时间:2023-03-02 15:08:41
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇深基坑工程,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
一、前言
近年来,在我国经济的迅猛发展下,建筑行业作为关乎国计民生的重要组成部分也得到了迅猛发展,建筑用地日趋紧张,开发和利用地下空间已经是绝大部分开发商的选择,然而这样就必须对深基坑规模和深度的不断拓展,所以,工程建设中要严格做好深基坑施工过程中的监测工作,保证施工安全和工程质量。
二、基坑监测工作的意义
基坑监测就是指在施工工程中或者教师使用的期限内,对深基坑的安全和质量进行监测的工作。对于复杂的工程和环境要求严格的项目来说,很难借助以往的施工经验或者理论来进行合理的监测。现场监测的好处就是可以根据现场的具体情况来做好监测的准备,以便保证施工质量。所以,首先应该根据现场监测的数据来了解深基坑的设计强度,从而设计出合理的施工方案;其次可以在现场监测的过程中了解即将施工的区域内的地下设施,尽量减少对其的影响;最后通过合理的使用现场监测技术也可以在危险发生之前发出危险预警并且得出危险的影响程度,以便施工人员可以做好安全防护和安全补救措施,以便将损失降到最低水平。
三、基坑监测中存在的常见问题
1、土层开挖和边坡支护不配套
常见支护施工滞后于土方施工很长一段时间,而不得不采取二次回填或搭设架子来完成支护施工。一般来说,土方开挖技术含量相对较低,工序简单,组织管理容易。而挡土支护的技术含量高,工序较多且复杂,施工组织和管理都较土方开挖复杂。所以在施工过程中,大型工程均是由专业施工队来分别完成土方和挡土支护工作,而且绝大部分都是两个平行的合同。这样在施工过程中协调管理的难度大,土方施工单位抢进度,拖工期,开挖顺序较乱,特别是雨期施工,甚至不顾挡土支护施工所需工作面,留给支护施工的操作面几乎是无法操作,时间上也无法完成支护工作,以致使支护施工滞后于土方施工。
2、边坡修理达不到设计、规范要求
超挖及欠挖现象的存在。通常情况下,在对深基础进行开挖时,都采用机械开挖以及人工修坡的方法,也就是对挡土支护的混凝土进行初喷施工。在实际开挖的过程中,由于施工管理人员的管理不当,对技术交底不够充分,分层分段进行开挖时出现高度不一,以及机械施工人员的操作不当等因素,造成机械开挖以后,边坡表面平整度及顺直度都不能达到标准。
四、基坑监测在深基坑工程中的实践应用
1、基坑监测内容
(1)坑外土体侧向位移监测
可在基坑外侧距地墙外边缘一定距离的位置(随工程情况而定) 钻孔埋设测斜管, 管径为70mm, 长度超过墙深5m, 埋设的主要目的是监测地墙底部的变形。下管后用中砂密实,孔顶附近再填充泥球, 以防止地表水的渗入, 其与围护墙体侧向位移监测相同。
(2)围护墙体侧向位移监测
在地墙钢筋笼及钻孔灌注桩制作过程中埋入测斜管, 长度同墙(桩) 深, 测斜管管径为70mm。测斜管内壁有二组互成90b的纵向导槽,导槽控制了测试方位。测试时, 测斜仪探头沿导槽缓缓沉至孔底, 经过一段时间恒温后, 自下而上以一定间隔,逐段测出对应方向上的位移。同时用光学仪器测量管顶位移作为控制值。经过平差计算可得各深度的侧向位移值。
(3)地墙墙侧土压力监测
基坑开挖施工中, 由于坑内土体卸载, 导致墙体内外土压力失衡。对坑底以下地墙迎坑面一侧土压力的变化进行监测, 可以有依据地控制开挖速率, 以达到施工安全。安装时, 预先将缝有土应力计的帆布挂帘平铺在钢筋笼表面并与钢筋笼绑扎固定, 挂帘随钢筋笼吊入槽内, 由于混凝土在挂帘的内侧, 利用流态混凝土的侧向挤压力将挂帘连同土应力计压向土层, 并迫使土应力计与土层垂直表面密贴。
(4)支撑轴力监测
当钢弦式测力仪器受力后,同时引发仪器内的钢弦松紧程度变化。测读仪通过测读钢弦振动频率的变化来反映钢弦的松紧程度。当钢弦受力拉伸以后,频率就越高;反之就越低。通过事先的标定系数来计算测点处的应力。一般每组2只钢筋计。支撑梁扎好钢筋后,在设计要求的位置处上、下对称各截去一段约50cm长的钢筋,然后在截去钢筋的位置上将钢筋计焊接上,焊接长度要满足规范要求;也可在设计要求的位置采用绑扎法将钢筋计固定,绑扎长度要满足规范要求。 钢筋计电缆线用细塑料管保护,并固定在钢筋上,然后将各线头引出置于施工不易碰撞处。
(5)地下水位观测
水位管采用外径为Φ55mm的塑料管,测孔用Φ130mm钻机成孔,并用滤水PVC管护壁。钻机成孔,成孔过程中记录地层、初见水位及静止水位,当使用泥浆钻成孔,必须洗井。成孔到预定深度后,下水位管,底部2m为过滤器。在孔内填滤料至孔口1m处,然后用粘土将剩余空段填满。观测孔口保护:孔口高出地面0.1m左右,并加井盖。
2、运用GPS技术进行基坑变形监测
深基坑开挖过程中,由于坑内卸荷致使周围结构因内外压力差值产生位移,造成外侧土体变形,导致灾害事故的发生。目前对土移的实时监测是有效预防基坑变形造成危害的有效技术手段。GPS技术融合了网络、计算机、数据处理、数据分析等多种现代技术,可以自动、实时采集、分析、处理基坑变形数据,实现对测点的三维位移同时测定,在建筑基坑变形、地质灾害监测等领域具有很强的实用性。
GPS 技术应用于深基坑监测同时也存在一定的局限性,最新的基于GPS技术的综合监测系统在科研人员的努力下,不断克服目前的局限。最新的GPS综合系统有基于GPS技术的深基坑变形集成监测系统、深基坑变形监测数据的可视化系统、以3S技术为基础的实时在线分析系统等,这些综合监测系统以单一的GPS监测为技术基础,提高了GPS技术的适应性、可靠性和高效性,更加完善的应用于基坑变形监测中,促进深基坑监测工作的进步。
五、结束语
综上所述,本文主要对基坑监测在深基坑工程中的实践应用进行了具体的分析,在现在建筑业急剧膨胀的时候,建筑工程的质量问题也有待提高,对深基坑工程中的基坑进行监测正是工程质量和施工安全的重要保证。由于深基坑部位的施工, 施工既危险,又较困难,这些都是客观因素。但是可以在施工时发挥人的主观能动性来减小难度,比如做好深基坑处理前的准备工作,根据具体的深基坑情况,来确定合适的处理方案和运用处理技术,这样就可以减少安全事故的发生,从而保证深基坑工程的顺利进行。
参考文献:
一、项目概况
某深基坑工程水文地质条件属于软土地基,地质较差。此类地质若开挖很容易造成基坑涌动,而且基坑南北侧均有建筑物,环境复杂。做好水位与基坑监测是关键。监测布置见图1:
图1 监测布置图
二、监测方案
(1)冠梁顶部水平位移监测
监测仪器采用徕卡ts06,精度 ,在坡顶或桩顶按设计要求,均匀布设监测点,共设置8个水平位移监测点。由于该项目基坑水平位移点离开基准点较远且不通视,故须增设工作基点,这样可使设站不受施工和地形的限制,提高监测精度和工作效率。具体监测方法是选择稳定的a,b点为基准点,0点为工作基点,每次观测时先以a点为测站点,b为后视方向,测定ao的距离及与ab的夹角,再以0点为测站点,oa为后视方向,测定n点至每个监测点的距离及与oa的夹角,通过测角度和距离算得监测位移点偏离基坑方向的距离,而本次与上次距离之差就是偏移量。
