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中图分类号:TU753 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2013)08-0148-01
虽然近年来深基坑工程得到了极大地发展应用,但也存在不少的问题。在选择方案和施工工艺上,需要遵循安全可行、经济合理、施工便捷、环境保护等原则,找出一套科学合理且可操作性强的方案优选方法是非常必要和有意义的。文章主要结合工程实例对深基坑支护施工进行叙述。
1 支护设计概况
该工程基坑重要性等级为二级。工程主楼设计为10层,地下室设计为地下一层,层高4.6 m,按现场实际情况,对应设计标高,其基坑实际开挖深度为2.7~6.2 m不等。支护设计以放坡、复合喷锚、管桩为主。对本基坑而言土方开挖采取水平分段、垂直分层的方法施工,开挖一段、支护一段。
2 主要施工方法
2.1 预制管桩施工方法
①桩预检。桩进场后,报监理单位根据标准图集对桩进行材料进场验收,对不合格的桩,要坚决退出施工现场。
②定位放样。工程桩压桩前应放出定位轴线及控制点,控制点位置应尽量远离压桩区域,并加以固定保护。在压桩过程中,要经常对控制点进行复核,根据控制点,成片测量出桩的中心点,撒上灰线,定位中心点插毛竹签,毛竹签要插牢并与地面平或稍低,毛竹签顶部涂上红油漆。对于成片放出的样桩位,在压桩过程中,测量人员要对每条轴线进行校核。
③桩的起吊、运输和堆放。吊装桩时,最好采用两点起吊。桩在运输的过程中,一定要结合具体的情况对其进行捆绑。桩在堆放的过程中,最多只能堆放两层,对于底层桩一定要做好垫支工作,以免出现桩的滚落对其质量造成严重的影响。
④桩架操作程序。首先将压梁提升,然后将桩以上图方式吊起,再将桩移向对准桩位插入土中,校正桩身垂直度后方可沉桩。
⑤桩身垂直度控制。用桩机上的线锤校正桩机挺杆垂直度,桩的垂直度以架设一台经纬仪正交观测校正,应在距桩机15.0~25.0 m处成90°方向设置,其测定导杆和桩身的垂直度,保证桩身垂直度偏差不超过0.5%。
⑥沉桩。启动压桩油缸将桩压下,沉桩时,要观察桩身垂直度及油表读数。桩身、桩帽、送桩管应在同一中心线上,且桩帽与桩之间的弹性衬垫应及时检查及时更换,其桩架应按额定的总重量配置压铁块,并保证压桩机在压桩过程中机械性能保持正常运转,每根桩应一次性连续压至控制标高,停歇时间不宜过长。
⑦桩顶标高控制。在送桩器上标示送桩到设计标高的标志线,在附近建筑物上标出±0.000红三角,先用水准仪对准红三角后再对准送桩器,直到水准仪目镜横线对准送桩器红线为止。允许偏差控制在-50~+50内。
⑧打桩防护措施。预应力桩入土对周围土体必须产生隆起和水平挤动,在一定程度上会影响周边的管线、道路,地坪和邻近建筑物,影响范围较广,一般要波及桩长的1.2~1.5倍,但只要采取适当的预防措施,特别是设观察点进行现场监控,可以完全避免各种压桩而引起的损坏。打桩过场中出现施工预留孔问题,应采取防护措施,以免产生安全事故,可采麻袋装土后覆盖在预留孔洞上。
2.2 锚杆施工方法
钻孔的过程中,为了保证在对锚杆施工时不破坏周围的地质条件和孔壁的粘结性能,不能使用水钻,必须使用干钻。结合锚固地层和选用的钻机的性能严格控制钻孔的速度,以免出现变径或扭曲的不良现象。
①钻进过程。在钻进过程中时刻关注每个孔的变化,同时对钻进的状态和出现的特殊情况做好记录。对于出现缩孔或塌孔时,需要停止钻进,采取合适的措施及时的进行处理。
②锚杆孔清理。为了确保钻孔的深度能够达到设计的孔深,钻进到设计的深度后,必须稳钻1~2 min。清理干净孔壁的水体粘滞和沉渣,完成钻孔找工作后,将孔内的水和岩粉使用高压空气清除到孔外,以免影响孔壁土体和水泥砂浆的粘结强度。如果有锚孔内部积聚的水体,必须采用采取合适的措施进行处理。
③锚杆体制作及安装。通常选用φ25螺纹钢筋作为锚杆体,每间隔2 m,沿着锚杆方向设置一个定位支架。对锚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。在施工的过程中,如果地梁筋、箍筋和锚杆出现相互干扰的情况时,可以对局部的钢筋进行调整,调整后一定要确保交叉点的额钢筋绑扎牢固。
④锚固注浆。注浆采用二次高压劈裂注浆。一次常压注浆作业从孔底开始,实际注浆量一般要大于理论的注浆量,或以锚具排气孔不再排气且孔口浆液溢出浓浆作为注浆结束的标准。注浆压力不低于2.5 MPa。
⑤钢筋挂网与喷射混凝土护坡。框架采用C20砼浇筑,框架嵌入坡面30 cm。横梁、竖肋基础先采用5 cm水泥砂浆调平,再进行钢筋制作安装,钢筋接头需错开,同一截面钢筋接头数不得超过钢筋总根数的1/2。模板采用小块钢模板,用短锚杆固定在坡面上,砼浇注时,尤其在锚孔周围,钢筋较密集,一定要仔细振捣,保证质量。
2.3 喷射砼面板及钢筋网
基坑开挖按设计要求分段分层进行,严禁超深度开挖,不宜超长度开挖。机械开挖后辅以人工修整坡面。
坡面形成后初喷一次,将土面覆盖即可,待钢筋网及锚杆安置后进行第二次喷射混凝土面板,混凝土强度为C20,厚度为80~100 mm,均采用两层喷射。混凝土配合比为水泥:砂:瓜米石=1∶2∶2.5,水泥采用强度为PO32.5 MPa普通硅酸盐水泥,喷射时加入适量的早强剂,喷射由上至下进行。为保证喷射混凝土的厚度,则在坡面上垂直打入短钢筋作为控制标志。
2.4 土方开挖施工
土方开挖在基坑边应分层开挖,每层开挖深度应同设计锚杆竖向间距。基坑周边开挖时,必须做到开挖一层,支护一层,开挖一段,支护一段,严禁超挖。开挖后,坡面要及时支护露过长。同一坡面上,上层支护体施工时间与下层土开挖时间间隔不得少于且不得暴露5 d。基坑周边3 m内禁止堆放土方,土方及时转运,避免集中堆放导致边坡失稳。
2.5 坡顶、坡底排水
为防止坡顶地表水体沿坑顶渗入基坑,在基坑坡顶线外2.0 m处设置砖砌筑的排水沟一道,规格为200 mm×200 mm,坡度为0.5%,且用水泥砂浆封底、沟壁。坡底排水沟则采用砖砌筑,规格为200 mm×300 mm。
3 施工注意事项
在开挖基坑的过程中,为了确保工程的施工质量满足要求,一定要做好基坑的支护设计,制订严密的施工方案措施。基坑的支护工作与开挖协调配合,同时还要对基坑的开挖环境进行检测,及时获取有用的信息,对开挖的速度或顺序进行调整。在对土方进行开挖时需要分层开挖,基坑周边5 m范围内每层开挖深度同锚杆竖向间距。基坑开挖过程中,土方应随挖随运,基坑的周围不得有土方的堆放;做好支护结构的保护工作,严禁施工设备碰撞支护结构。在基坑的底部四周合理的设置排水沟,将渗出的水分及时的排出。
4 结 语
综上所述,影响深基坑施工的因素有很多,施工人员在施工的过程,一定要针对经常出现的问题采取有效的措施,尽量减少类似的不良状况的出现。同时施工的过程中做到层层把关严格控制,确保工程的质量。
参考文献:
摘要:下文主要结合相关工作经验,简要分析了目前深基坑支护存在的一些基本安全问题,提出了深基坑支护在施工中必须要注意的事项以及预防措施。
关键词:深基坑支护;质量控制
1 目前深基坑支护存在的问题
1.1支护结构设计中土体的物理力学参数选择不当。
深基坑支护结构所承担的土压力大小直接影响其安全度,但由于地质情况多变且十分复杂,要精确地计算土压力目前还十分困难,至今仍在采用库伦公式或朗肯公式。关于土体物理参数的选择是一个非常复杂的问题,尤其是在深基坑开挖后,含水率、内摩擦角和粘聚力三个参数是可变值,很难准确计算出支护结构的实际受力。在深基坑支护结构设计中,如果对地基土体的物理力学参数取值不准,将对设计的结果产生很大影响。土力学试验数据表明:内磨擦角值相差5°,其产生的主动土压力不同;原土体的内凝聚力与开挖后土体的内凝聚力,则差别更大。施工工艺和支护结构形式不同,对土体的物理力学参数的选择也有很大影响。
1.2 基坑土体的取样具有不完全性。
在深基坑支护结构设计之前,必须对地基土层进行取样分析,以取得土体比较合理的物理力学指标,为支护结构的设计提拱可靠的依据。一般在深基坑开挖区域内,按国家规范的要求进行钻探取样。为减少勘探的工作量和降低工程造价,不可能钻孔过多。因此,所取得的土样具有一定的随机性和不完全性。但是,地质构造是极其复杂、多变的、取得的土样不可能全面反映土层的真实性。因此,支护结构的设计也就不一定完全符合实际的地质情况。
1.3 基坑开挖存在的空间效应考虑不周。
深基坑开挖中大量的实测资料表明:基坑周边向基坑内发生的水平位移是中间大两边小。深基坑边坡的失稳,常常以长边的居中位置发生。这足以说时深基坑开挖是一个空间问题。传统的深基坑支护结构的设计是按平面应变问题处理的。对一些细长条基坑来讲,这种平面应变假设是比较符合实际的,而对近似方形或长方形深基坑则差别比较大。所以,在未进行空间问题处理前而按平面应变假设设计时,支护结构要适当进行调整,以适应开挖空间效应的要求。
1.4 支护结构设计计算与实际受力不符。
目前,深基坑支护结构的设计计算仍基于极限平衡理论,但支护结构的实际受力并不那么简单。工程实践证明,有的支护结构按极限平衡理论设计计算的安全系数,从理论上讲是绝对安全的,但有时却发生破坏;有的支护结构安全系数虽然比较小,甚至达不到规范的要求,但在实际工程中却满足要求。极限平衡理论是深基坑支护结构的一种静态设计,而实际上开挖后的土体是一种动态平衡状态,也是一个土体逐渐松弛的过程,随着时间的增长,土体强度逐渐下降,并产生一定的变形。所以,在设计中必须充分考虑到这一点。
2 深基坑支护方案设计及施工中的注意事项
2.1 彻底转变传统的设计理念。
近十几年来,我国在深基坑支护技术上已经积累很多实践经验,收集了施工过程当中的一些技术数据,已初步摸索出岩土变化支护结构实际受力的规律,为建立深基坑支护结构设计的新理论和新方法打下了良好的基础。但是,对于深基坑支护结构的设计,国内外至今尚没有一种精确的计算方法,多数是处于摸索和探讨阶段,我国也没有统一的支护结构设计规范。土压力分布还按库伦或朗肯理论确定,支护桩仍用“等值梁法”进行计算。其计算结果与深基坑支护结构的实际受力悬殊较大,既不安全也不经济。由此可见,深基坑支护结构的设计不应再采用传统的“结构荷载法”,而应彻底改变传统的设计观念,逐步建立以施工监测为主导的信息反馈动态设计体系。这是设计人员需要加强科研攻关的方向。
2.2 建立变形控制的新的工程设计方法。
目前,设计人员用的极限平衡原理是一种简便实用的常用设计方法,其计算结果具重要的参考价值。但是,将这种设计方法用于深基坑支护结构,只能单纯满足支护结构的强度要求,而不能保证支护结构的刚度。众多工程事故就是因为支护结构产生过大的变形而造成的,由此可见,评价一个支护结构的设计方案优劣,不仅要看其是否满足强度的要求,而且还要看其是否产生环境问题,关键在于其变形大小。鉴于上述实际,在建立新的变形控制设计法时,应着重研究支护结构变形控制的标准、空间效应转化为平面应变和地面超载的确定及其对支护结构的影响等问题。
2.3 大力开展支护结构的试验研究。
正确的理论必须建立在大量试验研究的基础上。但是,在深基坑支护结构方面,我国至今尚未进行科学系统的试验研究。一些支护结构工程成功了,也讲不出具体功之处;一些支护结构工程失败了,也说不清失败的真实原因。在支护工程施工的过程中积累的技术资料很丰富,但缺少科学的测试数据,无法进行科学分析,不能上升到理论的高度,这是一个很大的缺陷。开展支护结构的试验研究,虽然要耗费部分资金,但由于深基坑支护工程投资巨大,如经过科学试验再进行设计时,肯定会节省可观的经费。因此,工程现场试验是非常必要的。通过工程实践积累大量的测试数据,可对同类工程的成功打好基础,为理论研究和建立新的计算方法提供可靠的第一手资料。
2.4 探索新型支护结构的计算方法。
高层建筑的飞速发展给深基坑支护结构带来一场技术革命。在钢板桩、钢筋混凝土板桩、钻孔灌注桩挡墙、地下连续墙等支护结构成功应用后,双排桩、土钉、组合拱帷幕、旋喷土锚、预应力钢筋混凝土多孔板等新的支护结构型式也相继问世。但是,这些支护结构型式的计算模型如何建立、计算简图怎样选取、设计方法如何趋于科学,仍是当前新型支护结构设计中急需解决的问题。目前,深基坑支护结构正在向着综合性方向发展,即受力结构与水结构相结合、临时支护结构与永久支护结构相结合、基坑开挖方式与支护结构型式相结合。这几种结合必然使支护结构受力复杂。所以,建立新型支护结构的计算方法,已成为深基坑工程技术的当务之急。
关键词:深基坑;支护;监测;土方开挖;质量控制
中图分类号: U213 文献标识码: A
一、前言
基坑工程既涉及土力学中典型的强度、稳定与变形问题,同时还涉及土与支护结构的共同作用问题。随着城市地下空间的开发和利用,基坑越来越深,周边环境越来越复杂,社会影响越来越大,也越来越受到广泛重视。国家将基坑支护施工与基坑土方开挖纳入危险性较大工程,对其施工方案进行专项评审。由于影响基坑安全因素多,不确定因素多,且是土方开挖,土建施工等多方面的配合,所以质量控制管理工作非常重要。
二、某支护工程主要施工工艺与质量控制1、工程概况:
某工程主楼9层、裙房4层,设有1层地下室,基坑开挖深度6.0米,局部开挖约7.0米,开挖面积约4860平方米。该场地位于盐都区,基坑一面临近住宅楼,另三面靠近马路,路下均有地下管线(燃气管道线,通信光缆、自来水),环境复杂。
基坑支护设计采用钻孔灌注桩挡土结构,止水采用φ850单排三轴深层搅拌桩,采用套接一孔法施工;坑内采用14口疏干井结合明沟排水。
2、主要施工工艺与质量控制
施工前进行内部技术交底,让现场技术和施工人员明白各主要施工工艺与质量控制指标。针对本工程条件,主要施工工艺与质量控制要点: 2.1三轴深搅桩施工质量关系到止水的效果,为本工程重点质量控制目标之一。在施工过程中,为确保止水桩的止水效果,在施工过程中要对桩位、桩身的垂直度、下层与提升速度、喷浆等进行严格控制。
(1)桩位控制:由于本工程三轴止水搅拌桩是咬合的,在直线部分单点测放桩位;而有许多地方是弧形,那就要计算组桩的角度,测放桩位时用两点进行定位,严格控制组桩与组桩之间的咬合。
(2)桩身垂直度控制:控制桩身的垂直度也是保证组桩与组桩之间咬合一个重要因素。首先根据桩架垂直度指示针调整桩架垂直度,再用经纬仪从垂直二个方向对垂直度进行控制,施工过程中并用线锤校核,发现偏差及时调整机架,保证垂直度不大于0.5%。
(3)搅拌均匀性和喷浆控制:为保证搅拌均匀性,下沉速度控制在每分钟小于0.7米,提升速度控制在每分钟小于1.2米。为保证桩身强度,需对水灰比和流量严格控制。水灰比为1:1,用比重仪随时检查水泥浆的比重,严格按预定配合比制作。为防止灰浆离析,放浆前必须搅拌30秒再倒入存浆桶;压浆阶段输浆管道不能堵塞,不允许发生断浆现象,全桩须注浆均匀,不得发生土浆夹心层,注浆压力控制在0.3mpa~0.8mpa。如果发生管道堵塞,应立即停泵处理,待处理结束后立即把搅拌钻具下沉0.5m并注浆30s后方能继续提升注浆,以防断桩发生。
深搅桩正式施工前,事先施工大小幅各五根,并根据试打情况调整施工参数。
(4)施工冷缝处理:三轴深搅桩出现硬接头,采用一般的桩号记位法难以保证准确找到该硬接头,容易造成遗漏,造成基坑开挖后漏水。解决方案如下:
采用坐标定位法记录深搅桩硬接头位置,具有准确无误,定位准确的优点,为以后便于采用高压旋喷桩或压密注浆补漏提供准确依据。2.2支护桩(钻孔灌注桩)施工质量也直接关系到基坑的安全,为本工程重点质量控制目标之一。在施工过程中,要严格控制成孔、灌注等环节。
(1)成孔:本场地为厚层淤泥质粉质粘土夹薄层粉土,容易产生塌孔和串孔现象。为保证在钻进过程中不缩径、不塌孔,使桩径达到设计要求,需严格控制泥浆浓度。开始钻进时的泥浆比重为1.20~1.25,粘度为28秒左右,采用快钻慢进,钻至设计深度后,及时通知质检员及监理,钻具上提20cm进行清孔,直到排出的泥浆比重在1.15~1.20,粘度在18~20秒,含砂率
(2)水下混凝土灌注:混凝土灌注前应测定送至现场的商品混凝土的坍落度,混凝土要有良好的和易性,初凝时间控制应大于6小时,坍落度控制在18~22cm。导管底部距孔底的距离宜为40~50cm左右,在漏斗与导管之间应该用隔水栓隔好。为保证水下混凝土的质量,要求首灌时导管底端能一次埋入混凝土中0.8m以上,所以必须事先计算首灌量。水下混凝土灌注作业应连续紧凑,中途不得中断,要保证导管埋深在2~6m,灌注过程中应经常测试导管埋入深度并记录。严禁导管拔出混凝土面,以免出现断桩事故。及时计算灌注桩充盈系数,控制在1.0~1.3之间。2.3立柱桩施工主要控制指标:
