
目前,設計人員用的極限平衡原理是一種簡便實用的常用設計方法,其計算結果具重要的參考價值。但是,將這種設計方法用于深基坑支護結構,只能單純滿足支護結構的強度要求,而不能保證支護結構的剛度。眾多工程事故就是因為支護結構產生過大的變形而造成的,由此可見,評價一個支護結構的設計方案優劣,不僅要看其是否滿足強度的要求,而且還要看其是否產生環境問題,關鍵在于其變形大小。鑒于上述實際,在建立新的變形控制設計法時,應著重研究支護結構變形控制的標準、空間效應轉化為平面應變和地面超載的確定及其對支護結構的影響等問題。
(三)大力開展支護結構的試驗研究
正確的理論必須建立在大量試驗研究的基礎上。但是,在深基坑支護結構方面,我國至今尚未進行科學系統的試驗研究。一些支護結構工程成功了,也講不出具體功之處;一些支護結構工程失敗了,也說不清失敗的真實原因。在支護工程施工的過程中積累的技術資料很豐富,但缺少科學的測試數據,無法進行科學分析,不能上升到理論的高度,這是一個很大的缺陷。
開展支護結構的試驗研究(包括實驗室模擬試驗和工程現場試驗),雖然要耗費部分資金,但由于深基坑支護工程投資巨大,如經過科學試驗再進行設計時,肯定會節省可觀的經費。因此,工程現場試驗是非常必要的。通過工程實踐積累大量的測試數據,可對同類工程的成功打好基礎,為理論研究和建立新的計算方法提供可靠的第一手資料。
(四)探索新型支護結構的計算方法
高層建筑的飛速發展給深基坑支護結構帶來一場技術革命。在鋼板樁、鋼筋混凝土板樁、鉆孔灌注樁擋墻、地下連續墻等支護結構成功應用后,雙排樁、土釘、組合拱帷幕、旋噴土錨、預應力鋼筋混凝土多孔板等新的支護結構型式也相繼問世。但是,這些支護結構型式的計算模型如何建立、計算簡圖怎樣選取、設計方法如何趨于科學,仍是當前新型支護結構設計中急需解決的問題。
目前,深基坑支護結構正在向著綜合性方向發展,即受力結構與水結構相結合、臨時支護結構與永久支護結構相結合、基坑開挖方式與支護結構型式相結合。這幾種結合必然使支護結構受力復雜。所以,建立新型支護結構的計算方法,已成為深基坑工程技術的當務之急。
結束語
建筑基坑的開挖與支護結構是一個系統工程,涉及工程地質、水文地質、工程結構、建筑材料、施工工藝和施工管理等多方面。它是集土力學、水力學、材料才學和結構力學等于一體的綜合性學科。支護結構又是由若干具有獨立功能的體系組成的整體。正因如此,無論是結構設計還是施工組織都應當從整體功能出發,將各組成部分協調好,才能確保它的安全可靠、經濟合理。
參考文獻
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關鍵詞:建筑工程;深基坑支護;土釘墻
一、深基坑支護的概況
1、深基坑支護
對于深、淺基坑,目前工程界并沒有統一的標準。1967年Terzaghi與Peck建議將6米以上深度的基坑定為深基坑,但實際施工中這種說法并沒有得到廣泛地認可。現階段,我國深基坑施工中普遍將超過6米或7米的開挖深度看作是深基坑。基坑支護是指為確保地下室施工及附近環境的安全,選用支擋、加固等方式對基坑側壁與附近環境加以保護。支護結構主要對側向壓力進行承受,主要包含水土壓力、地面荷載、鄰近建筑物基底壓力及相鄰場地施工荷載等引起的附加壓力,其中水土壓力為支護結構承受的主要壓力。傳統支護設計理論主要將基坑附近土體作為荷載,作為支護結構的“對立面”,隨后按照圍護墻位移的狀況,進行支護設計。
2、土釘墻支護
作為一種新型支護方式,主動支護就是將基坑附近土體自支撐能力進行充分發揮及提升。目前主動支護主要分為水泥土墻支護、土釘墻支護、噴錨支護、凍結支護、拱形支護等方式,本文主要對基坑主動支護中的土釘墻支護進行分析與探究。
土釘墻是在新奧法的基礎上基于物理加固土體的機制,在上個世紀70年代從德國、法國及美國發展出來的支護方式。上個世紀80年代早期在礦山邊坡支護中我國采用了這種方式,隨后土釘墻支護法在基坑支護得到了大量應用。土釘墻的組成成分為被加固土、放置于原位土體內的細長金屬桿件與在坡面附著著的混凝土面板,最終實現重力式支護結構。將一定長度及密度的土釘設置在土體內,通過土釘和土一起完成作業,進而將原位土的強度、剛度進行有效提升。這種支護技術主要應用于12米以下的基坑開挖深度,如地下水位在坑底以上時,必須根據實際施工要求,進行有效排水與截水施工。
二、建筑工程深基坑支護技術的應用
1、工程概況
本工程由15層住宅樓含局部3層商鋪(裙樓)組成,裙樓外側邊線范圍內設1層連通式地下室。基坑長55.19m,寬36.10m,開挖深度約為4.9m。結合本工程的實際施工情況,選用土釘墻基坑支護的方式進行有效施工,應遵循一定順序進行,如基坑西側支護―南側―東側。
2、基本工藝
(1)鉆設釘孔。選用土釘成孔的方式進行基坑支護作業,其成孔工具為洛陽鉆機,將其孔徑設置為80毫米,深度應確保其超過土釘長度100毫米,成孔傾角為15度。每鉆進1米,并進行傾角地測量,避免偏向等情況的出現。
(2)土釘安裝。與本工程基坑土釘墻支護設計需求相結合,進行土釘的制作,確保其長度在設計長度以上。每隔1.5米進行一組土釘的設置,選用搭焊連接的方式進行土釘連接,焊縫高度控制在6毫米,把土釘在成孔作業后設置在孔內。