通过支护结构桩顶的水平位移变化数据,判断基坑及地下室施工期间基坑支护结构的安全状态,以有效指导信息化施工的目的。
(2)临近道路水平位移监测
监测仪器采用徕卡ts06,精度 ,在道路靠近基坑一侧按设计要求,均匀布设监测点,共设置20个水平位移监测点。针对工程基坑特点,选用小角度法。具体监测方法是选择稳定的a,b点为基准点构成基准线,尸点为位移点,每次观测时以ab为稳定的方向作为起始零方向,通过测角度和距离算得监测位移点至ab方向的距离,本次与上次距离之差就是偏移量。
从而达到通过道路水平位移变化数据,判断道路及地下管线的安全状态,以有效指导信息化施工的目的。
(3)周边建筑沉降观测
测量仪器:ds05水准仪,精度为0.01 mm;共设置14个点,分别布设在邻近建筑物角点和跨中位置建筑物承载柱上。采用高差测量法,以附合或闭合路线在水准路线上联测各监测点,以水准控制点为基准,测算出各监测点标高。同一测点相邻两次标高差即为本次该测点沉降量(向下沉降量为正值):本次沉降=本次高程-前次高程;从第一次沉降量累加至当次沉降量即为该测点累计沉降量,测点的初测高程共测量3次并取其平均值。
通过沉降观测数据,判断基坑及地下室施工期问周边环境及支护结构体系的安全状态,及时提供周边环境信息,可进一步指导施工的目的。
三、监测结果及分析
按照监测方案埋设的监测点位42个,均正常使用,即监测元件的埋设成活率为100%,占工程总量的100%,满足监测工程的需要。
(1)周边建筑沉降监测
根据现场勘查,基坑南侧紧靠一幢建筑,基坑北面约40m处为商铺,根据基坑设计要求对这两栋建筑进行了沉降监测。
1.基坑南侧建筑沉降监测
该建筑距离基坑平均距离约3---4 m,在基坑降水和开挖施工过程中进行了沉降监测,沉降-时间曲线如图2。
图2 基坑监测南侧建筑的沉降一时间曲线
从图2可以看出,从基坑开挖期到底板开始浇筑期间,j1--j6各点的累计沉降量较大,但后来变化量都趋于平稳。原因分析:这段时问开挖位置非常靠近这些点位,沉降量突显,这是由于基坑土体及南侧建筑的荷载作用产生向基坑方向的位移作用,连带产生沉降;但随着开挖到设计标高底板开始浇筑,沉降就慢慢回稳。变化量较突出的点是j1.j2和j3点,由于其靠近基坑,故在开挖过程中必然产生较大压力,但在施工过程中及时进行了监测和预报,施工方也放缓了开挖进度,开挖速度和降水正常化,所以沉降量的累计值和沉降速率均未超过报警值。
2.基坑北侧a建筑沉降监测
建筑距离基坑的平均距离约40m,在基坑降水和开挖施工过程中进行了沉降监测,沉降一时间曲线如图3。
图3 a建筑沉降一时间曲线
从图3可以看出,沉降变化量及累计值较大的为c11 ,c14,、两个点。原因分析:这两点位分别位于建筑的西北和西南角,正好在基坑的中部位置,故受到的影响较大,但由于施工进度和降水正常,所以沉
量的累计值和沉降速率均未超过报警值。
3.基坑北侧b建筑沉降监测
b建筑与a建筑东西并排,且处于a建筑的正西方向,距离基坑的平均距离约40m,在基坑降水和开挖施工过程中进行了沉降监测,沉降一时间曲线如图4。
图4 b建筑沉降一时间曲线
从图4可以看出,沉降累计值较大的点为c23,c22两个点,原因分析:这两点位分别位于b建筑的东北和东南角,相比c21、c24更靠近基坑的中部位置,故受到的影响和沉降量较大,但由于施工进度和降水控制的基本正常,所以沉降量的累计值和沉降速率均未超过报警值。
(2)地下水位观测
基坑回灌井共有6个,选取其中的4个进行监测,并根据水位变化量随时问变化的曲线来判断水位的波动,负值表示水位下降,正值表示水位回升,地下水位一时问曲线如图5。
图5 地下水位一时间曲线
由图5可以看出,在整个基坑施工时段内水位基本呈下降趋势,只在局部出现波动。局部水位下降的主要原因是基坑降水和局部渗漏等情况;局部水位的上升是源于季节性降雨,且降雨对水位变化的影响较大;局部水位陡降主要与地下围护结构的止水效果有关。
(3)水平位移监测
该基坑东西相邻桥涵,南侧紧邻三层建筑,北侧紧邻东西向道路,施工期间对进基坑及其北侧的道路进行了水平位移监测。
1.基坑圈梁水平位移监测
圈梁水平位移一时间曲线见图6。
图6 基坑圈梁水平位移一时间曲线
从图6可以看出:①位移变化最活跃的点分布在11月至第二年的1月这个时间段,原因分析:这段时间正好处于基坑开挖和施工期,符合客观情况;②从点位分布及正负变化可以看出,整个基坑的移动方向向北,并且变化突出的点位是19",18",23",22#点,其中19",18#位于基坑南侧紧靠三层建筑的j2和j1,,监测结果表明19“和18"的位移与j2和j1、的沉降是一致的,符合位移与沉降的变化规律。由于施工中采取了先支撑后开挖及边挖边撑的正确施工工艺,整个过程中位移变化量累计值和速率都在允许范围内。
结果总体评价:从基坑土方开挖到设计标高这个阶段,圈梁顶部各位移监测点的变化量增加较快,其原因主要在于开挖后周围土体产生侧向压力所致,而随着基坑底板浇筑的完成变化量逐渐趋稳。
2.道路水平位移监测
基坑北侧和西侧紧靠道路,对这两条道路监测的时程曲线如图7。
图7 基坑道路水平位移一时间曲线
1 前言
随着城市建设的进行,高层、超高层建筑越来越多,相应的基坑开挖的深度也就越
来越大。基坑工程并作为整个工程非常重要的组成部分,设计优劣常常会对主体工程造成非常大的影响。本文结合工程实例,从基坑设计对主体结构影响方面入手,分析了基坑设计中方案阶段的重要性。
2 工程概况
本工程上部拟建建筑有高层住宅、住宅服务配套用房和纯地下室部分。基坑北侧为一期工程,已施工完毕,两层地下室,打抗拔桩防止地下室上浮,基坑开挖采用钻孔灌注桩加一道水平内支撑的形式。二期工程三层地下室,开挖深度超过一期,同时在地下二层需设置连通口与一期地下室连接。南侧及东侧为市政道路,道路边紧靠用地红线(部分在红线以内)有市政管道需要保护,其中南侧污水管距离基坑非常接近,而且在开挖期间无法迁移,需要进行保护,不能影响正常使用。西侧为市政河道,水位国家高程约为1.900m,河底淤泥厚度大约为1.80m。基坑开挖面积约为12404m2,围护结构约440延米。基坑开挖深度(以自然地坪3.400m为准)纯地下室部分为12.70m,主楼下为15.20m,电梯坑深3.10m。
3 地质条件
拟建场地内主要由第四系湖沼相、海相、冲积相及湖相等地层及下覆基岩构成,上覆盖有厚度不一的素填土,根据勘察结果场地地层自上而下分别叙述如下:
1.杂填土:主要由碎石、块石及建筑垃圾等组成,结构松散。场地大部分布。
2.粉质粘土:俗称“硬壳层”,黄褐色,含铁锰质斑点及条纹,夹灰绿色条纹,中等韧性及干强度、切面较为光滑,状态以可塑为主,往下渐变为软塑。普遍分布。
3-1 淤泥质粉质粘土、粉质粘土:灰色,粉粒含量较高,中等韧性及干强度,切面稍光滑,流塑。普遍分布。
3-2 粉土:灰色,切面粗糙,低韧性及干强度,摇振反应迅速,中密,饱和。普遍分布。
3-3 淤泥质粉质粘土、粉质粘土:灰色,偶有层理构造,粉粒含量较高,局部夹粉砂,切面稍光滑,中等韧性及干强度,无摇振反应,流塑。普遍分布
3-4 粉土:灰色,混少量粉砂,切面粗糙,低韧性及干强度,摇振反应迅速,中密,饱和,分布于场地南端A座和部分连接群楼附近。
4.淤泥质粉质粘土:灰色,深灰色,具
方案二从方便主体结构施工的角度出发,将主楼部分完全空出,将四个不同规模的角撑结合,形成整个支撑平面。该方案的优点是主楼施工最为方便,但是角撑布置不平均,支撑数量较多。通过计算,整个支撑的受力在左下角的角撑相对于整个基坑开挖过于薄弱,如果增加此处的角撑,又影响到主楼的施工,并且开挖面会大大缩小。
方案三采用了角撑结合边桁架的形式,考虑了整个基坑的平面布置,在基坑中部形成了一个椭圆的开挖面。该方案的优点是开挖面大,方便机械施工,节省工期。水平支撑数量少,有利于节省围护造价。对主体施工影响较小,只有少量钢柱会被支撑打断。通过计算调整,该方案可以满足对基坑变形的控制,因此最终确定采用方案三:角撑结合边桁架的支撑形式。
4.3 竖向布置方案的确定
压顶梁位置设置在自然地面以下1m处,第一道支撑及围檩梁标高降到自然地面以下2.95m,第二道支撑及围檩标高在自然地面以下8.50m,这样设置主要考虑了以下几个方面的原因:
1)改善桩身内力分布,减少了桩身变形。
2)支撑布置给机械开挖留有足够空间。
3)最底层支撑位置保证第一段钢柱安装施工空间。
4.4 止水帷幕体系
基坑周边采用?850@600三轴搅拌桩作为止水帷幕,在一期、二期连通口部采用?900@600高压旋喷桩进行全截面处理,防止发生桩缝水土流失现象。
4.5 坑中坑处理
坑中坑开挖深度3.1m,采用三轴搅拌桩进行围护。局部开挖较浅处按1:1放坡开挖。
5 结语
通过本工程方案的比较及确定可以看到,不同的基坑设计方案对工程主体会产生各种影响。基坑围护设计应该尽可能综合考虑各方面因素,使整个围护结构更好地服务于主体结构。
(1)土方开挖过快过多。土方开挖,是施工阶段中最重要的工序,也最容易发生事故的环节,由于在开挖过程中,一般是“边支护边开挖”,若开挖土方过快,支护赶不上进度,则极易因土体不稳定而造成基坑坍塌;同时,如若土方开挖过多,造成超挖,支护结构不能完全支撑土体,也会引发严重的后果。
(2)支护结构施工不规范。在实际施工中,按照规范操作,部分施工过程可能难度较大,不易施工。与此同时,由于基坑施工中大部分都是隐蔽工程,这就给施工单位“偷工减料”带来了机会,给基坑安全埋下了重大的隐患。
(3)降排水不到位不及时。因为地下水的存在,在开挖过程中,如果不能及时降低现场地下水位,排空基坑内积水,一方面会影响施工进度,同时影响土体稳定,也会对基坑的安全产生严重的隐患。
2深基坑工程施工危险源的风险评价
风险评价,以风险识别的结果为依据,对风险发生的可能性及损失的大小,综合其他相关因素全盘考虑,运用评价模型和工具,来确定工程项目总体风险等级,并对各项风险因素的重要程度进行排序。层次分析法是施工风险识别的一种适用方法,层次分析法是在对复杂的决策问题的本质、影响因素及其内在关系等进行深入分析的基础上,利用较少的定量信息使决策的思维过程数学化,从而为多目标、多准则或无结构特性的复杂决策问题提供简便的决策方法。本文运用层次分析法对深基坑工程施工危险源评价排序为:土方开挖过快过多,支护结构施工不规范,降排水不到位不及时。
3深基坑工程施工风险控制
风险控制,是指风险管理人员对项目存在重大风险,制定风险应对措施的过程。主要是在建立风险控制体系,结合项目实际情况,运用风险管理的策略,制定效果明显且行之有效的具体控制措施,尽可能降低风险所造成的负面效应。综上所述,本文构建深基坑工程施工风险控制体系,包括:施工前风险预控、施工中动态风险控制、风险控制后评价三大部分。
3.1施工前风险预控
(1)对已识别的重大危险源,结合专家经验与工程实践制定出针对各重要风险预防控制的技术防范措施及人员监管措施。
(2)针对可能风险事故,制定相应风险后果的应对策略。
(3)将施工中中各环节的重要风险制作成风险清单,将风险清单与相应的应对措施一并发放给相关责任人,引起高度警惕,并定期组织全体人员进行风险管理培训教育。
3.2施工中动态风险控制
(1)根据工程经验及类似深基坑工程事故资料,分析整理总结各监测项目对应的可能的发生风险事故。
(2)根据常规风险事故的原因分析结果,总结得出各监测项目数据发生异常变化最可能的原因,并据此对可能引起数据异常变化的风险因素加以控制。
(3)执行风险控制措施之后,需继续分析监测数据变化,以观察风险是否能被有效控制,以便进行下一步风险控制工作。
3.3风险控制后评价
(1)总结项目风险管理全过程的经验教训,提高项目决策科学化水平,以及施工管理水平。
(2)对项目监督和改进,促使项目施工进程正常化。
(3)积累总结经验,为以后提供实际工程资料,并指导设计。
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
中图分类号:TV551.4文献标识码:A 文章编号:
1 深基坑施工中的影响因素
基坑开挖不可避免地要引起坑内土体的应力释放,基坑开挖土体的空间尺寸的大小直接决定了每步开挖土体释放的压力大小。
1.1深桩对工程的影响在深基坑工程施工中,要充分重视深桩对土质的影响,包括:沉桩外的工程地质条件,特别要注意土的塑性指标及粘粒含量,判断会否发生液化;桩的密度及类型;沉桩时的速度;孔隙水压力变化;沉桩与土方开挖的间隙时间等。
1.2降水对工程的影响在深基坑施工中,常遇到水位较高的情况,往往对坑内外采取降水。目前,降水主要采取轻型井点、喷射井点、深井井点及电渗井点等方法。但在降水过程中,由于含水层内的地下水位降低,土层内液压沉降,使土体粒间应力增加,从而导致地面沉降,严重时地面沉降会造成相邻建筑物的倾斜及破坏,由于水位差增加,易出现管涌,造成工程事故。
1.3土方开挖对工程的影响在城区内施工中,必须考虑到周围建筑物、地下管线、道路等因素的安全。通常会在基坑土方开挖过程中出现墙体水平位移、墙后地面沉降及坑体土体隆起等土移现象。土体开挖必然引起墙体的水平位移,这种位移还受土的蠕变及应力松驰的影响,若基坑开挖深度较大而又来不及支撑,可能就会发生基坑坍塌,或因支护结构不够牢固而造成基坑失稳、墙体水平位移。会引起墙后地面的沉降。在土方开挖过程中,基坑底部土也将发生回弹变形,开挖越深,回弹量就会越大,即发生土体隆起现象。
2 深基坑支护技术要求