立柱桩要求定位精度高,测量采用全站仪、经纬仪进行放样,其位置必须避开工程桩(利用除外)、地梁、柱等。为保证立柱上部型钢格构柱锚入下部灌注桩长度,型钢格构柱与下部灌注桩钢筋笼采用焊接整体放入,在型钢格构柱内浇筑砼。 三、土方开挖重点注意事项
土方开挖前,应编制详细的施工组织方案和应急预案,并报有关单位和专家审查,通过后方可实施。开挖前成立基坑开挖应急小组,落实应急施工人员和应急物资。支护结构、止水帷幕需养护达到设计强度,且地下水降到标高(如有地下水)后方可进行土方开挖。在开挖过程中需遵循分区、分层、对称、平衡的原则,开挖过程中应进行基坑监测和现场巡视,发现问题立即处理。开挖期间,基坑周围严禁堆载,挖出的土方及时运走,并重视对支护结构、降水井、工程桩、监测点及地下管线的保护。挖到标高及时浇筑垫层,严禁基坑长时间暴露。
常见的应急预案:
(1)开挖过程中若出现位移过大,地面发生开裂等险情,应立即停止挖土,必要时坑内回土反压,坡顶卸土、卸载。情形严重时,需增加支撑(对于支护桩结构)。地面裂缝应及时采用水泥砂浆灌实,防止雨水渗入。
(2)如果土方已开挖至设计标高,出现位移过大,地面发生开裂等险情,应加快素砼垫层施工进度,并提高垫层标号。
(3)如坑壁发生局部渗漏现象,应及时用棉絮、快干水泥封堵,并加引流管将水引出,但严禁流土。如果漏水流土严重,则坑内立即回填土方,坑外用压密注浆或旋喷桩堵漏。如果坑底发生突涌,立即回土反压,采用管井降水。
(4)如果地面出现塌空区,及时用素砼灌实或注浆灌实。
四、基坑监测重点注意事项
监测基准点必须位于基坑开挖影响范围之外。基坑开挖前必须将监测点和元器件埋设完毕,且必须进行不少于二次的初测,初测结果要连续、稳定。监测必须及时、真实,及时将监测结果反馈给有关单位,实行信息化施工。
五、结语
由于基坑工程危险性大,一旦出安全问题后果严重。建设单位要适当增加投入,设计单位要科学严谨,施工单位要精心施工,监测单位应及时反馈监测成果指导施工,监理单位需加强监督和管理协调,所有有关单位必须齐心协力才能保证基坑顺利开挖和周边建筑、道路、管线等安全。
参考文献:
关键词:建筑施工;基坑支护;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
中图分类号:TV551.4文献标识码:A 文章编号:
一、目前深基坑支护存在的问题
1 支护结构设计中土体的物理力学参数选择不当
深基坑支护结构所承担的土压力大小直接影响其安全度,但由于地质情况多变且十分复杂,要精确地计算土压力目前还十分困难,至今仍在采用库伦公式或朗肯公式。关于土体物理参数的选择是一个非常复杂的问题,尤其是在深基坑开挖后,含水率、内摩擦角和粘聚力三个参数是可变值,很难准确计算出支护结构的实际受力。
在深基坑支护结构设计中,如果对地基土体的物理力学参数取值不准,将对设计的结果产生很大影响。土力学试验数据表明:内磨擦角值相差5°,其产生的主动土压力不同;原土体的内凝聚力与开挖后土体的内凝聚力,则差别更大。施工工艺和支护结构形式不同,对土体的物理力学参数的选择也有很大影响。
2 基坑土体的取样具有不完全性
在深基坑支护结构设计之前,必须对地基土层进行取样分析,以取得土体比较合理的物理力学指标,为支护结构的设计提拱可靠的依据。一般在深基坑开挖区域内,按国家规范的要求进行钻探取样。为减少勘探的工作量和降低工程造价,不可能钻孔过多。因此,所取得的土样具有一定的随机性和不完全性。但是,地质构造是极其复杂、多变的、取得的土样不可能全面反映土层的真实性。因此,支护结构的设计也就不一定完全符合实际的地质情况。
3 基坑开挖存在的空间效应考虑不周
深基坑开挖中大量的实测资料表明:基坑周边向基坑内发生的水平位移是中间大两边小。深基坑边坡的失稳,常常以长边的居中位置发生。这足以说时深基坑开挖是一个空间问题。传统的深基坑支护结构的设计是按平面应变问题处理的。对一些细长条基坑来讲,这种平面应变假设是比较符合实际的,而对近似方形或长方形深基坑则差别比较大。所以,在未进行空间问题处理前而按平面应变假设设计时,支护结构要适当进行调整,以适应开挖空间效应的要求。
4 支护结构设计计算与实际受力不符
目前,深基坑支护结构的设计计算仍基于极限平衡理论,但支护结构的实际受力并不那么简单。工程实践证明,有的支护结构按极限平衡理论设计计算的安全系数,从理论上讲是绝对安全的,但有时却发生破坏;有的支护结构安全系数虽然比较小,甚至达不到规范的要求,但在实际工程中却满足要求。
极限平衡理论是深基坑支护结构的一种静态设计,而实际上开挖后的土体是一种动态平衡状态,也是一个土体逐渐松弛的过程,随着时间的增长,土体强度逐渐下降,并产生一定的变形。所以,在设计中必须充分考虑到这一点。
二、深基坑支护方案设计及施工中的注意事项
1、工程概况
施工区域临近主楼18层主体施工已完成,主楼东侧有7.5米双向地库汽车坡道出入口;由于前期施工场地相当狭窄,开挖对东侧高压电线钢塔安全影响未知、且加固方案未定等问题的限制,该部分坡道以及部分地库长度32米未进行开挖;由于主楼开挖对该部分地质情况十分熟悉,从上到下依次,现场表层1.5-2.0米为垃圾回填土,1.5米厚粉土层,0.5米粘土层,以下为粉土层,在车库出入口东侧为高压入地电缆盘曲部分,电缆盘曲向西3.0米向东连接22米、25米2座高压钢塔;地库及坡道开挖深度在1-6米,钢塔处开挖深度4米左右;坡道底部为地库,该部分深度6米;在开挖4-6米范围东侧为已建成小区道路、地库出入口,该路面标高低于本工程开挖面1.2米,道路下走有电缆、排水管;且开挖面紧邻隔壁围墙,由于该部位特殊、地质且不均匀,土层有夹杂粘土层,遇水容易滑坡,为保证基坑安全以及隔壁围墙、道路安全,主楼开挖时在围墙内侧采用微型桩加钢筋网砼支护形式,但不理想,围墙局部出现较大裂缝,隔壁道路出现轻微变形;对于现在坡道施工,为保证开挖临边高压钢塔、基坑、以及道路安全,对施工方案进行了多次讨论、对比;在钢塔附近埋有110千伏高压电缆,该部位采用土钉支护安全隐患太大,且放坡使基坑外沿向钢塔、电缆靠近,对钢塔结构安全有影响;钢塔南侧基坑开挖如果采用素喷砼,放坡按照1:0.4放坡,现场尺寸无法满足;用土钉墙支护形式,土钉的长度会伸入临近道路排水管、电缆区域,安全隐患较大,无法保证施工安全;经过对钢塔结构现状了解,钢塔基础为独立钢筋砼灌注桩,直径2.2米,埋深9米。
2、方案主要内容
①. 采用直径600mm的钻孔灌注桩,桩入土深度自地表以下 12米,有效桩长11米,嵌固深度6.5-9.5米,桩身采用C30砼,主筋10根HRB400级16钢筋均匀分布,箍筋¢8@150,加强箍筋¢14@2000,桩间距在电线杆处为1.0米,其它地段为1.2米;冠梁500*800,10根HRB400级18,箍筋、拉钩¢8@200,采用C30砼。
②坡道边坡、钢塔变形监测。
3、主要施工工艺和质量控制措施
(一)灌注桩放线定位:利用原1#楼主体定位,定出灌注桩中心位置,桩外侧与坡道剪力墙只留30mm空隙。
(二) 机械洛阳铲成孔:
1.采用600mm机械洛阳铲在在桩位中心,利用卷扬机提升及下落进行挖土和垂直运输,闭合抓土,至地面卸土,依次循环成孔,直至达到设计标高。
2 .灌注桩施工部位为前期基坑开挖土钉支护面,在自然地坪以下1.5米和3.0米处有土钉,影响到洛阳铲的施工;有土钉的部位桩径均扩大到700mm,用电焊切除;
(三)砼施工
砼采用10-20mm粒径、砼塌落度80-100mm商品砼,灌注前再次校核钢筋笼标高、孔深,检查有无坍孔现象,符合要求后即可开盘灌注。由于砼灌注桩深度较深,混凝土采用溜管用手推车向桩孔内浇筑。灌注开始后应紧凑连续地进行,严禁中途停灌,桩顶以下6米范围采用插入式振动棒进行振捣密实。
(四)质量标准
根据机械洛阳铲砼灌注桩施工验收标准,设计文件和建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002以及砼结构工程施工质量验收规范GB50204-2002相关规定。
1.机械洛阳铲成孔检验标准及检验办法:桩位小于10mm,孔深+300mm,垂直度10mm;
2. 钢筋笼安装质量检验标准及检验办法:钢筋笼主筋间距±10mm,钢筋笼箍筋间距±20mm,钢筋笼直径±10mm,钢筋笼长度±100m,用尺量;
3.砼灌注桩质量检验标准及检验办法:桩体质量检验: 无桩身断裂、裂缝、缩径、加泥、空洞、蜂窝、松散;砼强度:大于30MPa;桩径:-20mm;桩顶标高:+30mm,-50mm;沉渣厚度:小于100mm。
从土方开挖到观测变形结束,除开挖当天1个观测点变形最大3mm,(报警值为5毫米/天),其余变形观测为1-2毫米/天,累计最大6mm,远远满足规范30mm要求;对临近建筑、道路沉降观测未发现明显变形。
三、结束语
关键词:深基坑;支护技术;质量控制
中图分类号: TV551.4 文献标识码:A 文章编号:
前言
由于深基坑支护为临时建筑,不在建筑主体施工的范围内,为节省投资、降低成本及加快进度,业主、施工单位往往只强调基坑支护施工的临时性,而忽略了基坑支护施工的重要性、复杂性及风险性。地下结构施工及基坑周边环境的安全主要是由支护体所保障。所以深支护体系的设计、施工能力水平直接关系到基坑施工的安全性,工程整体的安全可靠。
1、建筑深基坑的支护技术
1.1 SMW工法
SMW(Soil Mixed wall)工法是型钢水泥土搅拌墙,是一种在连续套接的三轴水泥土搅拌桩内插入H型钢形成的复合挡土隔水结构,能够充分发挥水泥混合体和型钢的力学特性。SMW工法目前的施工深度在30m以内。
SMW工法的支护结构施工过程中基本上可以没有噪音,防水防渗性能好,结构强度牢固,同时,H型钢在型钢水泥土搅拌围护结构在地下室完工后可以回收再利用。SMW工法和一般的围护方式相比较,具有工期短,污染小且节约社会资源的有点,避免了围护体在地下室完工后永久的遗留在地下成为地下障碍物。综上所述,在实际工程项目中可以大力推广SMW工法的运用,倡导可持续发展。
1.2旋喷搅拌加劲桩支护技术
所谓旋喷搅拌加劲桩支护即由加筋水泥土桩体和锚体构成的对土体的支护体系。它的形成过程是利用专用旋喷钻机按一定的角度在土体中成孔,在成孔同时通过旋喷机向土体喷射水泥浆,水泥浆与土体充分搅拌形成水泥土斜桩,在成孔搅拌同时将加筋体(钢铰线)带入桩体中。当达到设计深度时,将螺旋钻杆退出,从而形成加锚筋水泥土凝固体,即加筋水泥土斜锚桩,旋喷搅拌加劲桩通过自身或与传统的围护墙体(钢板桩、预制桩、地下连续墙等)组合成“人字形”、“门架式”、“复合式”等结构,形成一种重力锚固式的主动支护与加固体,从而有效地控制土移,提高土体的稳定性。
人字形支护结构、门架式支护结构、复合式支护结构旋喷搅拌加劲桩技术与传统的深基坑支护技术有以下明显特征:首先,旋喷加劲桩适用范围广,作业范围空间小,各种地形和场地均可采用。
1.3 预应力鱼腹梁钢结构支撑体系
IPS是预应力鱼腹梁钢结构支撑支护体系的简称,IPS即在预应力原理的基础上,通过大量的工程研究和实践应用开发出的一种先进的软土深基坑支护的内支撑结构。
IPS支护结构改变了传统的深基坑支撑体系的脆性破坏模式,转变为延性破坏模式,加强了支护结构的稳固。IPS支护结构体系改善了深基坑的施工条件,降低了围护结构安装拆除等的造价,缩短了工期。同时,IPS体系的采用增强了深基坑支护体系在各种不良施工环境的适应能力。与传统的内支撑支护体系相比,IPS支护结构减少立柱和支撑的数量从而降低了支护和施工成本,有效的控制了系统安装和拆除,挖土和地下室的施工工期。IPS支护体系的构件可以回收重复使用,可以大力推广IPS支护体系的使用。
2、 建筑深基坑支护施工中存在的问题
现今深基坑支护结构的设计理论虽然有了很大发展,但是在实际施工中仍然存在许多不足的地方,主要表现为如下几个方面。
2.1 边坡修理不达标
在深基坑施工中经常存在挖多或挖少的现象,这都是由于施工管理人员管理的不到位以及机械操作手的操作水平等多种因素的影响,使得机械开挖后的边坡表面的平整度和顺直度不规则,而人工修理时又由于条件的限制不可能作深度挖掘,故经常性的会出现挡土支付后出现超挖和欠挖现象。这是深基坑支护工程施工中较为常见的不足之处。
2.2 施工过程与施工设计的差别大
