时间:2023-03-10 15:04:08
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇基坑施工总结,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。
1、工程概况
某高层建筑基坑最深处达-20m。该区位于II级阶地,出露的地层主要为杂填土、硬塑状粉质粘土层、全风化泥质粉砂岩、强风化泥质粉砂岩、中等风化泥质粉砂岩层,其主要建筑物基础置于强风化~中等风化泥质粉砂岩层;该区地下水赋存形式为潜水和上层滞水,回填土含水量比较丰富。
基坑开挖后发现深度6米处为粘土和风化岩的分界线,岩层基本走向为由北向南倾斜约45度角,局部位置岩层深度及走向不规则。
基坑土方采用机械分层开挖辅以人工修整边坡的方式进行,由4台1m3反铲和相配套的自御汽车外运。本工程石方开挖量大,开挖深度在4~23m之间,因爆破点距民房及市内交通主干道较近,为确保安全,离基坑开挖边线2m范围外的石方采用浅孔微差挤压爆破,离基坑开挖边线2m范围内的石方采用光面控制爆破。由于受沿江北路的限制,基坑南边不能按大放坡开挖,从技术先进、经济合理、安全可靠和方便施工等各方面综合考虑,本工程决定采用陡坡开挖临时性土钉支护的施工方法,所有土方边坡均按1:0.75放坡,所有石方边坡均按1:0.25放坡。
2、加固机理
土钉墙由被加固土体、放置在土中的土钉体和面板组成。由于土体的抗剪强度较低,抗拉强度更小,因而自然土坡只能以较小的临界高度保持直立。而当土坡直立高度超过临界高度,或坡面有较大超载及环境因素等的改变,都会引起土坡的失稳。土钉墙技术是在土体内放置一定长度和分布密度的土钉体,与土牢固结合而共同工作,以弥补土体自身强度的不足,增强土坡坡体自身稳定性,它属于主动制约机制的支挡体系。土钉墙在承受荷载过程中不会发生如素土边坡那样的突发性塌滑,它不仅延迟了塑性变形发展阶段,而且具有明显的渐进性变形和开裂破坏,它一方面体现了土钉与土界面间阻力的发挥程度,另一方面,由于土钉与土体的刚度比相差很大,所以在土钉墙进入塑性变形阶段后,土钉自身作用逐渐增强,从而改善了复合土体塑性变形和破坏性状。
根据地质状况,通过土钉加固起到以下三个方面的作用:一、通过钻孔后压力注浆充填风化岩裂隙,使破碎岩层形成整体以利于边坡稳定;二、通过土钉的锚固力防止边坡局部失稳;三、通过土钉墙的挂网护面防止边坡碎块滑落,并对边坡面形成封闭,防止雨水进入土层并软化岩石,有利于边坡稳定。
3、土钉支护的施工
3.1 施工准备
为使边坡加固施工顺利进行,确保工程质量及避免施工中发生安全事故,在正式施工前应做好以下工作:
(一) 根据喷射砼、钻孔、安装土钉、注浆的不同工艺要求搭设单排、双排及多排加强型脚手架。
(二) 对进入现场的所有机具设备进行检修,使之处于正常工作状态。
(三) 对现场施工所用的原材料进行检验,符合要求才能使用。
(四) 对现场施工人员进行技术交底和安全教育。
(五) 本工程主要施工人员及设备配备见下表:
3.2施工工艺流程
基坑开挖修整边坡搭设脚手架定位成孔
安装土钉压力注浆铺设钢筋网土钉锁定
安装泄水管喷射砼。
3.3施工方法
(1)基坑开挖
土钉墙施工是随着土方开挖分段分层施工,每层施工长度约20m,每层开挖深度不超过2.5m。在完成上层作业面的土钉与喷砼以前,不得进行下一深度的开挖。
(2)边坡修整
爆破并用反铲挖土后辅以人工修整坡面,使其达到要求的坡度和平整度,以便喷射砼施工。
(3)搭设脚手架
采用钢架管搭设脚手架,上铺竹跳板。脚手架宽度为2~3m,
脚手架步距为土钉垂直间距,顶层竹跳板与钻孔处的高差约50cm。
(4)土钉加工
按设计要求的长度、数量加工下料,焊接定位托架,每两米一道,长度超过定尺的钢筋采用对焊边接。
(5)钢筋网加工
按要求的尺寸在现场直接纺织钢筋网,采用Φ6 @250Χ250布网,钢筋网与土钉的
连接通过Ф14的加强筋连接。
(6)钻孔
钻孔前在坡面上按设计要求孔距放线定出孔位,采用XU-1型回转地质岩心钻机成孔,孔径120mm,与水平面夹角15度,孔深超过土钉长度0.3m,第一排土钉距坡顶2m。钻孔时边钻边用水清孔,钻至设计孔深后将孔内残留及松动废土清除干净。
(7)安装土钉并注浆
成孔后及时插入土钉并注浆,可采用重力、低压(0.4~0.6MPa)或高压(1~2MPa)的方法注浆填孔。本工程采用低压注浆,土钉距孔底0.3—0.5m,在孔口处设置简易止浆装置代替止浆塞,简易止浆装置见右图。注浆时在止浆塞上将注浆管插入注浆口,注浆管深入至孔底5―1.0m处。注浆管连接注浆泵,边注浆边向孔口方向拔管,直至孔口有水泥浆溢出时,改由简易止浆装置软管注浆,注满为止。
为防止水泥浆在硬化过程中产生干缩裂缝,保证浆体与周围土壁的紧密结合,可掺入一定量的膨胀剂,本工程采用万分之一的铝粉作为膨胀剂。另外,为提高水泥浆的早期强度,加速硬化,可掺入2.5%的711型速凝剂。
(8)挂网并喷射砼
喷射砼施工分区分块自下而上进行,砼设计强度C20,按1:2:2(水泥:砂:石)配合比配料,边搅拌边喷射,粗骨料最大粒径不大于15mm,喷头与作业面的距离在0.8-1.2m,并尽量垂直作业面喷射,砼平均厚度为100mm。操作喷头的人员应使喷嘴有节奏地作一系列环形移动,使之形成厚度均匀且密实的砼。砼终凝2小时后采用挂草帘覆盖养护14天。
(9)土层部分采用
2米长的Φ25 II级钢筋制作的打入型土钉,按@2000Χ2000梅花型布置,上挂钢丝网并喷50mm厚的砼。
4、施工安全措施
4.1制定健全安全措施,遵守安全操作规程,严禁违章作业,确保施工安全。
4.2施工现场所有施工设备均配置安全防护装置,确保机械设备完好和安全使用。
4.3施工现场所有电源线路均配漏电保护器,所有配电箱都有防雨设施。
4.4夜间作业配备足够的照明设施。
4.5基坑内石方爆破时暂停作业,爆破产生的掁动要保证不影响边坡稳定。
4.6土方开挖和支护结构施工密切配合,随时掌握开挖及支护过程中土体及支护体的变化情况,并及时采取有效加固措施,根据实际情况修改支护设计。
随着经济建设迅速发展,座落在粤西鉴江河畔美丽的山城信宜,相继涌现出一批在建的高层建筑,基于建筑结构和使用功能的要求,部分工程设计有一层或多层的地下室,于是,地下建筑开挖时的深基坑支护成为一个必要的施工过程。本文以某住宅工程为例,对深基坑工程支护设计与施工进行论述,抛砖引玉以加强深基坑支护工程的质量控制。
1、工程概况
某住宅工程位于信宜市区教育路的远航花园东侧, 地上16层, 地下室两层,总建筑面积23316.5 m2,基坑总开挖面积2100 m2,基坑周长约200m,呈不规则长方形分布,基坑开挖深度约9.3m。
2、场地周边环境及工程地质条件
本工程是信宜市城中村改造工程,场地东侧距离8m是一排破旧的无人居住的砖瓦民房,市级文物保护单位梁家祠堂就在这里;南侧距离10m大多是两三层混合结构小楼房;西侧距离9m是远航花园住宅小区;北面紧靠市政道路,有多种地下管线干线。
工程地下稳定水位埋深约11.5m, 本基坑开挖深度在地下水位以上,可按无水基坑考虑。根据地质资料显示,本工程地基土各土层状况如下:①素填土:主要是粘性土、碎石,含有少量砖渣,层厚1.7~2.5m;②淤泥质粘土:黑灰色,湿-饱和,软塑-流塑状态,层厚1.5~2.3m,容重γ=19kN/ m3,内聚力C=20kPa,内摩擦角φ=10;③粉质粘土:浅黄色,底部含少量细砂,可塑状态,γ=20 kN/ m3,C=30kPa,φ=20;④残积粉质粘土:棕红色,泥质粉砂岩风化残积而成,硬塑-坚硬状态,γ=20 kN/ m3,C=45kPa,φ=18;⑤强风化泥质粉砂岩: 褐红色,大部分矿物已风化变质,岩芯呈土夹岩块状,γ=21 kN/ m3,C=50kPa,φ=40;⑥中风化泥质粉砂岩:棕红色, 岩芯呈柱状、块状,锤击声稍脆较难碎,γ=22 kN/m3,C=100kPa,φ=50。
3、基坑支护方案的选择
根据本工程实际情况, 本着技术先进、经济合理、确保安全的原则,组织技术专家组分别进行了计算和论证, 最终决定采取钢筋混凝土排桩加预应力锚索支护体系和土钉墙加预应力锚索支护体系两种支护方案相结合的基坑支护体系。本方案具有两大优势:第一,两种支护方式相结合, 优势互补,确保施工方便,并且降低造价;第二,保证周围环境的相对稳定性, 可有效防止基坑隆起和边坡位移。
3.1钢筋混凝土灌注桩(排桩)加预应力锚索支护结构体系
考虑到本工程南侧和西侧基坑附近建筑物的影响导致土压力较大,对支撑结构的抵抗弯矩和刚度的要求相对较高,因此基坑的南面和西面采用钢筋混凝土灌注桩(排桩)加预应力锚索支护结构体系。本基坑支护结构采用钻孔灌注桩,设计桩径800mm,间距1.2m, 桩长为14m;在自然地面以下2.1m处(梁顶标高)设置一道800mm×600mm钢筋混凝土冠梁,混凝土强度等级C30。预应力锚索支点设在自然地面以下2.4m(冠梁中心点)处,锚索选用3×7φ5低松弛预应力钢绞线,入射角150,成孔直径150mm,拉力设计值355kN,水平间距2.4m,锚固段长度为20m,自由段7m。
