時間:2023-03-02 15:08:41
導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇深基坑工程,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。
一、前言
近年來,在我國經濟的迅猛發展下,建筑行業作為關乎國計民生的重要組成部分也得到了迅猛發展,建筑用地日趨緊張,開發和利用地下空間已經是絕大部分開發商的選擇,然而這樣就必須對深基坑規模和深度的不斷拓展,所以,工程建設中要嚴格做好深基坑施工過程中的監測工作,保證施工安全和工程質量。
二、基坑監測工作的意義
基坑監測就是指在施工工程中或者教師使用的期限內,對深基坑的安全和質量進行監測的工作。對于復雜的工程和環境要求嚴格的項目來說,很難借助以往的施工經驗或者理論來進行合理的監測。現場監測的好處就是可以根據現場的具體情況來做好監測的準備,以便保證施工質量。所以,首先應該根據現場監測的數據來了解深基坑的設計強度,從而設計出合理的施工方案;其次可以在現場監測的過程中了解即將施工的區域內的地下設施,盡量減少對其的影響;最后通過合理的使用現場監測技術也可以在危險發生之前發出危險預警并且得出危險的影響程度,以便施工人員可以做好安全防護和安全補救措施,以便將損失降到最低水平。
三、基坑監測中存在的常見問題
1、土層開挖和邊坡支護不配套
常見支護施工滯后于土方施工很長一段時間,而不得不采取二次回填或搭設架子來完成支護施工。一般來說,土方開挖技術含量相對較低,工序簡單,組織管理容易。而擋土支護的技術含量高,工序較多且復雜,施工組織和管理都較土方開挖復雜。所以在施工過程中,大型工程均是由專業施工隊來分別完成土方和擋土支護工作,而且絕大部分都是兩個平行的合同。這樣在施工過程中協調管理的難度大,土方施工單位搶進度,拖工期,開挖順序較亂,特別是雨期施工,甚至不顧擋土支護施工所需工作面,留給支護施工的操作面幾乎是無法操作,時間上也無法完成支護工作,以致使支護施工滯后于土方施工。
2、邊坡修理達不到設計、規范要求
超挖及欠挖現象的存在。通常情況下,在對深基礎進行開挖時,都采用機械開挖以及人工修坡的方法,也就是對擋土支護的混凝土進行初噴施工。在實際開挖的過程中,由于施工管理人員的管理不當,對技術交底不夠充分,分層分段進行開挖時出現高度不一,以及機械施工人員的操作不當等因素,造成機械開挖以后,邊坡表面平整度及順直度都不能達到標準。
四、基坑監測在深基坑工程中的實踐應用
1、基坑監測內容
(1)坑外土體側向位移監測
可在基坑外側距地墻外邊緣一定距離的位置(隨工程情況而定) 鉆孔埋設測斜管, 管徑為70mm, 長度超過墻深5m, 埋設的主要目的是監測地墻底部的變形。下管后用中砂密實,孔頂附近再填充泥球, 以防止地表水的滲入, 其與圍護墻體側向位移監測相同。
(2)圍護墻體側向位移監測
在地墻鋼筋籠及鉆孔灌注樁制作過程中埋入測斜管, 長度同墻(樁) 深, 測斜管管徑為70mm。測斜管內壁有二組互成90b的縱向導槽,導槽控制了測試方位。測試時, 測斜儀探頭沿導槽緩緩沉至孔底, 經過一段時間恒溫后, 自下而上以一定間隔,逐段測出對應方向上的位移。同時用光學儀器測量管頂位移作為控制值。經過平差計算可得各深度的側向位移值。
(3)地墻墻側土壓力監測
基坑開挖施工中, 由于坑內土體卸載, 導致墻體內外土壓力失衡。對坑底以下地墻迎坑面一側土壓力的變化進行監測, 可以有依據地控制開挖速率, 以達到施工安全。安裝時, 預先將縫有土應力計的帆布掛簾平鋪在鋼筋籠表面并與鋼筋籠綁扎固定, 掛簾隨鋼筋籠吊入槽內, 由于混凝土在掛簾的內側, 利用流態混凝土的側向擠壓力將掛簾連同土應力計壓向土層, 并迫使土應力計與土層垂直表面密貼。
(4)支撐軸力監測
當鋼弦式測力儀器受力后,同時引發儀器內的鋼弦松緊程度變化。測讀儀通過測讀鋼弦振動頻率的變化來反映鋼弦的松緊程度。當鋼弦受力拉伸以后,頻率就越高;反之就越低。通過事先的標定系數來計算測點處的應力。一般每組2只鋼筋計。支撐梁扎好鋼筋后,在設計要求的位置處上、下對稱各截去一段約50cm長的鋼筋,然后在截去鋼筋的位置上將鋼筋計焊接上,焊接長度要滿足規范要求;也可在設計要求的位置采用綁扎法將鋼筋計固定,綁扎長度要滿足規范要求。 鋼筋計電纜線用細塑料管保護,并固定在鋼筋上,然后將各線頭引出置于施工不易碰撞處。
(5)地下水位觀測
水位管采用外徑為Φ55mm的塑料管,測孔用Φ130mm鉆機成孔,并用濾水PVC管護壁。鉆機成孔,成孔過程中記錄地層、初見水位及靜止水位,當使用泥漿鉆成孔,必須洗井。成孔到預定深度后,下水位管,底部2m為過濾器。在孔內填濾料至孔口1m處,然后用粘土將剩余空段填滿。觀測孔口保護:孔口高出地面0.1m左右,并加井蓋。
2、運用GPS技術進行基坑變形監測
深基坑開挖過程中,由于坑內卸荷致使周圍結構因內外壓力差值產生位移,造成外側土體變形,導致災害事故的發生。目前對土移的實時監測是有效預防基坑變形造成危害的有效技術手段。GPS技術融合了網絡、計算機、數據處理、數據分析等多種現代技術,可以自動、實時采集、分析、處理基坑變形數據,實現對測點的三維位移同時測定,在建筑基坑變形、地質災害監測等領域具有很強的實用性。
GPS 技術應用于深基坑監測同時也存在一定的局限性,最新的基于GPS技術的綜合監測系統在科研人員的努力下,不斷克服目前的局限。最新的GPS綜合系統有基于GPS技術的深基坑變形集成監測系統、深基坑變形監測數據的可視化系統、以3S技術為基礎的實時在線分析系統等,這些綜合監測系統以單一的GPS監測為技術基礎,提高了GPS技術的適應性、可靠性和高效性,更加完善的應用于基坑變形監測中,促進深基坑監測工作的進步。
五、結束語
綜上所述,本文主要對基坑監測在深基坑工程中的實踐應用進行了具體的分析,在現在建筑業急劇膨脹的時候,建筑工程的質量問題也有待提高,對深基坑工程中的基坑進行監測正是工程質量和施工安全的重要保證。由于深基坑部位的施工, 施工既危險,又較困難,這些都是客觀因素。但是可以在施工時發揮人的主觀能動性來減小難度,比如做好深基坑處理前的準備工作,根據具體的深基坑情況,來確定合適的處理方案和運用處理技術,這樣就可以減少安全事故的發生,從而保證深基坑工程的順利進行。
參考文獻:
一、項目概況
某深基坑工程水文地質條件屬于軟土地基,地質較差。此類地質若開挖很容易造成基坑涌動,而且基坑南北側均有建筑物,環境復雜。做好水位與基坑監測是關鍵。監測布置見圖1:
圖1 監測布置圖
二、監測方案
(1)冠梁頂部水平位移監測