在具体的工程实践中,科学设计和处理深基坑支护结构,并采用安全合理的支护技术措施保证深基坑施工至关重要。工程深基坑支护结构的作用是在基坑挖土期间挡土又挡水,以保证基坑开挖和基础施工能安全、顺利地进行,并不对周围的建筑物、道路和地下管线等产生危害。支护结构一般是临时性结构,基础施工完毕后,也就失去作用。因此,支护结构既要确保基础安全、顺利地施工,又要考虑方便施工、经济合理。深基坑支护的基本要求是:技术先进,结构简单,受力可靠,确保基坑围护体系能起到挡土作用,使基坑四周边坡保持稳定;确保基坑四周相邻建(构)筑物,地下管线、道路等的安全,在基坑土方开挖及地下工程施工期间,不因土体的变形、沉陷、坍塌或位移而受到危害;通过排水、降水、截水等措施,使基础施工在地下水位以上进行;经济上合理,保护环境,保证施工安全。施工监测内容:地下水位、邻近建筑物和道路的水平位移、支护结构水平位移及坡顶沉降,预应力锚杆的预应力监测。在支护施工阶段,要每天监测1次,在完成坑开挖,变形趋于稳定的情况下,可适当减少监测次数,直到支护退出工作为止。在施工开挖过程中,基坑顶部的侧向位移与当时的开挖深度之此,如超过2%-5%数值时,应密切加强观察并及时对支护采取加固措施。当发现基坑顶位移超标,地面裂缝较大时,土钉墙部分应采用加密土钉或打预应力土钉的方法解决,桩锚护部分采用补打锚杆的方法补救,严防事态扩大。
3 基坑支护结构类型
基坑支护首先要保证支护结构的安全性,同时也要兼顾经济性和施工便利性。支护结构一般由支挡结构(挡土墙)和支撑(或拉锚)两部分组成,支护结构设计必须根据基坑开挖、地质情况、场地条件、环境条件以及施工条件。通过多方案对比选择,确定安全可靠、技术可行、施工方便、经济合理的支护结构方案,且保证工程的顺利进行,这样就必须了解现行的各种基坑支护方法的优缺点及其适用范围。目前所采用的基坑支护措施多种多样,常用的支护结构类型有以下6种:
3.1水泥土围护墙
水泥土围护墙是采用深层搅拌机就地将士和输入的水泥浆强行搅拌,形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。水泥土围护墙的优点:由于一般坑内无支撑,便于机械化快速挖土:具有挡土、止水的双重功能:一般情况下较经济,并且施工中无振动、无噪音、污染少、挤土轻微,因此在闹市区内施工更显出优越性。水泥土围护墙的缺点:首先是位移相对较大,其次是厚度较大,只有在红线位置和周围环境允许时才能采用。水泥土围护墙主要适用于加固淤泥、淤泥质土和含水量高的粘土、糟质粘土、粉土,对砂土及砂质粘土等较硬质的土的适应性也逐渐被挖掘出来。
3.2旋喷桩所用的材料亦为水泥浆,它是钻孔后将钻杆从地基土深处逐渐上提,同时利用插入钻杆端部的旋转喷嘴.将水泥浆固化剂喷入地基土中形成水泥土桩.桩体相连形成帷幕墙,可用作支护结构挡墙。其截面抗弯刚度、整体性、防水抗渗性能均较好,较经济,而且其施工设备结构紧凑、体积小,机动性强、占地少.但是对于地下水流速过大的地层,无填充物的岩溶地段、永冻土和对水泥有严重腐蚀的土质,由于喷射的浆渡无法在注浆管周围凝固,均不宜采用该法。
3.3钢筋混凝土板桩具有施工简单、现场作业周期短等特点,曾在基坑中广泛应用,但由于钢筋混凝土扳桩的施打一般采用锤击方法,振动与噪音大,同时沉桩过程中挤土也较为严重,在城市工程中受到一定限制。此外,其制作一般在工厂预制.再运至工地,成本较灌注桩等略高。但由于其截面形状及配筋对板桩受力较为合理并且可根据需要设计,目前已可制作厚度较大(如厚度达500mm以上)的扳桩,并有液压静力沉桩设备,故在基坑工程中仍是支护板墙的一种使用形式。
3.4人工挖孔桩
人工挖孔桩是依靠人工开挖成孔,边开挖边施工护壁.在护壁的保护下逐层循环开挖至桩底,成孔后绑扎,下放钢筋笼,浇筑混凝土,最后成桩。人工挖孔桩的优点:节省工程造价,成桩费用低,而且不需要大型机械设备,同时增加工作面容易,只要适当增加劳动力即可加快工期,并且开挖成桩后浇注混凝土,成桩质量好。人工挖孔桩的缺点;受地层条件的限制,不适用于砂性地层及地下水丰富的地层;施工环境差,属于小直径、井下作业:并且劳动强度大,施工安全性差。
3.5土层锚杆支护
土层锚杆在长度上分为锚固段和自由段,锚固段是它在土中以摩擦力形成传递荷载的部分,使用水泥、砂浆等胶结物以压浆的形式注入钻孔中凝固而成的.其中有受拉的锚杆(钢丝束等),上部连接自由段。自由段不与钻孔土壁接触,仅把锚固力传至U锚头处,锚头是进行张拉和把锚固力锚定在结构上的装置,使结构产生锚固力。采用该支护形式可将悬臂式结构厚度减小到最经济的程度:
3.6地下连续墙
地下连续墙是在基坑四周构筑具有相当厚度的钢筋混凝土封闭的墙体,用作基坑内部开挖及施工主体结构时的屏障。地下连续墙具有以下的优点:它可减少工程施工时对环境的影响并且施工时能够紧邻相近的建筑及地下管线施工,对沉降及变位较易控制;地下连续墙的缺点;施工技术要求高,对于弃土及废泥浆的处理问题,除增加工程费用外.如处理不当,还会造成新的环境污染:地下连续墙虽适应的还是软塑、可塑的粘性土层。
4 深基坑施工应注意的其他问题
4.1沉桩施工要充分重视沉桩对土质的影响。对沉桩速度快、施工工期要求紧的密集群桩工程要采取如下相应措施,防止发生工程事故:沉桩时可打设袋装砂井或塑料排水板,或减少孔隙水压力的增高;支护结构设计要考虑因超孔隙水压力对土的影响,为使各项物理力学性质指标取值更加可靠,最好在工程桩结束后,对土体做些原位测试,积累经验,提高工程的设计与施工水平;坑内土方开挖时采取预降水,尤其雨季施工更应注意;采取钻孔取土沉桩以减少挤土造成孔隙水压力增高。
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
中图分类号: TV551.4文献标识码:A文章编号:
1工程概况
营口市北海地区拟建一高层建筑,地下室为一层,基础采用桩+筏板基础.总建筑面积14340.48m2,用地范围内场地基本平坦,场区自然地面平均标高为黄海高程10.800m,建筑物±0.000相当于黄海高程10.500m.沿基坑周边开挖深度为自然地面下12m,基坑开挖面积约1960m2,基坑开挖周长约180m.
2 场地岩土工程地质
拟建场区地貌单元上属Ⅰ级阶地.地形较为平坦,0-3.00m杂填土、3.00-
7.00m淤泥质土、7.00-11.90m粘性土、11.90-15.50m淤泥质土、15.50-25.50m红粘土,
3方案优化
3.1基坑支护方案选择
3.1.1本支护设计目标
本工程位于营口市区,基坑开挖12m、基坑开挖面积约1960m2、周边环境较为复杂.确保支护结构安全,支护结构能够承受开挖后最大限度主动区土体和周边动、静载荷所产生土压力;基坑周边分布有管线及住宅楼、公用设施等.建筑物均对过大沉降和差异沉降敏感.支护设计严格控制支护结构水平变位控制降水等.地下水治理措施对周边环境造成固结沉降或地层损失所引起地面变形,基坑支护保证周边管线及建筑物安全;在满足安全可靠前提下优化支护设计方案做到施工便捷、经济合理.
结合营口地区的地质情况及场地岩土工程地质和基坑特点,根据经验对于挖深10m左右基坑比较可行支护方案为灌注桩排加预应力锚杆、双排桩支护.钢筋混凝土地下连续墙具有挡土、止水兼作地下室外墙等特点,造价较高,施工工序繁杂且需专门大型施工机械;地连墙造价比钻孔灌注桩贵.与地连墙相比钻孔灌注桩加深层搅拌桩是一种较为经济围护方案,通过设置内撑、锚杆、双排桩等来克服钻孔灌注桩围护整体性差、刚度较小弱点.
3.1.2基坑支护方案比选
根据营口地区地址水文状况,基坑形状不规则如采用内支撑方案,支撑结构对土方开挖影响较大且将对地下室施工造成很大影响,对工程进度都将造成较大影响.如采用桩锚支护虽然对地下室施工不造成影响,土方开挖比较方便,但土方开挖必须与锚杆施工交叉进行且锚杆要到达强度后才能进行下层土方开挖,对基坑工期影响较大.
由于锚杆施工质量难以控制且基坑后期变形较大.对于形状不规则类似条件基坑采用双排桩方案进行支护.对于开挖12m基坑安全可靠,土方开挖方便,基坑施工工期短且不影响地下室施工,对缩短工期提供极大便利.地质条件与本工程基本相同附近工程采用双排桩方案进行支护,开挖深度约为14m,比本基坑深度大1.5-2.0m,基坑安全稳定.分析经综合比选决定对该基坑采用双排桩支护,局部采用单排桩+角撑支护结构型式.
3.2基坑地下水处理方案选择
上层滞水处理,对上层滞水可采用明沟排水汇集于积水井后抽排;下部承压水处理,根据场区地水文地质条件,基坑开挖已挖穿隔水层进入含水层.对下部承压水采用多井点深井降水,将承压水位降低到设计所要求地下水位避免基坑范围内承压水头压力可能造成突涌并对基坑周边进行竖向隔渗处理.为使降水对基坑周边环境影响降低到最小,建议基坑在平水-枯水季节施工.
4基坑支护设计
4.1岩土设计参数
根据场地岩土工程勘察报告,与基坑支护设计相关地层岩土设计参数取值如下.
4.2基坑重要性等级确定
根据根据《基坑工程技术规程》规定结合周边环境、岩土工程与水文地质条件,综合确定本基坑重要性等级为一级.
4.3支护结构设计
根据周边环境、岩土工程与水文地质条件,支护桩拟采用钻孔灌注桩:桩径d=800、900mm、1000,桩中心距s=1200、1300mm,沿基坑周边布置;砼强度为C30;支护桩桩顶冠梁设计,为增加支护桩整体刚度,支护桩顶设置钢筋混凝土冠梁1100mm×800mm.支护桩主筋插入冠梁内800mm,砼强度为C30;内支撑梁设计,腰梁、内支撑梁为钢筋混凝土梁,砼强度为C30;内支撑立柱及立柱桩设计,为防止地下室底板渗水,在地下室底板施工时,在各钢立柱与钢筋混凝土底板连接处要设止水带,止水带采用钢板,钢板满焊在钢立柱杆件四周;双排桩支护结构设计,双排桩桩顶设置冠梁、横梁,梁上设置200mm厚钢筋混凝土板增强双排桩整体性.
5 地下水控制设计
根据场区工程地质条件和水文地质条件,基坑处理上层滞水和下部承压水均很重要.地下水稳定水位1.0-1.3m,地下水对混凝土腐蚀性为中等腐蚀,如何控制地下水对施工及混凝土结构影响进行分析.
5.1竖向隔渗帷幕设计
在基坑四周设置水泥土深层搅拌桩技术形成竖向隔渗帷幕,与钻孔灌注桩联合作用既挡土又止水.
5.2地表水处理
对基坑周围3.5m宽地面用厚50mm素砼进行硬化.基坑坡顶四周设置排水沟以截地表水流入基坑;在基坑四周距坡顶3.0m处修筑一条排水沟,截面尺寸300×400mm,混凝土浇筑,按3%坡率流入集水井中统一排入市政排水系统;基坑底部沿坑底四周设置一条排水沟,截面尺寸300×300mm混凝土浇筑并布置一定数量集水井以抽排坑内水.
5.3钢筋混凝土防护
针对地下水对混凝土腐蚀性为中等腐蚀,设计中采用基础底部设置耐腐蚀垫层或者基础表面涂两遍冷底子油,沥青胶泥两遍或环氧沥青厚浆型涂料两遍,基础梁及-0.300m以下框架柱表面贴布两层或贴沥青玻璃布两层或涂环氧沥青厚浆型涂料两层(耐腐蚀垫层可采用碎石罐沥青或沥青混凝土,厚度不应小于100mm).
6 结论
通过对营口市北海地区高层建筑工程地下室基坑工程设计进行分析,营口地处软土地区,深基坑开挖具有一定困难,本文针对该工程深基坑设计方案进行优化分析选择最佳方案,在基坑支护设计方面支护桩采用钻孔灌注桩,支护桩桩顶设计冠梁,内支撑梁设计,对地下水控制进行分析,确保工程在施工中满足安全、质量要求.在深基础设计中要充分考虑
参考文献
[1]刘义建,刘勇健.深基坑支护方案最优决策方法研究[J].基建优化,2002,23
(6):46-47.
[2]徐杨青.深基坑工程设计的优化原理与途径[J],岩石力学与工程学报2001
(2),248-251.
1百花齐放的基坑支护结构类型
经过工程实践的筛选,形成了适合于不同地质条件和基坑深度的经济合理的支护结构体系。
水泥土搅拌桩和土钉墙是我国目前的5m以内,后者乃至10m以内首选的支护形式,土层条件好时,15m左右基坑亦经常使用。前者既能挡土又能挡水,后者较多地应用于地下水位较低或者地下水位能够被疏干降低的场区。水泥土搅拌桩有好几种布置型式:实体式、空腹式、格构式、拱型或拱型加钻孔灌注桩,既可以浆喷也可以粉喷。土钉墙可以单独使用,也可以与其它支护型式联合使用。
对于5-10m深软土基坑,常采用钻(冲、挖)孔桩、沉管灌注桩或钢筋砼预制桩等,并可作各种布置,如需防渗止水时,则辅之以水泥土搅拌桩、化学灌浆或高压注浆形成止水帷幕,有时亦用钢板桩或H型钢桩。
当基坑深度大于10m时,可考虑采用地下连续墙,或SMW工法连续墙,并根据需要设置支撑或锚杆。
遇特殊结构物(如地铁盾构的工作井、排水泵站、取水构筑物等)则采用沉井或沉箱。在建筑物基坑中也有用沉箱的。上述基坑支护体系选型完全是在近二十年中在大量的工程实践中逐渐形成的。它与国外及港台地区常倾向于采用地下连续墙有所不同。诚然,地下连续墙的优越性早已为世界公认。在大深度基坑和复杂的工程环境下非它莫属。唯其造价较高,需综合考虑。
迄今为止,上海已在高层建筑和地铁车站等数十项工程中应用地下连续墙支护技术,广州、北京、深圳、天津、福州、杭州等地都在应用中取得了良好效果。为了提高经济效益,地下连续墙有时兼作地下室外墙,甚至可作为主体结构的承重墙,同时承受竖向与水平向荷载。当今中华第一高楼上海金茂大厦(地上88层,地下3层)以及天津的金皇大厦(地上47层,地下3层)等都是按地下连续墙兼作上部结构承重墙设计的。
SMW工法连续墙在近年应用以来,普遍认为其性能良好,造价适宜。但我国尚缺乏自制的能用于大深度的专用机械。武汉、上海已从日本引进SMW工法专用机械,正在推广使用。在此基础上研制了减磨擦剂,能将加劲钢材拔出后重复利用,更可以降低造价。
2逆作法施工技术
最早的逆作法施工技术应用于上海电信大楼(地下3层),其后如上海特种基础科研楼(地下2层)、上海人民广场地下变电站(基坑深23.8m,直径64m,为我国最大直径圆筒形地下连续墙)、上海延安东路隧道1号风塔、福州世界金龙大厦(地下3层)、上海恒积大厦(地下4层)、天津紫金花园商住楼(地下3层)、北京地铁大北窑车站、上海地铁黄陂路车站、陕西路车站、常熟路车站等,均以地下连续墙为挡土墙兼作地下室外墙,采用逆作法施工。也有因地制宜而采用“半逆作法”施工者,如天津劝业场新大厦等(先明挖一部分土方)。
此外,还有以钻孔桩作为挡墙而采用逆作法施工的工程,例如:北京地铁永安里车站、抚顺宾馆(地下2层)、石家庄站前地下商场(2层)、哈尔滨奋斗路地下商业街(2层)等。
逆作法施工可缩短基坑开挖和支护结构大面积暴露的时间,改善支护结构受力性能,使其刚度大为增强,节省支撑或锚杆的费用,使支护结构的变形及对相邻建筑物的影响大为减少,从而使总造价降低,一举多得,是一种先进的施工作业方法。
3一些新的支护结构经试用取得成功
例如:“闭合(或非闭合)挡土拱圈”、“拱形水泥土槽壁结构”、“连拱式支护结构”、“桩——拱围护体系”等。
“闭合挡土拱圈”用钢筋砼就地灌筑,适合于基坑周边场地允许挡墙在水平向起拱之处。拱圈矢高f>0.12L(基坑边长)。拱圈可由几条二次曲线组成(曲线不连续),也可以是一个完整的椭圆或蛋形拱圈(曲线连续)。作用在拱圈上的土压力大部分在拱圈内自身平衡。
“闭合挡土拱圈”不需要深入至基坑底面以下,也不需要从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内配置,并可分若干道施工,每道高2m左右。当基坑周边局部因场地限制而不能采用闭合拱圈时,可采用“非闭合拱圈”,而局部采用排桩或其他支护结构,组成混合型支护体系。采用“闭合”或“非闭合”拱圈,需注意验算整体滑移和坑底隆起。
拱圈有时尚需采用水泥土搅拌桩或化学灌浆等方法形成止水帷幕。但即使如此,其造价仍低于一般的桩墙支护结构。已在广州、珠海、深圳等地6~12m深基坑中应用,比一般桩墙结构降低造价约50%.