(3)注漿。選用孔底注漿法進行土釘墻基坑支護注漿作業,其作業流程為在孔底插入注漿管,確保管口與孔底之間距離200毫米,注漿管應同時進行注漿與拔出作業,確保注漿管底能夠在漿面以下,確保注漿過程中可以順利從孔口流出,并將止漿閥設置在孔口,選用壓力注漿的方式進行施工,確保水泥漿強度為M20,注漿壓力控制在1到2Mpa之間。
(4)掛鋼筋網并與土釘尾部焊牢。選用鋼筋網進行土釘墻面施工,將其間距定為200毫米,在坡面上通過人工的方式進行綁扎鋼筋的作業;搭接坡面鋼筋的長度需在300毫米左右,隨后順著土釘長度方向在土釘端部兩側進行短段鋼筋的焊接作業,同時在面層內將相近土釘端部通長加強筋進行連接及焊牢。
(5)安裝泄水管。土釘墻基坑支護的泄水管制作應選用用PVC管作為主要材料,泄水管長度必須在450毫米以上,并在管附近進行鉆孔作業,孔數應控制在5到8個,隨后在管外側進行尼龍網布的包裹作業。泄水孔縱橫距離定為2米,布置形狀為梅花型并確保安裝的牢固性。
(6)復噴表層混凝土至設計厚度。選用噴射混凝土方式進行土釘墻施工,其設計強度必須在C20左右,其厚度應控制在80毫米。第一,選用干拌方式,混合料攪拌時必須遵循相應的配合比進行施工,混凝土噴射施工過程中根據實際情況,可以將水泥重量為5%噴射砼速凝劑摻加到里面。在開挖土方、修坡施工后,及時完成土釘錨固作業,結束焊接鋼筋網施工后,必須及時進行噴射混凝土作業。選用分層噴射的方式,由下到上的方式進行噴射混凝土作業。第一層噴射厚度應控制在4厘米到5厘米之間,確保其不出現掉漿現象后,進行第二層混凝土再噴射作業,直至其厚度符合設計規定。
三、建筑工程深基坑支護監測
基坑支護體系隨著開挖深度的不斷增加會出現側向變位的情況,這種情況在施工中無法避免,基于此,基坑支護監測的關鍵就在于側向變位的發展及控制。通常情況下,體系的破壞都具有相應的預兆性,在基坑支護監測中,施工單位必須做好現場指導工作,利用檢測等方式及時分析、了解支護體系的受力情況。在監測中不僅要做好整個基坑支護檢測工作,還要充分考慮其附近環境。這種監測方式可以掌握好基坑附近支護的穩定情況,在目前深基坑支護工程理論與相關技術支持下,施工實際情況往往存在或多或少的問題,根據本工程現場施工的具體情況,其地質環境較為復雜,可選用變形監測的方式進行基坑支護作業,這樣可以保證施工的安全性。
選用的監測點布置范圍為本工程基坑支護的邊坡開挖影響范圍,遵循其基坑深度2倍以上的深度進行分析,并對監測對象的特定范圍進行充分考慮。本工程沉降位移監測點應在基坑邊坡附近每個20米到25米的范圍進行設置,這樣可以為施工的順利進行提供強有力的保障。并能對施工后路面損壞形成的原因進行分析。在施工前,施工單位必須認真調查路面的實際情況,主要選用拍照等形式對其現狀進行分析,隨后形成相應文字進行歸檔。完成以上監測作業后,對于較大危害部位,可以選用石膏膜設點的方式進行施工,盡可能降低對工程施工的影響,并定期進行跟蹤查看。分期分階段將監測情況記錄匯報有關各方。此類監測點的設置將在詳細調查現狀的基礎綜合確定,同時對在施工間出現的開裂,特別重視監測,將實際情況向相關單位及時上報。
四、結束語
綜上所述,伴隨國民經濟的快速增長,我國建筑工程的規模也在不斷擴大,深基坑支護工程作為建筑工程施工的重要組成部分,其施工技術水平的高低將直接影響到工程建設的整體質量。目前最常見的基坑支護技術主要包括兩種:主動支護與被動支護,本文根據具體工程實例進行分析,主要選用土釘墻支護技術進行施工,在施工過程中必須做好基坑支護監測工作,了解其施工要求,規范施工工藝流程,只有這樣才能有效提升整個建筑工程的質量。
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關鍵詞:深基坑支護施工監理
0引言
深基坑支護工程是近20年來隨著城市高層建筑的發展而形成的一門新興技術,其理論還有待于不斷完善。如何選取一種在經濟、技術上都合理的支護類型,必須充分考慮施工現場的環境、工程地質條件以及具體的工程要求。
1深基坑支護工程的監理
1.1設計方案及其審查基坑工程主要包括基坑支護體系設計與施工和土方開挖,是一項綜合性很強的系統工程。論文百事通它要求巖土工程和結構工程技術人員密切配合。基坑支護體系是臨時結構,在地下工程施工完成后就不再需要。而深基坑設計方案合理與否,直接影響著深基坑支護工程的成敗。成功的工程設計方案應該是合理安全,科學實用的。在進入施工現場時,監理人員應對施工方案進行審查,深入了解設計方案,發現問題及時與設計人員溝交流,使得各個程序順暢有效的進行,從而可以真正地保障工程的質量。
1.2分包單位的選擇由于深基坑支護工程具有的專業性和特殊性,一般來說,總包單位選定具有實力和能力資質都合格的專業隊伍,組織隊伍進行分包施工。監理單位應嚴格執行職責,協助業主審查總包單位選定的施工單位,同時防止施工過程中再次出現轉包,嚴格保證工程質量。
1.3施工組織設計的審定建筑施工單位應該認真編制施工組織設計方案,但是現在的建筑單位往往是套用別的工地的現成的施工組織設計,然后再做一些小的改動。雖有些是自己編寫,又大多質量低劣,失去了指導意義。所以,這就要求監理人員對施工單位提交的施工組織設計進行嚴格審核,提出修改意見,嚴格確保工程質量,經過監理總監審批合格后施工方才可以動工。
1.4施工過程控制在此階段,監理人員要遵循監理規劃,需要根據地質勘探資料和當地條件,結合本地施工的情況,對于工程的關鍵項目,要求施工單位制定專項施工方案。監理機構對此進行審核,通過后方可施工。這個階段是項目的關鍵階段,特別要注意突發事件的應對,最好是提前制訂好預防措施。
