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中圖分類號:TU753 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2013)08-0148-01
雖然近年來深基坑工程得到了極大地發展應用,但也存在不少的問題。在選擇方案和施工工藝上,需要遵循安全可行、經濟合理、施工便捷、環境保護等原則,找出一套科學合理且可操作性強的方案優選方法是非常必要和有意義的。文章主要結合工程實例對深基坑支護施工進行敘述。
1 支護設計概況
該工程基坑重要性等級為二級。工程主樓設計為10層,地下室設計為地下一層,層高4.6 m,按現場實際情況,對應設計標高,其基坑實際開挖深度為2.7~6.2 m不等。支護設計以放坡、復合噴錨、管樁為主。對本基坑而言土方開挖采取水平分段、垂直分層的方法施工,開挖一段、支護一段。
2 主要施工方法
2.1 預制管樁施工方法
①樁預檢。樁進場后,報監理單位根據標準圖集對樁進行材料進場驗收,對不合格的樁,要堅決退出施工現場。
②定位放樣。工程樁壓樁前應放出定位軸線及控制點,控制點位置應盡量遠離壓樁區域,并加以固定保護。在壓樁過程中,要經常對控制點進行復核,根據控制點,成片測量出樁的中心點,撒上灰線,定位中心點插毛竹簽,毛竹簽要插牢并與地面平或稍低,毛竹簽頂部涂上紅油漆。對于成片放出的樣樁位,在壓樁過程中,測量人員要對每條軸線進行校核。
③樁的起吊、運輸和堆放。吊裝樁時,最好采用兩點起吊。樁在運輸的過程中,一定要結合具體的情況對其進行捆綁。樁在堆放的過程中,最多只能堆放兩層,對于底層樁一定要做好墊支工作,以免出現樁的滾落對其質量造成嚴重的影響。
④樁架操作程序。首先將壓梁提升,然后將樁以上圖方式吊起,再將樁移向對準樁位插入土中,校正樁身垂直度后方可沉樁。
⑤樁身垂直度控制。用樁機上的線錘校正樁機挺桿垂直度,樁的垂直度以架設一臺經緯儀正交觀測校正,應在距樁機15.0~25.0 m處成90°方向設置,其測定導桿和樁身的垂直度,保證樁身垂直度偏差不超過0.5%。
⑥沉樁。啟動壓樁油缸將樁壓下,沉樁時,要觀察樁身垂直度及油表讀數。樁身、樁帽、送樁管應在同一中心線上,且樁帽與樁之間的彈性襯墊應及時檢查及時更換,其樁架應按額定的總重量配置壓鐵塊,并保證壓樁機在壓樁過程中機械性能保持正常運轉,每根樁應一次性連續壓至控制標高,停歇時間不宜過長。
⑦樁頂標高控制。在送樁器上標示送樁到設計標高的標志線,在附近建筑物上標出±0.000紅三角,先用水準儀對準紅三角后再對準送樁器,直到水準儀目鏡橫線對準送樁器紅線為止。允許偏差控制在-50~+50內。
⑧打樁防護措施。預應力樁入土對周圍土體必須產生隆起和水平擠動,在一定程度上會影響周邊的管線、道路,地坪和鄰近建筑物,影響范圍較廣,一般要波及樁長的1.2~1.5倍,但只要采取適當的預防措施,特別是設觀察點進行現場監控,可以完全避免各種壓樁而引起的損壞。打樁過場中出現施工預留孔問題,應采取防護措施,以免產生安全事故,可采麻袋裝土后覆蓋在預留孔洞上。
2.2 錨桿施工方法
鉆孔的過程中,為了保證在對錨桿施工時不破壞周圍的地質條件和孔壁的粘結性能,不能使用水鉆,必須使用干鉆。結合錨固地層和選用的鉆機的性能嚴格控制鉆孔的速度,以免出現變徑或扭曲的不良現象。
①鉆進過程。在鉆進過程中時刻關注每個孔的變化,同時對鉆進的狀態和出現的特殊情況做好記錄。對于出現縮孔或塌孔時,需要停止鉆進,采取合適的措施及時的進行處理。
②錨桿孔清理。為了確保鉆孔的深度能夠達到設計的孔深,鉆進到設計的深度后,必須穩鉆1~2 min。清理干凈孔壁的水體粘滯和沉渣,完成鉆孔找工作后,將孔內的水和巖粉使用高壓空氣清除到孔外,以免影響孔壁土體和水泥砂漿的粘結強度。如果有錨孔內部積聚的水體,必須采用采取合適的措施進行處理。
③錨桿體制作及安裝。通常選用φ25螺紋鋼筋作為錨桿體,每間隔2 m,沿著錨桿方向設置一個定位支架。對錨筋的尾部一定要做好防腐工作,防腐措施一般是刷漆或涂油。在施工的過程中,如果地梁筋、箍筋和錨桿出現相互干擾的情況時,可以對局部的鋼筋進行調整,調整后一定要確保交叉點的額鋼筋綁扎牢固。
④錨固注漿。注漿采用二次高壓劈裂注漿。一次常壓注漿作業從孔底開始,實際注漿量一般要大于理論的注漿量,或以錨具排氣孔不再排氣且孔口漿液溢出濃漿作為注漿結束的標準。注漿壓力不低于2.5 MPa。
⑤鋼筋掛網與噴射混凝土護坡。框架采用C20砼澆筑,框架嵌入坡面30 cm。橫梁、豎肋基礎先采用5 cm水泥砂漿調平,再進行鋼筋制作安裝,鋼筋接頭需錯開,同一截面鋼筋接頭數不得超過鋼筋總根數的1/2。模板采用小塊鋼模板,用短錨桿固定在坡面上,砼澆注時,尤其在錨孔周圍,鋼筋較密集,一定要仔細振搗,保證質量。
2.3 噴射砼面板及鋼筋網
基坑開挖按設計要求分段分層進行,嚴禁超深度開挖,不宜超長度開挖。機械開挖后輔以人工修整坡面。
坡面形成后初噴一次,將土面覆蓋即可,待鋼筋網及錨桿安置后進行第二次噴射混凝土面板,混凝土強度為C20,厚度為80~100 mm,均采用兩層噴射?;炷僚浜媳葹樗啵荷埃汗厦资?1∶2∶2.5,水泥采用強度為PO32.5 MPa普通硅酸鹽水泥,噴射時加入適量的早強劑,噴射由上至下進行。為保證噴射混凝土的厚度,則在坡面上垂直打入短鋼筋作為控制標志。
2.4 土方開挖施工
土方開挖在基坑邊應分層開挖,每層開挖深度應同設計錨桿豎向間距?;又苓呴_挖時,必須做到開挖一層,支護一層,開挖一段,支護一段,嚴禁超挖。開挖后,坡面要及時支護露過長。同一坡面上,上層支護體施工時間與下層土開挖時間間隔不得少于且不得暴露5 d?;又苓? m內禁止堆放土方,土方及時轉運,避免集中堆放導致邊坡失穩。
2.5 坡頂、坡底排水
為防止坡頂地表水體沿坑頂滲入基坑,在基坑坡頂線外2.0 m處設置磚砌筑的排水溝一道,規格為200 mm×200 mm,坡度為0.5%,且用水泥砂漿封底、溝壁。坡底排水溝則采用磚砌筑,規格為200 mm×300 mm。
3 施工注意事項
在開挖基坑的過程中,為了確保工程的施工質量滿足要求,一定要做好基坑的支護設計,制訂嚴密的施工方案措施。基坑的支護工作與開挖協調配合,同時還要對基坑的開挖環境進行檢測,及時獲取有用的信息,對開挖的速度或順序進行調整。在對土方進行開挖時需要分層開挖,基坑周邊5 m范圍內每層開挖深度同錨桿豎向間距。基坑開挖過程中,土方應隨挖隨運,基坑的周圍不得有土方的堆放;做好支護結構的保護工作,嚴禁施工設備碰撞支護結構。在基坑的底部四周合理的設置排水溝,將滲出的水分及時的排出。
4 結 語
綜上所述,影響深基坑施工的因素有很多,施工人員在施工的過程,一定要針對經常出現的問題采取有效的措施,盡量減少類似的不良狀況的出現。同時施工的過程中做到層層把關嚴格控制,確保工程的質量。
參考文獻:
摘要:下文主要結合相關工作經驗,簡要分析了目前深基坑支護存在的一些基本安全問題,提出了深基坑支護在施工中必須要注意的事項以及預防措施。
關鍵詞:深基坑支護;質量控制
1 目前深基坑支護存在的問題
1.1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。
1.2 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。
1.3 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。
1.4 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。
2 深基坑支護方案設計及施工中的注意事項
2.1 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,收集了施工過程當中的一些技術數據,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。
2.2 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。
2.3 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,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。
2.4 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。
關鍵詞:深基坑;支護;監測;土方開挖;質量控制
中圖分類號: U213 文獻標識碼: A
一、前言
基坑工程既涉及土力學中典型的強度、穩定與變形問題,同時還涉及土與支護結構的共同作用問題。隨著城市地下空間的開發和利用,基坑越來越深,周邊環境越來越復雜,社會影響越來越大,也越來越受到廣泛重視。國家將基坑支護施工與基坑土方開挖納入危險性較大工程,對其施工方案進行專項評審。由于影響基坑安全因素多,不確定因素多,且是土方開挖,土建施工等多方面的配合,所以質量控制管理工作非常重要。
二、某支護工程主要施工工藝與質量控制1、工程概況:
某工程主樓9層、裙房4層,設有1層地下室,基坑開挖深度6.0米,局部開挖約7.0米,開挖面積約4860平方米。該場地位于鹽都區,基坑一面臨近住宅樓,另三面靠近馬路,路下均有地下管線(燃氣管道線,通信光纜、自來水),環境復雜。
基坑支護設計采用鉆孔灌注樁擋土結構,止水采用φ850單排三軸深層攪拌樁,采用套接一孔法施工;坑內采用14口疏干井結合明溝排水。
2、主要施工工藝與質量控制
施工前進行內部技術交底,讓現場技術和施工人員明白各主要施工工藝與質量控制指標。針對本工程條件,主要施工工藝與質量控制要點: 2.1三軸深攪樁施工質量關系到止水的效果,為本工程重點質量控制目標之一。在施工過程中,為確保止水樁的止水效果,在施工過程中要對樁位、樁身的垂直度、下層與提升速度、噴漿等進行嚴格控制。
(1)樁位控制:由于本工程三軸止水攪拌樁是咬合的,在直線部分單點測放樁位;而有許多地方是弧形,那就要計算組樁的角度,測放樁位時用兩點進行定位,嚴格控制組樁與組樁之間的咬合。
(2)樁身垂直度控制:控制樁身的垂直度也是保證組樁與組樁之間咬合一個重要因素。首先根據樁架垂直度指示針調整樁架垂直度,再用經緯儀從垂直二個方向對垂直度進行控制,施工過程中并用線錘校核,發現偏差及時調整機架,保證垂直度不大于0.5%。
(3)攪拌均勻性和噴漿控制:為保證攪拌均勻性,下沉速度控制在每分鐘小于0.7米,提升速度控制在每分鐘小于1.2米。為保證樁身強度,需對水灰比和流量嚴格控制。水灰比為1:1,用比重儀隨時檢查水泥漿的比重,嚴格按預定配合比制作。為防止灰漿離析,放漿前必須攪拌30秒再倒入存漿桶;壓漿階段輸漿管道不能堵塞,不允許發生斷漿現象,全樁須注漿均勻,不得發生土漿夾心層,注漿壓力控制在0.3mpa~0.8mpa。如果發生管道堵塞,應立即停泵處理,待處理結束后立即把攪拌鉆具下沉0.5m并注漿30s后方能繼續提升注漿,以防斷樁發生。
深攪樁正式施工前,事先施工大小幅各五根,并根據試打情況調整施工參數。
(4)施工冷縫處理:三軸深攪樁出現硬接頭,采用一般的樁號記位法難以保證準確找到該硬接頭,容易造成遺漏,造成基坑開挖后漏水。解決方案如下:
采用坐標定位法記錄深攪樁硬接頭位置,具有準確無誤,定位準確的優點,為以后便于采用高壓旋噴樁或壓密注漿補漏提供準確依據。2.2支護樁(鉆孔灌注樁)施工質量也直接關系到基坑的安全,為本工程重點質量控制目標之一。在施工過程中,要嚴格控制成孔、灌注等環節。
(1)成孔:本場地為厚層淤泥質粉質粘土夾薄層粉土,容易產生塌孔和串孔現象。為保證在鉆進過程中不縮徑、不塌孔,使樁徑達到設計要求,需嚴格控制泥漿濃度。開始鉆進時的泥漿比重為1.20~1.25,粘度為28秒左右,采用快鉆慢進,鉆至設計深度后,及時通知質檢員及監理,鉆具上提20cm進行清孔,直到排出的泥漿比重在1.15~1.20,粘度在18~20秒,含砂率
(2)水下混凝土灌注:混凝土灌注前應測定送至現場的商品混凝土的坍落度,混凝土要有良好的和易性,初凝時間控制應大于6小時,坍落度控制在18~22cm。導管底部距孔底的距離宜為40~50cm左右,在漏斗與導管之間應該用隔水栓隔好。為保證水下混凝土的質量,要求首灌時導管底端能一次埋入混凝土中0.8m以上,所以必須事先計算首灌量。水下混凝土灌注作業應連續緊湊,中途不得中斷,要保證導管埋深在2~6m,灌注過程中應經常測試導管埋入深度并記錄。嚴禁導管拔出混凝土面,以免出現斷樁事故。及時計算灌注樁充盈系數,控制在1.0~1.3之間。2.3立柱樁施工主要控制指標:
立柱樁要求定位精度高,測量采用全站儀、經緯儀進行放樣,其位置必須避開工程樁(利用除外)、地梁、柱等。為保證立柱上部型鋼格構柱錨入下部灌注樁長度,型鋼格構柱與下部灌注樁鋼筋籠采用焊接整體放入,在型鋼格構柱內澆筑砼。 三、土方開挖重點注意事項
土方開挖前,應編制詳細的施工組織方案和應急預案,并報有關單位和專家審查,通過后方可實施。開挖前成立基坑開挖應急小組,落實應急施工人員和應急物資。支護結構、止水帷幕需養護達到設計強度,且地下水降到標高(如有地下水)后方可進行土方開挖。在開挖過程中需遵循分區、分層、對稱、平衡的原則,開挖過程中應進行基坑監測和現場巡視,發現問題立即處理。開挖期間,基坑周圍嚴禁堆載,挖出的土方及時運走,并重視對支護結構、降水井、工程樁、監測點及地下管線的保護。挖到標高及時澆筑墊層,嚴禁基坑長時間暴露。
常見的應急預案:
(1)開挖過程中若出現位移過大,地面發生開裂等險情,應立即停止挖土,必要時坑內回土反壓,坡頂卸土、卸載。情形嚴重時,需增加支撐(對于支護樁結構)。地面裂縫應及時采用水泥砂漿灌實,防止雨水滲入。
(2)如果土方已開挖至設計標高,出現位移過大,地面發生開裂等險情,應加快素砼墊層施工進度,并提高墊層標號。
(3)如坑壁發生局部滲漏現象,應及時用棉絮、快干水泥封堵,并加引流管將水引出,但嚴禁流土。如果漏水流土嚴重,則坑內立即回填土方,坑外用壓密注漿或旋噴樁堵漏。如果坑底發生突涌,立即回土反壓,采用管井降水。
(4)如果地面出現塌空區,及時用素砼灌實或注漿灌實。
四、基坑監測重點注意事項
監測基準點必須位于基坑開挖影響范圍之外?;娱_挖前必須將監測點和元器件埋設完畢,且必須進行不少于二次的初測,初測結果要連續、穩定。監測必須及時、真實,及時將監測結果反饋給有關單位,實行信息化施工。
五、結語
由于基坑工程危險性大,一旦出安全問題后果嚴重。建設單位要適當增加投入,設計單位要科學嚴謹,施工單位要精心施工,監測單位應及時反饋監測成果指導施工,監理單位需加強監督和管理協調,所有有關單位必須齊心協力才能保證基坑順利開挖和周邊建筑、道路、管線等安全。
參考文獻:
關鍵詞:建筑施工;基坑支護;加固工程;控制
Abstract: the rapid development of economy of our country, the national city population increases constantly, urban land become scarce resources, construction engineering into the air, underground development has become a necessity. Therefore, in the process of construction of the foundation pit engineering control research is necessary.
Keywords: building construction; Foundation pit supporting; Reinforcement engineering; control
中圖分類號:TV551.4文獻標識碼:A 文章編號:
一、目前深基坑支護存在的問題
1 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。
2 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。
3 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。
4 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。
二、深基坑支護方案設計及施工中的注意事項
1、工程概況
施工區域臨近主樓18層主體施工已完成,主樓東側有7.5米雙向地庫汽車坡道出入口;由于前期施工場地相當狹窄,開挖對東側高壓電線鋼塔安全影響未知、且加固方案未定等問題的限制,該部分坡道以及部分地庫長度32米未進行開挖;由于主樓開挖對該部分地質情況十分熟悉,從上到下依次,現場表層1.5-2.0米為垃圾回填土,1.5米厚粉土層,0.5米粘土層,以下為粉土層,在車庫出入口東側為高壓入地電纜盤曲部分,電纜盤曲向西3.0米向東連接22米、25米2座高壓鋼塔;地庫及坡道開挖深度在1-6米,鋼塔處開挖深度4米左右;坡道底部為地庫,該部分深度6米;在開挖4-6米范圍東側為已建成小區道路、地庫出入口,該路面標高低于本工程開挖面1.2米,道路下走有電纜、排水管;且開挖面緊鄰隔壁圍墻,由于該部位特殊、地質且不均勻,土層有夾雜粘土層,遇水容易滑坡,為保證基坑安全以及隔壁圍墻、道路安全,主樓開挖時在圍墻內側采用微型樁加鋼筋網砼支護形式,但不理想,圍墻局部出現較大裂縫,隔壁道路出現輕微變形;對于現在坡道施工,為保證開挖臨邊高壓鋼塔、基坑、以及道路安全,對施工方案進行了多次討論、對比;在鋼塔附近埋有110千伏高壓電纜,該部位采用土釘支護安全隱患太大,且放坡使基坑外沿向鋼塔、電纜靠近,對鋼塔結構安全有影響;鋼塔南側基坑開挖如果采用素噴砼,放坡按照1:0.4放坡,現場尺寸無法滿足;用土釘墻支護形式,土釘的長度會伸入臨近道路排水管、電纜區域,安全隱患較大,無法保證施工安全;經過對鋼塔結構現狀了解,鋼塔基礎為獨立鋼筋砼灌注樁,直徑2.2米,埋深9米。
2、方案主要內容
①. 采用直徑600mm的鉆孔灌注樁,樁入土深度自地表以下 12米,有效樁長11米,嵌固深度6.5-9.5米,樁身采用C30砼,主筋10根HRB400級16鋼筋均勻分布,箍筋¢8@150,加強箍筋¢14@2000,樁間距在電線桿處為1.0米,其它地段為1.2米;冠梁500*800,10根HRB400級18,箍筋、拉鉤¢8@200,采用C30砼。
②坡道邊坡、鋼塔變形監測。
3、主要施工工藝和質量控制措施
(一)灌注樁放線定位:利用原1#樓主體定位,定出灌注樁中心位置,樁外側與坡道剪力墻只留30mm空隙。
(二) 機械洛陽鏟成孔:
1.采用600mm機械洛陽鏟在在樁位中心,利用卷揚機提升及下落進行挖土和垂直運輸,閉合抓土,至地面卸土,依次循環成孔,直至達到設計標高。
2 .灌注樁施工部位為前期基坑開挖土釘支護面,在自然地坪以下1.5米和3.0米處有土釘,影響到洛陽鏟的施工;有土釘的部位樁徑均擴大到700mm,用電焊切除;
(三)砼施工
砼采用10-20mm粒徑、砼塌落度80-100mm商品砼,灌注前再次校核鋼筋籠標高、孔深,檢查有無坍孔現象,符合要求后即可開盤灌注。由于砼灌注樁深度較深,混凝土采用溜管用手推車向樁孔內澆筑。灌注開始后應緊湊連續地進行,嚴禁中途停灌,樁頂以下6米范圍采用插入式振動棒進行振搗密實。
(四)質量標準
根據機械洛陽鏟砼灌注樁施工驗收標準,設計文件和建筑地基基礎工程施工質量驗收規范GB50202-2002以及砼結構工程施工質量驗收規范GB50204-2002相關規定。
1.機械洛陽鏟成孔檢驗標準及檢驗辦法:樁位小于10mm,孔深+300mm,垂直度10mm;
2. 鋼筋籠安裝質量檢驗標準及檢驗辦法:鋼筋籠主筋間距±10mm,鋼筋籠箍筋間距±20mm,鋼筋籠直徑±10mm,鋼筋籠長度±100m,用尺量;
3.砼灌注樁質量檢驗標準及檢驗辦法:樁體質量檢驗: 無樁身斷裂、裂縫、縮徑、加泥、空洞、蜂窩、松散;砼強度:大于30MPa;樁徑:-20mm;樁頂標高:+30mm,-50mm;沉渣厚度:小于100mm。
從土方開挖到觀測變形結束,除開挖當天1個觀測點變形最大3mm,(報警值為5毫米/天),其余變形觀測為1-2毫米/天,累計最大6mm,遠遠滿足規范30mm要求;對臨近建筑、道路沉降觀測未發現明顯變形。
三、結束語
關鍵詞:深基坑;支護技術;質量控制
中圖分類號: TV551.4 文獻標識碼:A 文章編號:
前言
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。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。
1、建筑深基坑的支護技術
1.1 SMW工法
SMW(Soil Mixed wall)工法是型鋼水泥土攪拌墻,是一種在連續套接的三軸水泥土攪拌樁內插入H型鋼形成的復合擋土隔水結構,能夠充分發揮水泥混合體和型鋼的力學特性。SMW工法目前的施工深度在30m以內。
SMW工法的支護結構施工過程中基本上可以沒有噪音,防水防滲性能好,結構強度牢固,同時,H型鋼在型鋼水泥土攪拌圍護結構在地下室完工后可以回收再利用。SMW工法和一般的圍護方式相比較,具有工期短,污染小且節約社會資源的有點,避免了圍護體在地下室完工后永久的遺留在地下成為地下障礙物。綜上所述,在實際工程項目中可以大力推廣SMW工法的運用,倡導可持續發展。
1.2旋噴攪拌加勁樁支護技術
所謂旋噴攪拌加勁樁支護即由加筋水泥土樁體和錨體構成的對土體的支護體系。它的形成過程是利用專用旋噴鉆機按一定的角度在土體中成孔,在成孔同時通過旋噴機向土體噴射水泥漿,水泥漿與土體充分攪拌形成水泥土斜樁,在成孔攪拌同時將加筋體(鋼鉸線)帶入樁體中。當達到設計深度時,將螺旋鉆桿退出,從而形成加錨筋水泥土凝固體,即加筋水泥土斜錨樁,旋噴攪拌加勁樁通過自身或與傳統的圍護墻體(鋼板樁、預制樁、地下連續墻等)組合成“人字形”、“門架式”、“復合式”等結構,形成一種重力錨固式的主動支護與加固體,從而有效地控制土移,提高土體的穩定性。
人字形支護結構、門架式支護結構、復合式支護結構旋噴攪拌加勁樁技術與傳統的深基坑支護技術有以下明顯特征:首先,旋噴加勁樁適用范圍廣,作業范圍空間小,各種地形和場地均可采用。
1.3 預應力魚腹梁鋼結構支撐體系
IPS是預應力魚腹梁鋼結構支撐支護體系的簡稱,IPS即在預應力原理的基礎上,通過大量的工程研究和實踐應用開發出的一種先進的軟土深基坑支護的內支撐結構。
IPS支護結構改變了傳統的深基坑支撐體系的脆性破壞模式,轉變為延性破壞模式,加強了支護結構的穩固。IPS支護結構體系改善了深基坑的施工條件,降低了圍護結構安裝拆除等的造價,縮短了工期。同時,IPS體系的采用增強了深基坑支護體系在各種不良施工環境的適應能力。與傳統的內支撐支護體系相比,IPS支護結構減少立柱和支撐的數量從而降低了支護和施工成本,有效的控制了系統安裝和拆除,挖土和地下室的施工工期。IPS支護體系的構件可以回收重復使用,可以大力推廣IPS支護體系的使用。
2、 建筑深基坑支護施工中存在的問題
現今深基坑支護結構的設計理論雖然有了很大發展,但是在實際施工中仍然存在許多不足的地方,主要表現為如下幾個方面。
2.1 邊坡修理不達標
在深基坑施工中經常存在挖多或挖少的現象,這都是由于施工管理人員管理的不到位以及機械操作手的操作水平等多種因素的影響,使得機械開挖后的邊坡表面的平整度和順直度不規則,而人工修理時又由于條件的限制不可能作深度挖掘,故經常性的會出現擋土支付后出現超挖和欠挖現象。這是深基坑支護工程施工中較為常見的不足之處。
2.2 施工過程與施工設計的差別大
在深基坑中需要支護施工時,會用到深層攪拌樁,但其水泥摻量會不夠,這就影響水泥土的支護強度,進而使得水泥土發生裂縫,另外,在實際施工中,偷工減料的現象也時常發生,深基坑挖土設計中常常對挖土程序有所要求來減少支護變形,并進行圖紙交底,而實際施工中往往不管這些框框,搶進度,圖局部效益,這往往就會造成偷工減料現象的發生。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。在未能進行空間問題處理之前而需按平面應變假設設計時,支護結構的構造要適當調整,以適應開挖空間效應的要求。這點在設計與實際施工相差較大,也需要引起高度的重視。
2.3 土層開挖和邊坡支護不配套
當土方開挖技術含量較低時,組織管理也相對容易。而擋土支護的技術含量較高,施工組織和管理都比土方開挖復雜。所以在實際的施工過程中,大型的工程一般都是由專業的施工隊伍來完成的,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,拖延工期,開挖順序較亂,特別是雨天期間施工,甚至不顧擋土支護施工所需要工作面,留給支護施工的操作面幾乎是無法操作,時間上也無法去完成支護工作,對屬于巖土工程的地下施工項目,資質限制不嚴格,基坑支護工程轉手承包較為普遍,一些施工單位不具備技術條件,為了追求利潤而隨意修改工程設計,降低安全度?,F場管理混亂,以致出現險情,未做到信息化施工和動態化管理。這也是深基坑支護施工中常見的問題之一。
3、建筑深基坑工程中的施工控制
建筑深基坑施工的控制包括前期控制、過程控制、分部分項工程檢查驗收及成品保護、監測與應急控制等方面,必須圍繞土方開挖、支護結構、監測應急做好工作。
3.1 深基坑工程事前控制十分重要,工程開工前,在詳細研究施工圖紙、充分調查現場情況的基礎上,必須要有針對性的把重點放到結合地質報告、周邊環境等因素制定的專項施工方案上,一個切實可行、科學合理的施工方案是順利組織施工最基本的前提。
3.2 深基坑過程控制,首先是土方開挖期間的降排水,在進行施工降水的時候,必須要采用均衡降水,在降水的同時要對基坑附近地下管線、建筑物以及地表沉降密切監測,防止出現意外。其次是土方分層開挖環節的控制,必須嚴格遵循“開槽支撐、先撐后挖、分層開挖、嚴禁超挖”的原則,結合現狀情況科學實施。第三是基坑支護結構系統的施工控制。支護結構鋼筋混凝土強度未達到設計要求,絕不能進入下道工序。深基坑施工最為關注是安全,一定要提防出現邊坡失穩等安全問題,開挖期間嚴禁重型車輛、特種機械在基坑邊行走,及時清除基坑上的堆土等荷載,防止因為擾動而造成坍塌。
3.3圍護結構的施工質量及土方開挖的合理組織也是開挖成敗的關鍵之一。良好的施工質量和合理的施工組織可以彌補設計上的某些不足,反之,低劣的施工質量和錯誤的施工組織會使合理的設計付諸東流,在這方面有著許多深刻的教訓。此外,施工前要充分估計各種可能出現的情況,當出現險情時,準備可供選擇的應急措施,以免險情出現時,措手不及,延誤搶險時機,導致工程失敗,造成嚴重損失。
3.4分部分項工程檢查驗收及成品保護,要對每一道工序嚴格檢查,及時開展旁站監督,堅決杜絕盲目施工。嚴格按照深基坑施工規范和驗收標準組織好分部分項工程的檢查驗收。加強已施工完成樁墻的保護,防止不必要的擾動或破壞。
3.5監測與應急控制,監測數據是評估基坑安全的基礎,監測點的布置必須滿足對基坑整體情況的反映。一般在開挖前應通過計算先對基坑進行模擬開挖,計算預估變形量,在實際開挖中以計算量為控制目標,一旦突破,及時報警,啟動應急預案,并對其原因進行分析,制定措施方案。
4、結語
基坑工程是建筑工程的一個重要組成部分,特別是深基坑工程施工的成敗往往事關工程全局。深基坑施工的安全可靠,直接關系著高層建筑的安全性、穩定性和長久性。深基坑的支護工程要從支護的設計和施工兩面著手,確保質量。良好的基坑支護施工技術,是整個工程施工順利的前提與保證,是整個龐大工程的重要開端。因此,加強對建筑深基坑施工技術的認識與研究意義重大。
參考文獻: