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篇1
1.基坑開挖的施工工藝
基坑開挖的施工工藝一般分為兩種:第一種:無支護開挖(放坡開挖);第二種:有支護開挖 。
(一)無支護開挖
無支護開挖方式既簡單又經濟,在空曠地區或周圍環境允許時能保證邊坡穩定的條件下應優先選用。
本人曾參與杭州市依錦苑安置房的建設,當時由于現場土質極佳,大部分位置接近垂直開挖,無需任何支護;周邊沒有其他建筑物及道路影響,土質差的地方采用了放坡的開挖方式,工程施工非常順利。
(二)有支護開挖
在城市中心地帶,建筑物稠密地區,往往不具備放坡開挖的條件。因為放坡開挖需要基坑平面以外有足夠的空間滿足放坡要求,如要放坡范圍有鄰近建(構)筑物基礎、地下管線、城市道路等情況,都不允許放坡,此時就只能采用有支護開挖。
工程對支護結構的要求一般有兩點:一是創造條件便于基坑土方的開挖。二是保護周邊環境,(在建筑物稠密區,這點更重要)。
支護結構最重要的其實還是為了接下來的土方開挖(勘測很重要,但在本文中不詳加闡述了),基坑土方如何組織開挖,不但影響工期、造價,而且影響支護結構的安全和變形值,直接影響環境的保護。所以,對較大的基坑工程,一定要編制較詳細的土方工程的專項施工方案,要明確挖土機械,挖土的工況,挖土的順序,土方外運方法,行車路線等。
基坑土方如何組織開挖,不但影響工期、造價,而且影響支護結構的安全和變形值,直接影響環境的保護。所以,對較大的基坑工程,一定要編制較詳細的土方工程的專項施工方案,要明確挖土機械,挖土的工況,挖土的順序,土方外運方法,行車路線等。
在軟土地區,一般地下水位往往較高,采用的支護結構一般要求降水和擋水。在有支護結構阻擋下,一般地下水不會進入基坑,但如土質含水量較高,挖掘機下坑挖土和澆筑圍護墻的內支撐有一定困難。所以,坑內降低地下水位可使土體產生固結,有利于提高被動土壓力,減少支護結構變形。所以,方便作業和保護環境作用。
土力學的計算理論是高度理想化的,與真實情況有出入,所以要進行工程監測,隨時掌握支護結構內力和變形的情況,地下水位變化情況和周圍保護對象(管線、建筑物基礎、道路)的變形情況,作出相應的措施。
2.基坑支護的選擇
(一)深層攪拌水泥土樁墻
深層攪拌水泥土樁墻是使用深層攪拌機就地將土和輸入的水泥漿強制攪拌,形成的連續搭接的水泥土柱狀加固體擋墻。水泥土加固體的滲透系數≤10-7cm/s,能止水防滲,屬重力式擋墻。利用其本身的重量和剛度擋土、防滲雙重作用。水泥土圍護墻截面為格柵形,相鄰搭接長寬≥200MM。墻體寬度b和插入深度hd,當基坑開挖深度h≤5m時, b=(0.6~0..8)h hd=(0.8~1.2)h
采用攪拌水泥土擋墻時,基坑深度一般不應超過7M,在此情況下采用較經濟。
墻體寬度b以500MM進位,一般有b=2.7m,3.2m,3.7m,4.2m等。 水泥土加固體的強度取決于水泥摻入比。水泥摻入比=水泥重量/加固體土體重量*%。水泥摻入比: 12%~14% 。水泥:32.5普通硅酸鹽水泥。水泥土圍墻的強度以齡期一個月抗壓強度qu為標準,qu≥0.8Mpa。水泥圍護墻強度未達到設計強度前不得開挖基坑。
該方案有以下優點:一是坑內無支撐,便于挖土機施工;二是具有擋土、擋水雙重功能;三是經濟。
缺點:不宜應用于深基坑圍護 。
筆者參與的多個安置房工程(丁橋趙家花苑、同協安置房)均采用該施工工藝。由于施工地點土質均為淤泥質土,下雨時,土質可以把人陷進去,而太陽曬干之后,又硬的和石頭一樣,基坑深度均在5-6米之間,且都在河邊上,地表水和地下水都較多。采用該方法之后,周邊的地下水滲透明顯較少,開挖也非常順利,直至地下室頂板完成,現場沒有發生坍塌的情況。
(二)加筋水泥土樁法(SMW法)
加筋水泥土樁法(SMW法)即在水泥土攪拌樁內插入H型鋼,使其成為同時具有受力和抗滲兩種功能的支護結構圍護墻。坑深大時亦可加設支撐。國外實例已用于坑深-20M的基坑,我國應用于8~10M的基坑。
施工機械:三軸深層攪拌機
水泥滲入比:20%左右
(三)地下連續墻
地下連續墻是指基坑開挖之前,用特殊挖槽機械,在泥漿護壁之下開挖深槽,然后放入事先制作好的鋼筋籠,澆筑混凝土形成的地下土中的鋼筋混凝土墻。
我國在20世紀七十年代開始出現,現較多使用于深基坑支護結構。目前,較多應用于≥-12M以下的深基坑,地下連續墻的壁厚有600MM,800MM,1000 MM等。
地下連續墻的優點:一是對周邊環境影響小,能緊貼建(構)筑物進行施工。二是剛度大、整體性好,變形小,能應用于深基坑圍護。三是接頭處理好,能較好地抗滲止水。四是如采用逆作法施工,可實現兩墻合一,降低工程成本。
地下連續墻的缺點:一是施工成本高,如僅用于基坑圍護不經濟。二是泥漿需妥善處理,否則影響環境。
3.支撐體系的類型和選型
(一)內支撐:
內支撐:在坑內對圍護墻加設支承
內支撐優點:受力合理,安全可靠,易于控制圍護墻的變形。
內支撐缺點:基坑內挖土及地下室結構施工帶來不便,需通過換撐解決。
內支撐體系包含:冠梁、腰梁、水平支撐、立柱
內支撐類型 :鋼支撐?609×(10~14)MM;混凝土支撐 砼C30截面按計算確定,高度同腰梁高度。
鋼支撐優點:安裝、拆除方便,施工速度快。
鋼支撐缺點:整體鋼度差,間距小,接頭處于鉸接狀態。
混凝土支撐優點:形狀多樣化,整體剛度大,安全可靠。圍護墻變形小,有利于保護周圍環境。
混凝土支撐缺點:成型和發揮作用時間長,使圍護墻因時間效應變形增大,屬一次性消耗,不能重復利用,拆時困難,勞動強度大。
立柱:格構式鋼柱,園鋼管、型鋼
格構式鋼柱便于穿鋼筋,目前使用較多
還有兩種內支撐形式混用,(在軟土地區),上層用鋼筋砼支撐,下層用鋼支撐。
內支撐布置要綜合考慮下列因素:一是基坑平面形狀,尺寸和開挖深度。二是基坑周圍的環境保護要求和地下工程的施工情況。三是主體工程地下結構的布置。四是土方開挖和主體工程地下結構的施工順序和施工方法。
對于大的基坑,基坑工程的施工速度,在很大程度上取決于土方開挖的速度,所以,內支撐的布置,應盡量便于土方開挖,尤其是要考慮挖掘機下坑開挖,因此,支撐之間的水平距離,在結構合理的前提下,盡可能擴大其間距,以利挖掘機作業。
支撐體系在平面的布置形式有:角撐、對撐、框架撐、邊桁架撐、環形撐等形式。
(二)拉錨
拉錨:在坑外對圍護墻設接支承,又稱“土錨”。
拉錨優點:坑內施工無任何阻擋。
拉錨缺點:土錨有一定長度,在建筑物密集區超紅線范圍需專門申請,軟土地區土錨較難控制圍護結構變形。
4.結語
土質好的地區,如具備錨桿施工設備和技術,應發展土錨,在軟土地區,為控制基坑圍護墻的變形,以內支撐為主。
歷時將近兩個月的時間終于將這篇論文寫完,在論文的寫作過程中遇到了無數的困難和障礙,都在同事和朋友們的幫助下度過了。尤其要強烈感謝我的老前輩曹,他對我進行了無私的指導和幫助,不厭其煩的給我講解各種難點和藥店。在此向幫助和指導過我的各位同事和朋友表示最中心的感謝!
參考文獻
篇2
1 、工程概況
某高層綜合樓,主樓高19層,裙樓1~6層,設2層地下室。本基坑開挖面積約13550平方米,開挖深度8.00米,局部區域(電梯井位)開挖深度達12.0米。基坑支護周長約為530米,基坑側壁安全等級為一級。施工工地周邊環境較為復雜,為建筑物密集區,東側為21層住宅樓及6層商住樓,南側為實驗中學,西側及北側均為2~4層民宅。
基坑開挖使得坑內外土體受力狀態發生變化,繼而會影響支護結構的受力,引起周圍巖土體的變形,過大的變形會導致鄰近結構和建筑設施的失效和破壞,通過實時的數據監測能夠及時的了解基坑周圍巖土體的變形情況,指導施工人員采取必要的支護措施,以保證建筑物和人員安全。
2 、監測方案
根據施工場地周圍環境狀況,監測重點為基坑坡頂位移以及基坑開挖對周邊建筑物的影響。參照施工設計及規范要求并結合具體情況,本基坑主要監測內容為基坑坡頂水平位移、垂直位移和基坑周邊建筑沉降。
2.1水平位移基準點的測設
水平位移基準點埋設4個,選基坑周邊視野開闊的樓房房頂,布設成強度較高的大地四邊形,如圖1所示的KH1、KH2、KH3和KH4,同時在距離基坑較遠的地方作兩個固定點KH5和KH6。標石采用現場鋼筋混凝土澆灌,頂面大小15cm×15cm,底面大小為25cm×25cm,高度1.3m,附設強制歸心裝置。基坑開挖之前,將4個水平位移基準點按高精度的邊角網的技術要求施測,并且與遠端固定點KH5和KH6聯測,每次水平位移觀測前要對該網進行內部符合性檢測,以確定基準點的可靠性。
2.2 沉降位移基準點的測設
沉降觀測基準點布設3個,可在距基坑工地100米范圍外穩固可靠的位置選1個橋墩及2個墻腳點用沖擊鉆及150mm×40mm不銹鋼圓頂螺絲設置沉降觀測基準點。在基坑開挖之前對三個水準基準點組成閉合環進行幾何水準測量。
2.3監測點的選定及制做安裝
根據現場情況和《基坑監測點平面布置圖》的要求在基坑東側3幢建筑樓近基坑側選擇布設4個沉降監測點。為了達到觀測目的,準確反映建筑物的變形情況,各監測點都有針對性地選定在建筑物有特征性的承重柱上。
觀測點利用適用于沉降觀測的專用標志,用Φ30-50mm鋼筋打制,端點做表面磨光處理,用電鉆在選定的位置鉆點將其插入點中,使用高強度混凝土塞緊固定。
需要進行基坑周邊土體水平位移觀測和沉降觀測的點位均布設于基坑周邊的攪拌樁頂端,布點時采用沖擊鉆在基坑支護樁外的攪拌樁上鉆點,插入預制好的500mm×18mm的螺紋鋼并用高強度水泥緊固,頂端固定強制對中裝置,以安置棱鏡或椎形鋼標,作為水平位移與沉降共用監測點,共布設監測點27處。
監測點的布置如圖1所示的WY1-WY27。
圖1基坑沉降、位移觀測點位布置圖
2.4 變形監測
2.4.1 基坑周邊土體水平位移監測
根據基坑水平位移的特點,利用在水平位移基準點設站采用極坐標法對監測點進行監測。在基坑正常開挖(局部)前進行1-2次的監測點初始值的測定,并設定一條坐標基線。其后每次測算的監測點坐標與坐標基線相對照,設定垂直于坐標基線向基坑內側的方向符號為正,向基坑外側的方向符號為負。
水平位移監測時,基準點KH1、KH2及KH4同時作為工作基點。在每個工作基點上架設儀器時,都對視角范圍內的監測點進行觀測,因而,對每一個監測點來說,都測定兩個或以上的水平位移分量,將這些分量合并后就是該監測點的水平位移量。
鑒于應用極坐標法對監測點進行監測缺少必要的校核條件,為了提高監測的精度,采用了分組前方交會、差分改正計算等方法來提高觀測精度。
2.4.2 基坑周邊土體及建筑的沉降觀測
按照《工程測量規范》二等水準精度要求進行施測。監測點沉降觀測路線采用符合水準路線形式將每個沉降觀測點納入水準線路內,以保證各沉降點都為等精度觀測。首次觀測時,現場標定線路中各要素的具置,便于以后均按同一線路施測,以保證觀測的每一步驟和環節都嚴格按照相關規定和規范要求進行,同時保證儀器人員相對固定。
3、監測成果及分析
基坑開挖本身就是一個卸載基坑土體的過程,因卸載導致基坑內外土體原始應力狀態發生改變,基坑坡頂發生位移,引起地表形變,從而使周圍地表發生沉降,這些都會對周邊建筑物造成影響,為確保安全,需要對基坑加強監測。
3.1基坑坡頂水平位移監測
選取水平位移較大并且具有代表性的測點數據(測點WY26、WY27),基坑水平位移監測時間-位移量曲線圖如圖2所示。整理及分析測點水平位移數據可得,整體上主要表現為正值,這說明基坑坡頂土體總體上是向基坑一側移動的,產生這種現象的原因是基坑開挖之后,周圍土體向基坑內部擠壓造成土體在水平方向上發生位移,測點WY26、WY27最大水平水位已達30mm以上,基坑開挖成型時,巖土體最大水平位移出現的深度為6.0m~7.0m范圍內,其中大多數測點監測到的最大水平位移在20mm左右,此時基坑開挖深度在6.0m~8.5m范圍,這也說明了隨著基坑的開挖,深度對同一深度層的巖土體的水平位移影響最大。也有出現負值的現象,分析原因是測點受施工開挖擾動的影響,向基坑外側出現了人為性的偏移,其他測點水平位移基本在-10mm~+10mm范圍內。觀測過程中,基坑坡頂的27個水平位移監測點的期間累計水平位移量在-10.30mm~35.40mm之間,最終累計水平位移量在-4.90mm~30.10mm之間,均未超過控制值(38mm);27個水平位移監測點位移變化最大為WY26號監測點,其最終累計水平位移量為30.10mm,未達到控制值。
圖2 基坑水平位移監測時間-位移量曲線圖
3.2基坑坡頂垂直位移監測
選取垂直位移較大并且具有代表性的測點數據,基坑垂直位移監測時間-位移量曲線圖如圖3所示,選擇了WY02、WY03、WY26、WY27四個監測點的數據。基坑坡頂的27個垂直位移監測點的期間累計垂直位移量在-15.50mm~10.50mm之間,最終累計垂直位移量在-11.90mm~4.70mm之間,但均未超過報警值(30mm);27個垂直位移監測點位移變化最大為WY26號監測點,其最終累計水平位移量為-11.90mm;沉降不明顯。
圖3基坑垂直位移監測時間-位移量曲線圖(高于起始高程為正,低于起始高程為負)
3.3基坑周邊建筑沉降監測
按設計要求,在基坑邊上共布設了4個監測點,觀測過程中,基坑周邊建筑上的4個垂直位移監測點的最終累計垂直位移量在-23.30mm~0.40mm之間,除BX01,BX02中期破壞之外。BX03,BX04期間沉降明顯,但均未超過報警值(30mm);通過對沉降的數據分析可得,在基坑開挖水的初期,距離基坑不同距離各觀測點的沉降量基本一致,且數值較小,也就是說基坑開挖較淺的情況下,對周邊的巖土體的影響不大;隨著開挖深度加深,因各觀測點距離基坑的距離不一樣,因而沉降量出現差別,并且存在一定的影響半徑。隨著開挖工作的繼續開展,基坑成型,土體沉降量也趨于穩定,但開挖區附近的土體沉降繼續。
4 、結論
基坑開挖監測是指導信息化施工的必要條件,通過合理、有效的開展基坑周邊及鄰近建筑物的位移沉降變形,可以及時準確的進行安全評估、指導信息化施工順利進行。本文通過對該工程深基坑監測方案和測點布置進行了說明,對實時監測的數據和結果進行了初步的分析和討論,得出以下結論:
1)位移沉降監測在基坑開挖施工過程中能夠及時反饋基坑周邊巖土體和鄰近建筑物的變化情況,出現險情和特殊情況能夠及時采取有效措施來保障工程的安全,合理的指導施工。
2)基坑監測的數據結果有時候受施工擾動影響,會出現隆起沉降、水平位移正負都有的數據,屬于正常現象,各點在總體的位移沉降變化上是趨于一致的,最終都會處于穩定狀態。
3)本實例中的監測數據能夠良好的反映出基坑在開挖過程中的巖土體變形情況,能夠及時根據結果進行報警預測,說明監測方案合理有效、運用措施得當。
參考文獻:
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[3] YB9258-97,《建筑基坑工程技術規范》[S].
篇3
隨著城市建設的進行,高層、超高層建筑越來越多,相應的基坑開挖的深度也就越
來越大。基坑工程并作為整個工程非常重要的組成部分,設計優劣常常會對主體工程造成非常大的影響。本文結合工程實例,從基坑設計對主體結構影響方面入手,分析了基坑設計中方案階段的重要性。
2 工程概況
本工程上部擬建建筑有高層住宅、住宅服務配套用房和純地下室部分。基坑北側為一期工程,已施工完畢,兩層地下室,打抗拔樁防止地下室上浮,基坑開挖采用鉆孔灌注樁加一道水平內支撐的形式。二期工程三層地下室,開挖深度超過一期,同時在地下二層需設置連通口與一期地下室連接。南側及東側為市政道路,道路邊緊靠用地紅線(部分在紅線以內)有市政管道需要保護,其中南側污水管距離基坑非常接近,而且在開挖期間無法遷移,需要進行保護,不能影響正常使用。西側為市政河道,水位國家高程約為1.900m,河底淤泥厚度大約為1.80m。基坑開挖面積約為12404m2,圍護結構約440延米。基坑開挖深度(以自然地坪3.400m為準)純地下室部分為12.70m,主樓下為15.20m,電梯坑深3.10m。
3 地質條件
擬建場地內主要由第四系湖沼相、海相、沖積相及湖相等地層及下覆基巖構成,上覆蓋有厚度不一的素填土,根據勘察結果場地地層自上而下分別敘述如下:
1.雜填土:主要由碎石、塊石及建筑垃圾等組成,結構松散。場地大部分布。
2.粉質粘土:俗稱“硬殼層”,黃褐色,含鐵錳質斑點及條紋,夾灰綠色條紋,中等韌性及干強度、切面較為光滑,狀態以可塑為主,往下漸變為軟塑。普遍分布。
3-1 淤泥質粉質粘土、粉質粘土:灰色,粉粒含量較高,中等韌性及干強度,切面稍光滑,流塑。普遍分布。
3-2 粉土:灰色,切面粗糙,低韌性及干強度,搖振反應迅速,中密,飽和。普遍分布。
3-3 淤泥質粉質粘土、粉質粘土:灰色,偶有層理構造,粉粒含量較高,局部夾粉砂,切面稍光滑,中等韌性及干強度,無搖振反應,流塑。普遍分布
3-4 粉土:灰色,混少量粉砂,切面粗糙,低韌性及干強度,搖振反應迅速,中密,飽和,分布于場地南端A座和部分連接群樓附近。
4.淤泥質粉質粘土:灰色,深灰色,具
方案二從方便主體結構施工的角度出發,將主樓部分完全空出,將四個不同規模的角撐結合,形成整個支撐平面。該方案的優點是主樓施工最為方便,但是角撐布置不平均,支撐數量較多。通過計算,整個支撐的受力在左下角的角撐相對于整個基坑開挖過于薄弱,如果增加此處的角撐,又影響到主樓的施工,并且開挖面會大大縮小。
方案三采用了角撐結合邊桁架的形式,考慮了整個基坑的平面布置,在基坑中部形成了一個橢圓的開挖面。該方案的優點是開挖面大,方便機械施工,節省工期。水平支撐數量少,有利于節省圍護造價。對主體施工影響較小,只有少量鋼柱會被支撐打斷。通過計算調整,該方案可以滿足對基坑變形的控制,因此最終確定采用方案三:角撐結合邊桁架的支撐形式。
4.3 豎向布置方案的確定
壓頂梁位置設置在自然地面以下1m處,第一道支撐及圍檁梁標高降到自然地面以下2.95m,第二道支撐及圍檁標高在自然地面以下8.50m,這樣設置主要考慮了以下幾個方面的原因:
1)改善樁身內力分布,減少了樁身變形。
2)支撐布置給機械開挖留有足夠空間。
3)最底層支撐位置保證第一段鋼柱安裝施工空間。
4.4 止水帷幕體系
基坑周邊采用?850@600三軸攪拌樁作為止水帷幕,在一期、二期連通口部采用?900@600高壓旋噴樁進行全截面處理,防止發生樁縫水土流失現象。
4.5 坑中坑處理
坑中坑開挖深度3.1m,采用三軸攪拌樁進行圍護。局部開挖較淺處按1:1放坡開挖。
5 結語
通過本工程方案的比較及確定可以看到,不同的基坑設計方案對工程主體會產生各種影響。基坑圍護設計應該盡可能綜合考慮各方面因素,使整個圍護結構更好地服務于主體結構。
篇4
一、深基坑支護的類型及特點
深基坑擋土墻常用的支持和加強支持方法,這里有兩種類型的支持方法及其特點介紹:
(一)支擋型支護方式
支擋型擋土墻支護一般采用擋土墻的支持,支持和擋土墻可分為樁擋土墻的類型詳細,旋噴樁擋土墻,地下連續墻,等多種方式,對三種常用方法進行簡要介紹:
1、排樁式的擋墻
通常采用人工挖孔樁在實際操作或機器鉆進方法。地下水位較低和良好的土壤邊坡,可以充分發揮土拱的作用,使用稀疏樁邊坡的支持;相反,如果斜坡軟土,沒有強有力的支持,不能用土方工程的功能,需要強化和保持樁設置不斷,如果高地下水位的同時,也需要與高壓注漿群擋土墻后噴射灌漿樁。
2、旋噴樁擋土墻
是使用高壓旋噴樁鉆頭旋轉噴射注漿管和噴嘴底部的樁設計標高,由高壓發生器提前好泥漿,巨大的能量流,然后從高速噴射注漿管的噴嘴,形成高度集中的能量流,直接破壞土壤,在注入過程中,鉆柱旋轉時,泥漿和土壤混合一定直徑的柱狀結核體內形成的土壤,使地基加固。
噴射灌漿樁擋土墻可以充分發揮其作用的關鍵是樁的優越性,因此,良好的施工人員必須監督灌漿的施工工藝、注漿量,而且攪拌速度的控制,你必須保證,記錄,一旦發現問題必須及時處理,不得延誤。
3、地下連續墻
地下連續墻基礎工程在地面上使用倒角機,泥漿護壁的條件下的深基坑工程周圍的出土的一個狹長深溝軸,深溝清潔后,吊放鋼筋籠,將水下混凝土后,建立了單元槽,所以慢慢地,在地上形成一個連續的鋼筋混凝土墻,截止,防滲,承載,擋水建筑物。在深基坑支護中,這種方法依賴于其不透水,剛度大,可以任意調整墻上的優點被廣泛應用。
(二)加固型支護方式
加固型的支持方法主要使用一個網根樁鋼筋、水泥攪拌樁加固和高壓噴霧這三個方法。
1、網根樁加固方法
土壤和樹根樁基坑邊坡在一起,形成一個整體網根樁加固方法使整體穩定性增強,能有效地抵抗側向土壓力,邊坡穩定。
2、水泥混合強化方法
圈和一定強度的水泥攪拌樁結構系統,這種方法不僅增加了土壤邊坡穩定、簡單和方便施工,對周圍環境污染小,成本是經濟上的。
3、高壓旋噴樁加固方法
增加了更多的水泥、高壓噴射注漿樁的強度是水泥攪拌樁數倍,但也有所改善,其常用的成本在處理軟土基坑。
二、土木工程中深基坑支護的技術的應用
土木工程的深基坑支護施工技術條件很多,一定要密切關注建筑作為一個整體時,不是通過每個地方。
1、土木工程深基坑支護施工
首先,施工環境進行仔細調查,包括工作巖石土壤、水文和周圍的環境。只知道所有有關方面在接下來的工作要積極應對迅速解決由此產生的問題。根據調查結果,制定合理的施工方案。建設單位組織相關技術人員在收到圖紙圖紙,根據調查的情況,及時發現問題和合同要求,與店主聯系,設計部門和項目監督,制定合理的解決方案,在施工前將完成重大改變。
第二,建設規劃,質量提前,使質量目標,分析了各種因素影響質量目標可能無法完成,根據這些因素制定有效的預防措施,未雨綢繆。
最后,在編制施工方案,試圖讓所有的管理建設,意見和想法。
2、深基坑支護結構
深基坑支護結構可分為支持,擋土墻。已經進行了擋土墻的詳細說明,以上以下簡單的分析支持。沿基坑支持是指所謂的垂直和水平方向,因為更大的大小,為了防止崩潰中間設置專欄,防止支撐桿太長導致不穩定。分為潮水,角度和拱支持和循環支持形式。一般用于大直徑圓形鋼管的實際施工過程或大型h型鋼。為了減少擋土墻的變形,但也支持和高層力量,控制壓力值1/10-1/15的計算值,并要求每個堅定一致的支持,支持統一的身體力量,發揮其最大的作用的支持。
3、土方的開挖
在深基坑支護強度超過75%后開挖的土方工程。確定采礦開挖的方向,從黨的建設轉向另一個分層開挖,開挖和基坑的觀察偏轉,一旦已經變形的警告,立即,一定不能讓工人隨意開采,以避免崩潰。
三、深基坑支護在施工過程中應當注意的事項
1、做好工程調查
施工準備階段比調查和巖土條件,也要專門為支持工程測量。根據地層結構,提出科學有效的土壤、強度和應變的建設條件、地下水位的影響對土壤為客觀評價,提出有效的對策。
2、深基坑的支護
施工的開挖工作,做好施工現場周圍的地面保護。因為當地表水沿裂縫泄漏在基坑,可能導致支護結構的位移。施工過程中,一旦發現裂紋,立即采取措施,如指導地下水、堵塞裂縫措施,減少水進入基坑的可能性。
3、確保深基坑支撐體系的施工質量
基坑支護的質量系統的特點是支持系統的結構尺寸和材料,等。科學合理的基坑支護體系可以保證正常工作,還可以避免施工安全事故的問題。
4、避免地下水的影響
建設地區的高地下水位、地下水滲透會引起地表塌陷,所以地下水位也嚴重影響基坑支護工程。通過降水在周圍環境允許的情況下改善土壤條件,減少基坑支護結構能夠承受壓力,如果這種方法,還可以設置止水帷幕和止水的效果,提高土木工程施工的質量。
5、及時監控和測試
基坑支護系統在建設過程中,受到各種因素的影響導致支持或主要結構的大小并不描述和設計,設計人員和工人應及時溝通解決,避免造成項目的延誤。實現地下水監測、測試應當有一個固定的周期,地下水控制裝置安裝后就可以開始實施監控。
結論
在生命的高層建筑越來越多,深基坑支護技術的應用越來越多,深基坑的支持是項目實施的關鍵因素,是建筑的基礎,這也使得建筑深基坑支護技術的需求越來越高。深基坑技術應用在土木工程中有很大的潛力,我們應該結合建設中存在的問題,尋求對策,促進了深基坑支護技術在土木工程中的應用。
參考文獻:
[1]王凱君,白宇. 土木工程中的深基坑施工技術[J]. 住宅與房地產,2016,03:210.
篇5
1.2深基坑工程的設計人員問題
深基坑工程的設計人員不但要有較強的理論知識還要有較可靠實際經驗,兩者都非常重要,但有些深基坑工程的設計人員不僅在工程的設計中沒有足夠的經驗,而且在考慮施工的環節時帶有比較大的主觀能動性,不重視分析實際施工的環境與條件,導致深基坑工程的設計與實際施工有脫節,且會使施工時伴有更大的施工風險。
1.3施工技術人員缺乏了解深基坑工程的設計
施工的技術人員與施工的管理人員必須得全面參與到深基坑工程的設計方案中去,還得對設計方案加以理解與進行嚴格的審查,如果忽視這個問題,將會導致深基坑的工程設計與實際不符合,不能具體問題具體分析,還加大了工程施工難度與施工的風險,容易導致深基坑的工程設計人員與工程的施工人員產生較大的矛盾。
2深基坑的工程施工中技術與管理產生偏差
2.1工程施工的管理與實際有偏差深基坑的施工管理有著不符合實際,生硬刻板的內容,工程的管理人員與具體的工程施工人員缺少產生脫節溝通,這容易導致下層的施工人員不能很好地理解上層管理人員的意圖,不能很好地理解與之有關的施工技術并很好地加以執行,這要滿足深基坑的工程技術與管理的需要是非常困難的。
2.2工程施工的觀念問題
如今的僵化陳舊的深基坑工程與落后的技術觀念給深基坑工程的施工帶來了不少問題,與工程有關的各項人員有著較低積極主動性并且難以提高,而且深基坑工程的管理與技術有著比較低的工作效率,很難達到可靠地控制其施工過程的目的。
2.3工程施工的組織不合理協調
在進行深基坑工程施工的組織設計與決定專項的施工方案時,沒能對其中的管理與技術工作彼此之間的影響深刻考慮到。沒有很好地去評估施工過程中造成影響的支護結構的設計方案,使深基坑工程施工時發生的各種矛盾難以得到有效的解決。
2.4工程施工時要配置適合的技術力量
深基坑的工程是一個系統的工程,關系到整個整體,不但要有比較強的管理力量的上層,還要有與之相關技術力量的下層,若是在實際施工時,工程的技術與管理產生脫節的現象,容易造成深基坑工程有著不足夠的局部的技術含量,缺乏總體的管理,對深基坑工程的安全與質量有著較大的不良影響。
3深基坑工程的問題對策
3.1改善深基坑工程設計的方案第一,工程負責施工的一方要提前介入到確定設計工程方案的過程。第二,工程的施工主體要不斷加強彼此之間的溝通加強理解,還要不斷去提高自己本身的技術素質。第三,構建一個體系能讓工程的設計方案之間互相加以補充、互相加以支持,并對深基坑工程的設計方案加以優化,使方案更加具有安全性、經濟性并且便利性,并且對控制施工過程更加有力。
3.2構建激勵與獎勵機制在管理上制定各種各樣的激勵與獎勵政策,提高深基坑工程技術氛圍與管理的環境,在根本上優化員工的思想觀念,加強上下層的信息傳導與反饋,使方案更符合實際,減低施工風險。
3.3提高施工人員素質
除了要重視施工人員的能力外還要把目光放在提高施工人員的操作水平上,從各個方面上培訓施工人員的技能,并加以引導與激勵施工人員積極主動地去控制與提高施工的質量。
篇6
Key words: the basement deep foundation pit design scheme
中圖分類號: TV551.4文獻標識碼:A文章編號:
1工程概況
營口市北海地區擬建一高層建筑,地下室為一層,基礎采用樁+筏板基礎.總建筑面積14340.48m2,用地范圍內場地基本平坦,場區自然地面平均標高為黃海高程10.800m,建筑物±0.000相當于黃海高程10.500m.沿基坑周邊開挖深度為自然地面下12m,基坑開挖面積約1960m2,基坑開挖周長約180m.
2 場地巖土工程地質
擬建場區地貌單元上屬Ⅰ級階地.地形較為平坦,0-3.00m雜填土、3.00-
7.00m淤泥質土、7.00-11.90m粘性土、11.90-15.50m淤泥質土、15.50-25.50m紅粘土,
3方案優化
3.1基坑支護方案選擇
3.1.1本支護設計目標
本工程位于營口市區,基坑開挖12m、基坑開挖面積約1960m2、周邊環境較為復雜.確保支護結構安全,支護結構能夠承受開挖后最大限度主動區土體和周邊動、靜載荷所產生土壓力;基坑周邊分布有管線及住宅樓、公用設施等.建筑物均對過大沉降和差異沉降敏感.支護設計嚴格控制支護結構水平變位控制降水等.地下水治理措施對周邊環境造成固結沉降或地層損失所引起地面變形,基坑支護保證周邊管線及建筑物安全;在滿足安全可靠前提下優化支護設計方案做到施工便捷、經濟合理.
結合營口地區的地質情況及場地巖土工程地質和基坑特點,根據經驗對于挖深10m左右基坑比較可行支護方案為灌注樁排加預應力錨桿、雙排樁支護.鋼筋混凝土地下連續墻具有擋土、止水兼作地下室外墻等特點,造價較高,施工工序繁雜且需專門大型施工機械;地連墻造價比鉆孔灌注樁貴.與地連墻相比鉆孔灌注樁加深層攪拌樁是一種較為經濟圍護方案,通過設置內撐、錨桿、雙排樁等來克服鉆孔灌注樁圍護整體性差、剛度較小弱點.
3.1.2基坑支護方案比選
根據營口地區地址水文狀況,基坑形狀不規則如采用內支撐方案,支撐結構對土方開挖影響較大且將對地下室施工造成很大影響,對工程進度都將造成較大影響.如采用樁錨支護雖然對地下室施工不造成影響,土方開挖比較方便,但土方開挖必須與錨桿施工交叉進行且錨桿要到達強度后才能進行下層土方開挖,對基坑工期影響較大.
由于錨桿施工質量難以控制且基坑后期變形較大.對于形狀不規則類似條件基坑采用雙排樁方案進行支護.對于開挖12m基坑安全可靠,土方開挖方便,基坑施工工期短且不影響地下室施工,對縮短工期提供極大便利.地質條件與本工程基本相同附近工程采用雙排樁方案進行支護,開挖深度約為14m,比本基坑深度大1.5-2.0m,基坑安全穩定.分析經綜合比選決定對該基坑采用雙排樁支護,局部采用單排樁+角撐支護結構型式.
3.2基坑地下水處理方案選擇
上層滯水處理,對上層滯水可采用明溝排水匯集于積水井后抽排;下部承壓水處理,根據場區地水文地質條件,基坑開挖已挖穿隔水層進入含水層.對下部承壓水采用多井點深井降水,將承壓水位降低到設計所要求地下水位避免基坑范圍內承壓水頭壓力可能造成突涌并對基坑周邊進行豎向隔滲處理.為使降水對基坑周邊環境影響降低到最小,建議基坑在平水-枯水季節施工.
4基坑支護設計
4.1巖土設計參數
根據場地巖土工程勘察報告,與基坑支護設計相關地層巖土設計參數取值如下.
4.2基坑重要性等級確定
根據根據《基坑工程技術規程》規定結合周邊環境、巖土工程與水文地質條件,綜合確定本基坑重要性等級為一級.
4.3支護結構設計
根據周邊環境、巖土工程與水文地質條件,支護樁擬采用鉆孔灌注樁:樁徑d=800、900mm、1000,樁中心距s=1200、1300mm,沿基坑周邊布置;砼強度為C30;支護樁樁頂冠梁設計,為增加支護樁整體剛度,支護樁頂設置鋼筋混凝土冠梁1100mm×800mm.支護樁主筋插入冠梁內800mm,砼強度為C30;內支撐梁設計,腰梁、內支撐梁為鋼筋混凝土梁,砼強度為C30;內支撐立柱及立柱樁設計,為防止地下室底板滲水,在地下室底板施工時,在各鋼立柱與鋼筋混凝土底板連接處要設止水帶,止水帶采用鋼板,鋼板滿焊在鋼立柱桿件四周;雙排樁支護結構設計,雙排樁樁頂設置冠梁、橫梁,梁上設置200mm厚鋼筋混凝土板增強雙排樁整體性.
5 地下水控制設計
根據場區工程地質條件和水文地質條件,基坑處理上層滯水和下部承壓水均很重要.地下水穩定水位1.0-1.3m,地下水對混凝土腐蝕性為中等腐蝕,如何控制地下水對施工及混凝土結構影響進行分析.
5.1豎向隔滲帷幕設計
在基坑四周設置水泥土深層攪拌樁技術形成豎向隔滲帷幕,與鉆孔灌注樁聯合作用既擋土又止水.
5.2地表水處理
對基坑周圍3.5m寬地面用厚50mm素砼進行硬化.基坑坡頂四周設置排水溝以截地表水流入基坑;在基坑四周距坡頂3.0m處修筑一條排水溝,截面尺寸300×400mm,混凝土澆筑,按3%坡率流入集水井中統一排入市政排水系統;基坑底部沿坑底四周設置一條排水溝,截面尺寸300×300mm混凝土澆筑并布置一定數量集水井以抽排坑內水.
5.3鋼筋混凝土防護
針對地下水對混凝土腐蝕性為中等腐蝕,設計中采用基礎底部設置耐腐蝕墊層或者基礎表面涂兩遍冷底子油,瀝青膠泥兩遍或環氧瀝青厚漿型涂料兩遍,基礎梁及-0.300m以下框架柱表面貼布兩層或貼瀝青玻璃布兩層或涂環氧瀝青厚漿型涂料兩層(耐腐蝕墊層可采用碎石罐瀝青或瀝青混凝土,厚度不應小于100mm).
6 結論
通過對營口市北海地區高層建筑工程地下室基坑工程設計進行分析,營口地處軟土地區,深基坑開挖具有一定困難,本文針對該工程深基坑設計方案進行優化分析選擇最佳方案,在基坑支護設計方面支護樁采用鉆孔灌注樁,支護樁樁頂設計冠梁,內支撐梁設計,對地下水控制進行分析,確保工程在施工中滿足安全、質量要求.在深基礎設計中要充分考慮
參考文獻
[1]劉義建,劉勇健.深基坑支護方案最優決策方法研究[J].基建優化,2002,23
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[2]徐楊青.深基坑工程設計的優化原理與途徑[J],巖石力學與工程學報2001
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篇7
引言:
隨著社會發展,城市建設用地進一步緊張,建設用地的利用率提高,高層、超高層建筑隨之大量涌現,從而使建筑物基礎大型化(比如大型地下停車場、地下購物廣場、地下車庫很多都作為大型的箱型基礎),基礎埋深加大,進而出現了深基坑工程。為充分開發建筑用地,建筑物間距相對縮小,從而使建筑物周圍的環境復雜化。綜合分析,深基坑的出現,周圍環境的復雜化對城區擬建建筑物的地基與基礎施工提出了更高的技術要求。
下面針對德州市水岸華園2#樓工程地基與基礎工程施工安全技術分析和設計。
本工程為地下一層,基礎開挖深度為6.1m,最深處為7.2m,屬于深基坑;本工程周圍環境復雜,東側與3#樓連接(地下車庫連接),西側、北側有足夠場地可進行放坡進行簡單防護,南側緊靠10#樓,最近處只有6m,因此南側為本工程邊坡重點防護區域。具體針對該深基坑土方開挖以及南側邊坡防護進行安全設計解析。
根據工程勘察報告、擬建建筑物周圍環境以及基礎施工圖和設計說明,委托具有相應資質的設計單位對基坑邊坡支護(本工程針對基坑南側邊坡支護)進行設計。要有詳細的設計資料及計算書。
由于深基坑支護工程具有的專業性和特殊性,一般來說,由總包單位選定具有實力和能力資質都合格的專業隊伍組織隊伍進行分包施工。監理單位應嚴格執行職責,協助業主審查總包單位選定的施工單位。施工單位的專業技術人員根據工程特點、工期要求、周圍環境特點以及基坑邊坡的防護設計文件,編制切實可行的土方開挖方案和邊坡支護防護,以確保基礎工程施工的安全以及周圍建筑物不受影響,由總承包單位技術負責人審批簽字蓋章。根據《危險性較大安全專項施工方案編制及專家論證審查辦法》,由施工單位組織進行專家論證工作。論證程序以及論證參與人員、論證專家的確定等符合《危險性較大安全專項施工方案編制及專家論證審查辦法》的規定。最終根據專家論證意見對專項施工方案進行進一步的完善,最后會同專家論證意見一同報監理單位審批,由總監理工程師簽字確認后方可組織實施。(附圖水岸華園2#樓工程審查報告、專家論證簽到表)
基坑開挖前準備工作,施工作業時嚴格按照施工方案組織實施,確定施工機械的選擇、運輸路線、開挖方式等內容,并在作業前進行詳細的安全技術交底,確保施工安全以及工程質量。由于邊坡支護的專業性較強,可以委托具有相應資質的專業施工單位承擔施工,但同樣施工前總包單位要進行詳細的技術交底。施工過程中要加強過程管理,確保過程質量,以保證整個邊坡防護質量和工程質量。
開挖順序嚴格按照:“開槽支撐、先撐后挖、分層開挖、嚴禁超挖”原則。由于地下水位高于基礎底標高,開挖前必須采取降水措施,地下水位應降至基礎底標高500mm以下處方可進行開挖。
1)施工機械的選擇及工期確定:根據工期要求、現場情況、運距等因素進行機械設備選擇。
由于水岸華園2#樓工程現場環境、工期要求等各種因素制約,本工程擬采用一臺WY100反鏟挖掘機、5臺運土車進行基坑開挖。本工程的土方量約20000m3。
開挖工期的計算:
Q1=3600qk1/t
Q1——挖掘機的小時生產率
t ——挖掘機的工作循環時間,WY100反鏟挖掘機的為20-40S,取30s;
q ——鏟斗容量(m3)取1.0m3
k1—-土斗的利用系數,一般取0.9
Q1=3600qk1/t=3600×1.0×0.9/30=108 m3/h
每臺班的工作效率為:k2-工作時間利用系數,取0.7
Q2 =8Q1k2=8×108×0.7=604.8 m3/臺班
計劃開挖工期:N-挖掘機數量;C-每天工作班數。
T=Q/Q2×1/NCK3=20000/(604.8×1×3×0.80)=14天
考慮到現場各種不可預料因素的影響,確定土方開挖時間為16天。
土方開挖路線示意圖:
2)邊坡支護方式的選擇;邊坡的支護方式的選擇要由具有相應專業資質的設計單位專業人員進行設計,結合基坑規模、基坑開挖深度、放坡坡度、周圍環境、地質水文情況以及開挖方式等因素確定切實可行的邊坡支護方式。本工程委托德州市規劃勘察設計研究院針對周圍環境復雜的南側邊坡進行設計,設計單位最終確定的支護方式為噴錨支護方式,本工程的噴錨支護示意圖如下圖:
由于地基與基礎工程施工的復雜性和不可見,施工過程中難免會發生很多不可預料的問題,這要求我們的施工單位管理人員要具備良好的心理素質,遇事不可慌亂,并且對可能要出現的問題心里有數,事先要做準備要有相應的預案措施,以免得事到臨頭,手足無措。比如基礎施工過程中常見突發事件 ①基坑內管涌、流砂;②基坑支護局部出現成因不明的裂縫、沉降;③氣象異常,出現連續多日的狂風暴雨;④相鄰工地的施工影響如降水、打樁、開挖土方;⑤地下障礙物妨礙基坑支護結構或止水帷幕的施工等均要求提前做好預案措施。
施工前降水井的布置原則:降水工作安排要考慮降水量,根據基坑自然水位、降水深度、土層滲透系數、基坑等效半徑、降水影響半徑等參數選用合適的降水計算模型,安排降水井數量、間距、深度還要考慮到當地是否是承壓水。具體降水井設置數量、深度還應符合JGJ/T111-98(建筑與市政降水工程技術規程),相應計算可以參照該規范相應公式進行計算。根據工程勘察報告以及JGJ/T111-98規范的相應規定通過計算確定水岸華園2#工程總共設置了5個降水井滿足施工要求。
深基坑施工過程中安全控制:
1)深基坑工程的施工單位,必須具備相應的資質。施工過程中嚴格按照專項施工方案組織實施。經論證后、審批完畢的專項施工方案不得隨意變動。
2)在土方開挖前對有關的技術措施進行全面檢查,確保臨近建筑物、構筑物、周圍地下管線的有效保護。在不具備安全施工條件時嚴禁施工,禁止違章作業、盲目施工。
3)施工過程中應有嚴格預防基坑坍塌的防范措施。必須按照“開槽支撐、先撐后挖、分層開挖、嚴禁超挖”的施工原則進行施工。尤其注重臨近建筑物處邊坡的防護作業,以免邊坡的位移或沉降造成臨近建筑物的沉降,進而對臨近建筑物、構筑物的整體質量產生嚴重危害。
4)基坑四周必須完善四周臨時排水設施,并在基坑周圍設置擋水梗,尤其雨季基礎施工期間,保證基坑邊雨水能及時排除,且雨水不流入基坑內,避免雨水滲入坑壁而造成邊坡塌方。
5)在施工過程中,按照專項施工方案的要求提出隱患排查,專項整治的實施措施;并根據現場具體情況,采取切實有效的安全技術措施。
6)施工過程中監理單位要進行全面的旁站、巡視、平行檢查的監理工作。監理工程師根據相應的規范、設計文件、評審意見、施工組織設計等內容,結合監理規劃和實施細則,對現場的施工監督實施。
7)深基坑工程支護完畢后,地下結構工程施工前,必須由建設單位、支護設計、施工單位、監理單位和相關專家對坑壁進行驗收,驗收合格后方可組織下道工序施工。
8)對于地下水位較高的深基坑工程,必須保證持續降水,確保地下水位保持在坑底500mm以下。持續降水至基礎工程、地下工程施工完畢、回填完畢后方可停止降水。
9)坑邊不宜堆放土方或建筑材料,如由于現場原因等情況限制需要在坑邊堆放材料或土方時,一般應距坑邊距離不得少于2m,堆土高度不宜高于1.5m,而不得超過邊坡設計荷載,必要時需要在對邊坡設計時加入相應的荷載。
10)土方開挖過程中,提前設計分配好施工機械、行走路線、挖土順序等,在挖土過程中不得碰撞邊坡的支護結構。同時做好基坑坡道周邊的支護。
11)對于深基坑工程的坑邊防護夜間配置相應的紅色警示標志以防止坑邊作業人員掉入基坑內發生摔傷事故。基坑開挖完畢后必須做好臨邊防護,消除可能造成人員摔傷的安全隱患。
12).現場用電設備必須實行三級配電,兩級保護。電纜應設可靠絕緣。由于基坑內電纜不宜埋地,但必須進行架空處理,并應設專人負責管理,電工持證上崗。
13)施工過程中要強化質量意識和安全教育,組織施工人員學習施工設計圖紙、質量標準及驗收規范。堅持崗前培訓及持證上崗制度,新入廠員工要進行三級安全教育。堅持“三檢(自檢、互檢、交接檢)、四按(按設計圖紙、按相應規范、按施工工藝、按相應技術標準)、五不準(資料不完備不準開工、材料不合格不準進場、測量閉合不符合規范或設計要求不準使用、工序驗收不合格不準進行下道工序、達不到質量標準不準交工驗收)、六做到(方案做到合理、技術資料做到齊全、質量檢驗做到可靠、施工試驗做到真實、測量數據做到準確、施工方法做到正確)。
14)提倡綠色施工,保護環境;加強對施工現場粉塵、噪聲、廢氣監測和監控工作。土方、渣土等運輸時,采用密閉式運輸車輛,在施工現場出入口設置沖洗車輛的設施,將車輛清理干凈,不得將泥沙帶出現場;施工現場土方集中堆放,并用綠色防護網覆蓋防止揚塵或采用植被固化處理。
基坑開挖以及邊坡防護完畢后,要定期對邊坡的沉降、位移以及臨近建筑物(10#樓)的沉降進行進行觀測,并做好真實詳細的記錄,并及時進行匯總、分析和評定。定人、定點、定頻率進行觀測,并確定相應的預警值,一旦發現異常要及時上報,查找原因進行處理。如有必要可以委托具有相應資質的工程勘察檢測單位承擔檢測任務。在雨季或周圍地下水位較高時要適當加密觀測次數。觀測一般要持續到基坑土方回填完畢。在邊坡頂面設置檢測線和相應數量的監測點,同時在鄰近建筑物上設置監測點,同時必須加強監測點的保護,嚴謹避免損壞。
總之,深基坑工程施工質量的好壞直接關系到工程質量好壞以及對周圍環境、建筑物的影響,深基坑工程一旦出現事故對周圍環境造成影響造成的經濟損失是巨大的。因此深基坑工程施工前必須進行充分的施工準備,充分考慮各種可預見性危險源,綜合分析制定切實可行的施工方案,堅決杜絕盲目施工,武斷行事的現象,以避免出現大的安全質量事故。
參考文獻:
1、《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法》
篇8
一、前言
隨著城市建設中高層、超高層建筑的大量涌現和城市地下空間的充分利用,深基坑工程越來越多。由于周圍密集的建筑物、復雜的地下設施,使得深基坑放坡開挖不再能滿足現代城市建設的需要,因此,深基坑開挖與支護引起了廣泛重視[1]-[3]。本文以江南春樹里小區深基坑工程為例,對其穩定性進行了評價,并提出相應的支護建議。
二、工程概況
武昌區徐東路以南,中北路以東。總建筑面積216544m2,地下室建筑面積62266m2。共由4棟高層、幼兒園及地下室組成。其中B1、B2、C1、C2為30層住宅,均擬采用剪力墻結構;建筑高度分別為96.7m和91.5m;地面設計標高分別為35.15m(B1)、35.50m(B2)和34.90m(C1、C2);中柱荷載為7000KN,邊柱荷載為5600KN。幼兒園為一棟2層的磚混結構;整個場地均設有兩層地下室,地下室高度為8m。
1.地形地貌
擬建場地從地貌上看屬于長江南岸Ⅲ級階地垅崗地貌,現地形較為平坦。依孔口標高計,地面標高變化在32.54m ~ 34.76m。
2.地層巖性
場地內分布的主要地層有:人工堆積層、第四系全新統湖塘相沉積層、第四系上更新統沖積層、第四系中更新統沖積+洪積層、第四系殘積層和志留系墳頭組石英砂巖組成。
3.地下水
場地內根據場地地層結構,地下水埋藏條件,場地地下水類型為上部滯水,主要賦存于人工填土中,其主要補給來源為大氣降水和地表水滲入,附近生活廢水也有補給。勘察期間測得上部滯水穩定水位埋深為1.50~6.20m,相當絕對標高26.79~31.73m。場地內地下水對混凝土結構和鋼筋混凝土中結構中的鋼筋均無腐蝕性,對鋼結構具有弱腐蝕性。
4.不良地質現象
根據區域地質資料和勘探結果,勘察場地內未發現有影響工程穩定性的斷裂或新構造運動跡象,整個場地是穩定的、適宜建筑。場地內的人工堆積層雜填土和素填土及第四系全新統湖塘相沉積層粉質粘土,工程性能差,未經處理不宜直接用作擬建建筑物的天然地基。
5.地基土的構成與特征簡述
5.1人工堆積層
雜填土(地層代號1-1):雜色,主要由磚塊、碎石、混凝土塊夾少量粘性土組成,呈濕~飽和,松散狀態。該層在整個場地內均有分布,層厚為0.15-1.90m。
素填土(地層代號1-2):黃褐色,主要由粘性土夾少量碎石組成,呈濕~飽和,松散狀態。該層土主要分布于原溝塘地段,厚度為0.30-4.80m,層面埋深為0.15-1.90m、標高為31.18-33.46m。
5.2第四系湖塘相沉積層
粉質粘土(地層代號2):灰褐色,含少量腐植物和螺殼碎片,略有腐臭味,呈飽和、可塑狀態。該層土主要分布于場地現有或被掩埋的溝塘中,厚度為0.40-2.00m,層面埋深為1.00-6.30m、標高為26.75-32.21m。
5.3第四系上更新統沖積層
粉質粘土(地層代號3-1):黃褐色,含少量鐵錳結核和灰白色高嶺土條紋,光澤反應較光滑,呈飽和、可塑狀態。該層土在場地內局部分布,厚度為0.30-3.30m,層面埋深為3.10-11.50m、標高為21.21-30.29m。
粉質粘土(地層代號3-2):黃褐色,含較多鐵錳結核和灰白色高嶺土團塊,土質結構緊密,光澤反應較光滑,呈飽和、硬塑狀態。該層在場地內均有分布,厚度為1.20-11.60m,層面埋深為0.40-10.10m、標高為22.95-32.86m。
5.4第四系中更新統沖積+洪積層
粉質粘土(地層代號4):褐黃~淺黃色,含鐵錳結核和大量灰白色高嶺土團塊,土質結構緊密,光澤反應較光滑,含少量碎石,呈亞棱角狀,粒徑5-30m,含量10%左右,呈飽和、硬塑狀態。該層土在場地內均有分布,厚度為4.60-13.00m,層面埋深為9.20-14.10m、標高為19.32-24.16m。
5.5第四系殘積層
粉質粘土(地層代號5):灰黃色,含鐵錳結核和大量灰白色高嶺土團塊,手摸有砂感,局部夾碎石,粒徑5-20m,含量10%左右,呈飽和、可塑狀態。該層在場地內均有分布,厚度為1.30-5.30m,層面埋深為18.50-23.50m、標高為9.31-14.48m。
5.6志留系墳頭組石英砂巖
強風化石英砂巖(地層代號6-1):棕紅色,塊狀構造,裂隙發育,局部夾30~60%石英砂巖巖塊,直徑5-10cm,巖芯破碎呈碎塊狀。該層為較硬巖,巖體破碎,巖體基本質量等級為Ⅳ級。該層在場地內均有分布,厚度為0.50-1.80m,層面埋深為22.40-25.50m、標高為7.52-10.70m。
中風化石英砂巖(地層代號6-2):棕紅-灰色,塊狀構造,裂隙發育,巖體質地堅硬,夾大量石英脈,巖芯硬脆,破碎呈碎塊狀。該層為較硬巖,巖體較破碎,巖體基本質量等級為Ⅳ級。該層在場地內均有分布,層面埋深為24.20-26.80m。
三、地基穩定性評價
1. 天然地基穩定性評價
擬建建筑物基礎埋深8.0m,基底標高在26.90m,置于(3-2)層中。(3-2)層為硬塑狀態中等偏低壓縮性土,為良好的天然地基持力層,其下的(4)層也屬良好下臥層。鑒于擬建建筑物屬高層建筑,荷載大,采用天然地基時,以選擇筏基為佳。當經過深寬修正后的(3-2)層承載力設計值尚不能滿足要求時,可采用墩、筏結合基礎,設計時墩端阻力特征值為經深寬修正后的承載力特征值。
按《高層建筑巖土工程勘察規范》(JGJ72-2004)第8.2.4條的規定,根據初步估算結果,場地地基判定為不均勻地基。由于基底下臥有相對軟弱的(5)層,其厚度1.30~5.30m有一定的差異,加上基巖面也有起伏,因此設計時必須進行沉降、差異沉降、傾斜驗算。
2. 樁基穩定性評價
當采用天然地基不能滿足設計要求時,可選擇樁基礎。
2.1樁型的選擇
大直徑人工挖孔樁具有施工速度快,易保證質量的特點,并有成熟的經驗,故建議本工程將大直徑人工挖孔樁作為首選樁基方案。
2.2樁端持力層的選擇
擬建建筑物為30層住宅樓,荷載較大,中柱荷載達7000 kN,由于(4)層下面有相對軟弱的可塑狀態殘積土(5)層,強風化石英砂巖(6-1)厚薄不均,因此,其樁端持力層應選擇中風化石英砂巖(6-2)層。
2.3單樁豎向承載力特征值的估算
假設條件:以Z44、Z56孔地層為例,樁徑1200mm,認為樁端嵌入完整的硬質巖石(即石英砂巖)中,按下式估算單樁豎向承載力特征值:
式中為單樁豎向承載力特征值,為樁端巖石承載力特征值,為樁底橫截面面積。
將已知值代入式中,得出的單樁豎向承載力特征值的估算見表1。單樁豎向極限承載力特征值應通過現場樁靜荷載試驗確定。
表1單樁豎向承載力特征值估算表
3.成樁可能性
擬建場地地形平坦,人工挖孔樁設備進場便利。根據場地地層情況,樁基穿越(6-10)層強風化石英砂巖進入(6-2)層中風化石英砂巖會較困難,人工挖掘難以實施,建議采用風鎬或爆破的方式進行。
4.施工注意事項
人工挖孔樁應保持連續排水作業法施工,清底干凈,襯砌可靠,防止出現施工事故。擬建場地位于居民區旁,特別要注意控制爆破施工時的噪音。
四、基坑穩定性評價
1.基坑底卸荷回彈
基坑開挖是一種卸荷過程,開挖愈深,初始應力狀態的改變就愈大,這就不可避免地引起坑底土體的隆起變形,有的甚至可能由于受到過大的剪應力而導致基底隆起失效。基坑回彈(隆起)不只限于基坑的自身范圍,而且要波及四鄰地面,引起地面撓曲,對鄰近建筑物或設施均產生影響,應引起注意。必要時要組織施工開挖過程中坑內外地面的變形監測,供及時分析趨勢和采取措施之需。
在軟至中等強度的粘性土(Cu≈12-50kPa)中進行深基坑開挖時,基坑底抗隆起穩定性可按下式進行驗算:
(1)
式中:-承載力系數,=5.14;-抗剪強度由十字板試驗或三軸不固結不排水試驗確定(kPa);-土的重度(kN/m3);-入土深度底部土隆起抗力分項系數,即抵抗基底隆起的安全系數,一般要求≥1.4;-支護結構入土深度(m);-基坑開挖深度(m);-地面均布荷載(kPa)。
將相關數據代入計算如下:
1.285<1.4
故基坑底很可能發生回彈(隆起)。可采用降低地下水位、凍結法或在基坑開挖后立即澆搗相同重量的混凝土,使基坑的回彈量盡可能小。
2.基坑底滲透穩定性
如果基坑在粘性土中開挖,且坑底下有承壓水存在時,當上覆土層減到一定程度是,承壓水水頭壓力便沖破基坑底板造成滲流或(突涌)現象。
根據勘察資料可知,場地地下水類型為上部滯水,主要賦存于人工填土中,水量較小,無承壓水,故可以不考慮基坑底的滲透問題。
3.基坑流砂問題
根據勘察資料可知,場地地下水類型為上部滯水,主要賦存于人工填土中,水量較小,且各層土的孔隙比都小于0.75;基坑開挖地層的含水量均小于30%。可判定基坑發生流砂的可能性較小。
4.基坑邊坡整體穩定性
在房屋建筑與構筑物的基坑開挖中,在沒有采用支護結構之前,基坑邊坡(一般為粘土)整體穩定性一般采用極限平衡理論中的條分法(多采用瑞典條分法)進行估算,從而可確定最危險的滑動面。對于采用支護結構的基坑,穩定性驗算仍采用條分法,驗算時應將支護結構所產生的抗滑力矩計入總的抗滑力矩之中。本工程中基坑邊坡整體穩定性采用“理正邊坡穩定分析軟件”進行輔助分析。
根據通用規范進行安全系數計算,假設為圓弧滑動,并不考慮地震影響,采用基坑邊坡穩定性計算中最常用的瑞典條分法。基坑未采用任何支護。
計算得出基坑整體穩定性抗力分項系數平均值為1.075,無法滿足“一般要求≥1.1~1.2,如果粘性土中不計滲流力作用時≥1.40”的要求。可見在不采用任何支護手段的情況下,基坑邊坡整體呈臨界或不穩定狀態。
五、推薦深基坑支護方案
常見的深基坑支護結構及其適用范圍如表2所示。根據前述江南春樹里小區深基坑工程特點,推薦深層攪拌水泥土樁擋墻作為支護方式。考慮到雨季降水量大,基坑施工過程中有可能會有大量雨水聚集,可以選用開挖明溝結合小型水泵進行排水。
表2基坑支護結構及其適用范圍
結論
1.江南春樹里小區屬于長江南岸Ⅲ級階地垅崗地貌,地形較為平坦;地基土主要由雜填土、素填土與粉質粘土構成,下伏志留系墳頭組石英砂巖;主要的不良地質現象為:場地內的人工堆積層雜填土(地層代號1-1)和素填土(地層代號1-2)及第四系全新統湖塘相沉積層粉質粘土(地質代號2),工程性能差,需經處理方可用作擬建建筑物的天然地基。
2.結合勘察資料與現場地質調查,脹縮土平均自由膨脹率小于40%,設計時可不考慮本場地地基土膨脹性問題;擬建場地抗震設防烈度為6度;場地20m深度內均為非液化土層,設計時可不考慮地基土的地震液化問題。
3.采用天然地基時,以選擇筏基為佳。當經過深寬修正后的(3-2)層承載力設計值尚不能滿足要求時,可采用墩、筏結合基礎;如選用樁基,根據現場情況,推薦使用人工挖孔樁,進入石英砂巖地層時,采用風鎬或爆破的方式進行開挖。
4.從基坑底卸荷回彈、基坑底滲透穩定性、基坑滲砂與基坑整體穩定性出發,對江南春樹里小區深基坑進行計算。計算結果表明:基坑底會產生回彈(隆起),但基本不會發生大的滲透與流砂;當不采取任何支護措施時,基坑=1.075,無法滿足要求。
5.推薦采用深層攪拌水泥土樁擋墻作為支護方式。考慮到雨季降水量大,基坑施工過程中有可能會有大量雨水聚集,可以選用開挖明溝結合小型水泵進行排水。
參考文獻
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2.1地質水文基坑降水位就是要判斷
地下水位的標高情況。在軟土基地,由于軟土的天然含水量,會導致周圍地下水的升高,如果不能在施工進行之前采取有效的地下水控制,有可能會出現涌水、涌砂等情況,影響到基坑周邊環境,更甚者還可能會因為土體失穩而引發工程事故。
2.2地下管線
地下管線是城市賴以生存的重要通道,如果沒能事前探查清楚管線的位置,很容易在施工過程中造成毀壞管線的事故。
2.3周邊建筑道路道路周邊設施
安全作為基坑周邊施工安全控制的重點,必須要進行細致觀測,防止因基坑開挖引起基坑周圍道路或者建筑物的變形和破壞。
2.4施工方案
施工方案作為安全控制的源頭,關系著基坑施工的成敗,因此需在項目施工前對施工工程進行勘察,保證勘察資料的準確性和完整性,并有針對性地編制專項方案,保證工程的安全。
2.5基坑支護
基坑支護是深基坑施工的關鍵,對基坑支護進行監理也是保障整個深基坑安全的環節。我國當前的開挖工程大多統一采用止水效果好、環境干擾少、墻體剛度高的支護。雖然此類支護有不少的優點,但是其過于垂直的鋼筋籠制作在下放不正確時容易引起鋼筋籠卡槽,對維護效果產生干擾。因此針對不同的施工項目需選擇不同的支護進行保護。
3建筑深基坑工程中施工監理操作要點
3.1加強施工前期的監理要點
1)注重選擇基坑工程監管人員。由于深基坑工程是一項技術含量高、風險大的系統工程。因此也就決定了基坑工程監理人員除了要熟悉和掌握有關國家、行業和地方的相關標準和設計文件外,還必須具備一定的專業知識、組織協調能力以及工程實踐經驗,這樣才能有效處理施工中出現的各種問題,保證監理工作的順利進行。
2)制定詳細的基坑工程監理細則。監管單位應該對每項實施監管的工程,從工作的流程、控制要點、具體方法等進行詳細的監理細則編制,并用于項目施工過程中的指導,確保各項工作都處于受控狀態,保證工程的順利實施。
3)對基坑工程施工方案進行審查。在施工之前,監理工程師應該對施工項目的難點進行針對性、正確性的審查。例如,土方開挖的設計是否合理;是否有確保施工安全的應急方案;各部門人員是否能滿足本工程需要等。
4)嚴格把控工程施工的條件。在工程開工前,監理人員必須要對施工設備、施工方法(施工方案和工藝)、施工材料、施工人員等影響因素進行全面的控制,并重點對工程所需的原材料、半成品的質量進行檢查和控制。
3.2施工過程中的監理操作重點
1)鉆孔灌注支護樁的施工監理:支護樁在整個施工過程中要承受來自水平方向的壓力,保護著施工的開展。因此要從樁長、樁徑、混凝土強度等方面進行綜合考慮。
2)錨桿施工質量的監理:對于錨桿施工的監理,一般主要從錨孔、錨桿安裝、灌漿、鎖定四個部分進行監理。首先看錨出的孔是否符合設計要求;其次是檢查孔深和直徑是否滿足設計需要;再次是注漿導管是否能承受注漿壓力;最后要檢查注漿質量是否達到要求,如果達不到要求應采取二次注漿法進行補充,保證質量。而當錨固體達到一定強度后要進行張拉試驗、檢測其強度(質量)。
3)降水井施工質量的監理。降水井施工質量的好壞對基坑工程的安全有著決定作用,因此要對降水井的井徑、井深、水泵的質量等進行檢查,同時也要注意做好水泵電纜、過濾尼龍網等工作的保護措施,只有確保各方面都滿足設計要求才能投入使用。
4)基坑土方開挖過程的監理。在進行土方開挖時,必須做好從旁監理工作,加強基坑監理,保證施工方按照施工方案進行合理挖掘;嚴格按照“開槽支撐,先撐后挖,分層開挖,嚴謹超挖”的土方開挖原則;在挖至立柱樁、工程樁時,在樁體周圍均勻、對稱開挖,確保工程樁、立柱樁不被擠壓偏位;土方開挖期間必須嚴格按照要求留設挖土坡度;經常測量和校核坑基邊坡度,避免欠挖或者超挖情況的出現;挖土期間嚴禁重型車輛、機械在基坑邊緣行走,保證基坑邊的安全。一旦基坑周邊環境發生變化或者基坑本身出現變形的情況,應該立即停止土方開挖,并及時通報檢測情況,增加檢測頻率,啟動應急方案,以確保基坑的安全。
3.3施工完成后的操作要點
1)重視施工檢測和驗收工作。事后驗收是質量控制中最后的補救措施。因此檢測單位必須確定具體的檢測內容,對完成的檢驗批、分項工程等進行檢查評定驗收,并收集和整理好監理過程中形成的文件資料、跟蹤落實驗收過程中提出的需要整改的問題,保證工程的質量。
2)重視事故的處理工作。對于已經發生的事故,監理工程師必須充分配合處理,及時提出實質性的處理方案,吸取教訓,杜絕此類工程事故的發生。
3)加強對拆除工作的監理。監理人員必須做好拆撐的監測工作。嚴格限制拆除工作的過早開展,保證拆撐工作按部就班進行。當檢測發現異常時,應立即暫停或減緩拆撐速度,并研究解決對策。
4建議基坑施工是個隱蔽的工程
因此除了在施工過程中對操作要點進行全方位的監理外,還必須從施工的外部環境入手進行控制。例如,依靠市場的力量,加強監理市場的執法監察,規范和治理監理市場;落實監理工作的崗位責任制,解決監理工程師空掛名的問題;適當提高監理價格,保證監理服務的優質優價;不斷提高基坑工程從業人員的業務水平和工作能力,使之成為一專多能的復合型人才;實行基坑工程專項監理制,保證監理的針對性和科學性等。
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1 基坑工程簡述
基坑工程指的是建筑物或構筑物在進行施工建設過程中,需要開挖基坑,而基坑開挖過程中需要對基坑進行支護圍擋及降水,以保證安全施工的一種綜合性工程。由于基坑工程涉及到地下建筑施工,其施工環境的復雜性進一步增加,也使得基坑工程成為了建筑工程建設中一項危險性較高的工程。基坑工程涉及到的知識比較多,需要巖土工程、基礎工程、結構力學、工程地質等專業的密切配合,才能夠使得工程施工安全順利的以保障。建筑工程施工中基坑工程多數屬于臨時性工程,工程的施工容易受到外界條件如水文條件、地質情況、場地周圍環境、施工程序等因素影響,因此基坑工程的設計與現場施工管理就顯得尤為重要。基坑工程的前期設計階段要考慮到成本造價、工期進度等因素,通常選擇合理的支護結構體系,保障后期施工的安全順利;基坑工程施工階段要嚴格落實各項施工技術措施,做好基坑周圍土體變形量的監測監控工作,確保基坑支護結構的整體穩定性,實現預期的施工質量與安全目標。2 深基坑工程施工技術要點
深基坑工程施工主要包括支護結構選擇、隔滲設施、土方開挖、降水排水技術等方面的內容,具體施工過程中要把握住以下幾個技術要點。
2.1 深基坑工程施工前的準備
深基坑工程施工前要做好各項準備工作,調查基坑周邊的水情,做好地下水防治措施。施工人員了解掌握基坑周邊地表水、地下水的分布情況,有利于及時采取措施保護基坑土體不受水的侵蝕,有利于對有可能滲入基坑中的雨水、地下水等進行堵截抽排。在一些老粘土分布區,基坑防水防滲措施的采取顯得尤為重要,此外在基坑施工前還應當全面掌握基坑周邊建筑物的基礎結構形式,了解基坑周邊地下市政管網的分布情況,以免在施工中因誤挖而對居民基礎設施造成損壞。總之,深基坑工程施工之前要控制基坑開挖對周邊環境的影響程度,施工管理人員要編制詳盡、科學合理的施工方案,對施工中有可能發生的狀況采取相應的對策措施。
2.2 深基坑工程施工過程控制
深基坑工程施工過程中要做好現場施工管理,協調好各分項工程,制定合理的施工方案,控制好施工進度,使得整個基坑施工按照預定計劃實施。深基坑工程施工的支護結構的選擇要具備針對性,注意不同支護結構形式的基坑開挖的具體方式是不一樣的,對于內支撐基坑而言要按照“由上而下,先撐后挖”的原則進行基坑開挖,且基坑內支撐受力狀況要滿足整體結構穩定性的要求。在對基坑支撐結構拆除的過程中,要執行相應的安全技術措施,拆除順序要從下而上逐層進行。在拆除下層支撐過程中要避免對立柱、上層支撐及支護結構主體產生損壞,支撐構件吊運拆除時也要控制好構件與支撐系統、結構工程間的距離,避免碰撞的發生。而對于使用錨桿作為支護結構的基坑工程,要對錨桿的質量嚴格控制,錨桿成孔機械及工藝等要符合國家相關技術規范,必要的時候還應對對錨桿進行極限應力測試,保證錨桿成品的質量滿足設計要求。此外,對于基坑降水施工而言,必須要進行抽水試驗,在水文地質設計參數得到校驗以后,方可進行后續的施工。深基坑土方開挖要依照設計的程序步驟進行分段開挖,土方開挖的深度也要符合設計要求,基坑土方開挖要考慮時空效應,提高開挖效率,充分利用好基坑周邊的空間。
2.3 深基坑工程信息化施工
隨著科學技術的發展,深基坑工程施工中可以結合信息監測技術,對基坑周邊土體的變形量、基坑地下水的變化量進行實時監控,采取有效的防護措施確保基坑施工周邊環境的安全。深基坑工程施工信息監測技術的運用,能夠采集到基坑相關數據,為施工管理人員的決策提供依據,指導相應對策措施的制定。深基坑工程監測工作通常包括以下幾點:監測點的布置、監測設備的使用、監測周期、監測預警值、信息數據的記錄等。深基坑工程的信息化施工能夠及時掌控基坑周邊環境的變化,以便及時采取應對措施,防止隱患的進一步擴大,影響基坑安全順利的施工。
3 結語
城市的不斷擴張,建筑深基坑工程的應用范圍也在不但擴大。深基坑工程在受到施工人員普遍認可的同時,由于其施工條件的復雜性也使得其施工過程中容易發生安全事故,影響到工程質量,威脅施工人員的生命安全。所以,現場施工管理人員一定要針對深基坑工程施工的特點,掌握可能誘發安全事故的一切不良因素,把足夠的注意力放到基坑周邊土體變形量監測上,制定出科學合理的應當措施及施工方案,以保障深基坑施工的安全,實現施工目標。
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深基坑支護技術是一項極富于挑戰性的工作,其技術性很強,涉及巖土力學、結構力學、材料力學和地質水文等學科,且施工難度大,風險性極高。工程技術人員在大量的工程中不斷的實踐,總結經驗,深基坑支護技術有了不斷發展和創新,使得我國各地的深基坑支護技術蓬勃發展。
2 工程實例
某商業大廈基坑支護是較典型的工程,因為此基坑周邊管線多,基坑緊鄰舊建筑物較多,旁邊又是城市主要交通要道,該場區有較厚的松散填土層和較厚的流塑狀淤泥層,給設計和施工帶來一定的難度。該商業大廈占地面積200m2,為一大型高層商住樓,設兩層地下室,地面26層,地下室基坑挖深9m-11.3m,坑頂周長163m。這給施工帶來了一定的難度,由于施工人員對實際情況掌握較好,該工程達到了預期的使用效果。
3 設計要點及難點
3.1基坑護壁工程設計
(1)根據該場區的地質情況,可選用噴錨、擋土樁或地下連續墻支護,但由于基坑周邊開挖邊線距已有樓房和馬路的距離較窄,且基坑周邊深約1.5m以上管線較多,若采用擋土樁或地下連續墻支護,其施工工作面和各種管線的安全較難保證,且造價較高。故最終確定采取噴錨為主體支護結構,攪拌樁、鋼管樁和旋噴樁為輔助支護結構的組合式支護方式。
(2)該基坑側壁的安全等級為二級,其中北側西段靠舊樓房段位移變形量控制在2cm內,而其它地段的位移變形量可控制在3cm內。
(3)由于該場區松散填土層和流塑淤泥層較厚,在施工噴錨前,需進行超前加固處理,其中I-I段和III-III段采用旋噴樁和鋼管樁超前加固,II-II段采用雙排攪拌樁超前加固。
(4)由于相鄰有較舊的建筑物且其底部土層軟弱,因此,對其采用注漿花管進行加固處理。
(5)為減少基坑邊的位移量,對部分層位的錨桿施加預應力。
3.2設計采用參數
(1)攪拌樁:樁徑500mm,樁心距400mm,樁長7.0m,土體置換率16%以上。
(2)旋噴樁:樁徑1000mm,樁心距800mm,樁長9.5m,采用三重管旋噴法,成樁后及時插入1根Ф25鋼筋,成樁樁體抗壓強度不低于2Mpa。
(3)土層錨桿:成孔孔徑130mm,錨拉筋采用Ф25鋼筋,孔內充填物為M25水泥砂漿。
(4)網噴砼:網筋Ф6@200×200,加強筋Ф16@1200×1300,噴砼標號C20,噴射厚度120mm,其中1--1斷面預應力錨桿位置加厚到200mm,且雙層鋼網,2--2斷面預應力處加厚到150mm。
(5)預應力錨桿:成孔孔徑130mm,錨拉索為2束7Ф5鋼絞線,自由段4.5m孔內注M25水泥砂漿。
(6)鋼管樁:成孔孔徑150mm,樁心距450mm,樁長12m~15m,采用壁厚3.5mm、Ф114鋼管。
4 深基坑支護工程的特點
深基坑支護包括以下內容:圍護結構、支撐體系、土方開挖、降水工程、地基加固、監測和環境保護工程。具有以下幾個特點:
(1)設計與施工相互依賴性:施工的每一個階段,結構體系和外面荷載都在變化,而且施工工藝的變化,挖土次序和位置的變化,支撐和留土時間的變化等,都非常復雜,且都對最后的結果有直接影響,絕非最后設計計算簡圖所能單獨決定的。
(2)與主體結構地下室的施工密切相關:基坑支護開挖所提供的空間是為主體結構的地下室施工所用,因此任何基坑設計,在滿足基坑安全及周圍環境保護的前提下,要合理地滿足施工的易操作性和工期要求。
(3)與自然地質及環境條件密切相關:基坑工程與自然條件的關系較為密切,設計施工中必須全面考慮氣象、工程地質及水文地質條件極其在施工中的變化,充分了解工程所處的工程地質及水文地質、周圍環境與基坑開挖的關系及相互影響。
(4)基坑工程的從業人員需要具備及綜合運用以下各方面知識:巖土工程知識和經驗:按工程需要提出勘測任務并能對地質勘探報告提供的描述和各類參數進行研究、分析以合理選用參數進行支護結構的土壓力計算,對基坑開挖帶來的環境影響進行較為精確的預估,以及對地質情況變化帶來的問題作出正確的判斷和處理;建筑結構和力學知識:能夠了解主體結構的設計要求、掌握其與基坑圍護結構的相互關系、處理好臨時圍護結構與永久性主體結構的相互關系,以及圍護結構和支撐作永久性結構的技術問題;施工經驗:熟悉各種地基加固、防水、降水等特種工藝的施工方法、施工流程及相關設備的選擇,能夠對各種支護方案進行質量、工期、造價的對比;工程所在地的施工條件和經驗:能根據各地區地質、環境、施工條件的特點因地制宜選擇合理的設計施工方案,在支護結構設計計算時要充分吸取當地施工技術以及工程成功和失敗的經驗。
5 深基坑支護工程基本的技術要求
基本的技術要求必須滿足:安全可靠性、經濟合理性、施工便利性及工期保證性。
5.1設計要求:
(1)設計前要盡可能準備充分的資料:工程用地紅線圖、地下工程的平面圖和剖面圖以及建筑物±00絕對高程;場地的工程地質和水文地質勘察報告;基坑周邊環境狀況調查資料;基坑周邊各種地下管線分布圖;明確基坑深度(含局部加深)及安全等級要求,以及一些特殊的要求。
(2)動態設計:目前的設計理論尚不完善,對設計參數的選取還需改進,還不能事先完全考慮諸多復雜因素,在基坑工程施工中處理不當時可能會出現一些意外的情況,但只要設計、施工人員重視,并密切配合加強監測分析,及時發現和解決問題,及時總結經驗。理論結合實踐在施工過程中調整技術參數,做到動態設計、信息化施工。
(3)支護結構的選擇:支護結構形式多種多樣,千變萬化,我們必須結合基坑挖深、土質情況以及場區周邊環境和可能實現的技術方法等選擇合理的、最佳的支護方案。此方案首先須使基坑穩定安全,在土方開挖期間和基礎施工期間不產生結構破壞和超過容許的變形;其次造價要經濟合理且施工周期短,因為一般基坑支護工程都為臨時性工程,在地下室完工后其價值喪失;再而應方便施工,且較符合自己的技術特點。總之,必須從優選擇經濟合理、安全可靠的單獨或組合式支護方案。
5.2施工要求
(1)做到嚴格管理、文明施工、安全生產,貫徹“動態設計,信息化施工”原則,認真分析施工中的土層特點和現象,及時反饋并能采取有效措施對各種問題進行處理。
(2)要由有經驗的專業隊伍施工:深基坑支護工程是技術含量特別高的工作,其風險很大,不管從設計到施工都要有過硬的本領,一項好的設計方案,如果沒有一支好的施工隊伍,那么要想成功完成基坑支護工作那是很難的。
(3)基坑開挖的技術要求:要編寫專門的開挖方案,基坑邊界周圍地面和坑底應設排水溝;基坑周圍嚴禁超堆荷載;軟土基坑必須分段分層間跳開挖,層高不宜超過1m;開挖時嚴禁碰撞支護結構;發生異常情況時應立即停止挖土,并查清原因和采取措施處理后方可再挖。
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在進行深基坑施工時,地下水對深基坑的危害極大,必須通過合理有效的降水措施來解決。降水施工技術非常關鍵,如果處理不當就會對深基坑的施工造成危害,并且還可能會影響到周圍建筑結構的安全,因此必須對降水工程時行科學合理的控制,保證工程的施工質量。目前常采用的降水方法是管井法,特點是施工簡單、易于操、效果好。
一、管井降水工藝流程
二、管井施工準備
1、作業條件
施工現場需“三通一平”,具備供水、供電及排水能力。施工場地范圍地質勘測資料齊全,根據實際地下水位埋深、土層分布和基坑放坡系數,確定井點位置、數量和降水深度。在施工范圍內的地下管線應妥善處理。并核對降水井位置,經甲方、監理驗線完畢方可施工。
2、材料準備
組織所需材料入場,各種材料需有合格證明、質量報告,入場后復查合格。井管由濾水管、吸水管和沉砂管三部分組成,可采用鋼管、混凝土管或塑料管制成,井點管內徑宜大于潛水泵外徑50mm。
3、機具準備
成孔設備:CZ型沖擊鉆機、回轉鉆機、潛水鉆機及配套卷揚機等。
水泵:用QY-25型或QB40~25型潛水電泵或QJ50~52型浸油式潛水電泵。
發電機組(一臺備用)。
三、施工技術
1放線、定位
根據施工圖確定管溝邊線,由地下水情況,確定井點濾管位置。按設計要求布設井位,確定標高。放線定位完畢,需進行驗線。
2制備泥漿
在回轉鉆進成孔過程中,泥漿循環具有固壁、攜砂返出和冷卻鉆具之作用。泥漿的制備可在施工現場開挖泥漿池,池的位置根據施工現場條件選定。泥漿池容積應由實際工程的管井井深、井數、排漿量綜合決定,按上節計算求得。泥漿池應避開地下管網,必要時采用磚石泥漿池。若施工現場不允許,可設置專用泥漿箱。
3護口管設置
為防止孔口塌陷,管井開孔段若為松散軟弱土層,需設置護孔管。護孔管直徑一般大于設計孔15cm;護孔管底口宜進入具有一定強度、結構較穩定的土層50cm左右;中心偏差宜小于20mm;埋設垂直度偏差不大于0.5%。當孔口段為層厚較大、強度較高的黏性土時,可不必設置護孔管。
4鉆機就位基坑內井點的布設,應盡可能方便坑內機械作業及坑內結構施工。鉆機需準確、平穩就位,就位后必須保證穩固、水平,保證井點垂直,其垂直度偏差一般不大于1/100。
5鉆進成孔
鉆進時一般采用地層自造泥漿護壁。成孔開始時,應減壓低速成孔,待孔內泥漿均勻,泥漿比重達到1.1以上,開始進尺;這時盡量快速鉆進,避免鉆井時間太長,減少鉆具對井壁的擾動及沖洗浸泡孔壁的時間,以免影響降水質量和效果。井徑宜大于井管外徑200以上,且井管外徑不宜小于200,井管內徑宜大于水泵外徑50。井孔應保持圓正垂直,孔深不小于設計深度。
6泥漿密度調節
泥漿密度調節俗稱換漿,就是對孔內泥漿密度進行稀釋性更換。在成井過程中不斷注入清水置換,用水泵或撈砂管抽出沉渣,在黏土中成孔時,泥漿控制在1.10~1.15左右,在粉砂層、易塌孔層中成孔時,泥漿比重在1.10~1.20左右;詳見質量控制。
7濾管、井管入孔安裝
在濾管下沉之前要進行清洗,并保持濾網通暢。井管在入孔安裝時,要保證垂直。確保在井孔中心,用吊車或三腳架分段分節入孔,并聯接牢固。
8回填砂礫過濾層
在選擇時,應根據現場土體主含水層砂粒直徑和填礫技術要求決定,一般選擇1~8mm的混合礫。料井管入孔安裝完成后立即填入濾料。濾料沿管井周圍用手推車或其他工具均勻填入。在填料時,最好保持連續,將泥漿擠出井孔,并隨填隨測填入濾料的高度。當填入量與理論值不符時,需及時查找原因,妥善解決。
9黏土封填
管井在地面以下0.5~1.0m深度內應該用黏土封填,以防漏氣。在井口做磚砌保護井襯,并在其表面抹砂漿(圖2)。
10聯合洗井
洗井工序是關系到井管出水量的一個關鍵工藝環節。成井后,用負壓活塞洗井方法輔以空壓機排淤,用這種聯合的方法清除井內泥漿至完全出清水為止,再用污水泵反復進行恢復性抽洗。洗井應在成井后立即進行,不能超過4h。完成后可進行試抽水,以此確定其出水量。若洗井后濾料下沉量過大,應進行補填。
11架設電纜
鋪設電纜和電閘箱,安裝并接通電源。配電箱開關應按一井一閘設置,使各井可獨立啟動和關閉,方便實施應需抽水和關閘檢修。而且用電設備須可靠接地,做好防水、防雨工作,須由專人負責管理。
12安裝水泵
安裝前,檢查電機和泵體是否正常,確定沒有故障,方可安裝。潛水泵用鋼絲繩吊放至設計高度,水泵下距井底不得小于0.5m,避免水泵陷入泥沙,卡住葉輪。
13抽水運行
管井施工完畢,進行試抽水,若各項指標正常,便開始正式降水。抽水需要連續抽水,不應中途間斷,水泵、井管維修應逐一進行。抽水工作需一直進行,直至深基礎施工完畢。
14水位觀測
對每個井的出水量進行觀測,檢查單井抽水能力。并對地下水位進行時刻觀測,安排三班人員日夜值班進行降水控制操作及數據記錄。抽水初期每30min觀測1次,水位穩定后應每2h觀測一次。
15封井
基坑外的疏干管井若無特殊要求,一般不予拔除,只做回填。當基坑外降水井在降水結束后直接回填,回填物可為砂子或砂、石子混合料,井口部位用黏土封填并搗實。也可全部用黏土封填搗實。基坑內降水井采用混凝土封井。
四、質量控制措施
1、當遇到砂卵石地層時,可采用粘土護壁成孔。當地層土質松散時,孔內泥漿應高于地面。
2、抽水時要保證連續進行,以避免泥渣沉淀淤管。為此,現場應準備雙電源,當電源、設備因故障停止抽水后,應立即更換電源,盡快排除設備故障,保證抽水連續,必要時現場應準備發電機備用電源。
3、每臺水泵應配置一個控制開關,保證“一機、一閘、一漏、一箱”的實現,主電源線路要沿管井排水管路設置。
4、濾管在井孔中位置偏移不得大于濾管壁厚。
5、管井降水施工時,井深、井距必須根據設計要求定位、施工。
6、不允許出現死井,洗井一定要及時,抽水及時,從而保證降水效果良好。
7、井點成孔后,應立即下井點管并填入豆石濾料,以防塌孔。不能及時下井點管時,孔口應蓋蓋板,防止物件掉入井孔內堵孔。
8、冬期施工時,地面排水管要覆蓋保溫材料,或回填30cm厚以上干松土,以防凍壞管道。
9、降水運行過程中,配備專人抽水,定期檢查記錄,做到及時發現問題,及時維護和檢修,力求防患于未然。
五、結語
管井降水是目前采用較多的降水技術,降水效果比較好。實踐證明,只要根據現場地質及水文地質條件,做好方案設計,注重施工技術,嚴格把好施工質量關,就可達到預定的降水深度。同時還要注意的是降水必須充分論證對地面沉降和建筑物的影響,做到周圍建筑物萬無一失。
參考文獻
篇13
巖土工程;深基坑;支護問題
目前,巖土工程施工在不斷地擴大和發展,在巖土工程施工的過程中,最主要的問題就是深基坑的支護問題,深基坑風險最大,難度最大,因此深基坑施工成為基礎施工中的關鍵節點。針對深基坑的支護施工時,不但要考慮到地層結構、周邊環境問題,還要具有高深的施工技術。這就要求相關的技術不斷地進步和創新,才能將深基坑支護問題完美解決。
1巖土工程施工中深基坑支護的現狀
1.1施工中存在的問題
第一,就是地層的開挖情況和邊坡支護不一致。目前,在巖土工程施工中,在技術操作和管理組織的難度上來說,土方開挖是比較簡單的,但是,基坑支護就不一樣了,由于地質勘察的局限性,經常會出現開挖實際地層與報告地層不相符的情況。而在進行施工的時候,為了謀取高收益,施工單位根本不會注意這些問題的存在,導致邊坡支護不到位,在施工的時候存在著一定的危險。此外,地下施工人員對地層變化認識不清,導致問題會時常出現,還有一些施工人員根本不會根據工程設計圖來進行施工,而是將施工設計圖隨意改動,導致工程施工存在著很大的風險。第二,就是邊坡修理不達標的問題,巖土工程施工中深基坑支護的時候,會出現好多問題,如邊坡超挖和欠挖問題,出現這些問題的原因有很多,首先就是管理人員管理不嚴格,對施工人員沒有強調問題的嚴重性,使得施工人員在施工的時候沒有嚴謹的施工態度。其次就是施工人員操作不規范,這些都會使得邊坡修理不到位,提高了施工過程中的風險系數。還有就是,在施工人員對邊坡進行修理的時候,會受到其他因素的影響,使得深基坑的挖掘工作不能順利進行,這將使得工程的施工質量降低,還會使得工期延長[1]。
1.2施工人員存在的問題
首先,施工人員在進行施工的時候,沒有嚴謹的施工態度,不嚴格執行施工設計手冊中的設計原則。另外,在巖土工程施工中還會出現攪拌樁水泥摻量不合理的問題,這種現象的出現會大大降低了水泥的支護強度,而且遠遠降低了原有的施工標準,最后有可能會出現水泥裂縫的問題,從而提高了風險系數。還有就是,好多施工人員為了完成自己的工作,通常會偷工減料,為了加快施工進度,施工人員經常會不擇手段,將施工的原則和安全問題拋在腦后,置之不理。再者就是,在施工的過程中,最主要的核心就是施工管理人員,但是,目前好多施工單位的施工人員的綜合素質很低,在施工的過程中為所欲為,不遵循施工設計手冊中的施工原則,不按要求操作,使得工程的質量下降,風險系數增大。這些都是目前施工人員的綜合素質較低所造成的,因此,工程管理人員應該加大管理力度,提高施工人員的整體素質。
2基坑支護的設計
基坑的支護設計應該根據周圍的地理環境和地質情況來設計,假如基坑的一側有建筑物,由于建筑物的存在,其周圍都會有各種環境,為了保證周圍的環境不受影響,也為了保證工程的安全性和進度,在進行施工設計的時候,為了保證安全性,應該加大技術力度,在工程進行施工的時候,應該采用具有高強度、低變形的支護樁作為支護。另外,還應該詳細分析當地的土層指標,從而確定工程施工時應該開挖的范圍,假如土層中的力學性質較差,就應該將變形的要求加大,做到邊坡的變形量不能影響周圍的建筑物,也不能影響施工的進度和質量[3]。總之,基坑的設計是非常關鍵的,在設計時要考慮多方面的因素,這樣才會保證施工的順利進行。
3針對巖土工程施工中深基坑支護問題所采取的措施
3.1加強控制,保證質量
當前,深基坑的支護工程施工過程中,會存在很多的環節和流程,在進行施工的時候,如果某個環節或者流程做的不到位,就會使得施工中出現很多問題,從而使得工程后期的補救難度加大。為了避免以上這些情況的出現,就應該對施工人員的施工過程進行全程監控,避免施工人員在施工的過程中出現差錯,進而使得施工人員的操作更加規范。再者就是要求施工單位嚴格遵循施工的設計手冊,嚴格按照工程設計的圖紙來進行施工,還應該進行實地考察,根據當地的地層情況適當調整支護結構,保證基坑安全。在進行開挖的過程中,要時刻關注開挖的進度和情況,針對開挖過程中出現的問題,應該及時采取措施進行處理,避免影響工程的進度和質量。
3.2提高施工人員的綜合素質
因為施工人員是工程進行過程中的主體,工程的質量和進度與施工人員的施工態度和素質息息相關。所以,在進行施工的時候,應該對施工人員進行專業化的培訓,這樣才會提高施工人員的綜合素質,將施工的水平和質量大大提高。另外,施工單位還應該培養施工人員的責任感,讓施工人員嚴格按照設計方案進行操作,這樣才會保證施工的風險系數降低。單單一個施工人員的素質提高是沒有用的,只有施工人員的綜合素質提高才會使得施工順利進行。
3.3采用新的工程設計理念
目前,我國的巖土工程施工的設計理念開始借鑒巖石工程施工的設計理念,因為我國的巖石工程設計理念還是比較先進的,對巖石的結構受力特點和規律的掌握已經是相當成熟的。因此,我國的巖土工程施工中的深基坑支護問題也是相當明顯的,我們應該采取措施,采用先進的工程設計理念,從而保證施工的整體質量。目前,在我國還沒有針對巖土工程施工中深基坑支護問題的設計理念,在進行施工時,往往還是會經常采用傳統的做法和算法,而這些傳統的算法的準確度不高,很可能會使施工過程中出現各種問題。因此,我們應該要求相關工作人員不斷地創新和進步,端傳統的方法進行改進和完善,這樣才會設計出新的設計理念,使得巖土工程施工中的深基坑支護問題被解決,保證施工過程中施工人員的人身安全,同時也保證了施工的質量和進度。
3.4將變形觀測進行加強
在深基坑支護的過程中,經常出現的問題就是結構出現變形,結構的變形包括地下管線變形和邊坡變形,結構變形問題的出現經常會影響工程的進度。為了防止結構變形出現,應該采取的措施就是加大現場施工的監控力度,另外還應該對用到的數據進行詳細地計算,保證數據的正確性,這樣才會了解結構變形的詳細情況[2]。然后針對變形的具體情況來采取相應的措施,從而保證工程順利進行。施工現場最容易忽視的就是巡視檢查,加強巡視檢查,做好巡視檢查記錄,對基坑安全有十分必要的意義。另外,相關的工作人員還應該在工作的時候嚴謹認真,保證數據的正確性,在工作的時候一旦出現錯誤要及時進行改正,并采取措施進行處理,保證整個施工過程中所以人員的安全,進而保證施工的順利進行。
4總結
總之,巖土工程施工中的深基坑支護問題是不可忽視的,是非常關鍵的,只有我們不斷地在技術上進行創新和改進,就會避免深基坑支護問題的出現。另外,我們還應該對深基坑支護問題的出現進行詳細地了解,當出現問題時,應該及時進行補救,還對其出現的原因進行分析和整理,并采取相應的措施進行改進,避免在巖土工程施工中再出現深基坑的支護問題,這樣才會保證施工人員的安全,提高施工的整體質量,保證工程的順利進行。
作者:譚遠貴
參考文獻