1.4.1深基坑支護工程的施工深基坑支護工程的施工是集挖土、擋土、圍護、防水等多項目結合的系統工程,任何項目的出錯都很有可能會導致工程整體的失敗。所以,這就要求我們監理單位在項目實施過程中盡職盡責,敦促施工單位按照規程和預先設定好的施工技術規范組織施工,盡量將工程的每個環節都納于監控之下,確保不出事故,順利按期完成工程。
1.4.2深基坑周圍土體止水效果的控制在地下水位較高的地區,地下水對深基坑工程的施工帶來了相當大的危害。施工單位應該從防水、降水和排水三方面來制訂止水方案,根據掌握的地質資料,駛入了解周圍環境的實際情況,制定出切實可行的措施。不能一味簡單地靠抽水來達到止水目的。止水帷幕是高水位地區深基坑支護工程中常用的止水措施,其常用的施工方法主要有高壓噴射注漿法、漿噴深層攪拌法、粉噴深層攪拌法和壓力注漿法等。使用這種方法難度較大,技術復雜,所以一定要對以下幾個方面嚴加注意:
①保證樁體質量,注意水泥漿的攙加量,保證樁體攪拌均勻,②保證樁的搭接長度和密實度,杜絕出現空洞、蜂窩及樁頭開叉的現象。③不能隨意在基坑支護結構上開口以便運土,否則會破壞止水帷幕,造成地下水的滲入等問題。
1.4.3深基坑支護的信息化管理隨著現代社會的發展,計算機和網絡已經應用到經濟生活的各個領域,建筑行業也不例外。在進行深基坑支護工程時,同樣需要我們利用現代化的信息技術,以提高工程效率。基坑支護結構的信息化管理主要手段是安排專業施工監測人員對基坑現場及周圍建筑物進行監測,將基坑開挖期間監測到的基坑支護結構或巖土變位的情況數據化,比照勘察、設計的預期性狀,及時對施工中可能出現的險情進行預報,超過預警值時可及時采取有效的應對措施排除危害,確保工程安全。
深基坑支護結構工程監測的內容主要安排以下幾項:
①支護結構頂部水平位移;②支護結構沉降和裂縫;③臨近建筑物、道路的沉降、傾斜和裂縫;
觀測結果要真實反映所測因素影響的動態趨勢,結合相關的誘發條件和結合基坑支護結構的穩定性計算,排除險情。開挖較深的基坑,還應測試支撐的內應力,當應力達設計值90%時(或支撐變形達10mm時),要及時采取防范措施。新晨
1.4.4突發事件的解決建筑行業的施工參與人員多、技術復雜、工程周期長,從工程開始施工到完成,會發生很多不可預料的問題,這要求我們的監理人員要具備良好的心理素質,遇事不可慌亂,然后需要對可能要出現的問題心里有數,事先要做準備,免得事到臨頭,手足無措。一般情況下的突發事件有:
①基坑內管涌、流砂;②基坑支護局部出現成因不明的裂縫、沉降;③氣象異常,出現連續多日的狂風暴雨;④相鄰工地的施工影響如降水、打樁、開挖土方;⑤地下障礙物妨礙基坑支護結構或止水帷幕的施工。
2幾點體會
2.1基坑支護施工是個隱蔽工程。對施工過程的每一個環節、每一個工序均要嚴格把關;對重要工序、關鍵工序要設立停止點,要進行監理旁站。
2.2在施工過程中,隨著地質條件的變化及某些情況的改變,往往要涉及到增減工程量。此時監理要及時地與設計、建設單位取得聯系,按照設計變更文件,認真地核實工程量,如實地做好簽證。
2.3基坑支護施工涉及到的施工單位多,如土方單位、基坑支護施工單位、主體施工單位、監測單位等,容易造成各方面的矛盾和不協調,所以各方要相互支持、相互配合,才能順利地進行施工。
關鍵詞:深基坑;開挖;支護
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
中圖分類號:TV551.4文獻標識碼:A 文章編號:
1、深基坑工程內容及施工特點
1.1深基坑工程的主要內容
深基坑工程的內容主要有:巖土工程勘察與工程調查、支護結構的設計、基坑開挖與支護的施工、低層位移的預測與周邊工程的保護和施工現場的測量與監控。其中支護結構設計中考慮的主要內容有當地經驗,土體和地下水狀況,四周環境安全所允許的地層變形限值,可提供的施工設施與施工場地,工期與造價等。
1.2深基坑工程施工的特點
目前,我國深基坑工程施工特點有以下幾個方面:
⑴基坑深度不斷增加。城市的發展使得建筑物成本中土地費用的比例增加,同時為了滿足國家對于建筑物地下室及人防的要求,建筑投資者不得不向地下空間發展。過去建1~2層地下室,在大城市也不普遍,中等城市則更為少見。現在的基坑開挖深度往往多在10m以上。
⑵工程地質條件不可選擇。基坑周邊環境復雜化。城市建筑物的選址受到整個城市整體規劃的制約,不可避免的會遇到地質條件差的情況,這在某些沿海經濟開發區更為突出。城市中,高層和超高層建筑集中在人口稠密、建筑物密集的地方,并緊靠重要市政公路。而一般情況下,這些地方的原有建筑結構陳舊,地上與地下管線密布。因此,基坑開挖不僅要保證基坑本身的穩定,也要保證周圍的建筑物和構筑物不受破壞。
⑶基坑支護形式多樣化。常見的基坑支護型式主要有:混凝土灌注樁、人工挖孔樁、預制樁、深層攪拌樁、鋼板樁、地下連續墻、錨釘墻等;還有各種樁、板、墻、管、撐同錨桿聯合支護,及以上各種支護形式的綜合使用。
⑷基坑支護工程的事故多。引發基坑事故頻發的原因很多,具體體現在設計、勘察和施工等方面。如計算模式的選擇、計算方法的選擇、鉆孔資料不詳細、管理不善和技術不到位等。這需要靠各方面的共同努力來進行,確保工程質量的安全,減少事故的發生。
2、合理選擇深基坑土方開挖方案
深基坑土方開挖通常使用大開口的方式進行,主要有人工開挖、機械開挖、人工與機械配合開挖等開挖方式;如果按照土方開挖時是否放坡,則可以分成設置支護開挖、大放坡開挖以及二者相結合開挖等方式。
在選擇深基坑土方開挖方案時,應當結合施工現場的地下水水位、基坑深度、施工作業面大小、高層建筑結構形式、地質條件、場地寬窄、場地滲水情況、施工機械設備、地面承荷能力、周圍建筑物情況以及施工方法等因素來綜合考慮選擇,可以預先編制多個施工方案,然后組織專家對施工方案進行分析,從中選取既經濟又安全的方案,進而用于深基坑土方的開挖。
若施工現場機械設備條件允許時,最好選擇使用機械開挖的方案,這樣做可以明顯加快土方開挖的速度,而且可以大量節省施工勞動力;若施工現場機械設備條件不允許時,對于基坑深度較淺、施工作業面不大、地下水水位不太高的基坑,可以考慮使用人工方法進行,但要注意科學合理地安排土方開挖作業,盡量使用小型機械設備配合人力開挖,這樣做一般均能滿足施工要求;
若高層建筑基礎以下土質為碎石土、砂礫層、粉土、粘性土或者黃土等,這時應當選用分級放坡或者不放坡的方法進行開挖,而且這樣開挖可以縮短工期、降低基坑工程造價;若施工現場條件不允許進行放坡開挖,這時可以考慮先對四周進行有效的支護,然后再進行開挖的方案,這樣做可以節省土方施工量,并且能夠減少對四周建筑物的影響。
3、基坑開挖施工準備
3.1施工準備
①建筑物位置的標準軸線樁、水平樁及灰線尺寸,已經過復核。②決定挖土方案,包括開挖方法、挖土順序、堆土棄土位置、運土方法及路線等。③障礙物和地下管道已進行處理或遷移。④排水或降水的設施準備就緒。
3.2工藝流程
放線挖土、挖基坑周邊地面截(排)水溝修邊坡維護坡面挖土至坑底面設計標高挖基底周邊排水溝、基底找平。
3.3施工注意事項
①基坑開挖,在有水平標準嚴格控制基底的標高,標樁間的距離≤3m,以防基底超挖。②在地下水位以下挖土,必須有措施、有方案。③土方工程一般不宜在雨天進行。在雨季施工時,工作面不宜過大。應逐段、逐片地完成,并應切實制訂雨季施工的安全技術措施。④為減少對地基土的擾動,機械挖土應在基底標高以上保留200~300mm左右,以后用人工挖平清底。所有預留厚度應在基礎施工前用人工挖除。
4、深基坑開挖及降水開挖總體方案
①考慮場區外周邊施工環境因素,合理確定基坑開挖時間。②確定季節性變化對地下水位影響,為優化基坑土方開挖方案創造條件。施工期間場地的地下水位變化范圍的準確測定,為進一步優化本工程深基坑開挖方案提供了可靠依據。③工程深基坑開挖及降水開挖方案的優化原則。通過上述對本工程場內外施工技術條件及對施工期間場地內地下水位實際變化論證,從有利于連續作業、便于施工、技術可靠、經濟合理等方面出發,在多方案比較的基礎上,確定了地下水位以上基礎土方采用正常大開挖方案;地下水位以下深基坑集群的土方采用輕型井點降水開挖方案。④通過輕型井點降水系統將地下水抽至專用水箱后,采用離心泵將專用水箱內的井水排至自然地坪以上。
4.1基坑開挖施工
采取分步開挖、分步支護的方法,按設計要求進行開挖。開挖完畢后,采用小型機具或鏟等進行切削清坡,以保證坡面平整并達到設計坡度。
4.2基坑降水
①根據工程地質勘查資料,基坑開挖深度范圍內各土層均屬于含水率在32~49%之間的飽和淤泥質土。從滲透系數看,含水率較大的土層水平方向滲透系數要比鉛直方向滲透系數大得多,若按常規施工方法即僅在井管末端設置濾管,則僅能抽取局部土層內水平向滲透水。因此根據這一特性,濾管由原來在井管末端部設置一段改成整根井管多段設置,工程濾管從原來的一段增加為三段,分別長3m、2m、2m,以便最大限度地將各土層內滲透水抽吸出來。②濾管不包密目濾網,成孔洗井結束直接下井管,井管四周填以礫砂石,增加水透過能力。在井管露出地面端部先用膠帶封死再用稀泥巴封堵死,僅露出真空管、抽水管和電源線。
5、支撐安裝
5.1鋼支撐安裝
每根支撐預拼到設計長度,采用龍門吊與汽車吊配合的方式整體起吊擺放在支撐牛腿上,鋼支撐整體吊裝到位后用千斤頂施加預應力,達到設計軸力之后,在活絡端插入鋼楔塊。預應力分步施加,第1次施加50%~80%;通過檢查螺栓、螺帽,無異常情況后,施加第2次預應力,達到設計值。施工時,因支撐橫向跨度大(>20m),在基坑中間增設格構柱,以減小鋼支撐長細比,增加穩定性。配合監測單位做好軸力計的安裝和監測工作。
5.2鋼支撐施工技術措施
千斤頂預加軸力要求分級加載,所有支撐連接處均應墊緊貼密,防止鋼支撐偏心受壓。鋼支撐拆除時應分級釋放軸力,避免瞬間預加應力釋放過大而導致結構局部變形、開裂。利用主體結構換支撐時,主體結構頂板、中板或底板混凝土強度必須達到設計強度。施工時加強監測,對基坑回彈導致格構柱豎向支撐位移所產生的橫向支撐豎向撓曲變形在接近允許值時,及時采取措施,防止支撐撓曲變形過大。支撐體系中底板混凝土墊層的作用不容忽視,基坑開挖后迅速封底。
6、深基坑支護的幾種措施
懸臂式支護結構:擋土結構的使用是在現場不允許基坑維持其天然坡度的情況下用于保持基坑開挖穩定的構筑物,懸臂式擋土結構可能是地下連續墻、木樁、鋼筋混凝土樁、鋼板樁等。
錨桿擋墻支護結構:錨桿式擋土墻(anchored retaining wall by tie rods)指的是由鋼筋混凝土板和錨桿組成,依靠錨固在巖土層內的錨桿的水平拉力以承受土體側壓力的擋土墻。為便于立柱和擋板安裝,大多采用豎直墻面。立柱間距2.5~3.5m,每根立柱視其高布置2~3根錨桿,錨桿的位置應盡量使立柱受彎分布均勻。錨桿一般水平向下傾斜10°~45°,并使錨桿長度盡可能短。錨桿的有效錨固長度在巖層中一般不小于4m,在穩定土層內,應有9~10m。錨孔內灌以膨脹水泥砂漿;錨孔口與墻面間一段錨桿采用瀝青包扎防銹。擋墻分級設置時,每級高度不大于6m,兩級之間留有1~2m的平臺,以利施工操作和安全。
混合支護結構:這是由擋墻和固定擋墻就位的組合擋土結構體系,擋墻可以是板樁(鋼、混凝土、木),有擋板或無擋板的立柱(或樁),鋼筋混凝土灌注樁和地下連續墻等。而固定擋墻就位(支點)主要有撐梁支撐、斜撐或錨桿等。
地下連續墻支護結構:地下連續墻施工震動小、噪聲低,墻體剛度大,防滲性能好,對周圍地基無擾動,可以組成具有很大承載力的任意多邊形連續墻代替樁基礎、沉井基礎或沉箱基礎。對土壤的適應范圍很廣,在軟弱的沖積層、中硬地層、密實的砂礫層以及巖石的地基中都可施工。初期用于壩體防滲,水庫地下截流,后發展為擋土墻、地下結構的一部分或全部。房屋的深層地下室、地下停車場、地下街、地下鐵道、地下倉庫、礦井等均可應用。
7、結語
高層建筑深基坑開挖是一項十分復雜的工程,對技術要求十分嚴格,在具體施工中,要合理選擇基坑開挖程序,選擇合適機械,根據地質條件,遵循施工要求來選擇其相應的開挖方式。由于各工程場地的地質、環境條件千差萬別,在每個深基坑工程設計施工的具體技術方案的制定中,必須因地制宜,切不可生搬硬套。深基坑工程施工存在較大危險性,易發生較大工程事故,因此,深基坑工程需專家組審核通過方可施工,嚴禁超挖、無證開挖。對基坑進行變形監測,注意基坑邊坡位移變化的信息化管理,超出預警位移量時立即采取補救措施防止基坑邊坡塌方影響周邊建筑物安全。
參考文獻:
[1]建筑基坑工程技術規范(YB9258-97)
[2]建筑樁基技術規范(JGJ94-2008)
關鍵詞:高層建筑;深基坑;支護;施工技術
中圖分類號:TU97文獻標識碼: A
一、深基坑支護的幾種型式及特點
基坑支護形式多種多樣,在具體工程中采用哪種形式,還要根據工程地質以及周圍的環境條件來決定。
1、支擋型支護方式
(1)地下連續墻
地下連續墻適用于各種深度的基坑開挖,是一種較經濟的基坑支護方式,它對周圍建筑的影響較小且對各類地質條件均適用,同時,地下連續墻作為支護結構還具有一定的抗彎剛度及防水性。當前地下連續墻已被廣泛的應用于各類建筑的基坑支護,同時,其自身的形式也在不斷的變化,由已前的單一定型發展為現在的折板及二型等。
(2)樁排支擋結構
①連續樁排。對于工程地質為軟土的基坑,由于無法形成土拱邊坡,因而在進行基坑支護時必需采用密集樁排,并在領樁之間使用素混凝土將鉆孔樁搭連起來,從而形成類似擋土墻的連續墻。②雙排樁。當工程地質較軟亦或基坑深度較深時,采用單排樁的側向剛度可能無法滿足基坑變形要求。此時就必須采用蓋梁式的雙排樁進行支護,雙排樁具有較大的側向剛度,可以有效的阻止基坑邊坡的變形。③稀疏樁排。這種是最簡單的樁排方式,適用于工程地質較好的情況。
2、加固型支護方式
(1)網狀樹根樁加固法將基坑邊坡土體與樹根樁結合在一起,形成復合樁體,使其具有整體穩定性,以抵抗土的側向壓力。保證邊坡的穩定。
(2) 水泥攪拌加固法此種加固方法的優點在于:對周邊環境無污染、造價經濟、施工簡便等。它是利用一定強度的水泥攪拌樁搭接組成結構體系,加固了坡邊土體,保持其穩定性。
(3) 高壓旋噴樁加固法與水泥攪拌樁相比,高壓旋噴樁的強高要提高了好幾倍,它的水泥含量較高,較適于地基過軟的基坑處理。
二、深基坑支護施工要求
1、施工特點
首先,技術手段要先進可靠,確保基坑受力可靠以及支護的保護作用完全體現。其次,大型高層建筑通常都建在城市中心,周圍建筑物繁多復雜,地下市政管線眾多,所以施工必須充分保證不能影響周圍相鄰的建筑物的安全和穩定,不能破壞周圍的地下管線等。再次,基坑開挖期間,地下水控制也屬于基坑支護的一部分。因此,必須合理運用明排、降水、截水和回灌等形式控制地下水,保證基礎施工安全。最后,根據實際工程需要選取經濟合理的施工方案,實現工程最優化。地下結構施工及基坑周邊環境的安全主要是由支護體所保障,所以深支護體系的設計、施工能力水平直接關系到基坑施工的安全性,工程整體的安全可靠。
2、施工流程
深基坑支護的施工流程一般包括: 施工前準備、支護樁的施工、聯系梁等的施工、錨桿的施工、土方開挖。支護樁一般采用人工挖孔樁,然后用鋼筋混凝土做護壁。聯系梁施工時,先開挖基槽,經驗收合格后,進行抗滲墻混凝土的澆筑,最后再對聯系梁施工。基坑挖至錨桿標準高度后. 開始進行鉆孔、制作錨頭、穿錨索、注漿,安裝連系梁,穿外錨具,然后錨固,最后進行錨桿試驗。土方開挖要采用分層開挖,對挖出的土方要隨時挖出隨時運走,把土清理干凈。在施工整個流程中,需要對工程進行實時監測,隨時掌握工程情況,確保安全并對后來工作提供決策指導。
3、基坑支護的監測
隨著開挖深度的增加基坑支護體系會產生側向變位,這是必然的不可避免的,因此側向變位的發展趨勢和控制才是基坑支護監測的關鍵所在。一般情況下,體系的破壞都是有預兆性的,由此可見,基坑支護監測的必要性和重要性。為了能夠更好的指揮現場的施工,就必須通過檢測對支護體系的受力狀況進行及時地了解。基坑支護的監測不僅要對基坑支護的整個體系進行檢測,而且還要對周圍環境進行監測。這樣有利于對基坑周圍支護的穩定狀態及周邊土體的變化進行更好的掌握,而且對于施工對周圍地位的房屋建筑、地下管線、道路等的影響狀況能夠更好的了解,從而實現信息化施工,使得基坑施工和環境安全得以確保。基坑支護檢測是需要專業人員來進行的,定時對基坑施工進行監測,并及時將監測資料反饋給有關單位,便于他們進行及時地分析。在監測數據出現異常、位移(速率)較大或挖土等關鍵工況時應加密監測頻率,并對監測數據進行分析。
三、深基坑施工中應注意的幾個問題
1、 深基坑土方開挖原則在深基坑土方施工前,要詳細確定挖土方案和施工組織,并遵循“開槽支撐,先撐后挖,分層開挖,嚴禁超挖”的原則。要對支護結構、地下水位及周圍環境進行必要的監測和保護。如果有不允許任何沉降及水平位移的要求時,例如地鐵車站大廳、地下室重要設備設施等,必須滿足側向位移控制設計要求,對橫向支撐或錨桿的安裝質量要嚴格把關。錨桿的張拉不能太緊,抽檢數量不能太少。橫向支撐必須裝設檢測設備,逐日記錄,發現問題及時補救。
2、大面積深基坑開挖時間較長,容易引起邊坡失穩許多邊坡在經過相當長的時間后突然滑動,與土的抗剪強度隨時間逐漸衰減的特性有關,加上場區排水不良,都對邊坡穩定不利。此外,基坑邊緣堆料及棄土未及時清理,均會造成基坑失穩事故。
3、 基坑面積過大時,對底板混凝土采取分段邊挖邊澆筑要堅持采用分層、分塊、均衡、對稱的方式進行挖土。它不僅避免了基坑暴露期過長、基土易被浸濕或曝曬等質量問題,還解決了厚大體積混凝土澆注技術上的困難,對穩定基坑作用更大,它等于增加了一道橫撐,消除了土隆起的可能性。
4、深基坑支護地下水處理深基坑工程的地下水處理,主要是兩種形式,即排水或止水。采取哪種處理方式,需因地制宜,根據基坑周邊環境復雜程度而定。有些建筑物較為密集,且屬于瀕海地帶,原地貌多為灘涂,其地層情況一般為:上部多為人工填砂層(壓淤)和混有大小不一、含量不等的碎石、塊石的雜填土層,結構松散,并且與海水有水力聯系,而填土層之下的淤泥又是軟土層,從而給深基坑支護止水造成了困難。近年來在瀕海地帶深基坑支護施工中,開始采用以沖孔樁、素混凝土樁與鋼筋混凝土樁相間咬合搭接分布的混凝土灌注排樁并與鎖口梁、內支撐、噴錨等組成聯合支護體系,從而在防止邊坡失隱和阻止地下水側向滲漏方面(止水帷幕),取得較好的效果。
5、 隨時觀察挖土與地裂之間的關系當發現挖土不凈或挖后隆起現象,必須停止挖土。如果出現地裂,可以判定邊坡的穩定已達到極限平衡狀態,這時應當檢查降水是否達到預定位置,有無地下承壓水及管涌,支護樁是否傾斜,支撐是否有彎曲等問題。如果屬于深層滑動,多屬坑底下淤泥被動土壓力不足,可采用深層攪拌或旋噴法加固基坑下土層。如果屬于支撐撓曲,有壓曲的可能,則應及時加固支撐,或增加墻后拉錨措施。如果發現低承壓水,則可實行深層降水,但應考慮對周圍建筑和公共設施的影響,否則宜采用早強水泥砂漿封底方法。施工單位應及早做好設備材料準備。當遇到情況緊急時,可采用最簡單而有效的方法就是立即回填反壓處理,在任何情況下未處理完畢,不允許繼續挖土。
綜上所述,基礎的穩固與否,往往決定建筑工程施工的成敗。良好的深基坑支護施工技術,是整個建筑工程施工進行順利的前提與保證,也為整個工程項目的動工開了一個好頭。科學、合理的施工技術措施,安全、有效而且順利的完成深基坑支護的工程,這也是給該工程的技術人員帶來較大的挑戰與考驗。總而言之,做好深基坑支護工作對整個建筑工程建設的意義重大。
參考文獻:
關鍵詞:建筑基坑支護;施工管理
深基坑工程包括挖土、擋土、圍護、防水等環節,是一項復雜的系統工程,任何一個環節的失誤都有可能導致施工失敗,甚至造成事故。施工單位要嚴格按照施工規程、經批準的施工組織設計及相關的技術規范組織施工,對各施工要點要制定具體措施,并加強過程控制。保證工程順利完工。深基坑施工技術由于深基坑施工過程中存在諸多的不確定因素,比如地質情況的變化造成之前設計的支護不能滿足現實施工的需求,噴錨網支護如果遇到流沙或者軟土層,這樣穩定性也就較差,如果不及時采取新的措施,開挖就會造成塌陷事故。另外,施工未能達到支護設計要求,加上監測部門的反饋信息有誤或者信息反饋不及時,施工過程中建筑工程管理論文沒有定期觀測深基坑內的沉降量和位移量,再有對所測的資料還沒有進行及時的分析和研究,并制定相應的有效應急措施就繼續進行深基坑的支護安裝,施工單位依然按照之前的設計方案來進行。
1 施工管理現場性的容易出現的幾個問題
由于深基坑支護為臨時建筑,不在建筑主體施工的范圍內,為節省投資、降低成本及加快進度,業主、施工單位往往只強調基坑支護施工的臨時性,而忽略了基坑支護施工的重要性、復雜性及風險性,致使深基坑施工時安全質量事故時有發生,不僅延誤了工期,還造成了巨大的經濟損失。
檢驗建筑施工管理是否有成效,關鍵就看施工現場管理的如何。實際上,建筑的價值和使用價值都是通過施工現場來實現的。當前建筑施工現場性的管理問題主要有:
1.1 物料質量控制體系不健全,全面性物料檢查實現難當前,大部分建筑施工企業對物料的質量控制都實施全過程控制,在程序上講,是比較規范的,但是程序的設計經常可操作性不強,而投入物料多、用地方材料質量離散性大、材料進場的隨機 性等多重不可控因素的疊加效應,導致難以對材料實施實時、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,非人為因素多。由于運輸待車、氣溫等條件的不利影響,從出罐到卸車整個過程,混凝土的坍落度非正常的大幅下降現象時有發生。
1.3 施工現場管理的技術手段不多,科學化水平不高一方面,施工工程中的關鍵技術掌握不多。尤其是對大型、復雜工程中對質量、工期、安全影響較大,施工難度較大或采用新結構、新工藝、新材料等的工程施工,大多數施工企業沒有完整的技術指導思想、科研課題、綜合實施方法與技術措施等,對工程中的關鍵部分編制的實施方案針對性不強。施工階段是項目實施的關鍵階段,監理工程師應根據地質勘探資料和當地水文氣候條件,結合當地深基坑工程施工的經驗和條件,確定工程的關鍵項目,要求施工單位制定專項施工方案報監理機構審核,并強調要制定突發事件的應急預案。
2 深基坑工程施工的經驗和條件
深基坑工程的施工是一個循序漸進的過程,施工單位應按先設計、后施工的程序施工,并盡量做到邊施工、邊監測,還要遵循“開槽支撐,先撐后挖,分層開挖,嚴禁超挖”的原則,杜絕盲目施工和野蠻施工的現象,加強對整個深基坑 施工過程的控制,保證工程順利、安全地完成。
例如,確定土方開挖方案時,應對周圍建筑物、構筑物進行拍照和錄像,對地質勘測報告、周圍建筑物及地下設施情況等信息進行分析,對特殊土質需精心組織施工,膨脹土地區不宜在雨季開挖,軟土地區分層開挖的深度不宜太大。若挖土高差太大或挖土進度過快,極易改變土體原來的平衡狀態,降低土體的抗剪強度,可導致土體快速滑移,這樣不利工程監控,易造成坍塌事故。
2.1 深基坑周圍土體止水效果的控制
在地下位較高的地區,地下水對深基坑工程施工帶來的危險程度是相當高的。地下水的來源一般為上層滯水、潛水、承壓水、雨水及基坑周圍的滲漏管道水,由于水的來源復雜,枯水期和豐水期水位變化的影響,在制定止水方案時應從深基坑工程的防水、降水和排水3個方面考慮,根據地質勘察部門提供的地質資料,深入分析地下水的成因,了解深基坑周圍環境,對周邊有建筑基坑,宜采用以堵為主,抽水為輔,否則會導致基坑周圍土體與水體的流失,使建筑物不均勻沉陷,甚至發生坑底流沙、管涌等現象,增大了處理難度,拖延了工期,反之,以降水為主。
止水帷幕是高水位地區深基坑支護工程中常用的止水措施,其施工方法主要有高壓噴 射注漿法、漿噴深層攪拌法、粉噴深層攪拌法和壓力注漿法等。采用漿噴深層攪拌法進行止水帷幕止水施工時,如果止水帷幕的攪拌樁成樁質量不好,深基坑開挖后會出現滲水較多的現象。若此時再采用灌漿的方法進行處理,則延誤工期、增加造價。因此,在該類止水帷幕施工時要注意以下幾點:
2.1.1 保證樁體質量。確定合理的水泥漿摻加量,保證樁體攪拌均勻、樁長達到設計深度,避免樁頭出現攪而無漿的情況,特別是在土層情況變異較大的地區,因攪拌樁的樁徑不易控制,容易導致止水失效。
2.1.2 保證樁的搭接長度和密實度,杜絕孔洞、蜂窩及樁頭開叉的現象。
2.1.3 不得隨意在基坑支護結構上開口,否則會影響支護結構的安全,也破壞了止水帷幕,導致地下水的滲入。
2.2 深基坑支護的信息化管理
基坑支護結構信息化管理的主要手段,是安排專業施工監測人員對基坑現場及周圍建 筑物進行監測,根據基坑開挖期間監測到的基坑支護結構或巖土變位等情況,比照勘察、設計的預期性狀,動態分析監測資料,全面掌握位移變化的大小、方向、變化頻率,對照報警標準,預測下一階段工作的動態,及時對施工中可能出現的險情進行預報,超過位移設定的預警值時,應及時采取有效的應對措施,確保工程安全。
深基坑支護結構工程監測的主要內容有:支護結構頂部水平位移;支護結構沉降和裂縫;臨近建筑物、道路的沉降、傾斜和裂縫;基坑底隆起的觀測等。以上監測除每天進行目測之外,一般每8~10m設一個監測點,關鍵部位適當加密,開挖后每天監測3次,位移大時應適當加密。
觀測結果要真實反映所測目標的動態趨勢,并繪出變化曲線圖,以傳遞險情前兆信息,找出險情發生的必要條件,如地質特性、支護結構、臨近建筑物、地下設施等,結合相關的誘發條件,如氣象條件、開挖施工、地下水變化等,根據基坑支護結構的穩定性計算結果進行科學決策,以排除險情。開挖較深的基坑時,還應測試支撐的內應力,當應力值達到設計值的90%(或支撐變形達10mm)時,要及時采取防范措施。另外,因現場施工情況復雜,監測點極易被破壞,要注意對監測點的保護。
2.3 施工過程應急預案
對于基坑支護結構的施工,更要做好應對突發事件的技術準備。常見的突發事件有:基坑內管涌、流沙;基坑支護局部出現成因不明的裂縫、沉降;氣象異常,出現持續多日的狂風暴雨;相鄰工地施工的影響,如降水、打樁、開挖土方;地下障礙物妨礙基坑支護結構或止水帷幕的施工等。事件發生后,及時啟動應急預案,并會同相關單位研究解決辦法。
3 結束語
隨著基坑支護工程近年來的迅速發展,傳統的一些基坑支護工程設計理論和管理方法已經不能滿足當今建設的需求,導致基坑支護工程的各類問題頻頻發生。因此,通過科學、有效的措施,提高我國基坑支護技術水平,優化基坑支護工程設計理念,對于保證建筑物安全、高效的建設,提高工程質量的整體水平具有重要的意義。
參考文獻:
1 工程控制要點
1.1 施工準備階段的控制要點
1.1.1 設計管理
設計方案的合理性是直接影響深基坑支護工程成敗的關鍵因素,一個成功的深基坑支護設計方案應當經濟合理、安全可靠、施工技術可行。設計失誤原因主要表現在:無證掛單設計、盲目設計、參數取值錯誤、地下水處理方法失誤、支護方案選擇不當等。要改變這種狀況,設計人員應具有較強力學知識(理論、材料、結構、流體、土力學)和地基與基礎等多學科的知識,又要有豐富邊坡支護設計經驗,熟悉當地的水文地質狀況和特點,在結合建筑及周圍環境特點的基礎上,設計出經濟合理的深基坑支護方案。
1.1.2 分包單位的選擇
由于深基坑支護的特殊性,其施工應由具有施工資質與能力的專業分包隊伍進行。施工單位的技術力量、整體素質是影響工程質量的重要因素之一,監理工程師應協助業主審查總包單位選定的專業隊伍,選擇社會信譽好、技術力量強、施工經驗豐富的分包單位,最好有類似工程的施工經歷,同時應防止層層轉包、"層層剝皮",以致影響工程質量的現象發生。
1.1.3 施工專項方案審定
施工專項方案是具體指導施工的重要文件。監理工程師應認真審核施工單位提交的專項方案,對不能滿足施工要求的,堅決要求其修改完善后按程序申報,特別復雜的方案可組織專家匯審,待總監審批后方能實施。審核內容主要有:施工平面圖、基坑的支護方式、基坑開挖方式、降水措施、施工工期、監測布置的合理性等。
1.2 施工階段的控制要點
施工階段是項目實施的關鍵階段,監理工程師應根據地質勘探資料和當地水文氣候條件,結合當地深基坑工程施工的經驗和條件,確定工程的關鍵項目,要求施工單位制定專項施工方案報監理機構審核,并強調要制定突發事件的應急預案。 施工工程中,監理單位重視對施工安全的掌控,要求施工單位對重大危險源及危險部位派專人每日巡查處理外。監理部同時開展安全日檢、周檢,力爭防患于未然。
1.2.1 深基坑工程的施工
深基坑工程包括挖土、擋土、圍護、防水等環節,是一項復雜的系統工程,任何一個環節的失誤都有可能導致施工失敗,甚至造成事故。施工單位要嚴格按照施工規程、經批準的施工組織設計及相關的技術規范組織施工,對各施工要點要制定具體措施,并加強過程控制。例如,確定土方開挖方案時,應對周圍建筑物、構筑物進行拍照和錄像,對地質勘測報告、周圍建筑物及地下設施情況等信息進行分析,對特殊土質需精心組織施工,膨脹土地區不宜在雨季開挖,軟土地區分層開挖的深度不宜太大。
1.2.2 深基坑周圍土體止水效果的控制
在地下水位較高的地區,地下水對深基坑工程施工帶來的危險程度是相當高的。地下水的來源一般為上層滯水、潛水、承壓水、雨水及基坑周圍的滲漏管道水,由于水的來源復雜,枯水期和豐水期水位變化的影響,在制定止水方案時應從深基坑工程的防水、降水和排水3個方面考慮,根據地質勘察部門提供的地質資料,深入分析地下水的成因,了解深基坑周圍環境,對周邊有建筑基坑,宜采用以堵為主,抽水為輔,否則會導致基坑周圍土體與水體的流失,使建筑物不均勻沉陷,甚至發生坑底流沙、管涌等現象,增大了處理難度,拖延了工期,反之,以降水為主。
止水帷幕是高水位地區深基坑支護工程中常用的止水措施,其施工方法主要有高壓噴射注漿法、漿噴深層攪拌法、粉噴深層攪拌法和壓力注漿法等。采用漿噴深層攪拌法進行止水帷幕止水施工時,如果止水帷幕的攪拌樁成樁質量不好,深基坑開挖后會出現滲水較多的現象。若此時再采用灌漿的方法進行處理,則延誤工期、增加造價。因此,在該類止水帷幕施工時要注意以下幾點:
1.保證樁體質量。確定合理的水泥漿摻加量,保證樁體攪拌均勻、樁長達到設計深度,避免樁頭出現攪而無漿的情況,特別是在土層情況變異較大的地區,因攪拌樁的樁徑不易控制,容易導致止水失效。
2.保證樁的搭接長度和密實度,杜絕空洞、蜂窩及樁頭開叉的現象。
3.不得隨意在基坑支護結構上開口,否則會影響支護結構的安全,也破壞了止水帷幕,導致地下水的滲入。
1.2.3 深基坑支護的監測
基坑支護結構施工時應安排專業施工監測人員對基坑現場及周圍建筑物進行監測,根據基坑開挖期間監測到的基坑支護結構或巖土變位等情況,比照勘察、設計的預期性狀,動態分析監測資料,全面掌握位移變化的大小、方向、變化頻率,對照報警標準,預測下一階段工作的動態,及時對施工中可能出現的險情進行預報,超過位移設定的預警值時,應及時采取有效的應對措施,確保工程安全。
深基坑支護結構工程監測的主要內容有:支護結構頂部水平位移;支護結構沉降和裂縫;臨近建筑物、道路的沉降、傾斜和裂縫;基坑底隆起的觀測等。以上監測除每天進行目測之外,一般每8~10m設一個監測點,關鍵部位適當加密,開挖后每天監測3次,位移大時應適當加密。
觀測結果要真實反映所測目標的動態趨勢,并繪出變化曲線圖,以傳遞險情前兆信息,找出險情發生的必要條件,如地質特性、支護結構、臨近建筑物、地下設施等,結合相關的誘發條件,如氣象條件、開挖施工、地下水變化等,根據基坑支護結構的穩定性計算結果進行科學決策,以排除險情。開挖較深的基坑時,還應測試支撐的內應力,當應力值達到設計值的90%(或支撐變形達10mm)時,要及時采取防范措施。另外,因現場施工情況復雜,監測點極易被破壞,要注意對監測點的保護。
1.2.4 突發事件的處理
建筑施工是一個投資大、周期長、參與人員多的過程,施工過程中會發生許多不可預見的事件。對于基坑支護結構的施工,更要做好應對突發事件的技術準備。常見的突發事件有:基坑內管涌、流沙;基坑支護局部出現成因不明的裂縫、沉降;氣象異常,出現持續多日的狂風暴雨;相鄰工地施工的影響,如降水、打樁、開挖土方;地下障礙物妨礙基坑支護結構或止水帷幕的施工等等。事件發生后,及時啟動應急預案,并會同相關單位研究解決辦法。