4支撑体系出现了多种型式
目前常用的支撑体系按其受力性能和形状大致可分为:单跨压杆式、多跨压杆式、双向多跨压杆式、水平桁架式、水平框架式、竖向斜撑、平面斜角撑、井字撑与斜角撑结合、大直径环梁与辐射状支撑相结合,或与周边桁架相结合等;同时可充分发挥圆形、椭圆形、抛物线形和拱杆的力学性能,从中采用其中一种或多种形状相结合的形式。支撑体系出现了多种型式,可根据不同的基坑形状、平面尺寸、开挖深度、施工方法等需要,灵活地进行设计。
上海虹桥万都大厦多边形基坑采用直径92.3m的环梁与周边框架相结合的支撑体系,是迄今国内最大的环形支撑体系。此类体系能将不均匀的径向土、水压力转化为环向压应力,使支护结构处于最佳受力状况,在限制土体变形方面也能获得最佳效果。为避免整个体系向上拱起而失稳,将整个体系设计成锅底形,使环梁的标高低于坑周圈梁。同时,对支撑体系的温度应力不能忽视。
5锚杆技术
锚杆技术以其能为基坑开挖提供较广阔的空间优势,在我国从北到南相继获得应用。
自早年北京地铁西直门车站、北京京广大厦等及上海太平洋大饭店、上海展览中心北馆等分别在北京粉细中砂地层和上海饱和软粘土地层作了系统的测试研究后,各地对其施工工艺、材料选用,乃至拔除方法等又分别作了深入研究。上海、天津先后提出了二次注浆技术、干成孔注浆技术等,有利于在饱和软土中推广应用。近年施工有许多成功的实例。
目前锚杆施工工艺领先于其设计理论。但因施工不当,在东北等地曾发生了若干起严重事故,应予重视。
6土体的加固
对软土基坑,特别是深大而周围环境条件严峻的基坑,在基坑内外一定范围进行土体加固,可取得防止隆起、稳定坑壁、减少位移、保护环境的良好效果。
1引言
我国城镇化进程的加快使得城市有限的土地资源变得越来越紧缺,为了缓解人口的大量增加与稀缺的土地资源之间的矛盾,高层建筑、超高层建筑越来越多。为了解决地基沉降的问题,高层建筑的建设需要建立在深基础、大基础之上,而深基坑在开挖的过程中必须充分考虑施工场地的地下管道、道路以及周围的建筑物、地下水水位改变等因素。为了保证施工的顺利进行,必须采取必要的深基坑支护技术。深基坑支护技术不仅关系着工程建设的质量,影响着工程建设的顺利进行而且关系着施工人员的生命财产安全,所以,在工程建设的过程中要根据工程建设的实际特点选择合适的支护技术。
2岩土工程中常见的深基坑支护技术
2.1钢板桩支护技术
钢板桩相互连接之后形成的钢板桩墙可以有效地阻挡沙土与水,又因为其施工难度也较低,所以钢板桩支护技术在施工过程中的应用比较普遍。但由于钢板桩支护在施工的过程中噪声较大,所以在施工的过程中会对周围的环境造成一定的影响。此外,由于钢板桩自身具有一定的柔性,在施工的过程中容易发生变形,如果在支护上出现问题会带来意想不到的后果,所以在基坑深度大于7m时不宜采取这种方式。
2.2土钉墙支护技术
土钉墙支护技术是在基坑土坡的表面铺设钢筋网后再向钢筋网喷射混凝土面层,同时,通过已经深入到基坑侧面土体中的土钉与边坡土体紧密结合,从而达到加固边坡使其稳定的目的[1]。这种情况之下,土钉与混凝土面层形成有效的受力体系后产生了很好的挡土功能。但需要注意的是,在开挖过程中需要遵循分层开挖、分层支护的原则,并且还需要做好混凝土面层和土钉的养护工作。土钉墙支护技术往往适用于无地下管网、地下水位以下的边坡支护,不适用于淤泥土的支护。
2.3灌注桩支护技术
灌注桩支护技术是指利用专门的钻孔机械设备钻出桩孔后将混凝土浇筑在桩孔内生成灌注桩的技术,是目前岩土工程深基坑支护技术中最常见的1种技术形式。灌注桩支护技术在施工的过程中必须保证钻机钻孔之前施工场地是平整的,在做好排水沟的开挖工作后进行试桩成孔确定好轴线的定位点、水准点,做好防线定桩位。在钻孔的过程中,还需要做好水泵设备、桩架的安装工作,然后埋设孔口护筒,充分发挥孔口护筒保护孔口、存储泥浆等作用。
2.4喷锚支护技术
喷锚支护技术综合了钢筋网喷射混凝土锚杆和土层锚杆两者的优点,具有稳固、安全的特点。钢筋网喷射混凝土锚杆主要是指锚杆在高速喷射的情况下喷射到已固定的钢筋网支护上,进而使得支护土体与喷层发生嵌固效应。锚杆固定后在土体内与土体之间形成了复位,从而有效地提高了土体的强度和整体性,并且有效控制了位移现象的发生。
3岩土工程深基坑支护中的常见问题
岩土工程深基坑支护技术在长期的发展过程中积累了一定的经验,但仍然存在着一系列的问题,具体表现如下。
3.1土层开挖和边坡支护不配套
通常情况下,深基坑支护施工要滞后于土方开挖施工很长一段时间,在进行支护施工时必须采用二次回填或搭设架子的方式来完成。土方开挖工程工序简单、技术含量低、施工组织和管理难度小。而支护工程工序复杂、技术含量高、施工组织和管理的难度较大。所以在工程的建设施工过程中,土方开挖工程与支护工程多是由不同的施工队伍来完成的,这就会导致土层开挖和边坡支护不配套现象的出现。土方施工单位往往为了抢进度,开挖顺序较为随意,不注重给后期支护施工留充足的工作面,这就使得后期的支护施工不能顺利进行。
3.2边坡修理不符合要求
深基坑在进行开挖时通常使用机械开挖,在机械开挖、人工进行简单边坡修理后就开始进行支护施工。但在实际开挖中,技术交底不到位、施工管理较为松散、分层分段开挖高度不一致等因素的存在都会导致边坡表面不平整,需要对边坡进行修理。但受到种种因素的制约,边坡修理往往不能符合工程建设的要求,使得挡土支护后常常出现欠挖、超挖现象。
3.3注浆不到位、土钉或锚杆的受力不能达到相关的设计要求
深基坑支护所用土钉或锚杆通常使用钻孔直径为100~150mm的钻机成孔,孔深从五六米到二十多米不等,钻孔所穿过的土层质量也不一样[2]。在这种情况之下,如果不对土体的情况进行细致的研究,会出现出渣不尽的现象,残渣沉积不仅会影响注浆的进行还会出现孔洞坍塌的问题。除此之外,如果注浆时配料不标准、操作不规范还会造成土钉或锚杆的受力不能达到相关的设计要求,严重影响工程质量。
4岩土工程中深基坑支护技术的施工要求
4.1合理选择深基坑支护技术形式
如前文所述,深基坑支护有很多常见的技术,但每一种技术的优势和适用范围是不同的,所以,在深基坑支护技术的使用过程中要根据工程特点,合理选择深基坑支护技术形式,切忌盲目使用。合理的深基坑支护技术能够有效保证施工安全,提高施工质量。
4.2明确深基坑支护工程的性能要求
深基坑支护施工能够有效提升地基的稳定性和承载能力,但在深基坑支护技术的施工过程中,深基坑支护工程的性能还有着其他的要求,比如说基坑的防水作用、基坑四周的稳定情况等。因此,明确深基坑支护工程的性能要求能够有效提高支护工程的施工水平和质量,促进施工的安全进行。
4.3合理设计深基坑支护施工方案
在确定深基坑支护的施工形式后需要合理设计深基坑支护施工方案。在进行方案设计时,要充分考虑基坑开挖的各个影响因素并对其进行有针对性的分析,比如建筑物的占地面积、基坑的边缘距离、地基的地质条件等[3]。
5提高岩土工程深基坑支护技术的具体措施
5.1加强观测力度
在岩土工程的深基坑支护施工过程中应该加强对地下管线、基坑边坡等的观测力度,并且在观测结束后及时将施工前的观测数据与施工过程中的观测数据进行对比。在对比后如果发现两组数据存在着冲突,应当根据实际情况及时进行分析解决,确保工程安全和工程质量。在基坑支护过程中数据的准确获得对于整个工程的顺利进行会产生非常大的影响,所以在施工过程中加强观测力度对于整个工程质量的提高具有非常重要的现实意义。
5.2加强施工管理控制
在岩土工程的深基坑支护施工中,需加强施工管理控制,对于在施工过程中出现的一系列问题及时发现、及时解决。在施工前,要做好设计方案,规划施工进程,确保施工可以正常开展。在施工过程中,应该根据施工的任务和目标,遵循深基坑开挖的原则,实行分层、分段开挖与支护,避免不规范开挖现象的出现[4]。
6结语
经济社会的发展使得建筑工程的复杂程度越来越高,其对岩土工程深基坑支护技术的要求也越来越高。深基坑支护技术发展潜力巨大,我们应该加强对深基坑支护理论和支护技术的研究,从而促进我国建筑事业的进一步发展。
【参考文献】
【1】余良武.岩土工程深基坑支护方案探析[J].低碳世界,2017(5):188.
【2】杨文方.岩土工程深基坑支护技术应用探微[J].中国设备工程,2017(13):152.
2影响建筑深基坑安全隐患因素
2.1地质水文基坑降水位就是要判断
地下水位的标高情况。在软土基地,由于软土的天然含水量,会导致周围地下水的升高,如果不能在施工进行之前采取有效的地下水控制,有可能会出现涌水、涌砂等情况,影响到基坑周边环境,更甚者还可能会因为土体失稳而引发工程事故。
2.2地下管线
地下管线是城市赖以生存的重要通道,如果没能事前探查清楚管线的位置,很容易在施工过程中造成毁坏管线的事故。
2.3周边建筑道路道路周边设施
安全作为基坑周边施工安全控制的重点,必须要进行细致观测,防止因基坑开挖引起基坑周围道路或者建筑物的变形和破坏。
2.4施工方案
施工方案作为安全控制的源头,关系着基坑施工的成败,因此需在项目施工前对施工工程进行勘察,保证勘察资料的准确性和完整性,并有针对性地编制专项方案,保证工程的安全。
2.5基坑支护
基坑支护是深基坑施工的关键,对基坑支护进行监理也是保障整个深基坑安全的环节。我国当前的开挖工程大多统一采用止水效果好、环境干扰少、墙体刚度高的支护。虽然此类支护有不少的优点,但是其过于垂直的钢筋笼制作在下放不正确时容易引起钢筋笼卡槽,对维护效果产生干扰。因此针对不同的施工项目需选择不同的支护进行保护。
3建筑深基坑工程中施工监理操作要点
3.1加强施工前期的监理要点
1)注重选择基坑工程监管人员。由于深基坑工程是一项技术含量高、风险大的系统工程。因此也就决定了基坑工程监理人员除了要熟悉和掌握有关国家、行业和地方的相关标准和设计文件外,还必须具备一定的专业知识、组织协调能力以及工程实践经验,这样才能有效处理施工中出现的各种问题,保证监理工作的顺利进行。
2)制定详细的基坑工程监理细则。监管单位应该对每项实施监管的工程,从工作的流程、控制要点、具体方法等进行详细的监理细则编制,并用于项目施工过程中的指导,确保各项工作都处于受控状态,保证工程的顺利实施。
3)对基坑工程施工方案进行审查。在施工之前,监理工程师应该对施工项目的难点进行针对性、正确性的审查。例如,土方开挖的设计是否合理;是否有确保施工安全的应急方案;各部门人员是否能满足本工程需要等。
4)严格把控工程施工的条件。在工程开工前,监理人员必须要对施工设备、施工方法(施工方案和工艺)、施工材料、施工人员等影响因素进行全面的控制,并重点对工程所需的原材料、半成品的质量进行检查和控制。
3.2施工过程中的监理操作重点
1)钻孔灌注支护桩的施工监理:支护桩在整个施工过程中要承受来自水平方向的压力,保护着施工的开展。因此要从桩长、桩径、混凝土强度等方面进行综合考虑。
2)锚杆施工质量的监理:对于锚杆施工的监理,一般主要从锚孔、锚杆安装、灌浆、锁定四个部分进行监理。首先看锚出的孔是否符合设计要求;其次是检查孔深和直径是否满足设计需要;再次是注浆导管是否能承受注浆压力;最后要检查注浆质量是否达到要求,如果达不到要求应采取二次注浆法进行补充,保证质量。而当锚固体达到一定强度后要进行张拉试验、检测其强度(质量)。
3)降水井施工质量的监理。降水井施工质量的好坏对基坑工程的安全有着决定作用,因此要对降水井的井径、井深、水泵的质量等进行检查,同时也要注意做好水泵电缆、过滤尼龙网等工作的保护措施,只有确保各方面都满足设计要求才能投入使用。
4)基坑土方开挖过程的监理。在进行土方开挖时,必须做好从旁监理工作,加强基坑监理,保证施工方按照施工方案进行合理挖掘;严格按照“开槽支撑,先撑后挖,分层开挖,严谨超挖”的土方开挖原则;在挖至立柱桩、工程桩时,在桩体周围均匀、对称开挖,确保工程桩、立柱桩不被挤压偏位;土方开挖期间必须严格按照要求留设挖土坡度;经常测量和校核坑基边坡度,避免欠挖或者超挖情况的出现;挖土期间严禁重型车辆、机械在基坑边缘行走,保证基坑边的安全。一旦基坑周边环境发生变化或者基坑本身出现变形的情况,应该立即停止土方开挖,并及时通报检测情况,增加检测频率,启动应急方案,以确保基坑的安全。
3.3施工完成后的操作要点
1)重视施工检测和验收工作。事后验收是质量控制中最后的补救措施。因此检测单位必须确定具体的检测内容,对完成的检验批、分项工程等进行检查评定验收,并收集和整理好监理过程中形成的文件资料、跟踪落实验收过程中提出的需要整改的问题,保证工程的质量。
2)重视事故的处理工作。对于已经发生的事故,监理工程师必须充分配合处理,及时提出实质性的处理方案,吸取教训,杜绝此类工程事故的发生。
3)加强对拆除工作的监理。监理人员必须做好拆撑的监测工作。严格限制拆除工作的过早开展,保证拆撑工作按部就班进行。当检测发现异常时,应立即暂停或减缓拆撑速度,并研究解决对策。
4建议基坑施工是个隐蔽的工程
因此除了在施工过程中对操作要点进行全方位的监理外,还必须从施工的外部环境入手进行控制。例如,依靠市场的力量,加强监理市场的执法监察,规范和治理监理市场;落实监理工作的岗位责任制,解决监理工程师空挂名的问题;适当提高监理价格,保证监理服务的优质优价;不断提高基坑工程从业人员的业务水平和工作能力,使之成为一专多能的复合型人才;实行基坑工程专项监理制,保证监理的针对性和科学性等。
对于各种建筑物基础及地下管线施工时,当基坑深度较大或周围场地较狭窄时,一般都需采用基坑支护后才能开挖。深基坑工程施工技术虽已取得不少成功经验,但在实际施工过程中仍存在一些问题需进一步研究或提高,以适应经济新常态的发展要求。
1、深基坑的特点
1.1风险性大
深基坑工程是个临时工程,安全储备相对较小,因此风险性较大。由于深基坑工程技术复杂,作业困难大,涉及范围广,事故频繁,因此在施工过程中应进行水平位移及沉降监测,并应设置应急措施。深基坑工程造价较高,但因是临时性工程,一般不愿投入较多资金,一旦出现事故,造成的经济损失和社会影响又往往十分严重。
1.2环境效应
该工程北临陇海铁路,东临现有下穿式箱涵立交,西侧为现有建筑物。地质状况为上部为粘土,下部为砂砾石。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。深基坑工程的开挖,必将引起周围地基中地下水位变化和应力场的改变,导致周围地基土体的变形,对相邻建筑物、构筑物及市政地下管网安全及正常使用产生影响,大量土方开挖及运输也对基坑安全产生影响,所以应注意其环境效应。
1.3支护工程的事故隐患大
深基坑支护工程技术较复杂,而且当基坑支护失效时,会造成邻近建筑物、地下管线等开裂而引发工程纠纷,甚至出现严重的破坏,造成重大的经济损失及人员的伤亡。因此,在具体的工程实践中,科学设计和处理深基坑支护结构,并采用安全合理的支护技术措施保证深基坑施工至关重要。工程深基坑支护结构是在基坑挖土期间挡土又挡水,以保证基坑开挖和基础施工能安全、顺利地进行,并不对周围的建筑物、道路和地下管线等产生危害。
1.5短暂性和区域性
对于整个施工项目而言,深基坑仅仅是一个临时性的工程结构,能够为其它工序的施工作业带来方便,而基坑支护体系的安全指数较低,在施工过程中必须要配合相应的监测观察,出现问题后必须及时调整以保证施工质量。
遇到不同的土质所采取的深基坑施工方案也不一样,这是基坑工程区域性特点的表现。如软粘土地基、黄土地基等工程中采取的基坑施工方案也不相同,这是为了保证施工的有效性,施工方要根据具体的地形制定方案。
2、深基坑的施工技术
2.1前期勘察
工程设计前,建设单位需委托具有相应资质的勘察单位进行地质勘察。深基坑施工前期,施工单位要安排专业的勘察人员到达施工现场调查取样,并通过收集到的勘察信息制定具体的施工方案,如周边环境、开挖面积、开挖深度、设备安排等等,最关键的是要找准基坑开挖深度及基坑的周边环境。只有做好这些准备工作,才能保证后期支护方案的优化。
2.2施工方法及施工机械的选择
首先,应选定主要的施工参数,包括深基坑的支撑形式、几何尺寸、以及基坑规模等,确定开挖参数及分层开挖的深度等。深基坑开挖方法主要包括逆作法、盆式挖土法、放坡挖土法等。选择合理的开挖方法,保证基坑开挖方法和顺序与施工设计相符。为确保井点降水正常,必须先排水再挖土,挖土高度达到标高后,应及时浇筑底板和垫层,在进行挖掘时,应避免挖掘机冲抓和碰撞,以免挖掘机碾压到工程支撑梁及工程桩,加强监控点保护,并标明保护标志。应选择合适的施工机械,确保深基坑工程的施工进度。应根据施工工期及预算挖量等参数作为挖土机械及运输车辆的选择依据。在施工过程中,应根据施工进度及现场实际情况,对机械数量及开挖进度进行适当的调整。
2.3施工方案的评审论证
施工方案编制完成后,应组织岩土、安全、施工等方面专家对基坑开挖、支护方案进行论证,评审通过后方可施工。
2.4施工中做好支护技术
深基坑支护应参照基坑开挖深度,采用不同的支撑方式进行支护,并通过回灌技术、井点降水以及挖掘机卸荷等,减少施工工期和投资成本,确保深基坑及周边建筑的安全性。进行深基坑支护施工时,应充分利用原有支护桩,在符合施工要求的情况下,保留支护桩,节约施工成本。应确保深基坑支护桩施工的可靠性和安全性,以免基坑周围因降水不当引起土体变形导致周边管线、道路以及邻近建筑的沉降过大和不均。应按照施工操作原则进行支护施工,选择科学合理的施工处理方法,对于不同的深基坑支护,应采用不同的支撑方式,必要时加设内撑,并采用回灌技术或井点降水进行降水处理。
2.4锚杆技术
这一技术的运用能给深基坑开挖创造足够的空间区域。让不同的机械设备都能充分运用到基坑开挖操作中,锚杆技术最早运用于中国的北方地区。在车站、商业大厦等大型建筑物中的运用较广。经过建筑专家的多方检测,对于锚杆技术施工运用到的工艺、材料等都进行了合理改进,对于施工的安全指数也有了很大的提高。
2.5地下水处理
在深基坑开挖过程中,应保持基坑干燥及边坡稳定,以免地下积水对施工进度造成影响,或边坡松动造成事故发生。如基坑土质较软或出现积水,则会导致工人站立困难,影响施工操作,因此在进行基坑施工时,应做好地下水的处理工作。可采用止水法处理地下水,在基坑周边设置止水帷幕,防止地下水进入基坑内,可通过地下连续墙、沉井法或灌浆法来达到止水的目的;也可采用排水法处理地下水,如井点降水和明沟排水等,井点降水具有操作简便,容易掌握的特点,是处理地下水的好方法。井点降水的具体步骤为:在深基坑工程周围,设置具有渗水作用的井点管,并设置抽水设施,将地下水抽出,直至地下水将至设计高度。井点降水可用于不同形状的深基坑中,对边坡具有一定的稳定作用,维持基坑内土干燥可以有效提高深基坑施工效率,从而提高工程质量。
2.6喷浆支护
基坑开挖过程中,按照审批的施工方案,每向下开挖1.5米,需及时进行喷浆处理,以免土体掉落。
3、深基坑施工注意事项
在进行深基坑施工时,施工人员应严格按照规范操作,在基坑附近不得停放机械或堆放土料,以免造成基坑坍塌,并应在基坑周围设置防护栏杆,并悬挂危险标志及密度网,夜间应在基坑周围设置红色警示灯。严禁施工人员在陡坡及悬壁下休息,为了加强安全防范,在雨天应停止施工作业,雨停后检查边坡四周及土壁的稳定性,确保施工安全。
4、结束语
在深基坑的施工中,实际施工管理中要求决策者需要掌握本地区或类似条件下已有的成功的经验和失败的教训,根据特定的工程要求和条件进行综合考虑,作出安全、可靠、经济的施工方案,包括围护结构、支护体系、土方开挖、降水、地基加固、监测和环保的整体施工方案。
参考文献