3.2土钉墙加预应力锚索支护结构体系
与西、南侧相比, 东、北两侧土体压力相对较小, 经计算采用土钉墙加预应力锚索支护体系已能满足工程要求。方案设置4层锚管与2层锚索复合支护,其中第1、3、5、6层为锚管, 2、4层为锚索。土钉选用50mm钢管(锚管) , 锚索选用3×7φ5低松弛预应力钢绞线,锚索成孔直径150mm, 围檩选用2根20b槽钢。
锚管的竖向间距2.4m/1.2 m, 水平间距是1.2m;锚索的水平间距是2.4 m。第1、3层锚管12m;第5、6层锚管8m;第2、4层锚索的锚固段长度分别为15m、16m和14m, 自由段长度均为6m,轴向拉力设计值分别为270kN、310kN和250kN。
预应力锚索加土钉墙表面挂钢筋网φ8@200×200,喷射C20的细石混凝土厚100mm 。
4、施工方案
4.1施工顺序
本工程的深基坑采用土方开挖、工程桩与深基坑支护同时施工相结合,总体施工顺序为: 西、南侧基坑支护桩及冠梁施工土方开挖至-3.3m第一道土钉、护坡混凝土施工土方开挖至-4.64 m第一道锚索施工、工程桩施工土方开挖至-5.98m第二道土钉、护坡混凝土施工土方开挖至-7.32 m第二道锚索施工土方开挖至- 8.66m第三道土钉、护坡混凝土施工土方开挖至-9.3m第四道土钉、护坡混凝土施工及同时可进行人工凿桩头后续工程施工。
4.2施工方法与质量控制
(1)土方开挖
本工程土方量约2.2万m3,选用3台日产小松E240单斗反铲1.2 m3挖机,日出土量1500 m3;采用中心岛(墩)式挖土,土方开挖顺序为由南向北分层分段施工,先挖基坑周边后挖中心岛。机械开挖时严禁碾压碰靠工程桩及支护结构。
(2)排水措施
为防止雨季地面水大量流入坑内,在基坑顶四周设置300×300mm的排水沟,现场配备足够数量的沙包,紧急时可在基坑周围设置围堰;同时在基坑内四周设置300×300mm的排水沟,排水坡度1‰~3‰,;在基坑四角且沿四周每隔30m设置0.8×0.8m、深0.8m的集水井,施工现场仓库配备足够数量的潜水泵、泥浆泵,必要时可排水入北面的市政管网。
(3)钻孔灌注桩的施工
钻孔至设计深度后,须对成孔质量进行检查,内容包括:孔壁形状(孔径)、孔深、孔底沉渣、垂直度;桩基钢筋笼制作偏差必须符合设计及相关规程规范要求。 混凝土采用导管法连续灌注,为保证混凝土质量,导管埋入混凝土面的深度为2~4m;确保连续灌注一次完毕,每盘混凝土时间间隔应不大于0.5h;控制好最后一次灌注量,保证桩顶标高。
(4)土钉的施工
土钉采用50mm钢管(锚管);先按要求放线定孔位,注浆孔每隔0.6m按双向设置,用洛阳铲人工成孔达到设计要求,然后将锚杆放入。为防止锚管进入泥土时注浆孔被堵住,应将角钢焊在注浆孔处与锚杆成300倒刺。施工时应控制成孔深度、间距及角度应符合设计和规范要求;土钉长度、直径及焊接制作应符合设计和规范要求。
(5) 预应力锚索的施工
成孔前测定孔位,钻孔是锚索施工中控制工期的关键工序,施工要控制水平及垂直偏差不大于±50mm,孔位、孔深、倾角和方向符合设计要求;工程采用正循环钻孔机成孔, 采用套管跟进技术开孔,泥浆泵通过在孔内反循环后带出泥浆,孔深达到设计要求后安装锚索, 锚索上绑扎好注浆管后退出钻杆。锚索制作前应考虑设计长度及张拉锁定的长度,应对钢绞丝除油除锈,然后按要求组装锚索。
(6) 注浆与张拉
注浆时应对水泥浆量和压力指标进行控制;工程使用42.5R普通硅酸盐水泥,采用二次补浆施工法,注入锚管的水泥量不小于35kg/m, 注入锚索孔的水泥量不小于65kg/m, 压力控制不超过2.0Mpa。
锚索张拉前须对张拉设备进行标定,锚固体强度应达到设计强度80%时才可以进行张拉,加荷、卸荷速率应平稳,张拉严格按照操作规程执行。
(7) 挂网喷射混凝土
按要求铺设φ8@200×200钢筋网,采用绑扎制作,钢筋规格、绑扎间距须符合设计要求,网格允许偏差±10mm,钢筋网片的搭接长度不应小于200mm。网片应牢固地固定在边壁上,用φ12 的螺纹钢与锚管焊接牢固,混凝土喷射时钢筋网不得出现晃动。
采用二次喷射C20的细石混凝土厚100mm。混凝土喷射分片按自下而上的顺序进行,喷头与受喷面垂直,宜控制在0.6m~1.0m范围内。
5、施工监测
由于本工程挖土较深,邻近有街道、建筑物要保护,所以必须做好监测工作。监测内容包括: ①围护结构的位移、沉降;②周围建筑(特别是梁家祠堂)、道路的监测;③地表开裂状态、基坑底部土体有无隆起、围护外侧土体有无下沉。
设置水平位移监测孔7个,沉降监测点18个,监测频率每天不少于1~2次;每天监测完毕必须将结果反馈至项目部,如果监测值达到或超过监控报警值时,应增加监测次数,将结果报告设计、监理及建设单位,同时启动抢险预案。
根据监测结果,最大位移S= 32 mm,平均位移17.3mm,坑底以下位移较小;18个沉降点平均沉降量为8.76mm,最大值15mm,都在设计允许范围内。
6、小结
笔者在此浅谈深基坑支护工程质量控制的几点体会:
(1)严格组织图纸会审、设计交底及深基坑专项施工方案论证;做好向施工人员技术交底工作,使其明确施工工艺、技术要领和质量标准。
(2)制定应急预案,并定期进行演练,在突发事件发生时做到处理及时,防止事故的进一步扩大。
(3)推广动态设计。在确保安全可靠、经济合理的原则下针对工程实际情况优选设计方案,在工程施工中能预知可能引起局部或整体破坏的先兆,及时相应地修改设计。
(4)运用信息施工。①严格按照设计、相关规范规程的质量要求进行施工;②施工过程严格进行施工监控,利用工程监测掌握基坑工程施工过程中的信息反馈和资料积累,并对之进行分析、预测、控制及决策。
参考文献:
中图分类号: TU208 文献标识码: A
前言:
当前社会经济飞速发展,带动我国的建筑行业也得到了蓬勃的发展,各城市如雨后春笋般建设起来,在工程建筑中,基础工程是整个工程的重要组成部分,其基础部分的质量直接决定后工程最后的质量如何,尤为重中之重的是基坑的施工,因其地质、施工等各种问题,是整个施工中的难点。基坑工程中,降排水时非常重要的组成部分,如何严格的控制整个施工中的各个关键点,对最后基坑是否达到设计规范的要求具有深远的意义。
1、工程概况
本文结合笔者的一次实际施工经验,以工程为例,此次工程总建筑面积203万平方米,用地面积为16145平方米,地上建筑的总建筑面积为153万平方米,地下建筑的总面积为52万平方米,地上部分总共由3栋建筑组成,其中一座为53层的建筑,其基坑的平均深度为162m,局部的深度为22.3m,长度为35m,宽度为16m,属于典型的深基坑。通过对工程施工现场进行勘察,该深基坑的地貌为新近人工填土、风化残积土、第三系上新统玄武岩等,该深基坑的地下水压力非常大,大气降水渗入补给,地下水随季节的变化幅度为1.45m,通过对水样分析结果进行分析,评价地下水对钢筋、混凝土等具有较弱的腐蚀性。
2、建筑工程深基坑降排水施工技术的控制要点探析
2.1深基坑降排水施工方案
通过分析该建筑工程的地质资料,并认真的分析其他类似建筑工程降排水施工的经验,并根据施工现场的具体条件,对管井、轻型、喷射、电渗等几种降排水方案进行综合的对比分析,然后再考虑降水方式可能对基坑开挖施工以及桩孔的影响程度,该施工单位决定采用大口径管井降排水施工方案进行降水,这主要是因为大口径管井的施工方法相对简单,不仅能够适用于淤泥质粘性土、各类砂性土等,并且适用的降深范围也相对较大,通常为80m-500m,因此该建筑工程的深基坑降排水决定采用大口径管井降排水施工方案。该降排水施工方案应该满足以下要求:(1)降低承压水头的高度,以此保证深基坑能够稳定开挖与结构施做;(2)通过降水提高土壤层的土体强度,能够显著的提高土体的水平抗力,降低周围地基沉降以及基坑位移,便于进行机械作业;(3)通过疏干基坑开挖范围内土层中的地下水,能够满足基坑无水开挖的要求。
2.2降水井的设计和计算
(1)降水井单井最大出水量(q)计算:q=11πRLK1/3,其中q表示单井出水量,单位为m³/d;R表示单抽水井半径,单位为m;L表示抽水井过滤器的长度,单位为m;(2)基坑涌水量(Q)计算:Q=[1.366k(2HS)S]/1g(1+R0/r0),其中,Q表示基坑涌水量,单位为m³/d;k表示渗透系数,单位为m/d;H表示潜水含水层厚度,单位为m;S表示基坑水位下降值,单位为m,R0表示降水影响半径,单位为m;r0表示井的引用半径,单位为m;(3)降水井数量(n)的计算,n=1.1Q/q;
2.3降水井位的布置
根据上述计算,能够确定降水井的数量,然后根据施工现场的具体状况,合理的布置降水井,进行降水井施工时,应该注意以下几个方面:(1)严格的按照临时用电的要求,使用配电箱以及钻机设备;(2)严格的控制水位,并实时的进行观察,保证水位始终处于平稳状态,然后缓慢的下降,尽可能的避免出现不均匀沉降的问题,对周边环境造成影响;(3)降水井护筒应该高出地面45cm左右,防止异物掉入到降水井中;(4)在进行打孔施工时,不能在井底留沉渣;(5)控制好下管的速度,并保证连接良好;(6)严格的按照相关的设计级配进行滤料的拌合,并进行分层回填;(7)当能够降水井成型之后,还应该在井口覆盖木板,这样能够防止杂物掉入。(8)在降水井施工现场还应该有专门的现场维护人员,由专职电工负责日常维护工作,并且在降水施工期间,应该每隔2个小时进行监测,这样能够及时的发现水位有没有发生上升,并且现场基础施工的作业人员也应该积极的配合维护人员的工作,保证降水井维护工作能够顺利的进行。
2.4降排水的应急预案
深基坑降排水的应急预案主要包括以下几个方面:(1)防停预案,将水泵电动机的功率通常为55kW左右,为了防止在降水施工的过程中出现停电的问题,应该在施工现场配备一台以上的150kW柴油发电机,当出现停电故障时,马上启动柴油发电机,保证降水施工能够正常的进行;(2)临时支护应急预案,由于建筑工程深基坑的施工周期相对较长,在施工的过程中很可能出现坑壁坍塌的问题,因此,为了防止坍塌事故的发生,应该采用相应的支护措施,例如采用单根长度为2m、35mm×48mm的脚手架钢管,垂直排压在基坑的坡壁上,间距为450mm-850mm,然后在坑壁上挂钢筋网片,并将钢管和钢筋网焊接牢固;(3)当降水较多时,应该在深基坑低增设深度为500mm、宽度为500mm的盲沟,并在坑底的周围设置深度为1000mm、宽度为1000mm的集水坑,在集水坑内设置1台泥浆泵,这样当降水较大时,能够及时的将雨水排出。
2.5其他控制要点
(1)做好现场的降水记录,并及时的检查降水设备,如果出现不能正常使用的故障设备,应该及时的更换;(2)做好现场明水的收集排放工作,避免水进入到基坑中,导致坑内形成积水,影响以后的施工;(3)定期的观测降水过程,参看相关的参数,严格的控制水位,如果水位的深度超过给定的参数,应该关闭部分抽水装置,控制抽水量,必要时应该进行回灌;(4)降水井与回灌井是相辅相成的,当两者能够同时工作时,降水效果非常明显,并且能够保持水系出入的平衡,应该同时启动、停止以及恢复;(5)回灌水能够使用深基坑中的地下水,但是必须经过沉淀以及过滤之后才能进行使用,如果需要使用其他水源,应该先对水源进行处理,当水质满足回灌水的相关要求之后才能使用。
3、结束语
总而言之,降排水在建筑工程的深基坑施工中占据这非常重要的地位,通过合理的控制降排水施工的所有施工要点,能够达到提高降排水效果以及降低降水排水成本的效果。
参考文献:
1、工程实际情况概述
1.1基坑支护体系及重要性
基坑支护作为一个结构体系,应要满足稳定和变形的要求,基坑支护型式的合理选择,是基坑支护设计的的首要工作,应根据地质条件,周边环境的要求及不同支护型式的特点、造价等综合确定。一般当地质条件较好,周边环境要求较宽松时,可以采用柔性支护,如土钉墙等;当周边环境要求高时,应采用较刚性的支护型式,以控制水平位移,如排桩或地下连续墙等。同样,对于支撑的型式,当周边环境要求较高地质条件较差时,采用锚杆容易造成周边土体的扰动并影响周边环境的安全,应采用内支撑型式较好;当地质条件特别差,基坑深度较深,周边环境要求较高时,可采用地下连续墙加逆作法这种最强的支护型式。基坑支护最重要的是要保证周边环境的安全。
1.2工程地质条件
该工程紧邻主要马路,施工场地非常狭小。该综合楼为框架剪力墙结构。地下1层,地上21层,地下室层高4.5m,抗震设防烈度为七度,基础采用桩基承台式,建筑物基坑深度为5m,为自然地面至地下室底板素混凝土垫层。
拟建场地在勘探深度范围内,地层由杂填土、硬壳层粘土、淤泥、淤泥质粘土、粉质粘土、粘土、砾砂混卵石等九个工程地质层和十三个亚层组成,牵涉到本工程基坑支护与开挖的土层为:
①杂填土:杂色,由碎块石、砖瓦砾混砂土、粘性土等组成,局部有生活垃圾分布,成分复杂,均一性差,土性呈湿、稍密,层顶高程为0.29~5.30m,层厚0.4~4.1m,全场分布。
②粘土:灰黄、灰色,可~软塑,含铁锰质斑点及少量腐植物,底部逐渐向淤泥过渡,层顶高程1.90~4.20m,层厚0.30~2.10m,局部分布。
③-1淤泥:青灰色,流塑,含零星贝壳碎片、腐植物,不均匀夹粉细砂薄层,局部含量较高。层顶高程-0.46~3.07m,层厚11.60~15.10m,全场分布。
1.3基坑工程分析与评价
1.3.1有关基坑设计、施工岩土计算参数
基坑围护深度内地层为①杂填土;②粘土;③-1淤泥,现将基坑深度范围内该土层的基坑设计和施工所需的岩土参数建议如下:
1.3.2地下水
场地第四纪地层地下水属潜水,其水位受降雨、地表水等因素影响有所变化,根据地区经验下水位变动幅度小,勘察期间测得钻孔的地下稳定水位埋深为0.1~2.2m。
本场地杂填土、粘性土中的砂夹层、砾砂混卵石、风化基岩裂隙带透水性强,一般粘性土层微弱透水性。据区域水质资料分析,地下水无环境污染,对砼及建筑材料不具侵蚀性。
2、土方开挖工程施工技术
在土方开挖工程施工方案确定时,为了减少送桩深度,节约业主投资,建议采用二次开挖措施进行基坑开挖,即在原自然地面挖土约1.5m后,再进行打桩施工,打桩完成再进行第二次土方开挖,具体施工技术措施如下:
2.1根据市测绘大队提供坐标点及设计图纸,施工测量定位,并绘制基坑平面图后,进行土方开挖。
2.2土方开挖采用机械化施工,由3部1.2-1.4m3反铲挖掘机完成;机械达不到部位及承台、地梁基底土方修整采用人工配合完成。
2.3为确保基坑边坡安全,基坑开挖采取先浅后深、先边坡支护后基础土方、循序渐进措施。
2.4土方运输由10部自卸汽车完成,运输过程汽车司机必须服从指挥,严格按照指定施工通道行驶,并按指定地点卸土。(本工程为场内运输)
2.5土方开挖时应严格控制开挖深度,测量人员负责跟踪测量,及时汇报开挖深度情况,配合挖掘机挖土作业,并做好记录。
2.6土方开挖时,应避免碰撞水泥搅拌桩,桩周围500mm左右采用人工配合挖土。开挖前应先作好桩位标志。
3、基坑支护工程施工技术
根据场地地面标高,基坑分两次开挖至地下室底板下约3.5m。设定的施工方案为:基坑边坡采用放坡+锚喷网挡土墙支护结构,地下室底下电梯井周边采用水泥搅拌桩重力式挡土墙支护结构。
3.1放坡十锚喷网挡土墙支护施工技术
施工工艺流程:
挖土修坡初喷封闭锚杆孔定位成孔安放锚杆锚孔灌浆安装钢筋网及焊接加强筋终喷。
3.1.1施工要求:
(1)杆体采用Φ22钢筋及φ48钢管,锚头焊Φ14拉筋,面筋Φ6@200双向;
(2)32.5R普硅水泥,水灰比0.5,固结强度20Mpa;
(3)锚杆孔径Φ110mm,锚杆长5m(钢管长7m),纵横间距1.5m,倾角5~15度;
(4)土体喷射C20细石混凝土,l00mm厚。
3.1.2施工技术
(1)挖土修坡时锚喷工人要和挖土司机协同作业,挖土高度视土质而定。本次挖土施工分二次挖土,采用人工修坡,尽量将坑壁修整平顺,以便喷射混凝土作业,挖土至设计标高时,沿基坑四周设置排水沟,以便尽快排除积水;
(2)坡顶处理:在坡顶上500mm范围内,每隔1.5m打长2mΦ22钢筋的摩擦锚杆,挂Φ6@200双向钢筋网,并喷射混凝土,设置排水沟;
(3)成孔作业尽量采用干作业,增加锚固体与土体的摩擦力,增加临时稳定性,并采用人工洛阳铲成孔;
(4)为保证杆体Φ22钢筋安放在锚孔中心,防止拉杆产生过大挠度和插入土体时不搅动土壁,增加拉杆与锚固体的握裹力,在每根锚体底部每隔2m设一对中器,对中器由三根Φ6钢筋组成;
(5)灌浆浆液采用32.5R普硅水泥制成纯水泥浆,灌浆时要求注浆管管口距孔底200mm,待孔口返出水泥浆后,方可拔出注浆管,并随即补浆至孔口;
(6)当锚杆孔水泥浆有一定强度后,可安装钢筋网及焊接加强筋,加强筋节点压锚头;
(7)喷射混凝土作业时,混凝上由水泥、5-10mm细石、中砂组成,配合比1:2:1.5,终喷混凝土厚度l00mm。
3.2重力式挡土墙支护
施工工艺流程:
定位预拌下沉提升喷浆搅拌重复搅打下沉重复搅拌上升完毕。
3.2.1施工要求
(1)加固料采用32.5R普硅水泥,渗入比15%,水灰比0.5;
(2)桩径φ500mm,桩距400mm,桩间搭接l00mm,桩深6.5m,桩身倾斜小于1%,相邻桩不留施工缝;
(3)施工前对施工机械进行全面检查,排除各种故障。
3.2.2施工技术
(1)就位:当深层搅拌机到达指定位置后,对中就位,并使桩机保持水平,钻杆垂直;
(2)预搅下沉:当深层搅拌执冷水循环正常后,开始下沉作业,如下沉速度太慢、可以用输浆系统补给清水以利钻进;
(3)制备水泥浆:当深层搅拌机下沉到一定深度后,开始按设计配合比制备水泥浆,待压浆前将水泥浆倒入集料斗。水泥浆在运输过程中不得出现离析现象;
(4)提升喷浆搅拌:当深层搅拌机下沉到设计深度后,开始启动灰浆泵将水泥浆液压入地基中,并边喷浆边旋转,同时严格控制搅拌机提升度。压浆工艺施工要连续,不允许出现断浆现象;
(5)重复上下搅拌:为了使软土和水泥浆搅拌均匀,应再次将已提升到地面的搅拌机再次搅拌下沉,此时不再喷浆,下沉至设计深度后提升搅拌机至地面;
(6)清洗:往集料斗注人清水,启动灰浆泵,清洗输浆管路中残余的水泥浆,直至基本干净,并将枯附在搅拌头上的泥浆清洗干净。
3.3降低地下水位施工技术
3.3.1在基坑边坡顶600mm外,沿基坑布设砖砌排水明沟,沟净宽300mm,深300~600mm,沟底C10混凝土垫层,沟壁用M5水泥砂浆Mu7.5红砖砌240mm厚。每隔30m设一个600×600mm流沙井,要求井底比沟底深400mm,做法同排水明沟。
3.3.2在基坑边坡底600mm外,沿基坑内围于地下室底板垫层下布设砖砌降水明沟,沟净宽300mm,深400~600mm,在沟底宽度1m范围内铺设200mm厚20~40mm碎石垫层,沟壁用M5水泥砂浆Mu7.5红砖砌筑240mm厚。每隔欲30m设一个1200×1200mm降水兼排水井,井深不小于1500mm,做法同降水明沟。排水井通过潜水泵抽水排至基坑边坡排水明沟。
3.3.3为了更有效降低地下水位,于地下室内增设降水井,位置原则上在地下室底板集水井位置处布设。降水井做法:在设计集水井下方,再挖深1.2m以上,然后放人一个800×800mm带网钢筋笼,周边用20~40mm碎石填塞,然后再放人一个Φ500mm的带网钢筋笼,在内外钢筋笼的空隙处,用20~40mm碎石填至设计垫层下标高,上面用油毡纸覆盖二层。钢筋外笼采用12Φ16做竖筋,φ6@200钢筋做箍筋,内笼采用6Φ16做竖筋,Φ6@200钢筋做箍筋,钢筋笼的底及外壁用二道2mm网眼的钢丝网包裹,内笼要求露出垫层不少于50mm。每个降水井均由一台潜水泵配备自动水位控制装置抽水外排。降水井最终封闭采用法兰盘。
4、基坑监测及成果分析
为确保整个工程的安全,为结构施工创造条件,从土方开挖开始的施工过程中要严格监测基坑周边的变形,及时反馈及分析,及时采取相应的抢救措施,使基坑不发生意外破坏和变形,确保工程顺利施工。
4.1监测内容
(1)护坡桩水平位移;(2)护坡桩倾斜程度;(3)锚杆变形;(4)沉降观测。
4.2观测点设置
(1)测距点在距基坑36米相对稳定地方沿基坑边线延长方向设置;
(2)护坡桩水平位移观测点在土钉墙上布设,测点间距8~10米,点位用水泥钉固定;
(3)护坡桩倾斜观测在已开挖后的土钉墙及桩上下各设一点,间距10~15米,用水泥钉固定;
(4)锚杆变形观测点设置在锚杆锚头上,用红漆作标记;
(5)沉降观测标在基坑内侧沿基坑高度5~6米分层设置,水平间距20~30米,用水准仪进行观测。
4.3成果分析
分析方法及处理原则:
(1)分阶段每7天进行变形观测,并随施工进度、季节变化及天气恶劣等有可能引起变形异常时根据实际情况缩短观测周期。每次观测后将数据记录汇总,并前后对比。
(2)对观测结果数据表进行讨论,分析变形是否过大及是否趋于稳定,并和监理共同确定是否需采取补救措施。
摘要: 宁波轨道交通2号线TJ2105-1标为地铁2、4号线换乘车站及宁波火车站北广场地下配套工程,共分10个基坑,总面积约为35000平米。其中II-6(a)基坑面积为26971平米,为超大异形深基坑;II-5基坑属4号线西段部分,该基坑为北广场坑中坑;地铁2号线、4号线均下穿北广场;该工程围护、加固、支撑、开挖、防水及结构等设计形式多样,工序安排要求高,施工组织难度大,技术要求程度高,是同类工程中较为典型,施工方案及相关技术总结对类似基坑施工具有借鉴意义。
关键词 : 软弱地层;超大异形深基坑群;施工技术
中图分类号:TU753 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2015)24-0103-04
作者简介:任宏茂(1983-),男,内蒙古乌兰察布人,毕业于辽宁省交通高等专科学校,研究方向为施工技术。
0 引言
随着轨道工程的不断发展,大型配套工程也在逐渐增多,设计的也越来越复杂,尤其是基坑群,少至几个,多达十几个组成的基坑群,施工过程如何组织施工是保证基坑安全、质量的关键,而且目前在设计及施工方面均为成熟,在过程中有较多需要提高和优化的方面,通过过程实践可以总结一定的经验,供今后类似工程参照、借鉴。
1 项目概况
1.1 项目简介
宁波市轨道交通2号线TJ2105-1标包括2、4号线换乘站、4号线铁路南站站以及南站北广场地下配套工程,总面积约3.5万m2,为10个深基坑组成的基坑群。
2号线铁路南站站包括II-2、II-3基坑及1、4号2个附属出入口(设置在北广场范围内,属坑中坑),开挖深度约18.9~24m,围护结构为地下连续墙,采用明挖法施工。
4号线铁路南站包括II-1、II-5基坑(为坑中坑),为地下三层车站,标准段开挖深度25.79~26.04m,端头井开挖深度分别为27.37m和27.66m,围护结构为地下连续墙,采用明挖法施工。
南站北广场地下配套工程施工区域主要包括Ⅱ-4基坑、Ⅱ-6(a)基坑、Ⅱ-6(b)基坑及Ⅱ-7基坑。为地下一层结构,开挖深度约9m,采用明挖法施工。
1.2 地质水文及气象条件
1.2.1 工程地质情况
该工程拟建场地位于宁波市海曙区现火车南站,处于宁波断陷向斜盆地中部,地形平坦开阔,地貌类型单一,属第四系属冲湖积平原,现地面标高一般为3.0-4.5m。基坑开挖影响的的土层描述如表1所示。
1.2.2 场地水文地质情况
①潜水:潜水水位受季节及气候条件等影响,但动态变化不大,潜水位变幅一般在0.5-1.0m之间。经勘查测得潜水位埋深一般为0.9-1.2m,标高为2.10m左右。
②微承压水:北广场内微承压水主要赋存于⑤夹层粘质粉土层中,含水层厚一般为1.5-4m,局部夹砂质粉土、粉质粘土及薄层粉砂,透水性一般,水量相对较小,水位埋深1.8-2.5m,水质为微咸水,地下水基本不流动。
③承压水:第一层承压水赋存于⑧1层粉砂层中,透水性好,含水层顶板埋深一般为48.0-55.0m左右,含水层厚度10-18m,层位稳定,水位埋深4.5-5.5m,动态变化不明显,基本不流动。
2 工程特点
本工程特点见表2。
3 总体筹划
总体筹划:根据设计要求以及因拆迁、交通导改、管线改迁以及现场其他实际情况等因素影响,本标段主要分六期进行施工,每期施工穿插一期或多期交通导改和管线改迁施工。
①一期施工。一期主要围绕给地铁II-1、II-2、II-3、II-5基坑施工围护结构提供前期准备条件,主要施工内容有:交通导改、桩基拔除、一期管线改迁及绿化迁移;
②二期施工。二期主要进行重力坝、地铁围护结构以及II-1基坑开挖前的准备工作。
③三期施工。三期主要进行II-1基坑的开挖及结构施工,根据设计要求II-1基坑结构本期回筑至下一层板(-11.15m板),顶板与II-2、II-3基坑顶板同步施工。
④四期施工。四期主要进行II-2、II-3基坑灌注桩、第一道支撑梁、栈桥、降水、开挖及结构施工,这里需说明的是,最初设计的设计工况是II-2基坑先行开挖,待结构回筑至下一层板(-11.15m板)强度达到设计要求后再进行II-3基坑开挖及结构施工,后期根据2号线整体进度要求及现场实际情况与设计沟通进行优化为II-2、II-3基坑对称同步开挖,要求开挖过程中两个基坑的开挖标高控制在1m之内。
⑤五期施工。五期邮政大楼及铁路居民区拆迁完成,主要以二期1阶段管线改迁、二期4个阶段交通疏解、拔桩、II-4、II-6(b)基坑围护及结构施工为主,以及II-6(a)、II-7区不受管线、交改、拆迁影响范围内的桩基及加固施工。
⑥六期施工。主要进行二期2阶段管线改迁,以及II-6(a)、II-7区的围护结构、支撑梁、开挖、结构施工。
4 拔桩工程
本工程拔桩的范围遍布整个基坑范围,数量约1044根,根据建筑物拆迁进度贯穿整个工期。设备主要采用360度全回转套管机和FCEC全回转拔桩清障机。
5 支撑施工
本工程支撑设计形式多种多样,主要有混凝土对撑、钢支撑对撑、混凝土斜抛撑、钢支撑斜抛撑、临时钢支撑支撑换撑、混凝土肋板撑换撑、型钢斜抛撑换撑等形式。
地铁基坑支撑形式设计均为混凝土、钢支撑对撑,局部进行钢支撑对撑换撑,其中II-2基坑是利用砼板撑进行换撑;北广场II-6(b)、II-7基坑设计为两道混凝土对撑,无换撑设计。
北广场II-4、II-6(a)基坑支撑设计有斜抛撑,其中II-6(a)基坑既有对撑也有斜抛撑,而且换撑形式有砼肋板撑、型钢斜抛撑换撑、型钢斜抛撑埋撑等设计,以下主要以II-6(a)基坑为例介绍各种支撑形式。
在施工过程中,对于对撑和斜抛撑设计进行了总结,各有其优缺点。
对撑优点:支撑施工快,能做到快挖快撑,无支撑暴露时间短,基坑变形小。对撑缺点:支撑设置范围大,立柱桩多,造价高。斜抛撑优点:节省支撑设置范围,造价小,中心岛施工方便。斜抛撑缺点:需要将中心岛底板浇筑完成后施工抛撑,无支撑暴露时间长,基坑变形大。
施工过程中的关键控制要点:①加快中心岛底板施工速度,尽早施工抛撑,尽量减小基坑变形;②斜抛撑围檩提前或与中心岛底板同时浇筑,节约抛撑施工时间;③控制好斜抛撑下土方开挖坡度,确保支撑梁底标高准确,以保证混凝土抛撑线型;④标准车站基坑第一道最好使用混凝土支撑,第二道及以下都宜使用钢支撑,减小拆撑难度,也能够加快施工进度。
6 土方开挖及结构施工
根据前面介绍的工程特点,本工程是10个基坑组成,总面积约为35000m2的超大异形深基坑群,深浅不一、宽窄不一、异形坑中坑、基坑间紧密相连、多坑共墙,施工技术难度较大。
在一期施工地铁II-1、II-2、II-3基坑时,东侧、北侧、西侧受重力坝影响,南侧受火车站站房施工影响,作业场地狭小,开挖作业场地基本依靠栈桥,造成基坑开挖大部分土方需要进行盖挖作业;标段工程开挖土方量约45万方,贯穿工程始终,工程量大,工序多,作业面多,交叉多,南站整体施工各工作面相互干扰多,施工组织难度较大。
6.1 基坑群开挖及结构总体施工工筹
根据设计要求及过程优化整个基坑群的开挖顺序是:①II-1基坑②II-2、II-3基坑同步③II-4基坑(底板完成后进行2号线1号出入开挖及结构施工)④II-6(b)基坑⑤II-6(a)基坑、II-7基坑同步(II-6(a)部分底板施工完成后进行II-5及2号线4号出入口基坑开挖及结构施工)。
6.2 II-6(a)、II-5基坑开挖及结构施工组织
因地铁II-5深基坑作为北广场II-6(a)最大基坑中的坑中坑,且II-6(a)基坑采取中心岛放坡开挖的方法,施工技术及组织难度大,具有很强的代表性,下面以II-6(a)及II-5基坑为例详细介绍其开挖及结构施工组织。
6.2.1 基坑开挖施工顺序
Ⅱ-6(a)基坑根据设计膨胀加强带共分为12块土方,Ⅱ-5基坑为在3、4号块下开挖的地铁深基坑。具体分块图如图4。
根据场地条件及出土筹划,基坑施工顺序如下:①③④②⑧?輥?輰?訛⑦?輥?輯?訛⑤⑥⑨⑩。
Ⅱ-5基坑待③④底板达到强度后进行向下开挖施工。
6.2.2 结构施工
II-6(a)基坑结构施工随着土方开挖施工进行,在底板施工完成后随即进行侧墙、换撑、拆撑、顶板施工,其中③④号块在底板施工完成后暂不施工顶板,将底板作为II-5基坑开挖及结构施工的施工场地,待II-5基坑回筑至-11.15m板后与II-5基坑顶板一起施工。
在II-5基坑施工期间在①②号块底板留出10m宽作为施工便道,待①②号块预留便道范围以外顶板施工完成,且脚手架拆除后,将该便道改移至南侧已施工范围作为便道,之后将原预留通道范围顶板进行施工。
7 在施工中进行的设计优化
①地下连续墙导墙施工时,在靠近重力坝的范围经常塌方,优化为采用木桩进行加固,其中地质条件特别差的设置双排木桩进行加固。(图5)
②在已经拔过废弃桩的地下连续墙施工部位,采用三轴搅拌桩对槽壁进行加固。
③为加快施工进度,满足2号线通车时间节点,将地铁II-2、II-3基坑开挖工筹由原来的分步开挖优化为同步开挖,节约工期2个多月。
④北广场II-6(a)与II-7基坑原设计开挖工况为II-6(a)基坑结构回筑完成、南站西路道路恢复及管线改迁完成后再进行II-7基坑开挖及结构施工,优化为II-6(a)基坑与II-7基坑同步开挖,调整部分支撑,节约工期至少5个月。
⑤本项目北广场坑内加固原设计均为三轴搅拌加固,因三轴搅拌桩机体积大,施工场地要求高,施工风险大,且对项目来说经济效益差,经沟通全部优化为高压旋喷加固,因高压旋喷桩机体型小,设备可以根据现场需要随时增加,既满足了进度要求,也满足了安全和经济效益要求。
⑥北广场II-4、II-6(a)、II-6(b)、II-7基坑原设计要求为整个基坑非加固区按每200m2 1口疏干井进行设置,但根据宁波地质条件、开挖深度、开挖难易程度以及同类基坑施工经验,经与设计沟通及专家论证后将疏干井的布置优化为只在抛撑范围非加固区每200m2设置1口,整个北广场疏干井布置由原来的约186口优化至40口,既保证了基坑开挖安全、进度,也节约了一定的成本。
⑦地铁II-5基坑第四道支撑原设计为钢筋混凝土支撑,根据以往施工经验,该支撑在拆除或吊装的过程中安全风险较大,再者II-5基坑施工是整个工程的关键路线,并且混凝土支撑施工及等强周期长,对基坑的时空效应不利。经设计优化为?准800钢支撑,既保证了安全也保证了进度。
⑧4号线基坑侧墙施工时,原设计进行钢支撑临时换撑,后优化为利用满堂脚手架回顶侧墙代替临时钢支撑,节约工期。
⑨因管线改场地受限,将部分燃气、给水通过桥架架空的方式改迁,解决了II-6(b)基坑的正常施工,确保了2号线盾构的顺利接收。
8 几点体会
①中心岛工法施工技术操作简便,在技术上是可靠的,经济上是合理的。对于深大基坑施工采用中心岛工法,可不设内支撑,给施工带来极大的方便,能加速施工速度,缩短工期,但抛撑设计形式造成开挖基坑变形较大,在开挖工程中要加强基坑监测,做到快挖快撑,将斜抛撑围檩提前或与中心岛底板同时浇筑,节约抛撑施工时间,以便减小基坑变形。
②对于中心岛开挖面的大小,取决于坑内土体的稳定,保留多大的土体才能保证围护、支撑体系安全可靠非常重要,一方面取决于设计单位的理论验算,另一方面在实施过程中通过较先进的监测手段所得信息来指导施工,从而提高基坑和环境保护的安全度。
③在粉质粘土的地铁深基坑施工中,考虑到围护结构已经隔断开挖范围内潜水含水层基坑内外的水力联系,降水的好坏直接关系到围护结构的安全。在现场实际施工过程中采用真空的方法增加单井出水量,并且延长真空降水的时间,现场实际疏干效果非常好。
④北广场采用中心岛开挖方式,虽然,在基坑实际开挖过程中优化后还保留了部分降水井,由于围护结构未隔断潜水层,实际降水效果不是太明显,起到的作用不是很大,建议在类似地质、基坑大小和深度,以及类似开挖方式的基坑中可以考虑不进行疏干降水,做好明排水即可。
⑤标准车站基坑第一道支撑目前设计基本均为钢筋混凝土支撑,现场实际效果较好,对基坑安全起到了至关重要的作用,但根据施工经验,在第二道及以下如使用混凝土支撑会造成后期拆撑难度大、风险高,且不利于项目的经济效应。从II-5基坑第4道混凝土支撑变更为?准800钢支撑后的实际施工情况来看,效果较好,既在后期能够减小拆撑难度,降低施工风险,也能够加快施工进度。
⑥在市政工程中,混凝土结构物的拆除由于受周边环境的影响,镐头机凿除噪音较大,目前原来越多的施工单位都在采用绳锯切割工艺,效果较好,效率高,满足环保要求,但造价较高,这就需要施工单位在投标报价中进行考虑。
⑦做好结构细部防水是关键,但也是大多数施工单位忽略的方面,如果重视程度不够,管理跟不上,施工队伍实力不够,后期的堵漏费用将会是项目部一项较大的开支。
⑧软弱地层超大异形深基坑群施工,超前筹划、精心编制施工组织、过程中科学严密组织施工、精心安排工序、实行动态管理尤为重要,过程中要根据现场实际情况的变化及时进行方案的补充和优化,确保工程的顺利进行。
⑨对于桩基数量较多的工程,如何控制好桩头混凝土超灌是关键,期间要多想措施,做好过程控制。本项目北广场2000多根桩基,由于控制得力,未给项目造成经济损失。
9 结语
本工程是宁波市轨道交通2号线以及海曙区宁波火车站北广场标志性工程,结合项目的实际情况,总结了一些软弱地层异形深大基坑群施工关键技术以及相关经验总结、体会,希望为宁波乃至全国类似深基坑群工程提供借鉴。
参考文献:
中图分类号:U231+.3 文献标识号:A 文章编号:2306-1499(2013)01-0052-2
1.工程概况
与一般基坑工程相比,与运营地铁线紧邻的基坑工程常处于道路十字交叉口,是城市繁华地段,该地段建设的基坑工程具有埋深大、跨度大、结构复杂、施工组织与施工技术难度大等特点0。施工中会碰到对于已有地下构筑物的穿越和对将来修建地下构筑物的预留口,或者对已有地下构筑物的部分拆除、结构打开和改建等难题00。世纪大道地铁车站处的6号线明挖段为地下二层结构,其中地下一层为6号线明挖区间,地下二层为预留地块的连接通道。后建的6号线两侧的基坑工程为地下三层结构,世纪汇基坑工程地处市区地面交通枢纽,周边环境复杂,受道路、地下管线、施工场地等因素制约,对施工环境要求极高。且世纪汇基坑工程涉及6号线东西两侧基坑开挖(开挖深度20m、宽度22m、西区长75m、东区长90m)、地下预留口拆除、打通隧道正下方联络通道和东西两侧基坑相连等关键工序。该基坑工程平面图如图1。
4.结论
本文通过对紧邻运营地铁的世纪汇后建基坑施工关键工况对隧道结构的影响进行分析,总结了施工中所采取的主要技术措施:(1)钻孔灌注桩加固;(2)基坑满堂注浆加固;(3)临时钢管撑换撑;(4)运营隧道结构变形监测,反馈指导施工等。这些经验和技术措施可为同类工程提供借鉴。
参考文献
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1 基坑施工安全监测
1.1现场踏勘及资料收集
现场踏勘及资料收集阶段的主要工作包括:
1、了解建设方和相关单位的具体要求;
2、收集和熟悉岩土工程勘察资料、地下工程和基坑工程的设计资料以及施工组织设计等;
3、按监测需要收集基坑周边环境各监测对象的原始资料和使用现状等资料,必要时应采取拍照、录像等方法保存有关资料;
4、通过现场踏勘,复核相关资料和现场状况的关系,确定拟监测项目现场实施的可行性及实施方法;
5、了解相邻工程的设计和施工情况。
1.2基坑施工安全监测方案编制
在现场踏勘以及资料收集工作完成后,根据岩土设计提出的监测要求结合现场情况制定监测方案,方案应包括以下内容:
1 、工程概况;
2、 建设场地岩土工程条件及基坑周边环境状况;
3、监测的目的和依据;
4 、监测内容及项目;
5 、基准点、监测点的布设与保护;
6、 监测的方法及精度;
7 、监测期和监测频率;
8、 监测报警及异常情况下的监测措施;
9、 监测数据处理与信息反馈;
10、 监测人员的配备;
11、 监测仪器设备及检定要求;
12、 作业安全及其它管理制度及措施。
1.3基坑施工安全监测方案的实施
一旦方案经签字认可后,监测单位应严格按监测方案实施。当基坑工程设计或施工有重大变更时,监测单位应与委托方以及有关单位研究并及时调整监测方案。
监测单位应及时处理、分析监测数据,并将监测结果和评价及时向建设方及相关单位进行信息反馈,当监测数据达到监测报警值时,必须立即通报建设方及相关单位。
基坑工程整个施工期内,应经常进行现场巡视检查,巡视检查的内容应包括各项:
1、支护结构
⑴支护结构的成型质量;
⑵冠梁、围檩、支撑有无裂缝出现;
⑶支撑、立柱有无明显弯曲变形;
⑷止水结构有无开裂、渗漏现象;
⑸基坑支护外地面有无裂缝、沉陷和滑坡等现象;
⑹基坑有无涌土、流砂及管涌等现象。
2、施工工况
⑴开挖后暴露的土质情况是否与地质勘察报告一致;
⑵基坑开挖分段长度、分层厚度以及支撑或锚杆设置是否与设计要求一致;
⑶场地地表水、地下水排放状况是否正常,基坑降水、回灌设施是否运转正常;
⑷基坑周边是否有超载现象。
3、周边环境
⑴周边道路(地面)是否有裂缝、沉陷;
⑵周边建筑物是否有新增加的裂缝;
⑶周边管线有无破损、渗漏等情况;
⑷临近基坑及建筑的施工变化情况。
4、监测设施
⑴基准点、监测点的保存状况;
⑵监测元件的完好及保护情况;
⑶有无影响监测工作的障碍物。
1.4基坑施工安全监测总结分析报告
当基坑工程施工完毕,监测工作也相应的结束,监测结束后,监测单位应提交基坑施工安全监测总结分析报告给委托单位。总结报告一是要提供完整的监测资料;二是要总结工程的经验与教训,为以后的基坑工程设计、施工和监测提供参考和依据。
基坑施工安全监测总结分析报告包括以下内容:
1、基坑工程监测方案;
2、点位布设、验收记录;
3、分期监测报告;
4、监测竣工总结报告。
2 基坑施工安全监测的质量控制
2.1基坑变形监测点(监测元件)的设置、埋设与安装符合规范要求
基坑工程监测点的布置应能反应监测对象的实际状态及其变化趋势,监测点应布置在内力及变形关键特征点上,并应满足监控要求。基坑工程监测点的布置应不妨碍监测对象的正常工作,并应减少对施工作业的不利影响。监测标志应稳固、明显、结构合理,监测点的位置应避开障碍物,便于观测。
1、围护墙或基坑边坡顶部的水平位移监测点应沿基坑周边布置,周边中部、阳角处应布置监测点。监测点水平距离不宜大于20米,每边监测点数目不宜少于3个。
2、围护墙或土体深层的水平位移监测孔宜布置在基坑周边中部、阳角处及有代表性的部位。监测点间距离宜为20米~50米,每边监测点数目不宜少于1个。
用测斜仪观测深层水平位移时,当测斜管埋设在围护墙体内时,测斜管长度不宜小于围护墙的深度;当测斜管埋设在围护外侧土体时,测斜管长度不宜小于基坑开挖深度的1.5倍,并应大于围护墙的深度。以测斜管底为固定起算点时,管底应嵌入到稳定的土体中。
3、支撑内力监测点应布设在支撑内力较大或在整个支撑系统中起控制作用的杆件上。每层支撑内力的监测点不应少于3个,各层支撑的监测点位置在竖向上宜保持一致。根据选择的测试仪器的特点,钢支撑的监测截面宜布置在两支点间1/3部位或支撑的端头位置;混凝土支撑的监测截面宜布置在两支点间1/3部位,并避开节点部位。每个监测点截面内传感器的设置数量及布置应满足不同传感器的测试要求。
4、基坑外水位监测孔应布置沿基坑、被保护对象的周边或两者之间布置,监测点间距宜为20~50米。相邻建筑、重要的管线密集处应布置水位监测点。如有止水帷幕,宜布置在止水帷幕的外侧约2米处。水位观测管管底的深度应埋置在最低设计水位或最低允许地下水位之下3~5米。承压水水位监测管的滤管应埋置在所测的承压水含水层中。设置有回灌井的,观测井应设置在回灌井点与被保护对象之间。
5、基坑周边1~3倍基坑开挖深度范围内需要保护的周边环境应作为监测对象,必要时尚应扩大监测范围。周边道路每隔20米左右布设一个沉降观测点。周边建筑物四角、沿外墙每15~20米初或每隔2~3根柱基上布设一个监测点,且每侧不少于3个监测点。不同地基、基础分界处两侧或不同结构分界处两侧应布设监测点。变形缝、沉降缝或严重开裂处两侧和新旧建筑或高低建筑交接处两侧应布设监测点。烟囱、水塔和大型储藏罐等高耸构筑物基础轴线的对称部位应布设监测点,切不应少于4个点。
2.2基坑基准监测点的设置、埋设与安装符合规范要求
基坑监测的基准监测点,每个工程不应少于3个,且基准监测点要保证稳定、可靠和通视,便于联测和引测。基准监测点应在基坑工程施工前埋设,测量前应有一定的稳定期。基准监测点应有明显的标志,以引起他人的注意,利于保护。
2.3监测仪器质量和有效期符合规范要求
监测仪器、设备和元件应满足观测精度和量程的要求,具有良好的稳定性和可靠性;应经过校准或标定,且校准记录或标定资料齐全,并应在规定的校准有效期内使用。监测过程中应定期进行监测仪器、设备的维护和保养、检测以及监测元件的检查。
2.4监测方法及精度符合规范要求
监测方法的选择应根据基坑类别、设计要求、场地条件、当地经验和方法适用性等因素综合分析确定,监测方法应合理,易于实行,并应考虑到监测仪器和设备的精度是否能满足已确定的监测方法的要求。
当确定监测方法及仪器和设备的精度后,对于同一监测项目,监测时还应符合以下要求:
1、采用相同的观测路线;
2、使用同一观测仪器和设备;
3、固定观测人员;
4、在基本相同的环境和条件下工作。
2.5基坑工程监测的警戒值
在工程监测中,每一项测试项目都应根据实际情况的客观环境和设计计算书,确定相应的警戒值,以判断位移和受力状况是否会超过容许的范围,判断工程施工是否可靠,是否需要调整施工工序或优化设计方案。实际监测中常用警戒值:
监测值达或超过到下列数据时,提出书面报警,以备有关方面采取工程措施时参考。
1、支护结构坡顶的水平位移速率: 3mm/d;
2、支护结构的位移总量:30mm;
3、建筑物和管线的沉降速率:1.5 mm/d;
4、建筑物和管线的沉降总量:15mm;
5、房屋差异沉降:1/1000。
2.6监测工作的安全管理
监测人员在现场测量时要精神集中观测计算,而周围的环境千变万化,各种隐患均有造成人身或仪器损伤的可能。为此,监测人员必须在制定监测方案中因根据现场情况按“预防为主”的方针。在每个监测环节中落实安全生产的具体措施,要做到既要监测成果精确又要人身仪器双安全。
3 结论
通过对多个工程基坑监测实例的分析总结,以及和相关人员的讨论交流,岩土工程监测是一个需要多学科的综合的技术人员参与的项目,从方案的编制,至方案的实施,都涉及到地质学,土力学,测量学等各方面的专业知识,因此,需要个专业的技术人员共同制定实施。
参 考 文 献
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[3] 王燕,某工程基坑开挖对周边建筑变形影响分析,2007(1):15-19
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[5] 王红英,测量员,机械工程出版社,2007(12):5-9
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[9] 刘建航,基坑工程手册,2008:12-16
[10] 中华人民共和国建设部,建筑基坑支护技术规程,8-11
[引言]:
人类在土木工程活动中慢慢的改进了基坑工程。1990年至今,伴随着改革开放的浪潮,全国经济持续高速增长,工程建设方面也是取得了巨大的成就。建筑科学技术的提高、施工技术、施工机械和建筑材料的日新月异为高层建筑的迅速发展提供了基础条件[1]。但是,基坑工程有超的实用性,它需要设计及施工人员有丰富的经验,能够随着工程实践不断的累积而提高。深基坑支护施工技术通常被应用在深基坑工程中,所谓的深基坑工程就是在大型建筑物的地下室工程。随着科学技术的发展,人们的生活生产水平显著提高,在这一时代背景的促使下,建筑行业的发展速度也随之加快。在现代的建筑工程施工中,涌现出了大批先进的施工材料和施工工艺,从而为现代的建筑工程建设创造了有利条件。
1、深基坑支护工程概况
1.1深基坑支护的发展趋势
经归纳总结,基坑工程发展趋势有如下:
1.1.1从强度控制设计到变形控制的设计:过去基坑工程设计只要求满足强度要求即符合要求,却在软土地区的工程中出现了许多问题,随后形成严重后果,但支护结构并没有破坏的征兆。因此,支护结构要同时满足强度要求和变形要求。
1.1.2基坑工程设计与施工紧紧地联系在一起:过去的许多基坑工程中设计人员与施工人员联系比较少,处于一个脱节的状态,承包的施工队与设计的设计人员缺乏更多的沟通和交流。这里必要强调下,我国采用的时空效应施工方法,取得了非常优越的效果。
1.1.3考虑主动区土压力的变化:我们可以通过三轴试验可以用来研究土压力的变化规律,我国现行基坑规范中假设某一施工情况下土压力是不变的,主动区土压力的变化不仅与强度有关还与路径有关。但是,我国规范假定土压力不变这完全不符合实际工程,因此需要设计人员设计时做好相应的处理。
1.2施工特点
(1)建筑趋向高层化,基坑向大深度方向发展;(2)基坑开挖面积大,长度与宽度有的达数百米,给支撑系统带来较大的难度;(3)在软弱的土层中基坑开挖会产生较大的位移和沉降,对周围建筑物、市政设施和地下管线产生严重威胁;(4)深基坑施工工期长、场地狭窄降雨、重物堆放等对基坑稳定性不利;(5)在相邻场地的施工中打桩、降水、挖土及基础浇注混凝土等工序相互制约影响,增加协调工作的难度;(6)支护型式的多样性。迄今为止,支护型式已经发展到数十种。
2、深基坑支护结构设计、 施工过程中存在的问题
(1)在深基坑支护结构设计中很难选择一个适宜的土体物理力参数深基坑支护结构的安全性能的好坏很大程度是受所能承受的土体压力大小影响的,但是在实际工程中由于地质情况变化无穷,存在很多的不确定性,这使得要选择一个适宜的土体物理力参数来精确计算实际土体压力,以目前的技术来看还是一个大难题,尤其内摩擦角、含水率和粘聚力这三个重要参数在深基坑开挖后更是一个可变值,这样就提高了准确计算支护结构实际受力的难度。除此之外,土体物理力学参数的选择还受支护结构形式及施工工艺等因素的影响[2-3]。(2)不能做到对基坑土体取样完全设计前对地基土层进行取样分析是深基坑支护结构设计的必要步骤。由于地质情况变化无穷,随机取得的土层样本不可能准确地反映土层的真实情况。故支护结构的设计并不能完全符合基坑的实际地质情况。(3)不能全面地考虑基坑开挖后的空间效应大量的深基坑开挖实例表明:基坑的四周朝内侧发生水平位移,且常常是中间比两边大,这种情况使得深基坑边坡失稳,故深基坑开挖还存在一个空间的问题。
3 、高层建筑深基坑支护安全施工技术
为了能够保证高层建筑工程在深基坑支护施工方面的安全,就要大力研究高层建筑的深基坑防护技术,只有合理的进行结构设计的同时与各方面进行协调配合,按照设计要求进行施工,就可以有效的保障施工安全[4]。应主要注意以下内容:(1)施工前,必须完成降水排水工程,检查其满足达到预期要求后,方可进行深基坑的土方开挖工作。(2)基坑开挖前,通过降水提高坑内土体的水平抗力,减少基坑的变形量。施工降水不宜过快,降水过程中应加强周边建筑物、地下管线和地表沉降的监测,同时在坑外地面设回灌井,必要时应采取回灌措施,确保周边建筑物安全。
4、结语
深基坑支护形式的选择与使用,直接关系到施工的安全及整个工程的造价甚至工程的成败。因此,合理的选择深基坑的支护形式并使用恰当的计算理论去分析是非常重要的,就现阶段的状况,深基坑支护理论和实践的完善还有很长的一段路要走,主要表现在:
5.1目前基坑支护形式有很多种,在拥有各自优点的同时也存在局限性,这就要求我们应该利用日益先进的施工设备努力去完善创新更先进的支护形式,从而使得施工便捷、创造更多的社会价值。
5.2基坑工程是一门极其复杂的系统性、综合性学科,目前的计算理论和方法常常是建立在假设的基础上,但由于基坑工程的复杂性,以及受众多施工因素的影响,这些假设往往会使计算结果与实际存在较大的差别,更准确的理论计算可以让深基坑工程的设计更加准确可靠;
[参考文献]:
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中图分类号:TV551.4+1 文献标识码:A
1、研究背景与意义
为保证深基坑工程的顺利开挖以及基坑周边建筑物和环境的安全,需对深基坑采取支挡保护措施。最开始用木桩作为基坑围护结构,后来出现了钢筋混凝土桩、地下连续墙、钢板桩以及水泥土挡墙、土钉墙等围护结构。
1.1地下连续墙
C.Veder于1950年开发了地下连续墙的施工技术。起初地下连续墙多被用于作为大坝的防渗墙,二十世纪五六十年代传入法、日、英、美、前苏联等国家,九十年代中期以后,越来越多的工程中将支护结构和主体结构相结合设计。世界各国都是首先从水利水电基础工程中开始应用,然后推广到建筑、市政、交通、矿山、铁道、环保等部门。日本自从引进地下连续墙的施工技术以后,开发了许多连续墙施工机具,研发了适用于不同施工场地的工法和手段,并将地下连续墙用于桥梁基础以及不断研发的新基础形式中。
在我国,地下连续墙最初仅用来作为基坑围护的挡土、防渗墙,后来逐渐应用于高层建筑的地下连续墙工程,并成功研发了许多施工机具,深基坑工程的不断涌现促进了地下连续墙工艺进一步提高。迄今为止,地下连续墙作为基坑围护结构的设计施工技术发展已十分成熟。
1.2锚杆
1958年德国首次将锚杆应用于深基坑工程中挡土墙的支护,此后世界各国对锚杆技术进行了大量的实践研究,探讨了相关理论和实践问题,产生了一系列专用施工机具制定了相关设计和施工规程。
我国最早将锚杆技术应用于地铁、公路、以及矿区的边坡工程,80年代初开始用于高层建筑深基坑支护。经过多年的实践研究,在施工技术、施工机具、提高锚杆承载力、锚杆与支护结构共同工作等方面都取得了卓越的成就,并制定了土层锚杆设计与施工规范。
地下连续墙与土层锚杆技术的成熟发展以及深基坑工程的不断涌现,使地下连续墙结合锚杆基坑支护结构成为土体开挖施工中控制侧向位移的有效手段。在深基坑工程施工过程中,只有对基坑支护结构、基坑周围土体和邻近建(构)筑物进行监测,才能确保工程的顺利进行。
2、国内外研究现状
深基坑施工过程中进行监测具有重要作用。邵现成 [1]总结了有关基坑围护结构监测的方案、设备、内容、方法等。胡友健 [2]介绍了深基坑工程监测数据处理与预测报警系统。董明钢、杨峰 [3]提出信息化施工的应用性问题。王光勇等 [4]模拟了地下连续墙加锚杆支护结构中锚杆设计参数对支护结构水平位移的影响。许文杰等人 [5]提出预锚地下连续墙的概念。闫文斌,王志豪 [6]结合工程实践,提出了一些深基坑监测方面的意见和建议。
2.1地下连续墙监测现状
Mana和Clough [7]分析了一些基坑的监测数据,发现围护墙体的变形与抗隆起稳定安全系数的密切关系。高彦斌,吴晓峰等 [8]通过有限元软件以及现场监测数据,研究了地下连续墙施工对临近建筑物沉降的影响。吴小将等 [9]根据监测得到的地下连续墙的测斜曲线,建立了一种估算地墙弯矩的简便方法。孙文怀等 [10]结合工程实测资料,分析了圆形基坑地下连续墙的内力、侧向位移、垂直沉降、墙顶水平位移、孔隙水压力、土压力等变化规律。程晔,张太科等人 [11]结合某大直径圆形嵌岩地下连续墙工程,采用现场监测和三维弹塑性有限元方法,分析了大直径圆形嵌岩地下连续墙和相似情况下非嵌岩地下连续墙的变形特征。兰守奇、张庆贺 [12]通过地下连续墙现场监测,分析了地下连续墙侧移和最大相对侧移与基坑开挖深度的关系,随开挖时间的变化规律。
2.2锚杆监测现状
地理信息系统及全球定位系统使锚杆监测正在朝着自动化、全天候、实时动态的方向发展。
柴敬等 [13]提出采用光纤Bragg光栅传感技术进行锚杆支护质量监测,该监测技术精度高、简单、可在线实时监测。程秀芝,张申 [14]根据弹性波法的检测原理和特点,提出利用弹性波技术进行锚杆支护监测,该技术具有监测周期短,费用低,可实现三维空间连续、动态监测等特点。隋海波等 [15]应用 BOTDR 的分布式光纤传感技术进行锚杆监测,简单、易于布置、测量范围大、直观。刘爱卿 [16]开发了CM—200I型测力锚杆和施加扭矩的扭矩套,能够监测高预紧力全长锚固锚杆受力状况。
结论
地下连续墙加锚杆基坑支护结构形式在深大基坑工程的施工中体现了优越性,尤其是在建筑物密集地区,具有广阔的应用前景。现行设计分析理论尚不成熟,积累基坑开挖与支护检测结果,对于完善设计分析理论具有十分重要的意义。只有对基坑变形进行现场监测,掌握了基坑支护结构的变形规律,更好的控制变形,才能保证基坑工程安全。
参考文献
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中图分类号:TU473 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2013)08-0072-03
1 工程案例
某工商企业大厦:地下室2层,地上28层,建筑高度99.9m,上部结构体系为现浇钢筋砼框架-筒体结构,PHC预应力管桩基础,框架抗震等级三级,剪力墙抗震等级二级,抗震设防烈度7度,总建筑面积44208.9m2(地上建筑面积34869m2,地下建筑面积9339.9m2),地下室层高4.2m,建筑等级一级,地质状况:根据工程地质报告:①素填土层,层顶埋深0.6~3.5m。②粉质粘土和粉土层,层顶埋深3.0~6.5m。③泥质砂土夹卵砾石土层,层顶埋深6.0~10.8m。④碎块状强风化砂岩,层顶埋深10.~15.5m。⑤中风化砂岩,层顶埋深15.5~21.6m。地下稳定水位埋深为4.4~11.1m。东、北两向紧靠城市道路,与道路相距13m,西、南两向为新建高层建筑,相距约50m。地下室呈长方形状,长95m,宽56m。施工条件:本大楼地处旧城改造区,旧墙基及地下管线密集,工期紧,施工难度大。工程于2009年6月开工建设,并于8月份完成东、北两向旋挖孔灌注排桩支护施工,为满足建设单位的工期要求,春节前完成桩基、挖土及边坡支护的目标,本深基坑工程土方量约65000m3,每天平均出土量需确保1500m3左右方能满足进度要求。在工期紧迫的情况下完成深基坑的挖土作业,对挖土方案及现场管理提出了更高的要求。
2 边坡支护
本工程基坑开挖深度约10.1m,为保证建筑基坑边坡稳定及安全,根据现场的实际情况对基坑边坡采用土钉墙及预应力锚杆和旋钻孔灌注砼排桩两种支护方案,西、南两侧鉴于有放坡条件,采用A型台阶式放坡土钉喷锚支护方案:该基坑边坡高度9.5m,下层设置击入式钢管Φ48×3土钉3排,纵向间距2m,倾角15°,土钉水平间距1.5m,放坡坡比1:0.75,以梅花形布置。东、北两侧因地下室外墙边线紧邻用地红线,采用B型排桩墙支护方案。根据设计该基坑边坡高度9.5m,排桩总长度为143m,桩径为700mm,桩长13.5m,桩间距1.4m,灌注桩混凝土强度等级C30,主筋为14Φ22,箍筋为Φ8@150;冠梁混凝土强度等级为C30,高0.5m,宽0.7m;竖向设置三排锚杆,竖向间距为1.5m,水平间距为1.4m;桩间采用挂Φ6@200×200mm钢丝网喷C20混凝土止水帷幕。深基坑支护结构断面如图2所示。
3 降排水方案
在土方开挖过程中,当开挖底面标高低于地下水位的基坑时,由于土的含水层被切断,地下水会不断渗入坑内。地下水的存在,非但使得开挖困难,费工费时,边坡易于塌方,而且会导致地基被水浸泡,扰动地基土,造成工程竣工后建筑物的不均匀沉降,使建筑物开裂或破坏。因此,基坑开挖施工中,应根据工程地质和地下水文情况,采取有效地降低地下水位的措施,使基坑开挖和施工达到无水状态,以保证工程质量和工程的顺利进行。本场地最高地下水位-4.4m,在基坑开挖前期,主要是做好基坑及周边的截水、疏水和排水工作,以排水沟排水方法为主要措施,在边坡设置砼300×300mm排水沟,将地表水导入水沟,并排至城市排水管网;当基坑第一阶段土方开挖(达到标高-2.6m)后,为保证在基本无水状况下进行土方开挖施工,主要采取坑底轻型井点降水措施,沿基坑四周1m处设置一道深于坑底的井点滤水管(@2000mm,长度10m,井管直径50~55mm,井孔直径300mm),直接与两台抽水设备连接从中抽水,使地下水位降落到基坑底0.5~1.0m以下,井点降水减小或消除了动水压力,改善了土的性质,大大提高了边坡的稳定性,改善了施工操作条件,加快了工程进度。在1~3层土方开挖过程中沿西、南两向设置简单排水沟、集水坑以排除基坑积水,当第四阶段承台基础土方开挖时,沿支护四周距50cm处设置砼U型排水沟及集水井,以排除坑壁及地下渗水、露天雨水等,并用水泵及时将集水井内积水排出坑外。
4 土方开挖方法
4.1 深基坑土方开挖总体布置
高层建筑深基坑工程的土方开挖,在解决了地下水和边坡稳定问题之后,还要解决土方如何开挖的问题,由于基坑自土方开挖就处于活动状态,随着开挖深度的增加,支护结构的受力状态、大小、位移变形都相应地增加,稍有不慎随时都可能发生边坡垮塌事故。因此在深基坑施工过程中要认真做好施工组织设计及科学安排工期,选用什么方法、什么机械、如何组织施工等一系列问题在基坑土方开挖之前都要进行详细的了解,在开挖过程中还要全面考虑人工和机械开挖的配合问题以及一些特殊地基的处理问题,同时合理安排各工序紧密搭接,以保证基坑暴露的时间尽量缩短,减少基坑支护结构因时空效应产生的不利影响。各层土方开挖以从①④的平面顺序进行,本工程基坑土方开挖平面布置图如图3所示。
4.2 深基坑土方开挖顺序
根据支护体系的设计特点及要求,本工程基坑土方开挖共分五层进行,施工顺序如下:平整场地、修筑临时便道第一层土方开挖东、北向旋喷支护桩施工西、南向第一道土钉喷锚施工井点降水施工第二层土方开挖西、南向第二道土钉喷锚施工第三层土方开挖东、北向排桩第一道锚杆及止水帷幕施工基础桩基施工第四层土方开挖西、南向第三道土钉喷锚施工东、北向排桩第二道锚杆及止水帷幕施工基础承台土方开挖封底垫层地下室结构施工。
4.3 深基坑土方开挖组织
本工程由于支护体系外锚杆设计充分考虑到基坑挖运土机械化施工的需要,为挖运土的机械化施工提供了良好的作业条件。按深基坑土方开挖平面布置修建基坑土方临时运输道路,考虑到车辆交汇,设置7m宽便道,上铺30cm厚砖、石道渣,挖掘机平整碾压成型,配备20片1cm厚2×6m钢板,基坑开挖采用3台CAT320型反铲挖掘机和3台PC200小型挖掘机,土方随挖随运,8吨、12吨自卸汽车根据土方运距及现场需要量调配。
4.3.1 深基坑土方开挖按开挖平面布置分阶段、分层进行,第一层开挖至标高-2.6m,西、南向从上边坡起往基坑约8m开挖至标高-4.2m,第一层开挖完成安排东、北向旋喷桩施工及西、南向第一道土钉喷锚施工和井点降水施工。
4.3.2 第二层土方开挖待东、北向旋喷桩施工及井点降水施工完成,砼强度达到70%后进行,开挖至标高-4.2m。
4.3.3 组织第三层土方开挖,开挖至标高-6.2m,安排基础桩基施工。
4.3.4 基础桩基施工完成,第四层土方开挖,安排西、南向第三道土钉喷锚施工,东、北向排桩第二道锚杆及止水帷幕施工。
4.3.5 最后完成基础承台土方开挖,封底垫层。开挖分层断面如图4所示。
5 深基坑土方施工的关键要点
经过对本深基坑土方开挖施工方案的具体实施,工期紧凑,降低了工程成本,达到了预期的效果,满足了工期、质量和安全的要求,高层建筑深基坑土方施工,虽施工难度大,但也并非没有办法,只要通过合理组织、精心安排,就能取得令人满意的效果,现就深基坑土方开挖施工要点总结
如下:
(1)根据工程的特点、施工条件以及地质状况科学合理地制定边坡支护方案、降排水方案、土方开挖方案是深基坑土方施工成败的关键。
(2)高标准、严要求保证边坡支护的施工质量,落实降排水措施到位是深基坑土方施工的必要条件。
(3)建立以项目业主为主导的现场项目管理体系,充分协调各方关系,最大限度地将边坡支护、降排水、桩基施工等各工序穿插施工,有效缩短工期。
(4)土方开挖必须严格按施工方案的顺序均衡推进,严禁无序开挖,以保证支护体系均匀受力。施工中配备专职人员进行测量控制,及时将基坑开挖下口线测放到坑底,以控制开挖标高,避免超挖。为防止超挖和保持边坡坡度正确,机械开挖至接近设计坑底标高或边坡边界时,应预留20~30cm厚土层,用人工开挖和修坡。
(5)视施工场地及作业面的情况,合理调配土方机械,实现挖、运平衡,避免造成机械闭置误工,进行大面积的开挖后,土方随挖随运,以实现基坑四周的零堆载,同时基坑周边严禁停滞大型机械。在支护桩边、基底及承台地梁等处无法进行机械开挖部位人工配合对开挖部分边角进行修边、平整。
(6)为减少基坑支护结构变形和荷载的积累,各层排桩支护结构前土方应待基坑内侧土方开挖完毕后再挖除。
(7)建立测量控制网,土方开挖前,对邻近道路、建筑物的资料进行收集、分析,对已有的裂缝等问题事先设置标记并备案,在基坑开挖过程中,加强对支护结构体系、基坑稳定性和邻近道路、建筑物的监测,做到每一深挖一层就要进行及时监测,然后对监测值(桩顶位移、桩侧斜、沉降等)进行分析并反馈,若监测值发生突变,说明基坑支护结构承受过大的压力,需要放慢挖土速度或立即停止挖土,待基坑变形稳定后,方可继续进行施工。
(8)运土汽车按施工组织设计指定运土路线行驶,指定弃土地点卸土,并按城建、环保部门规定在工地大门出口处设置标准洗车台,配备冲洗设备,安排专人对路面进行清扫,确保路面清洁干净。
(9)必须加强现场安全措施的有效落实,如基坑防护栏、水平安全网、基坑安全爬梯、基坑照明、配电箱设置等;要求编制详细的专项方案,审查通过后严格执行。
6 结语