監測儀器采用徠卡ts06,精度 ,在坡頂或樁頂按設計要求,均勻布設監測點,共設置8個水平位移監測點。由于該項目基坑水平位移點離開基準點較遠且不通視,故須增設工作基點,這樣可使設站不受施工和地形的限制,提高監測精度和工作效率。具體監測方法是選擇穩定的a,b點為基準點,0點為工作基點,每次觀測時先以a點為測站點,b為后視方向,測定ao的距離及與ab的夾角,再以0點為測站點,oa為后視方向,測定n點至每個監測點的距離及與oa的夾角,通過測角度和距離算得監測位移點偏離基坑方向的距離,而本次與上次距離之差就是偏移量。
通過支護結構樁頂的水平位移變化數據,判斷基坑及地下室施工期間基坑支護結構的安全狀態,以有效指導信息化施工的目的。
(2)臨近道路水平位移監測
監測儀器采用徠卡ts06,精度 ,在道路靠近基坑一側按設計要求,均勻布設監測點,共設置20個水平位移監測點。針對工程基坑特點,選用小角度法。具體監測方法是選擇穩定的a,b點為基準點構成基準線,尸點為位移點,每次觀測時以ab為穩定的方向作為起始零方向,通過測角度和距離算得監測位移點至ab方向的距離,本次與上次距離之差就是偏移量。
從而達到通過道路水平位移變化數據,判斷道路及地下管線的安全狀態,以有效指導信息化施工的目的。
(3)周邊建筑沉降觀測
測量儀器:ds05水準儀,精度為0.01 mm;共設置14個點,分別布設在鄰近建筑物角點和跨中位置建筑物承載柱上。采用高差測量法,以附合或閉合路線在水準路線上聯測各監測點,以水準控制點為基準,測算出各監測點標高。同一測點相鄰兩次標高差即為本次該測點沉降量(向下沉降量為正值):本次沉降=本次高程-前次高程;從第一次沉降量累加至當次沉降量即為該測點累計沉降量,測點的初測高程共測量3次并取其平均值。
通過沉降觀測數據,判斷基坑及地下室施工期問周邊環境及支護結構體系的安全狀態,及時提供周邊環境信息,可進一步指導施工的目的。
三、監測結果及分析
按照監測方案埋設的監測點位42個,均正常使用,即監測元件的埋設成活率為100%,占工程總量的100%,滿足監測工程的需要。
(1)周邊建筑沉降監測
根據現場勘查,基坑南側緊靠一幢建筑,基坑北面約40m處為商鋪,根據基坑設計要求對這兩棟建筑進行了沉降監測。
1.基坑南側建筑沉降監測
該建筑距離基坑平均距離約3---4 m,在基坑降水和開挖施工過程中進行了沉降監測,沉降-時間曲線如圖2。
圖2 基坑監測南側建筑的沉降一時間曲線
從圖2可以看出,從基坑開挖期到底板開始澆筑期間,j1--j6各點的累計沉降量較大,但后來變化量都趨于平穩。原因分析:這段時問開挖位置非常靠近這些點位,沉降量突顯,這是由于基坑土體及南側建筑的荷載作用產生向基坑方向的位移作用,連帶產生沉降;但隨著開挖到設計標高底板開始澆筑,沉降就慢慢回穩。變化量較突出的點是j1.j2和j3點,由于其靠近基坑,故在開挖過程中必然產生較大壓力,但在施工過程中及時進行了監測和預報,施工方也放緩了開挖進度,開挖速度和降水正常化,所以沉降量的累計值和沉降速率均未超過報警值。
2.基坑北側a建筑沉降監測
建筑距離基坑的平均距離約40m,在基坑降水和開挖施工過程中進行了沉降監測,沉降一時間曲線如圖3。
圖3 a建筑沉降一時間曲線
從圖3可以看出,沉降變化量及累計值較大的為c11 ,c14,、兩個點。原因分析:這兩點位分別位于建筑的西北和西南角,正好在基坑的中部位置,故受到的影響較大,但由于施工進度和降水正常,所以沉
量的累計值和沉降速率均未超過報警值。
3.基坑北側b建筑沉降監測
b建筑與a建筑東西并排,且處于a建筑的正西方向,距離基坑的平均距離約40m,在基坑降水和開挖施工過程中進行了沉降監測,沉降一時間曲線如圖4。
圖4 b建筑沉降一時間曲線
從圖4可以看出,沉降累計值較大的點為c23,c22兩個點,原因分析:這兩點位分別位于b建筑的東北和東南角,相比c21、c24更靠近基坑的中部位置,故受到的影響和沉降量較大,但由于施工進度和降水控制的基本正常,所以沉降量的累計值和沉降速率均未超過報警值。
(2)地下水位觀測
基坑回灌井共有6個,選取其中的4個進行監測,并根據水位變化量隨時問變化的曲線來判斷水位的波動,負值表示水位下降,正值表示水位回升,地下水位一時問曲線如圖5。
圖5 地下水位一時間曲線
由圖5可以看出,在整個基坑施工時段內水位基本呈下降趨勢,只在局部出現波動。局部水位下降的主要原因是基坑降水和局部滲漏等情況;局部水位的上升是源于季節性降雨,且降雨對水位變化的影響較大;局部水位陡降主要與地下圍護結構的止水效果有關。
(3)水平位移監測
該基坑東西相鄰橋涵,南側緊鄰三層建筑,北側緊鄰東西向道路,施工期間對進基坑及其北側的道路進行了水平位移監測。
1.基坑圈梁水平位移監測
圈梁水平位移一時間曲線見圖6。
圖6 基坑圈梁水平位移一時間曲線
從圖6可以看出:①位移變化最活躍的點分布在11月至第二年的1月這個時間段,原因分析:這段時間正好處于基坑開挖和施工期,符合客觀情況;②從點位分布及正負變化可以看出,整個基坑的移動方向向北,并且變化突出的點位是19",18",23",22#點,其中19",18#位于基坑南側緊靠三層建筑的j2和j1,,監測結果表明19“和18"的位移與j2和j1、的沉降是一致的,符合位移與沉降的變化規律。由于施工中采取了先支撐后開挖及邊挖邊撐的正確施工工藝,整個過程中位移變化量累計值和速率都在允許范圍內。
結果總體評價:從基坑土方開挖到設計標高這個階段,圈梁頂部各位移監測點的變化量增加較快,其原因主要在于開挖后周圍土體產生側向壓力所致,而隨著基坑底板澆筑的完成變化量逐漸趨穩。
2.道路水平位移監測
基坑北側和西側緊靠道路,對這兩條道路監測的時程曲線如圖7。
圖7 基坑道路水平位移一時間曲線
1 前言
隨著城市建設的進行,高層、超高層建筑越來越多,相應的基坑開挖的深度也就越
來越大。基坑工程并作為整個工程非常重要的組成部分,設計優劣常常會對主體工程造成非常大的影響。本文結合工程實例,從基坑設計對主體結構影響方面入手,分析了基坑設計中方案階段的重要性。
2 工程概況
本工程上部擬建建筑有高層住宅、住宅服務配套用房和純地下室部分。基坑北側為一期工程,已施工完畢,兩層地下室,打抗拔樁防止地下室上浮,基坑開挖采用鉆孔灌注樁加一道水平內支撐的形式。二期工程三層地下室,開挖深度超過一期,同時在地下二層需設置連通口與一期地下室連接。南側及東側為市政道路,道路邊緊靠用地紅線(部分在紅線以內)有市政管道需要保護,其中南側污水管距離基坑非常接近,而且在開挖期間無法遷移,需要進行保護,不能影響正常使用。西側為市政河道,水位國家高程約為1.900m,河底淤泥厚度大約為1.80m。基坑開挖面積約為12404m2,圍護結構約440延米。基坑開挖深度(以自然地坪3.400m為準)純地下室部分為12.70m,主樓下為15.20m,電梯坑深3.10m。
3 地質條件
擬建場地內主要由第四系湖沼相、海相、沖積相及湖相等地層及下覆基巖構成,上覆蓋有厚度不一的素填土,根據勘察結果場地地層自上而下分別敘述如下:
1.雜填土:主要由碎石、塊石及建筑垃圾等組成,結構松散。場地大部分布。
2.粉質粘土:俗稱“硬殼層”,黃褐色,含鐵錳質斑點及條紋,夾灰綠色條紋,中等韌性及干強度、切面較為光滑,狀態以可塑為主,往下漸變為軟塑。普遍分布。
3-1 淤泥質粉質粘土、粉質粘土:灰色,粉粒含量較高,中等韌性及干強度,切面稍光滑,流塑。普遍分布。
3-2 粉土:灰色,切面粗糙,低韌性及干強度,搖振反應迅速,中密,飽和。普遍分布。
3-3 淤泥質粉質粘土、粉質粘土:灰色,偶有層理構造,粉粒含量較高,局部夾粉砂,切面稍光滑,中等韌性及干強度,無搖振反應,流塑。普遍分布
3-4 粉土:灰色,混少量粉砂,切面粗糙,低韌性及干強度,搖振反應迅速,中密,飽和,分布于場地南端A座和部分連接群樓附近。
4.淤泥質粉質粘土:灰色,深灰色,具
方案二從方便主體結構施工的角度出發,將主樓部分完全空出,將四個不同規模的角撐結合,形成整個支撐平面。該方案的優點是主樓施工最為方便,但是角撐布置不平均,支撐數量較多。通過計算,整個支撐的受力在左下角的角撐相對于整個基坑開挖過于薄弱,如果增加此處的角撐,又影響到主樓的施工,并且開挖面會大大縮小。
方案三采用了角撐結合邊桁架的形式,考慮了整個基坑的平面布置,在基坑中部形成了一個橢圓的開挖面。該方案的優點是開挖面大,方便機械施工,節省工期。水平支撐數量少,有利于節省圍護造價。對主體施工影響較小,只有少量鋼柱會被支撐打斷。通過計算調整,該方案可以滿足對基坑變形的控制,因此最終確定采用方案三:角撐結合邊桁架的支撐形式。
4.3 豎向布置方案的確定
壓頂梁位置設置在自然地面以下1m處,第一道支撐及圍檁梁標高降到自然地面以下2.95m,第二道支撐及圍檁標高在自然地面以下8.50m,這樣設置主要考慮了以下幾個方面的原因:
1)改善樁身內力分布,減少了樁身變形。
2)支撐布置給機械開挖留有足夠空間。
3)最底層支撐位置保證第一段鋼柱安裝施工空間。
4.4 止水帷幕體系
基坑周邊采用?850@600三軸攪拌樁作為止水帷幕,在一期、二期連通口部采用?900@600高壓旋噴樁進行全截面處理,防止發生樁縫水土流失現象。
4.5 坑中坑處理
坑中坑開挖深度3.1m,采用三軸攪拌樁進行圍護。局部開挖較淺處按1:1放坡開挖。
5 結語
通過本工程方案的比較及確定可以看到,不同的基坑設計方案對工程主體會產生各種影響。基坑圍護設計應該盡可能綜合考慮各方面因素,使整個圍護結構更好地服務于主體結構。
(1)土方開挖過快過多。土方開挖,是施工階段中最重要的工序,也最容易發生事故的環節,由于在開挖過程中,一般是“邊支護邊開挖”,若開挖土方過快,支護趕不上進度,則極易因土體不穩定而造成基坑坍塌;同時,如若土方開挖過多,造成超挖,支護結構不能完全支撐土體,也會引發嚴重的后果。
(2)支護結構施工不規范。在實際施工中,按照規范操作,部分施工過程可能難度較大,不易施工。與此同時,由于基坑施工中大部分都是隱蔽工程,這就給施工單位“偷工減料”帶來了機會,給基坑安全埋下了重大的隱患。
(3)降排水不到位不及時。因為地下水的存在,在開挖過程中,如果不能及時降低現場地下水位,排空基坑內積水,一方面會影響施工進度,同時影響土體穩定,也會對基坑的安全產生嚴重的隱患。
2深基坑工程施工危險源的風險評價
風險評價,以風險識別的結果為依據,對風險發生的可能性及損失的大小,綜合其他相關因素全盤考慮,運用評價模型和工具,來確定工程項目總體風險等級,并對各項風險因素的重要程度進行排序。層次分析法是施工風險識別的一種適用方法,層次分析法是在對復雜的決策問題的本質、影響因素及其內在關系等進行深入分析的基礎上,利用較少的定量信息使決策的思維過程數學化,從而為多目標、多準則或無結構特性的復雜決策問題提供簡便的決策方法。本文運用層次分析法對深基坑工程施工危險源評價排序為:土方開挖過快過多,支護結構施工不規范,降排水不到位不及時。
3深基坑工程施工風險控制
風險控制,是指風險管理人員對項目存在重大風險,制定風險應對措施的過程。主要是在建立風險控制體系,結合項目實際情況,運用風險管理的策略,制定效果明顯且行之有效的具體控制措施,盡可能降低風險所造成的負面效應。綜上所述,本文構建深基坑工程施工風險控制體系,包括:施工前風險預控、施工中動態風險控制、風險控制后評價三大部分。
3.1施工前風險預控
(1)對已識別的重大危險源,結合專家經驗與工程實踐制定出針對各重要風險預防控制的技術防范措施及人員監管措施。
(2)針對可能風險事故,制定相應風險后果的應對策略。
(3)將施工中中各環節的重要風險制作成風險清單,將風險清單與相應的應對措施一并發放給相關責任人,引起高度警惕,并定期組織全體人員進行風險管理培訓教育。
3.2施工中動態風險控制
(1)根據工程經驗及類似深基坑工程事故資料,分析整理總結各監測項目對應的可能的發生風險事故。
(2)根據常規風險事故的原因分析結果,總結得出各監測項目數據發生異常變化最可能的原因,并據此對可能引起數據異常變化的風險因素加以控制。
(3)執行風險控制措施之后,需繼續分析監測數據變化,以觀察風險是否能被有效控制,以便進行下一步風險控制工作。
3.3風險控制后評價
(1)總結項目風險管理全過程的經驗教訓,提高項目決策科學化水平,以及施工管理水平。
(2)對項目監督和改進,促使項目施工進程正常化。
(3)積累總結經驗,為以后提供實際工程資料,并指導設計。
Abstract: with the building highly increase, according to the structure and the application requirements, basic buried depth also always increase, so there appear a large number of deep foundation pit engineering. In order to guarantee the foundation pit of buildings, underground pipeline, road safety, we should promote the deep foundation pit supporting technology. In this paper, the main content of deep foundation pit engineering and supporting structure type analysis, the paper discusses the deep foundation pit technology.
Keywords: influencing factors; Technical requirements; Structure types; Pay attention to problems
中圖分類號:TV551.4文獻標識碼:A 文章編號:
1 深基坑施工中的影響因素
基坑開挖不可避免地要引起坑內土體的應力釋放,基坑開挖土體的空間尺寸的大小直接決定了每步開挖土體釋放的壓力大小。
1.1深樁對工程的影響在深基坑工程施工中,要充分重視深樁對土質的影響,包括:沉樁外的工程地質條件,特別要注意土的塑性指標及粘粒含量,判斷會否發生液化;樁的密度及類型;沉樁時的速度;孔隙水壓力變化;沉樁與土方開挖的間隙時間等。
1.2降水對工程的影響在深基坑施工中,常遇到水位較高的情況,往往對坑內外采取降水。目前,降水主要采取輕型井點、噴射井點、深井井點及電滲井點等方法。但在降水過程中,由于含水層內的地下水位降低,土層內液壓沉降,使土體粒間應力增加,從而導致地面沉降,嚴重時地面沉降會造成相鄰建筑物的傾斜及破壞,由于水位差增加,易出現管涌,造成工程事故。
1.3土方開挖對工程的影響在城區內施工中,必須考慮到周圍建筑物、地下管線、道路等因素的安全。通常會在基坑土方開挖過程中出現墻體水平位移、墻后地面沉降及坑體土體隆起等土移現象。土體開挖必然引起墻體的水平位移,這種位移還受土的蠕變及應力松馳的影響,若基坑開挖深度較大而又來不及支撐,可能就會發生基坑坍塌,或因支護結構不夠牢固而造成基坑失穩、墻體水平位移。會引起墻后地面的沉降。在土方開挖過程中,基坑底部土也將發生回彈變形,開挖越深,回彈量就會越大,即發生土體隆起現象。
2 深基坑支護技術要求
在具體的工程實踐中,科學設計和處理深基坑支護結構,并采用安全合理的支護技術措施保證深基坑施工至關重要。工程深基坑支護結構的作用是在基坑挖土期間擋土又擋水,以保證基坑開挖和基礎施工能安全、順利地進行,并不對周圍的建筑物、道路和地下管線等產生危害。支護結構一般是臨時性結構,基礎施工完畢后,也就失去作用。因此,支護結構既要確保基礎安全、順利地施工,又要考慮方便施工、經濟合理。深基坑支護的基本要求是:技術先進,結構簡單,受力可靠,確保基坑圍護體系能起到擋土作用,使基坑四周邊坡保持穩定;確保基坑四周相鄰建(構)筑物,地下管線、道路等的安全,在基坑土方開挖及地下工程施工期間,不因土體的變形、沉陷、坍塌或位移而受到危害;通過排水、降水、截水等措施,使基礎施工在地下水位以上進行;經濟上合理,保護環境,保證施工安全。施工監測內容:地下水位、鄰近建筑物和道路的水平位移、支護結構水平位移及坡頂沉降,預應力錨桿的預應力監測。在支護施工階段,要每天監測1次,在完成坑開挖,變形趨于穩定的情況下,可適當減少監測次數,直到支護退出工作為止。在施工開挖過程中,基坑頂部的側向位移與當時的開挖深度之此,如超過2%-5%數值時,應密切加強觀察并及時對支護采取加固措施。當發現基坑頂位移超標,地面裂縫較大時,土釘墻部分應采用加密土釘或打預應力土釘的方法解決,樁錨護部分采用補打錨桿的方法補救,嚴防事態擴大。
3 基坑支護結構類型
基坑支護首先要保證支護結構的安全性,同時也要兼顧經濟性和施工便利性。支護結構一般由支擋結構(擋土墻)和支撐(或拉錨)兩部分組成,支護結構設計必須根據基坑開挖、地質情況、場地條件、環境條件以及施工條件。通過多方案對比選擇,確定安全可靠、技術可行、施工方便、經濟合理的支護結構方案,且保證工程的順利進行,這樣就必須了解現行的各種基坑支護方法的優缺點及其適用范圍。目前所采用的基坑支護措施多種多樣,常用的支護結構類型有以下6種:
3.1水泥土圍護墻
水泥土圍護墻是采用深層攪拌機就地將士和輸入的水泥漿強行攪拌,形成連續搭接的水泥土柱狀加固體擋墻。水泥土圍護墻的優點:由于一般坑內無支撐,便于機械化快速挖土:具有擋土、止水的雙重功能:一般情況下較經濟,并且施工中無振動、無噪音、污染少、擠土輕微,因此在鬧市區內施工更顯出優越性。水泥土圍護墻的缺點:首先是位移相對較大,其次是厚度較大,只有在紅線位置和周圍環境允許時才能采用。水泥土圍護墻主要適用于加固淤泥、淤泥質土和含水量高的粘土、糟質粘土、粉土,對砂土及砂質粘土等較硬質的土的適應性也逐漸被挖掘出來。
3.2旋噴樁所用的材料亦為水泥漿,它是鉆孔后將鉆桿從地基土深處逐漸上提,同時利用插入鉆桿端部的旋轉噴嘴.將水泥漿固化劑噴入地基土中形成水泥土樁.樁體相連形成帷幕墻,可用作支護結構擋墻。其截面抗彎剛度、整體性、防水抗滲性能均較好,較經濟,而且其施工設備結構緊湊、體積小,機動性強、占地少.但是對于地下水流速過大的地層,無填充物的巖溶地段、永凍土和對水泥有嚴重腐蝕的土質,由于噴射的漿渡無法在注漿管周圍凝固,均不宜采用該法。
3.3鋼筋混凝土板樁具有施工簡單、現場作業周期短等特點,曾在基坑中廣泛應用,但由于鋼筋混凝土扳樁的施打一般采用錘擊方法,振動與噪音大,同時沉樁過程中擠土也較為嚴重,在城市工程中受到一定限制。此外,其制作一般在工廠預制.再運至工地,成本較灌注樁等略高。但由于其截面形狀及配筋對板樁受力較為合理并且可根據需要設計,目前已可制作厚度較大(如厚度達500mm以上)的扳樁,并有液壓靜力沉樁設備,故在基坑工程中仍是支護板墻的一種使用形式。
3.4人工挖孔樁
人工挖孔樁是依靠人工開挖成孔,邊開挖邊施工護壁.在護壁的保護下逐層循環開挖至樁底,成孔后綁扎,下放鋼筋籠,澆筑混凝土,最后成樁。人工挖孔樁的優點:節省工程造價,成樁費用低,而且不需要大型機械設備,同時增加工作面容易,只要適當增加勞動力即可加快工期,并且開挖成樁后澆注混凝土,成樁質量好。人工挖孔樁的缺點;受地層條件的限制,不適用于砂性地層及地下水豐富的地層;施工環境差,屬于小直徑、井下作業:并且勞動強度大,施工安全性差。
3.5土層錨桿支護
土層錨桿在長度上分為錨固段和自由段,錨固段是它在土中以摩擦力形成傳遞荷載的部分,使用水泥、砂漿等膠結物以壓漿的形式注入鉆孔中凝固而成的.其中有受拉的錨桿(鋼絲束等),上部連接自由段。自由段不與鉆孔土壁接觸,僅把錨固力傳至U錨頭處,錨頭是進行張拉和把錨固力錨定在結構上的裝置,使結構產生錨固力。采用該支護形式可將懸臂式結構厚度減小到最經濟的程度:
3.6地下連續墻
地下連續墻是在基坑四周構筑具有相當厚度的鋼筋混凝土封閉的墻體,用作基坑內部開挖及施工主體結構時的屏障。地下連續墻具有以下的優點:它可減少工程施工時對環境的影響并且施工時能夠緊鄰相近的建筑及地下管線施工,對沉降及變位較易控制;地下連續墻的缺點;施工技術要求高,對于棄土及廢泥漿的處理問題,除增加工程費用外.如處理不當,還會造成新的環境污染:地下連續墻雖適應的還是軟塑、可塑的粘性土層。
4 深基坑施工應注意的其他問題
4.1沉樁施工要充分重視沉樁對土質的影響。對沉樁速度快、施工工期要求緊的密集群樁工程要采取如下相應措施,防止發生工程事故:沉樁時可打設袋裝砂井或塑料排水板,或減少孔隙水壓力的增高;支護結構設計要考慮因超孔隙水壓力對土的影響,為使各項物理力學性質指標取值更加可靠,最好在工程樁結束后,對土體做些原位測試,積累經驗,提高工程的設計與施工水平;坑內土方開挖時采取預降水,尤其雨季施工更應注意;采取鉆孔取土沉樁以減少擠土造成孔隙水壓力增高。
Abstract: in this paper, according to the north sea area YingKouShi high-rise building projects, and the basement foundation pit engineering design are analyzed, including the geotechnical engineering geological conditions, design optimization, the foundation pit supporting design, groundwater control design, is the general design personnel to provide certain reference opinions.
Key words: the basement deep foundation pit design scheme
中圖分類號: TV551.4文獻標識碼:A文章編號:
1工程概況
營口市北海地區擬建一高層建筑,地下室為一層,基礎采用樁+筏板基礎.總建筑面積14340.48m2,用地范圍內場地基本平坦,場區自然地面平均標高為黃海高程10.800m,建筑物±0.000相當于黃海高程10.500m.沿基坑周邊開挖深度為自然地面下12m,基坑開挖面積約1960m2,基坑開挖周長約180m.
2 場地巖土工程地質
擬建場區地貌單元上屬Ⅰ級階地.地形較為平坦,0-3.00m雜填土、3.00-
7.00m淤泥質土、7.00-11.90m粘性土、11.90-15.50m淤泥質土、15.50-25.50m紅粘土,
3方案優化
3.1基坑支護方案選擇
3.1.1本支護設計目標
本工程位于營口市區,基坑開挖12m、基坑開挖面積約1960m2、周邊環境較為復雜.確保支護結構安全,支護結構能夠承受開挖后最大限度主動區土體和周邊動、靜載荷所產生土壓力;基坑周邊分布有管線及住宅樓、公用設施等.建筑物均對過大沉降和差異沉降敏感.支護設計嚴格控制支護結構水平變位控制降水等.地下水治理措施對周邊環境造成固結沉降或地層損失所引起地面變形,基坑支護保證周邊管線及建筑物安全;在滿足安全可靠前提下優化支護設計方案做到施工便捷、經濟合理.
結合營口地區的地質情況及場地巖土工程地質和基坑特點,根據經驗對于挖深10m左右基坑比較可行支護方案為灌注樁排加預應力錨桿、雙排樁支護.鋼筋混凝土地下連續墻具有擋土、止水兼作地下室外墻等特點,造價較高,施工工序繁雜且需專門大型施工機械;地連墻造價比鉆孔灌注樁貴.與地連墻相比鉆孔灌注樁加深層攪拌樁是一種較為經濟圍護方案,通過設置內撐、錨桿、雙排樁等來克服鉆孔灌注樁圍護整體性差、剛度較小弱點.
3.1.2基坑支護方案比選
根據營口地區地址水文狀況,基坑形狀不規則如采用內支撐方案,支撐結構對土方開挖影響較大且將對地下室施工造成很大影響,對工程進度都將造成較大影響.如采用樁錨支護雖然對地下室施工不造成影響,土方開挖比較方便,但土方開挖必須與錨桿施工交叉進行且錨桿要到達強度后才能進行下層土方開挖,對基坑工期影響較大.
由于錨桿施工質量難以控制且基坑后期變形較大.對于形狀不規則類似條件基坑采用雙排樁方案進行支護.對于開挖12m基坑安全可靠,土方開挖方便,基坑施工工期短且不影響地下室施工,對縮短工期提供極大便利.地質條件與本工程基本相同附近工程采用雙排樁方案進行支護,開挖深度約為14m,比本基坑深度大1.5-2.0m,基坑安全穩定.分析經綜合比選決定對該基坑采用雙排樁支護,局部采用單排樁+角撐支護結構型式.
3.2基坑地下水處理方案選擇
上層滯水處理,對上層滯水可采用明溝排水匯集于積水井后抽排;下部承壓水處理,根據場區地水文地質條件,基坑開挖已挖穿隔水層進入含水層.對下部承壓水采用多井點深井降水,將承壓水位降低到設計所要求地下水位避免基坑范圍內承壓水頭壓力可能造成突涌并對基坑周邊進行豎向隔滲處理.為使降水對基坑周邊環境影響降低到最小,建議基坑在平水-枯水季節施工.
4基坑支護設計
4.1巖土設計參數
根據場地巖土工程勘察報告,與基坑支護設計相關地層巖土設計參數取值如下.
4.2基坑重要性等級確定
根據根據《基坑工程技術規程》規定結合周邊環境、巖土工程與水文地質條件,綜合確定本基坑重要性等級為一級.
4.3支護結構設計
根據周邊環境、巖土工程與水文地質條件,支護樁擬采用鉆孔灌注樁:樁徑d=800、900mm、1000,樁中心距s=1200、1300mm,沿基坑周邊布置;砼強度為C30;支護樁樁頂冠梁設計,為增加支護樁整體剛度,支護樁頂設置鋼筋混凝土冠梁1100mm×800mm.支護樁主筋插入冠梁內800mm,砼強度為C30;內支撐梁設計,腰梁、內支撐梁為鋼筋混凝土梁,砼強度為C30;內支撐立柱及立柱樁設計,為防止地下室底板滲水,在地下室底板施工時,在各鋼立柱與鋼筋混凝土底板連接處要設止水帶,止水帶采用鋼板,鋼板滿焊在鋼立柱桿件四周;雙排樁支護結構設計,雙排樁樁頂設置冠梁、橫梁,梁上設置200mm厚鋼筋混凝土板增強雙排樁整體性.
5 地下水控制設計
根據場區工程地質條件和水文地質條件,基坑處理上層滯水和下部承壓水均很重要.地下水穩定水位1.0-1.3m,地下水對混凝土腐蝕性為中等腐蝕,如何控制地下水對施工及混凝土結構影響進行分析.
5.1豎向隔滲帷幕設計
在基坑四周設置水泥土深層攪拌樁技術形成豎向隔滲帷幕,與鉆孔灌注樁聯合作用既擋土又止水.
5.2地表水處理
對基坑周圍3.5m寬地面用厚50mm素砼進行硬化.基坑坡頂四周設置排水溝以截地表水流入基坑;在基坑四周距坡頂3.0m處修筑一條排水溝,截面尺寸300×400mm,混凝土澆筑,按3%坡率流入集水井中統一排入市政排水系統;基坑底部沿坑底四周設置一條排水溝,截面尺寸300×300mm混凝土澆筑并布置一定數量集水井以抽排坑內水.
5.3鋼筋混凝土防護
針對地下水對混凝土腐蝕性為中等腐蝕,設計中采用基礎底部設置耐腐蝕墊層或者基礎表面涂兩遍冷底子油,瀝青膠泥兩遍或環氧瀝青厚漿型涂料兩遍,基礎梁及-0.300m以下框架柱表面貼布兩層或貼瀝青玻璃布兩層或涂環氧瀝青厚漿型涂料兩層(耐腐蝕墊層可采用碎石罐瀝青或瀝青混凝土,厚度不應小于100mm).
6 結論
通過對營口市北海地區高層建筑工程地下室基坑工程設計進行分析,營口地處軟土地區,深基坑開挖具有一定困難,本文針對該工程深基坑設計方案進行優化分析選擇最佳方案,在基坑支護設計方面支護樁采用鉆孔灌注樁,支護樁樁頂設計冠梁,內支撐梁設計,對地下水控制進行分析,確保工程在施工中滿足安全、質量要求.在深基礎設計中要充分考慮
參考文獻
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1百花齊放的基坑支護結構類型
經過工程實踐的篩選,形成了適合于不同地質條件和基坑深度的經濟合理的支護結構體系。
水泥土攪拌樁和土釘墻是我國目前的5m以內,后者乃至10m以內首選的支護形式,土層條件好時,15m左右基坑亦經常使用。前者既能擋土又能擋水,后者較多地應用于地下水位較低或者地下水位能夠被疏干降低的場區。水泥土攪拌樁有好幾種布置型式:實體式、空腹式、格構式、拱型或拱型加鉆孔灌注樁,既可以漿噴也可以粉噴。土釘墻可以單獨使用,也可以與其它支護型式聯合使用。
對于5-10m深軟土基坑,常采用鉆(沖、挖)孔樁、沉管灌注樁或鋼筋砼預制樁等,并可作各種布置,如需防滲止水時,則輔之以水泥土攪拌樁、化學灌漿或高壓注漿形成止水帷幕,有時亦用鋼板樁或H型鋼樁。
當基坑深度大于10m時,可考慮采用地下連續墻,或SMW工法連續墻,并根據需要設置支撐或錨桿。
遇特殊結構物(如地鐵盾構的工作井、排水泵站、取水構筑物等)則采用沉井或沉箱。在建筑物基坑中也有用沉箱的。上述基坑支護體系選型完全是在近二十年中在大量的工程實踐中逐漸形成的。它與國外及港臺地區常傾向于采用地下連續墻有所不同。誠然,地下連續墻的優越性早已為世界公認。在大深度基坑和復雜的工程環境下非它莫屬。唯其造價較高,需綜合考慮。
迄今為止,上海已在高層建筑和地鐵車站等數十項工程中應用地下連續墻支護技術,廣州、北京、深圳、天津、福州、杭州等地都在應用中取得了良好效果。為了提高經濟效益,地下連續墻有時兼作地下室外墻,甚至可作為主體結構的承重墻,同時承受豎向與水平向荷載。當今中華第一高樓上海金茂大廈(地上88層,地下3層)以及天津的金皇大廈(地上47層,地下3層)等都是按地下連續墻兼作上部結構承重墻設計的。
SMW工法連續墻在近年應用以來,普遍認為其性能良好,造價適宜。但我國尚缺乏自制的能用于大深度的專用機械。武漢、上海已從日本引進SMW工法專用機械,正在推廣使用。在此基礎上研制了減磨擦劑,能將加勁鋼材拔出后重復利用,更可以降低造價。
2逆作法施工技術
最早的逆作法施工技術應用于上海電信大樓(地下3層),其后如上海特種基礎科研樓(地下2層)、上海人民廣場地下變電站(基坑深23.8m,直徑64m,為我國最大直徑圓筒形地下連續墻)、上海延安東路隧道1號風塔、福州世界金龍大廈(地下3層)、上海恒積大廈(地下4層)、天津紫金花園商住樓(地下3層)、北京地鐵大北窯車站、上海地鐵黃陂路車站、陜西路車站、常熟路車站等,均以地下連續墻為擋土墻兼作地下室外墻,采用逆作法施工。也有因地制宜而采用“半逆作法”施工者,如天津勸業場新大廈等(先明挖一部分土方)。
此外,還有以鉆孔樁作為擋墻而采用逆作法施工的工程,例如:北京地鐵永安里車站、撫順賓館(地下2層)、石家莊站前地下商場(2層)、哈爾濱奮斗路地下商業街(2層)等。
逆作法施工可縮短基坑開挖和支護結構大面積暴露的時間,改善支護結構受力性能,使其剛度大為增強,節省支撐或錨桿的費用,使支護結構的變形及對相鄰建筑物的影響大為減少,從而使總造價降低,一舉多得,是一種先進的施工作業方法。
3一些新的支護結構經試用取得成功
例如:“閉合(或非閉合)擋土拱圈”、“拱形水泥土槽壁結構”、“連拱式支護結構”、“樁——拱圍護體系”等。
“閉合擋土拱圈”用鋼筋砼就地灌筑,適合于基坑周邊場地允許擋墻在水平向起拱之處。拱圈矢高f>0.12L(基坑邊長)。拱圈可由幾條二次曲線組成(曲線不連續),也可以是一個完整的橢圓或蛋形拱圈(曲線連續)。作用在拱圈上的土壓力大部分在拱圈內自身平衡。
“閉合擋土拱圈”不需要深入至基坑底面以下,也不需要從地面按基坑全深度配置。它可以在坑底以上至地面以下某一高度內配置,并可分若干道施工,每道高2m左右。當基坑周邊局部因場地限制而不能采用閉合拱圈時,可采用“非閉合拱圈”,而局部采用排樁或其他支護結構,組成混合型支護體系。采用“閉合”或“非閉合”拱圈,需注意驗算整體滑移和坑底隆起。
拱圈有時尚需采用水泥土攪拌樁或化學灌漿等方法形成止水帷幕。但即使如此,其造價仍低于一般的樁墻支護結構。已在廣州、珠海、深圳等地6~12m深基坑中應用,比一般樁墻結構降低造價約50%.
4支撐體系出現了多種型式
目前常用的支撐體系按其受力性能和形狀大致可分為:單跨壓桿式、多跨壓桿式、雙向多跨壓桿式、水平桁架式、水平框架式、豎向斜撐、平面斜角撐、井字撐與斜角撐結合、大直徑環梁與輻射狀支撐相結合,或與周邊桁架相結合等;同時可充分發揮圓形、橢圓形、拋物線形和拱桿的力學性能,從中采用其中一種或多種形狀相結合的形式。支撐體系出現了多種型式,可根據不同的基坑形狀、平面尺寸、開挖深度、施工方法等需要,靈活地進行設計。
上海虹橋萬都大廈多邊形基坑采用直徑92.3m的環梁與周邊框架相結合的支撐體系,是迄今國內最大的環形支撐體系。此類體系能將不均勻的徑向土、水壓力轉化為環向壓應力,使支護結構處于最佳受力狀況,在限制土體變形方面也能獲得最佳效果。為避免整個體系向上拱起而失穩,將整個體系設計成鍋底形,使環梁的標高低于坑周圈梁。同時,對支撐體系的溫度應力不能忽視。
5錨桿技術
錨桿技術以其能為基坑開挖提供較廣闊的空間優勢,在我國從北到南相繼獲得應用。
自早年北京地鐵西直門車站、北京京廣大廈等及上海太平洋大飯店、上海展覽中心北館等分別在北京粉細中砂地層和上海飽和軟粘土地層作了系統的測試研究后,各地對其施工工藝、材料選用,乃至拔除方法等又分別作了深入研究。上海、天津先后提出了二次注漿技術、干成孔注漿技術等,有利于在飽和軟土中推廣應用。近年施工有許多成功的實例。
目前錨桿施工工藝領先于其設計理論。但因施工不當,在東北等地曾發生了若干起嚴重事故,應予重視。
6土體的加固
對軟土基坑,特別是深大而周圍環境條件嚴峻的基坑,在基坑內外一定范圍進行土體加固,可取得防止隆起、穩定坑壁、減少位移、保護環境的良好效果。
1引言
我國城鎮化進程的加快使得城市有限的土地資源變得越來越緊缺,為了緩解人口的大量增加與稀缺的土地資源之間的矛盾,高層建筑、超高層建筑越來越多。為了解決地基沉降的問題,高層建筑的建設需要建立在深基礎、大基礎之上,而深基坑在開挖的過程中必須充分考慮施工場地的地下管道、道路以及周圍的建筑物、地下水水位改變等因素。為了保證施工的順利進行,必須采取必要的深基坑支護技術。深基坑支護技術不僅關系著工程建設的質量,影響著工程建設的順利進行而且關系著施工人員的生命財產安全,所以,在工程建設的過程中要根據工程建設的實際特點選擇合適的支護技術。
2巖土工程中常見的深基坑支護技術
2.1鋼板樁支護技術
鋼板樁相互連接之后形成的鋼板樁墻可以有效地阻擋沙土與水,又因為其施工難度也較低,所以鋼板樁支護技術在施工過程中的應用比較普遍。但由于鋼板樁支護在施工的過程中噪聲較大,所以在施工的過程中會對周圍的環境造成一定的影響。此外,由于鋼板樁自身具有一定的柔性,在施工的過程中容易發生變形,如果在支護上出現問題會帶來意想不到的后果,所以在基坑深度大于7m時不宜采取這種方式。
2.2土釘墻支護技術
土釘墻支護技術是在基坑土坡的表面鋪設鋼筋網后再向鋼筋網噴射混凝土面層,同時,通過已經深入到基坑側面土體中的土釘與邊坡土體緊密結合,從而達到加固邊坡使其穩定的目的[1]。這種情況之下,土釘與混凝土面層形成有效的受力體系后產生了很好的擋土功能。但需要注意的是,在開挖過程中需要遵循分層開挖、分層支護的原則,并且還需要做好混凝土面層和土釘的養護工作。土釘墻支護技術往往適用于無地下管網、地下水位以下的邊坡支護,不適用于淤泥土的支護。
2.3灌注樁支護技術
灌注樁支護技術是指利用專門的鉆孔機械設備鉆出樁孔后將混凝土澆筑在樁孔內生成灌注樁的技術,是目前巖土工程深基坑支護技術中最常見的1種技術形式。灌注樁支護技術在施工的過程中必須保證鉆機鉆孔之前施工場地是平整的,在做好排水溝的開挖工作后進行試樁成孔確定好軸線的定位點、水準點,做好防線定樁位。在鉆孔的過程中,還需要做好水泵設備、樁架的安裝工作,然后埋設孔口護筒,充分發揮孔口護筒保護孔口、存儲泥漿等作用。
2.4噴錨支護技術
噴錨支護技術綜合了鋼筋網噴射混凝土錨桿和土層錨桿兩者的優點,具有穩固、安全的特點。鋼筋網噴射混凝土錨桿主要是指錨桿在高速噴射的情況下噴射到已固定的鋼筋網支護上,進而使得支護土體與噴層發生嵌固效應。錨桿固定后在土體內與土體之間形成了復位,從而有效地提高了土體的強度和整體性,并且有效控制了位移現象的發生。
3巖土工程深基坑支護中的常見問題
巖土工程深基坑支護技術在長期的發展過程中積累了一定的經驗,但仍然存在著一系列的問題,具體表現如下。
3.1土層開挖和邊坡支護不配套
通常情況下,深基坑支護施工要滯后于土方開挖施工很長一段時間,在進行支護施工時必須采用二次回填或搭設架子的方式來完成。土方開挖工程工序簡單、技術含量低、施工組織和管理難度小。而支護工程工序復雜、技術含量高、施工組織和管理的難度較大。所以在工程的建設施工過程中,土方開挖工程與支護工程多是由不同的施工隊伍來完成的,這就會導致土層開挖和邊坡支護不配套現象的出現。土方施工單位往往為了搶進度,開挖順序較為隨意,不注重給后期支護施工留充足的工作面,這就使得后期的支護施工不能順利進行。
3.2邊坡修理不符合要求
深基坑在進行開挖時通常使用機械開挖,在機械開挖、人工進行簡單邊坡修理后就開始進行支護施工。但在實際開挖中,技術交底不到位、施工管理較為松散、分層分段開挖高度不一致等因素的存在都會導致邊坡表面不平整,需要對邊坡進行修理。但受到種種因素的制約,邊坡修理往往不能符合工程建設的要求,使得擋土支護后常常出現欠挖、超挖現象。
3.3注漿不到位、土釘或錨桿的受力不能達到相關的設計要求
深基坑支護所用土釘或錨桿通常使用鉆孔直徑為100~150mm的鉆機成孔,孔深從五六米到二十多米不等,鉆孔所穿過的土層質量也不一樣[2]。在這種情況之下,如果不對土體的情況進行細致的研究,會出現出渣不盡的現象,殘渣沉積不僅會影響注漿的進行還會出現孔洞坍塌的問題。除此之外,如果注漿時配料不標準、操作不規范還會造成土釘或錨桿的受力不能達到相關的設計要求,嚴重影響工程質量。
4巖土工程中深基坑支護技術的施工要求
4.1合理選擇深基坑支護技術形式
如前文所述,深基坑支護有很多常見的技術,但每一種技術的優勢和適用范圍是不同的,所以,在深基坑支護技術的使用過程中要根據工程特點,合理選擇深基坑支護技術形式,切忌盲目使用。合理的深基坑支護技術能夠有效保證施工安全,提高施工質量。
4.2明確深基坑支護工程的性能要求
深基坑支護施工能夠有效提升地基的穩定性和承載能力,但在深基坑支護技術的施工過程中,深基坑支護工程的性能還有著其他的要求,比如說基坑的防水作用、基坑四周的穩定情況等。因此,明確深基坑支護工程的性能要求能夠有效提高支護工程的施工水平和質量,促進施工的安全進行。
4.3合理設計深基坑支護施工方案
在確定深基坑支護的施工形式后需要合理設計深基坑支護施工方案。在進行方案設計時,要充分考慮基坑開挖的各個影響因素并對其進行有針對性的分析,比如建筑物的占地面積、基坑的邊緣距離、地基的地質條件等[3]。
5提高巖土工程深基坑支護技術的具體措施
5.1加強觀測力度
在巖土工程的深基坑支護施工過程中應該加強對地下管線、基坑邊坡等的觀測力度,并且在觀測結束后及時將施工前的觀測數據與施工過程中的觀測數據進行對比。在對比后如果發現兩組數據存在著沖突,應當根據實際情況及時進行分析解決,確保工程安全和工程質量。在基坑支護過程中數據的準確獲得對于整個工程的順利進行會產生非常大的影響,所以在施工過程中加強觀測力度對于整個工程質量的提高具有非常重要的現實意義。
5.2加強施工管理控制
在巖土工程的深基坑支護施工中,需加強施工管理控制,對于在施工過程中出現的一系列問題及時發現、及時解決。在施工前,要做好設計方案,規劃施工進程,確保施工可以正常開展。在施工過程中,應該根據施工的任務和目標,遵循深基坑開挖的原則,實行分層、分段開挖與支護,避免不規范開挖現象的出現[4]。
6結語
經濟社會的發展使得建筑工程的復雜程度越來越高,其對巖土工程深基坑支護技術的要求也越來越高。深基坑支護技術發展潛力巨大,我們應該加強對深基坑支護理論和支護技術的研究,從而促進我國建筑事業的進一步發展。
【參考文獻】
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2影響建筑深基坑安全隱患因素
2.1地質水文基坑降水位就是要判斷
地下水位的標高情況。在軟土基地,由于軟土的天然含水量,會導致周圍地下水的升高,如果不能在施工進行之前采取有效的地下水控制,有可能會出現涌水、涌砂等情況,影響到基坑周邊環境,更甚者還可能會因為土體失穩而引發工程事故。
2.2地下管線
地下管線是城市賴以生存的重要通道,如果沒能事前探查清楚管線的位置,很容易在施工過程中造成毀壞管線的事故。
2.3周邊建筑道路道路周邊設施
安全作為基坑周邊施工安全控制的重點,必須要進行細致觀測,防止因基坑開挖引起基坑周圍道路或者建筑物的變形和破壞。
2.4施工方案
施工方案作為安全控制的源頭,關系著基坑施工的成敗,因此需在項目施工前對施工工程進行勘察,保證勘察資料的準確性和完整性,并有針對性地編制專項方案,保證工程的安全。
2.5基坑支護
基坑支護是深基坑施工的關鍵,對基坑支護進行監理也是保障整個深基坑安全的環節。我國當前的開挖工程大多統一采用止水效果好、環境干擾少、墻體剛度高的支護。雖然此類支護有不少的優點,但是其過于垂直的鋼筋籠制作在下放不正確時容易引起鋼筋籠卡槽,對維護效果產生干擾。因此針對不同的施工項目需選擇不同的支護進行保護。
3建筑深基坑工程中施工監理操作要點
3.1加強施工前期的監理要點
1)注重選擇基坑工程監管人員。由于深基坑工程是一項技術含量高、風險大的系統工程。因此也就決定了基坑工程監理人員除了要熟悉和掌握有關國家、行業和地方的相關標準和設計文件外,還必須具備一定的專業知識、組織協調能力以及工程實踐經驗,這樣才能有效處理施工中出現的各種問題,保證監理工作的順利進行。
2)制定詳細的基坑工程監理細則。監管單位應該對每項實施監管的工程,從工作的流程、控制要點、具體方法等進行詳細的監理細則編制,并用于項目施工過程中的指導,確保各項工作都處于受控狀態,保證工程的順利實施。
3)對基坑工程施工方案進行審查。在施工之前,監理工程師應該對施工項目的難點進行針對性、正確性的審查。例如,土方開挖的設計是否合理;是否有確保施工安全的應急方案;各部門人員是否能滿足本工程需要等。
4)嚴格把控工程施工的條件。在工程開工前,監理人員必須要對施工設備、施工方法(施工方案和工藝)、施工材料、施工人員等影響因素進行全面的控制,并重點對工程所需的原材料、半成品的質量進行檢查和控制。
3.2施工過程中的監理操作重點
1)鉆孔灌注支護樁的施工監理:支護樁在整個施工過程中要承受來自水平方向的壓力,保護著施工的開展。因此要從樁長、樁徑、混凝土強度等方面進行綜合考慮。
2)錨桿施工質量的監理:對于錨桿施工的監理,一般主要從錨孔、錨桿安裝、灌漿、鎖定四個部分進行監理。首先看錨出的孔是否符合設計要求;其次是檢查孔深和直徑是否滿足設計需要;再次是注漿導管是否能承受注漿壓力;最后要檢查注漿質量是否達到要求,如果達不到要求應采取二次注漿法進行補充,保證質量。而當錨固體達到一定強度后要進行張拉試驗、檢測其強度(質量)。
3)降水井施工質量的監理。降水井施工質量的好壞對基坑工程的安全有著決定作用,因此要對降水井的井徑、井深、水泵的質量等進行檢查,同時也要注意做好水泵電纜、過濾尼龍網等工作的保護措施,只有確保各方面都滿足設計要求才能投入使用。
4)基坑土方開挖過程的監理。在進行土方開挖時,必須做好從旁監理工作,加強基坑監理,保證施工方按照施工方案進行合理挖掘;嚴格按照“開槽支撐,先撐后挖,分層開挖,嚴謹超挖”的土方開挖原則;在挖至立柱樁、工程樁時,在樁體周圍均勻、對稱開挖,確保工程樁、立柱樁不被擠壓偏位;土方開挖期間必須嚴格按照要求留設挖土坡度;經常測量和校核坑基邊坡度,避免欠挖或者超挖情況的出現;挖土期間嚴禁重型車輛、機械在基坑邊緣行走,保證基坑邊的安全。一旦基坑周邊環境發生變化或者基坑本身出現變形的情況,應該立即停止土方開挖,并及時通報檢測情況,增加檢測頻率,啟動應急方案,以確保基坑的安全。
3.3施工完成后的操作要點
1)重視施工檢測和驗收工作。事后驗收是質量控制中最后的補救措施。因此檢測單位必須確定具體的檢測內容,對完成的檢驗批、分項工程等進行檢查評定驗收,并收集和整理好監理過程中形成的文件資料、跟蹤落實驗收過程中提出的需要整改的問題,保證工程的質量。
2)重視事故的處理工作。對于已經發生的事故,監理工程師必須充分配合處理,及時提出實質性的處理方案,吸取教訓,杜絕此類工程事故的發生。
3)加強對拆除工作的監理。監理人員必須做好拆撐的監測工作。嚴格限制拆除工作的過早開展,保證拆撐工作按部就班進行。當檢測發現異常時,應立即暫停或減緩拆撐速度,并研究解決對策。
4建議基坑施工是個隱蔽的工程
因此除了在施工過程中對操作要點進行全方位的監理外,還必須從施工的外部環境入手進行控制。例如,依靠市場的力量,加強監理市場的執法監察,規范和治理監理市場;落實監理工作的崗位責任制,解決監理工程師空掛名的問題;適當提高監理價格,保證監理服務的優質優價;不斷提高基坑工程從業人員的業務水平和工作能力,使之成為一專多能的復合型人才;實行基坑工程專項監理制,保證監理的針對性和科學性等。
對于各種建筑物基礎及地下管線施工時,當基坑深度較大或周圍場地較狹窄時,一般都需采用基坑支護后才能開挖。深基坑工程施工技術雖已取得不少成功經驗,但在實際施工過程中仍存在一些問題需進一步研究或提高,以適應經濟新常態的發展要求。
1、深基坑的特點
1.1風險性大
深基坑工程是個臨時工程,安全儲備相對較小,因此風險性較大。由于深基坑工程技術復雜,作業困難大,涉及范圍廣,事故頻繁,因此在施工過程中應進行水平位移及沉降監測,并應設置應急措施。深基坑工程造價較高,但因是臨時性工程,一般不愿投入較多資金,一旦出現事故,造成的經濟損失和社會影響又往往十分嚴重。
1.2環境效應
該工程北臨隴海鐵路,東臨現有下穿式箱涵立交,西側為現有建筑物。地質狀況為上部為粘土,下部為砂礫石。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。深基坑工程的開挖,必將引起周圍地基中地下水位變化和應力場的改變,導致周圍地基土體的變形,對相鄰建筑物、構筑物及市政地下管網安全及正常使用產生影響,大量土方開挖及運輸也對基坑安全產生影響,所以應注意其環境效應。
1.3支護工程的事故隱患大
深基坑支護工程技術較復雜,而且當基坑支護失效時,會造成鄰近建筑物、地下管線等開裂而引發工程糾紛,甚至出現嚴重的破壞,造成重大的經濟損失及人員的傷亡。因此,在具體的工程實踐中,科學設計和處理深基坑支護結構,并采用安全合理的支護技術措施保證深基坑施工至關重要。工程深基坑支護結構是在基坑挖土期間擋土又擋水,以保證基坑開挖和基礎施工能安全、順利地進行,并不對周圍的建筑物、道路和地下管線等產生危害。
1.5短暫性和區域性
對于整個施工項目而言,深基坑僅僅是一個臨時性的工程結構,能夠為其它工序的施工作業帶來方便,而基坑支護體系的安全指數較低,在施工過程中必須要配合相應的監測觀察,出現問題后必須及時調整以保證施工質量。
遇到不同的土質所采取的深基坑施工方案也不一樣,這是基坑工程區域性特點的表現。如軟粘土地基、黃土地基等工程中采取的基坑施工方案也不相同,這是為了保證施工的有效性,施工方要根據具體的地形制定方案。
2、深基坑的施工技術
2.1前期勘察
工程設計前,建設單位需委托具有相應資質的勘察單位進行地質勘察。深基坑施工前期,施工單位要安排專業的勘察人員到達施工現場調查取樣,并通過收集到的勘察信息制定具體的施工方案,如周邊環境、開挖面積、開挖深度、設備安排等等,最關鍵的是要找準基坑開挖深度及基坑的周邊環境。只有做好這些準備工作,才能保證后期支護方案的優化。
2.2施工方法及施工機械的選擇
首先,應選定主要的施工參數,包括深基坑的支撐形式、幾何尺寸、以及基坑規模等,確定開挖參數及分層開挖的深度等。深基坑開挖方法主要包括逆作法、盆式挖土法、放坡挖土法等。選擇合理的開挖方法,保證基坑開挖方法和順序與施工設計相符。為確保井點降水正常,必須先排水再挖土,挖土高度達到標高后,應及時澆筑底板和墊層,在進行挖掘時,應避免挖掘機沖抓和碰撞,以免挖掘機碾壓到工程支撐梁及工程樁,加強監控點保護,并標明保護標志。應選擇合適的施工機械,確保深基坑工程的施工進度。應根據施工工期及預算挖量等參數作為挖土機械及運輸車輛的選擇依據。在施工過程中,應根據施工進度及現場實際情況,對機械數量及開挖進度進行適當的調整。
2.3施工方案的評審論證
施工方案編制完成后,應組織巖土、安全、施工等方面專家對基坑開挖、支護方案進行論證,評審通過后方可施工。
2.4施工中做好支護技術
深基坑支護應參照基坑開挖深度,采用不同的支撐方式進行支護,并通過回灌技術、井點降水以及挖掘機卸荷等,減少施工工期和投資成本,確保深基坑及周邊建筑的安全性。進行深基坑支護施工時,應充分利用原有支護樁,在符合施工要求的情況下,保留支護樁,節約施工成本。應確保深基坑支護樁施工的可靠性和安全性,以免基坑周圍因降水不當引起土體變形導致周邊管線、道路以及鄰近建筑的沉降過大和不均。應按照施工操作原則進行支護施工,選擇科學合理的施工處理方法,對于不同的深基坑支護,應采用不同的支撐方式,必要時加設內撐,并采用回灌技術或井點降水進行降水處理。
2.4錨桿技術
這一技術的運用能給深基坑開挖創造足夠的空間區域。讓不同的機械設備都能充分運用到基坑開挖操作中,錨桿技術最早運用于中國的北方地區。在車站、商業大廈等大型建筑物中的運用較廣。經過建筑專家的多方檢測,對于錨桿技術施工運用到的工藝、材料等都進行了合理改進,對于施工的安全指數也有了很大的提高。
2.5地下水處理
在深基坑開挖過程中,應保持基坑干燥及邊坡穩定,以免地下積水對施工進度造成影響,或邊坡松動造成事故發生。如基坑土質較軟或出現積水,則會導致工人站立困難,影響施工操作,因此在進行基坑施工時,應做好地下水的處理工作。可采用止水法處理地下水,在基坑周邊設置止水帷幕,防止地下水進入基坑內,可通過地下連續墻、沉井法或灌漿法來達到止水的目的;也可采用排水法處理地下水,如井點降水和明溝排水等,井點降水具有操作簡便,容易掌握的特點,是處理地下水的好方法。井點降水的具體步驟為:在深基坑工程周圍,設置具有滲水作用的井點管,并設置抽水設施,將地下水抽出,直至地下水將至設計高度。井點降水可用于不同形狀的深基坑中,對邊坡具有一定的穩定作用,維持基坑內土干燥可以有效提高深基坑施工效率,從而提高工程質量。
2.6噴漿支護
基坑開挖過程中,按照審批的施工方案,每向下開挖1.5米,需及時進行噴漿處理,以免土體掉落。
3、深基坑施工注意事項
在進行深基坑施工時,施工人員應嚴格按照規范操作,在基坑附近不得停放機械或堆放土料,以免造成基坑坍塌,并應在基坑周圍設置防護欄桿,并懸掛危險標志及密度網,夜間應在基坑周圍設置紅色警示燈。嚴禁施工人員在陡坡及懸壁下休息,為了加強安全防范,在雨天應停止施工作業,雨停后檢查邊坡四周及土壁的穩定性,確保施工安全。
4、結束語
在深基坑的施工中,實際施工管理中要求決策者需要掌握本地區或類似條件下已有的成功的經驗和失敗的教訓,根據特定的工程要求和條件進行綜合考慮,作出安全、可靠、經濟的施工方案,包括圍護結構、支護體系、土方開挖、降水、地基加固、監測和環保的整體施工方案。
參考文獻