在深基坑中需要支护施工时,会用到深层搅拌桩,但其水泥掺量会不够,这就影响水泥土的支护强度,进而使得水泥土发生裂缝,另外,在实际施工中,偷工减料的现象也时常发生,深基坑挖土设计中常常对挖土程序有所要求来减少支护变形,并进行图纸交底,而实际施工中往往不管这些框框,抢进度,图局部效益,这往往就会造成偷工减料现象的发生。深基坑开挖是一个空间问题。传统的深基坑支护结构的设计是按平面应变问题处理的。在未能进行空间问题处理之前而需按平面应变假设设计时,支护结构的构造要适当调整,以适应开挖空间效应的要求。这点在设计与实际施工相差较大,也需要引起高度的重视。
2.3 土层开挖和边坡支护不配套
当土方开挖技术含量较低时,组织管理也相对容易。而挡土支护的技术含量较高,施工组织和管理都比土方开挖复杂。所以在实际的施工过程中,大型的工程一般都是由专业的施工队伍来完成的,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,拖延工期,开挖顺序较乱,特别是雨天期间施工,甚至不顾挡土支护施工所需要工作面,留给支护施工的操作面几乎是无法操作,时间上也无法去完成支护工作,对属于岩土工程的地下施工项目,资质限制不严格,基坑支护工程转手承包较为普遍,一些施工单位不具备技术条件,为了追求利润而随意修改工程设计,降低安全度。现场管理混乱,以致出现险情,未做到信息化施工和动态化管理。这也是深基坑支护施工中常见的问题之一。
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、过程控制、分部分项工程检查验收及成品保护、监测与应急控制等方面,必须围绕土方开挖、支护结构、监测应急做好工作。
3.1 深基坑工程事前控制十分重要,工程开工前,在详细研究施工图纸、充分调查现场情况的基础上,必须要有针对性的把重点放到结合地质报告、周边环境等因素制定的专项施工方案上,一个切实可行、科学合理的施工方案是顺利组织施工最基本的前提。
3.2 深基坑过程控制,首先是土方开挖期间的降排水,在进行施工降水的时候,必须要采用均衡降水,在降水的同时要对基坑附近地下管线、建筑物以及地表沉降密切监测,防止出现意外。其次是土方分层开挖环节的控制,必须严格遵循“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则,结合现状情况科学实施。第三是基坑支护结构系统的施工控制。支护结构钢筋混凝土强度未达到设计要求,绝不能进入下道工序。深基坑施工最为关注是安全,一定要提防出现边坡失稳等安全问题,开挖期间严禁重型车辆、特种机械在基坑边行走,及时清除基坑上的堆土等荷载,防止因为扰动而造成坍塌。
3.3围护结构的施工质量及土方开挖的合理组织也是开挖成败的关键之一。良好的施工质量和合理的施工组织可以弥补设计上的某些不足,反之,低劣的施工质量和错误的施工组织会使合理的设计付诸东流,在这方面有着许多深刻的教训。此外,施工前要充分估计各种可能出现的情况,当出现险情时,准备可供选择的应急措施,以免险情出现时,措手不及,延误抢险时机,导致工程失败,造成严重损失。
3.4分部分项工程检查验收及成品保护,要对每一道工序严格检查,及时开展旁站监督,坚决杜绝盲目施工。严格按照深基坑施工规范和验收标准组织好分部分项工程的检查验收。加强已施工完成桩墙的保护,防止不必要的扰动或破坏。
3.5监测与应急控制,监测数据是评估基坑安全的基础,监测点的布置必须满足对基坑整体情况的反映。一般在开挖前应通过计算先对基坑进行模拟开挖,计算预估变形量,在实际开挖中以计算量为控制目标,一旦突破,及时报警,启动应急预案,并对其原因进行分析,制定措施方案。
4、结语
基坑工程是建筑工程的一个重要组成部分,特别是深基坑工程施工的成败往往事关工程全局。深基坑施工的安全可靠,直接关系着高层建筑的安全性、稳定性和长久性。深基坑的支护工程要从支护的设计和施工两面着手,确保质量。良好的基坑支护施工技术,是整个工程施工顺利的前提与保证,是整个庞大工程的重要开端。因此,加强对建筑深基坑施工技术的认识与研究意义重大。
参考文献: