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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(fā)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(jīng)濟合理、施工便捷、環(huán)境保護等原則,找出一套科學合理且可操作性強的方案優(yōu)選方法是非常必要和有意義的。文章主要結(jié)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(xiàn)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(jiān)理單位根據(jù)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(xiàn)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(qū)域,并加以固定保護。在壓樁過程中,要經(jīng)常對控制點進行復核,根據(jù)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?shù)倪^程中,一定要結(jié)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(xiàn)樁的滾落對其質(zhì)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?qū)蕵段徊迦胪林校U龢渡泶怪倍群蠓娇沙翗丁?/p>
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(jīng)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(shù)。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(zhuǎn),每根樁應一次性連續(xù)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(nèi)。
⑧打樁防護措施。預應力樁入土對周圍土體必須產(chǎn)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?shù)念A防措施,特別是設觀察點進行現(xiàn)場監(jiān)控,可以完全避免各種壓樁而引起的損壞。打樁過場中出現(xiàn)施工預留孔問題,應采取防護措施,以免產(chǎn)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(zhì)條件和孔壁的粘結(jié)性能,不能使用水鉆,必須使用干鉆。結(jié)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(xiàn)變徑或扭曲的不良現(xiàn)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(tài)和出現(xiàn)的特殊情況做好記錄。對于出現(xiàn)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(wěn)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(nèi)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(jié)強度。如果有錨孔內(nèi)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(xiàn)相互干擾的情況時,可以對局部的鋼筋進行調(diào)整,調(diào)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(yè)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(jié)束的標準。注漿壓力不低于2.5 MPa。
⑤鋼筋掛網(wǎng)與噴射混凝土護坡??蚣懿捎肅20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(diào)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(shù)不得超過鋼筋總根數(shù)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(zhì)量。
2.3 噴射砼面板及鋼筋網(wǎng)
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(wǎng)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(nèi)禁止堆放土方,土方及時轉(zhuǎn)運,避免集中堆放導致邊坡失穩(wěn)。
2.5 坡頂、坡底排水
為防止坡頂?shù)乇硭w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(guī)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(guī)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(zhì)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(xié)調(diào)配合,同時還要對基坑的開挖環(huán)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(diào)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(nèi)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(jié)構(gòu)的保護工作,嚴禁施工設備碰撞支護結(jié)構(gòu)。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(jié) 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(jīng)常出現(xiàn)的問題采取有效的措施,盡量減少類似的不良狀況的出現(xiàn)。同時施工的過程中做到層層把關嚴格控制,確保工程的質(zhì)量。
參考文獻:
摘要:下文主要結(jié)合相關工作經(jīng)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(zhì)量控制
1 目前深基坑支護存在的問題
1.1支護結(jié)構(gòu)設計中土體的物理力學參數(shù)選擇不當。
深基坑支護結(jié)構(gòu)所承擔的土壓力大小直接影響其安全度,但由于地質(zhì)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(shù)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(nèi)摩擦角和粘聚力三個參數(shù)是可變值,很難準確計算出支護結(jié)構(gòu)的實際受力。在深基坑支護結(jié)構(gòu)設計中,如果對地基土體的物理力學參數(shù)取值不準,將對設計的結(jié)果產(chǎn)生很大影響。土力學試驗數(shù)據(jù)表明:內(nèi)磨擦角值相差5°,其產(chǎn)生的主動土壓力不同;原土體的內(nèi)凝聚力與開挖后土體的內(nèi)凝聚力,則差別更大。施工工藝和支護結(jié)構(gòu)形式不同,對土體的物理力學參數(shù)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的設計提拱可靠的依據(jù)。一般在深基坑開挖區(qū)域內(nèi),按國家規(guī)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(zhì)構(gòu)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(jié)構(gòu)的設計也就不一定完全符合實際的地質(zhì)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(nèi)發(fā)生的水平位移是中間大兩邊小。深基坑邊坡的失穩(wěn),常常以長邊的居中位置發(fā)生。這足以說時深基坑開挖是一個空間問題。傳統(tǒng)的深基坑支護結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)要適當進行調(diào)整,以適應開挖空間效應的要求。
1.4 支護結(jié)構(gòu)設計計算與實際受力不符。
目前,深基坑支護結(jié)構(gòu)的設計計算仍基于極限平衡理論,但支護結(jié)構(gòu)的實際受力并不那么簡單。工程實踐證明,有的支護結(jié)構(gòu)按極限平衡理論設計計算的安全系數(shù),從理論上講是絕對安全的,但有時卻發(fā)生破壞;有的支護結(jié)構(gòu)安全系數(shù)雖然比較小,甚至達不到規(guī)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(jié)構(gòu)的一種靜態(tài)設計,而實際上開挖后的土體是一種動態(tài)平衡狀態(tài),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(chǎn)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(zhuǎn)變傳統(tǒng)的設計理念。
近十幾年來,我國在深基坑支護技術上已經(jīng)積累很多實踐經(jīng)驗,收集了施工過程當中的一些技術數(shù)據(jù),已初步摸索出巖土變化支護結(jié)構(gòu)實際受力的規(guī)律,為建立深基坑支護結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的設計,國內(nèi)外至今尚沒有一種精確的計算方法,多數(shù)是處于摸索和探討階段,我國也沒有統(tǒng)一的支護結(jié)構(gòu)設計規(guī)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(jié)果與深基坑支護結(jié)構(gòu)的實際受力懸殊較大,既不安全也不經(jīng)濟。由此可見,深基坑支護結(jié)構(gòu)的設計不應再采用傳統(tǒng)的“結(jié)構(gòu)荷載法”,而應徹底改變傳統(tǒng)的設計觀念,逐步建立以施工監(jiān)測為主導的信息反饋動態(tài)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(jié)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(jié)構(gòu),只能單純滿足支護結(jié)構(gòu)的強度要求,而不能保證支護結(jié)構(gòu)的剛度。眾多工程事故就是因為支護結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過大的變形而造成的,由此可見,評價一個支護結(jié)構(gòu)的設計方案優(yōu)劣,不僅要看其是否滿足強度的要求,而且還要看其是否產(chǎn)生環(huán)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(jié)構(gòu)變形控制的標準、空間效應轉(zhuǎn)化為平面應變和地面超載的確定及其對支護結(jié)構(gòu)的影響等問題。
2.3 大力開展支護結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)方面,我國至今尚未進行科學系統(tǒng)的試驗研究。一些支護結(jié)構(gòu)工程成功了,也講不出具體功之處;一些支護結(jié)構(gòu)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(shù)據(jù),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(jié)構(gòu)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(jīng)過科學試驗再進行設計時,肯定會節(jié)省可觀的經(jīng)費。因此,工程現(xiàn)場試驗是非常必要的。通過工程實踐積累大量的測試數(shù)據(jù),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(jié)構(gòu)的計算方法。
高層建筑的飛速發(fā)展給深基坑支護結(jié)構(gòu)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(xù)墻等支護結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)型式也相繼問世。但是,這些支護結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)設計中急需解決的問題。目前,深基坑支護結(jié)構(gòu)正在向著綜合性方向發(fā)展,即受力結(jié)構(gòu)與水結(jié)構(gòu)相結(jié)合、臨時支護結(jié)構(gòu)與永久支護結(jié)構(gòu)相結(jié)合、基坑開挖方式與支護結(jié)構(gòu)型式相結(jié)合。這幾種結(jié)合必然使支護結(jié)構(gòu)受力復雜。所以,建立新型支護結(jié)構(gòu)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(jiān)測;土方開挖;質(zhì)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(wěn)定與變形問題,同時還涉及土與支護結(jié)構(gòu)的共同作用問題。隨著城市地下空間的開發(fā)和利用,基坑越來越深,周邊環(huán)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(zhì)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(zhì)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(qū),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(huán)境復雜。
基坑支護設計采用鉆孔灌注樁擋土結(jié)構(gòu),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(nèi)采用14口疏干井結(jié)合明溝排水。
2、主要施工工藝與質(zhì)量控制
施工前進行內(nèi)部技術交底,讓現(xiàn)場技術和施工人員明白各主要施工工藝與質(zhì)量控制指標。針對本工程條件,主要施工工藝與質(zhì)量控制要點: 2.1三軸深攪樁施工質(zhì)量關系到止水的效果,為本工程重點質(zhì)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(jù)樁架垂直度指示針調(diào)整樁架垂直度,再用經(jīng)緯儀從垂直二個方向?qū)Υ怪倍冗M行控制,施工過程中并用線錘校核,發(fā)現(xiàn)偏差及時調(diào)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(fā)生斷漿現(xiàn)象,全樁須注漿均勻,不得發(fā)生土漿夾心層,注漿壓力控制在0.3mpa~0.8mpa。如果發(fā)生管道堵塞,應立即停泵處理,待處理結(jié)束后立即把攪拌鉆具下沉0.5m并注漿30s后方能繼續(xù)提升注漿,以防斷樁發(fā)生。
深攪樁正式施工前,事先施工大小幅各五根,并根據(jù)試打情況調(diào)整施工參數(shù)。
(4)施工冷縫處理:三軸深攪樁出現(xiàn)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(yōu)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(jù)。2.2支護樁(鉆孔灌注樁)施工質(zhì)量也直接關系到基坑的安全,為本工程重點質(zhì)量控制目標之一。在施工過程中,要嚴格控制成孔、灌注等環(huán)節(jié)。
(1)成孔:本場地為厚層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾薄層粉土,容易產(chǎn)生塌孔和串孔現(xiàn)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(zhì)檢員及監(jiān)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(xiàn)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(zhì)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(yè)應連續(xù)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(jīng)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(xiàn)斷樁事故。及時計算灌注樁充盈系數(shù),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(jīng)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(gòu)柱錨入下部灌注樁長度,型鋼格構(gòu)柱與下部灌注樁鋼筋籠采用焊接整體放入,在型鋼格構(gòu)柱內(nèi)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(jié)構(gòu)、止水帷幕需養(yǎng)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(qū)、分層、對稱、平衡的原則,開挖過程中應進行基坑監(jiān)測和現(xiàn)場巡視,發(fā)現(xiàn)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(jié)構(gòu)、降水井、工程樁、監(jiān)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(xiàn)位移過大,地面發(fā)生開裂等險情,應立即停止挖土,必要時坑內(nèi)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(jié)構(gòu))。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(xiàn)位移過大,地面發(fā)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(fā)生局部滲漏現(xiàn)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(nèi)立即回填土方,坑外用壓密注漿或旋噴樁堵漏。如果坑底發(fā)生突涌,立即回土反壓,采用管井降水。
(4)如果地面出現(xiàn)塌空區(qū),及時用素砼灌實或注漿灌實。
四、基坑監(jiān)測重點注意事項
監(jiān)測基準點必須位于基坑開挖影響范圍之外。基坑開挖前必須將監(jiān)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(jié)果要連續(xù)、穩(wěn)定。監(jiān)測必須及時、真實,及時將監(jiān)測結(jié)果反饋給有關單位,實行信息化施工。
五、結(jié)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(jiān)測單位應及時反饋監(jiān)測成果指導施工,監(jiān)理單位需加強監(jiān)督和管理協(xié)調(diào),所有有關單位必須齊心協(xié)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(jié)構(gòu)設計中土體的物理力學參數(shù)選擇不當
深基坑支護結(jié)構(gòu)所承擔的土壓力大小直接影響其安全度,但由于地質(zhì)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(shù)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(nèi)摩擦角和粘聚力三個參數(shù)是可變值,很難準確計算出支護結(jié)構(gòu)的實際受力。
在深基坑支護結(jié)構(gòu)設計中,如果對地基土體的物理力學參數(shù)取值不準,將對設計的結(jié)果產(chǎn)生很大影響。土力學試驗數(shù)據(jù)表明:內(nèi)磨擦角值相差5°,其產(chǎn)生的主動土壓力不同;原土體的內(nèi)凝聚力與開挖后土體的內(nèi)凝聚力,則差別更大。施工工藝和支護結(jié)構(gòu)形式不同,對土體的物理力學參數(shù)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的設計提拱可靠的依據(jù)。一般在深基坑開挖區(qū)域內(nèi),按國家規(guī)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(zhì)構(gòu)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(jié)構(gòu)的設計也就不一定完全符合實際的地質(zhì)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(nèi)發(fā)生的水平位移是中間大兩邊小。深基坑邊坡的失穩(wěn),常常以長邊的居中位置發(fā)生。這足以說時深基坑開挖是一個空間問題。傳統(tǒng)的深基坑支護結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)要適當進行調(diào)整,以適應開挖空間效應的要求。
4 支護結(jié)構(gòu)設計計算與實際受力不符
目前,深基坑支護結(jié)構(gòu)的設計計算仍基于極限平衡理論,但支護結(jié)構(gòu)的實際受力并不那么簡單。工程實踐證明,有的支護結(jié)構(gòu)按極限平衡理論設計計算的安全系數(shù),從理論上講是絕對安全的,但有時卻發(fā)生破壞;有的支護結(jié)構(gòu)安全系數(shù)雖然比較小,甚至達不到規(guī)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(jié)構(gòu)的一種靜態(tài)設計,而實際上開挖后的土體是一種動態(tài)平衡狀態(tài),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(chǎn)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(qū)域臨近主樓18層主體施工已完成,主樓東側(cè)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(cè)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(zhì)情況十分熟悉,從上到下依次,現(xiàn)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(cè)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(cè)為已建成小區(qū)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(zhì)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(nèi)側(cè)采用微型樁加鋼筋網(wǎng)砼支護形式,但不理想,圍墻局部出現(xiàn)較大裂縫,隔壁道路出現(xiàn)輕微變形;對于現(xiàn)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(jié)構(gòu)安全有影響;鋼塔南側(cè)基坑開挖如果采用素噴砼,放坡按照1:0.4放坡,現(xiàn)場尺寸無法滿足;用土釘墻支護形式,土釘?shù)拈L度會伸入臨近道路排水管、電纜區(qū)域,安全隱患較大,無法保證施工安全;經(jīng)過對鋼塔結(jié)構(gòu)現(xiàn)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(nèi)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(jiān)測。
3、主要施工工藝和質(zhì)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(cè)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(huán)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?shù)牟课粯稄骄鶖U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(xiàn)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(nèi)澆筑。灌注開始后應緊湊連續(xù)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(zhì)量標準
根據(jù)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(zhì)量驗收規(guī)范GB50202-2002以及砼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB50204-2002相關規(guī)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(zhì)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(zhì)量檢驗標準及檢驗辦法:樁體質(zhì)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(jié)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(guī)范30mm要求;對臨近建筑、道路沉降觀測未發(fā)現(xiàn)明顯變形。
三、結(jié)束語
關鍵詞:深基坑;支護技術;質(zhì)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(nèi),為節(jié)省投資、降低成本及加快進度,業(yè)主、施工單位往往只強調(diào)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(jié)構(gòu)施工及基坑周邊環(huán)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(xù)套接的三軸水泥土攪拌樁內(nèi)插入H型鋼形成的復合擋土隔水結(jié)構(gòu),能夠充分發(fā)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(nèi)。
SMW工法的支護結(jié)構(gòu)施工過程中基本上可以沒有噪音,防水防滲性能好,結(jié)構(gòu)強度牢固,同時,H型鋼在型鋼水泥土攪拌圍護結(jié)構(gòu)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(jié)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(xù)發(fā)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(gòu)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(tǒng)的圍護墻體(鋼板樁、預制樁、地下連續(xù)墻等)組合成“人字形”、“門架式”、“復合式”等結(jié)構(gòu),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(wěn)定性。
人字形支護結(jié)構(gòu)、門架式支護結(jié)構(gòu)、復合式支護結(jié)構(gòu)旋噴攪拌加勁樁技術與傳統(tǒng)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(yè)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(jié)構(gòu)支撐體系
IPS是預應力魚腹梁鋼結(jié)構(gòu)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(fā)出的一種先進的軟土深基坑支護的內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)。
IPS支護結(jié)構(gòu)改變了傳統(tǒng)的深基坑支撐體系的脆性破壞模式,轉(zhuǎn)變?yōu)檠有云茐哪J?,加強了支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固。IPS支護結(jié)構(gòu)體系改善了深基坑的施工條件,降低了圍護結(jié)構(gòu)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(huán)境的適應能力。與傳統(tǒng)的內(nèi)支撐支護體系相比,IPS支護結(jié)構(gòu)減少立柱和支撐的數(shù)量從而降低了支護和施工成本,有效的控制了系統(tǒng)安裝和拆除,挖土和地下室的施工工期。IPS支護體系的構(gòu)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(xiàn)今深基坑支護結(jié)構(gòu)的設計理論雖然有了很大發(fā)展,但是在實際施工中仍然存在許多不足的地方,主要表現(xiàn)為如下幾個方面。
2.1 邊坡修理不達標
在深基坑施工中經(jīng)常存在挖多或挖少的現(xiàn)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(guī)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(jīng)常性的會出現(xiàn)擋土支付后出現(xiàn)超挖和欠挖現(xiàn)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(fā)生裂縫,另外,在實際施工中,偷工減料的現(xiàn)象也時常發(fā)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(xiàn)象的發(fā)生。深基坑開挖是一個空間問題。傳統(tǒng)的深基坑支護結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的構(gòu)造要適當調(diào)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(yè)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(xié)調(diào)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(zhì)限制不嚴格,基坑支護工程轉(zhuǎn)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(xiàn)場管理混亂,以致出現(xiàn)險情,未做到信息化施工和動態(tài)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(jiān)測與應急控制等方面,必須圍繞土方開挖、支護結(jié)構(gòu)、監(jiān)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(diào)查現(xiàn)場情況的基礎上,必須要有針對性的把重點放到結(jié)合地質(zhì)報告、周邊環(huán)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(jiān)測,防止出現(xiàn)意外。其次是土方分層開挖環(huán)節(jié)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(jié)合現(xiàn)狀情況科學實施。第三是基坑支護結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的施工控制。支護結(jié)構(gòu)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(xiàn)邊坡失穩(wěn)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(jié)構(gòu)的施工質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(xiàn)的情況,當出現(xiàn)險情時,準備可供選擇的應急措施,以免險情出現(xiàn)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(jiān)督,堅決杜絕盲目施工。嚴格按照深基坑施工規(guī)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(jiān)測與應急控制,監(jiān)測數(shù)據(jù)是評估基坑安全的基礎,監(jiān)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(jié)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(wěn)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(zhì)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: