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【關鍵詞】 建筑工程 深基坑支護 土釘墻 監測 概況 主動支護
伴隨國民經濟的快速增長,我國建筑工程的規模也在不斷擴大,深基坑支護工程作為建筑工程施工的重要組成部分,其施工技術水平的高低將直接影響到工程建設的整體質量。目前最常見的基坑支護技術主要包括兩種:主動支護與被動支護,本文根據具體工程實例進行分析,主要選用土釘墻支護技術進行施工,在施工過程中必須做好基坑支護監測工作,了解其施工要求,規范施工工藝流程,只有這樣才能有效提升整個建筑工程的質量。
1 深基坑支護的概況
1.1 深基坑支護
對于深、淺基坑,目前工程界并沒有統一的標準。1967年Terzaghi與Peck建議將6米以上深度的基坑定為深基坑,但實際施工中這種說法并沒有得到廣泛地認可?,F階段,我國深基坑施工中普遍將超過6米或7米的開挖深度看作是深基坑。基坑支護是指為確保地下室施工及附近環境的安全,選用支擋、加固等方式對基坑側壁與附近環境加以保護。支護結構主要對側向壓力進行承受,主要包含水土壓力、地面荷載、鄰近建筑物基底壓力及相鄰場地施工荷載等引起的附加壓力,其中水土壓力為支護結構承受的主要壓力。傳統支護設計理論主要將基坑附近土體作為荷載,作為支護結構的“對立面”,隨后按照圍護墻位移的狀況,進行支護設計。
1.2 土釘墻支護
作為一種新型支護方式,主動支護就是將基坑附近土體自支撐能力進行充分發揮及提升。目前主動支護主要分為水泥土墻支護、土釘墻支護、噴錨支護、凍結支護、拱形支護等方式,本文主要對基坑主動支護中的土釘墻支護進行分析與探究。
土釘墻是在新奧法的基礎上基于物理加固土體的機制,在上個世紀70年代從德國、法國及美國發展出來的支護方式。上個世紀80年代早期在礦山邊坡支護中我國采用了這種方式,隨后土釘墻支護法在基坑支護得到了大量應用。土釘墻的組成成分為被加固土、放置于原位土體內的細長金屬桿件與在坡面附著著的混凝土面板,最終實現重力式支護結構。將一定長度及密度的土釘設置在土體內,通過土釘和土一起完成作業,進而將原位土的強度、剛度進行有效提升。這種支護技術主要應用于12米以下的基坑開挖深度,如地下水位在坑底以上時,必須根據實際施工要求,進行有效排水與截水施工。
2 建筑工程深基坑支護技術的應用
2.1 工程概況
本工程由15層住宅樓含局部3層商鋪(裙樓)組成,裙樓外側邊線范圍內設1層連通式地下室?;娱L55.19m,寬36.10m,開挖深度約為4.9m。
2.2 土釘墻基坑支護施工
結合本工程的實際施工情況,選用土釘墻基坑支護的方式進行有效施工,應遵循一定順序進行,如基坑西側支護―南側―東側。其施工流程如下圖1所示。
2.3 基本工藝
(1)鉆設釘孔。選用土釘成孔的方式進行基坑支護作業,其成孔工具為洛陽鉆機,將其孔徑設置為80毫米,深度應確保其超過土釘長度100毫米,成孔傾角為15度。每鉆進1米,并進行傾角地測量,避免偏向等情況的出現。
(2)土釘安裝。與本工程基坑土釘墻支護設計需求相結合,進行土釘的制作,確保其長度在設計長度以上。每隔1.5米進行一組土釘的設置,選用搭焊連接的方式進行土釘連接,焊縫高度控制在6毫米,把土釘在成孔作業后設置在孔內。
(3)注漿。選用孔底注漿法進行土釘墻基坑支護注漿作業,其作業流程為在孔底插入注漿管,確保管口與孔底之間距離200毫米,注漿管應同時進行注漿與拔出作業,確保注漿管底能夠在漿面以下,確保注漿過程中可以順利從孔口流出,并將止漿閥設置在孔口,選用壓力注漿的方式進行施工,確保水泥漿強度為M20,注漿壓力控制在1到2Mpa之間。
(4)掛鋼筋網并與土釘尾部焊牢。選用鋼筋網進行土釘墻面施工,將其間距定為200毫米,在坡面上通過人工的方式進行綁扎鋼筋的作業;搭接坡面鋼筋的長度需在300毫米左右,隨后順著土釘長度方向在土釘端部兩側進行短段鋼筋的焊接作業,同時在面層內將相近土釘端部通長加強筋進行連接及焊牢。
(5)安裝泄水管。土釘墻基坑支護的泄水管制作應選用PVC管作為主要材料,泄水管長度必須在450毫米以上,并在管附近進行鉆孔作業,孔數應控制在5到8個,隨后在管外側進行尼龍網布的包裹作業。泄水孔縱橫距離定為2米,布置形狀為梅花型并確保安裝的牢固性。
(6)復噴表層混凝土至設計厚度。選用噴射混凝土方式進行土釘墻施工,其設計強度必須在C20左右,其厚度應控制在80毫米。第一,選用干拌方式,混合料攪拌時必須遵循相應的配合比進行施工,混凝土噴射施工過程中根據實際情況,可以將水泥重量為5%噴射砼速凝劑摻加到里面。在開挖土方、修坡施工后,及時完成土釘錨固作業,結束焊接鋼筋網施工后,必須及時進行噴射混凝土作業。選用分層噴射的方式,由下到上的方式進行噴射混凝土作業。第一層噴射厚度應控制在4厘米到5厘米之間,確保其不出現掉漿現象后,進行第二層混凝土再噴射作業,直至其厚度符合設計規定。
3 建筑工程深基坑支護監測
基坑支護體系隨著開挖深度的不斷增加會出現側向變位的情況,這種情況在施工中無法避免,基于此,基坑支護監測的關鍵就在于側向變位的發展及控制。通常情況下,體系的破壞都具有相應的預兆性,在基坑支護監測中,施工單位必須做好現場指導工作,利用檢測等方式及時分析、了解支護體系的受力情況。在監測中不僅要做好整個基坑支護檢測工作,還要充分考慮其附近環境。這種監測方式可以掌握好基坑附近支護的穩定情況,在目前深基坑支護工程理論與相關技術支持下,施工實際情況往往存在或多或少的問題,根據本工程現場施工的具體情況,其地質環境較為復雜,可選用變形監測的方式進行基坑支護作業,這樣可以保證施工的安全性。
選用的監測點布置范圍為本工程基坑支護的邊坡開挖影響范圍,遵循其基坑深度2倍以上的深度進行分析,并對監測對象的特定范圍進行充分考慮。本工程沉降位移監測點應在基坑邊坡附近每個20米到25米的范圍進行設置,這樣可以為施工的順利進行提供強有力的保障。并能對施工后路面損壞形成的原因進行分析。在施工前,施工單位必須認真調查路面的實際情況,主要選用拍照等形式對其現狀進行分析,隨后對形成相應文字進行歸檔。完成以上監測作業后,對于較大危害部位,可以選用石膏膜設點的方式進行施工,盡可能降低對工程施工的影響,并定期進行跟蹤查看。分期分階段將監測情況記錄匯報有關各方。此類監測點的設置將在詳細調查現狀的基礎綜合確定,同時對在施工間出現的開裂,特別重視監測,將實際情況向相關單位及時上報。
4 結語
綜上所述,在建筑工程深基坑支護施工中,土釘墻支護技術施工中具有較高的技術含量及較快的施工速度,這種施工技術在建筑工程基坑支護施工中得到了廣泛地應用,可以對公路施工、交通基坑支護中的問題進行有效解決。在基坑支護技術應用中,必須詳細檢查施工現場的實際情況,提高技術水平,規范施工流程,做好監測工作,確?;又ёo技術符合施工要求,避免造成嚴重的經濟損失。
參考文獻
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關鍵詞:復合土釘;基坑變形;變形估算
中圖分類號:TU文獻標示碼:A
0引言
復合土釘墻是剛發展起來的新型基坑支護技術,由于它具有造價低,施工簡便,工期短等優點,而被廣泛采用。復合土釘墻支護,從施工流程上看是先分層開挖,再分層打入土釘,開挖時允許土體發生位移,土體的自身抗剪能力得到充分發揮。復合土釘墻中的微型樁等超前支護很好的限制側向位移,從而提高了基坑的整體穩定性。但土釘墻的前期支護較排樁支護,剛度小,變形大,所以準確的計算或估算出基坑的變形,對設計和施工都是有非常重要的意義。但影響基坑變形的因素很多,單純用計算機進行數值模擬是很難全面考慮影響變形的眾多因素的。所以人們開始從已竣工的工程中,獲取實測資料來研究復合土釘支護的變形。魏煥以假定的剛度分配系數法,初步探討一種復合土釘墻水平位移的簡化計算方法。本文收集了10個典型基坑支護實例。對這些資料進行分析,試圖找到復合土釘墻變形的一般規律。
1實例收集和資料整理
從我國各類學術期刊上找關于復合土釘墻支護的學術論文。從中選出包含①工程概況②土層信息③設計方案④水平位移的10個案列。并把信息整理如下:
工程實例:1、臨沂城建廣場,基坑深度11.5m,7排土釘,有超前支護樁,最大側移與坑深比1.65‰,最大側移位置2m。2、杭州西城年華,基坑深度5.25m,4排土釘,有松木樁超前支護,最大側移與坑深比2.19‰,最大側移位置坡頂。3、廣州某工程,基坑深度8.6m,7排土釘,有超前支護攪拌樁,最大側移與坑深比1.45‰,最大側移位置3m。4、某工程,基坑深度7m,5排土釘,有超前支護攪拌樁,最大側移與坑深比2.7‰,最大側移位置5.5m。5、濟南北園大街與三孔街交界處,基坑深度9m,5排土釘,有超前支護攪拌樁,最大側移與坑深比5.55‰,最大側移位置坡頂。6、深圳假日廣場,基坑深度14.35m,10排土釘,無超前支護攪拌樁,最大側移與坑深比5.2‰,最大側移位置8m。7、深圳假日廣場,基坑深度21m,4排土釘,有超前支護攪拌樁,最大側移與坑深比3.57‰,最大側移位置坡頂。8、江蘇淮安市金馬廣場,基坑深度9.05m,7排土釘,有超前支護攪拌樁,最大側移與坑深比4.09‰,最大側移位置3.2m。9、某工程,基坑深度5.5m,4排土釘,有超前支護攪拌樁,最大側移與坑深比6.5‰,最大側移位置3.5m。10、南京玄武湖車道,基坑深度10m,9排土釘,有超前支護攪拌樁,最大側移與坑深比2‰,最大側移位置7m。
2實例數據分析
下面分析中主要考慮土釘的布置,超前支護和預應力土釘等因素,對偶然、次要、人為因素忽略不計。
2.1最大水平位移分析
由工程2,5,7可知基坑的最大水平位移位于邊坡頂部。資料顯示,工程2在上部放坡加土釘,下部松木做微型樁支護;工程5無超前支護,攪拌樁止水帷幕離基坑坡面較遠,對基坑的變形影響較?。还こ?上部放坡加土釘,下部攪拌樁超前支護加預應力錨索。工程1,3,8,6,9,10,4的基坑最大水平位移深度與基坑深度的比值分別為0.17,0.35,0.35,0.55,0.6,0.7,0.78。而他們均有微型樁超前支護,或有預應力錨索。綜上知土釘支護工程,無超前支護和預應力時最大水平位移在坡頂,有超前支護時,最大水平位移在坡頂以下一定范圍內。由此我們可知在單一土釘支護下,可適當加長上部土釘,在有超前支護的復合土釘支護下,可加長中部土釘的長度。
2.2時空效應分析
圖一C12號測點土釘墻位移變化過程圖二 C13號測點土釘墻位移變化過程
圖三 S10觀測點水平位移時程曲線 圖四 S22觀測點水平位移時程曲線
由圖三可知,在基坑開挖初期,基坑最大水平位移有突變,這說明土釘墻每層開挖都有瞬時效應,而圖一8號14號曲線,圖二8號13號曲線,在最大水平位移處有較大的突變,證明瞬時效應的發生。但圖四曲線變化平滑。對比他們的支護形式,可知圖一二三都是土釘加攪拌樁的復合支護,而圖四是土釘加預應力的復合支護。由此我們可以得出無超前支護的復合土釘支護,每層開挖后迅速植入土釘;對有超前支護的復合土釘支護適當減小每層開挖深度,可有效控制基坑的水平變形。
2.3 沉降變形分析
工程:7、8、9基坑深21m、9.05m、5.5m,坡頂最大沉降距邊坡距離12m、10m、4~8m,支護形式上部放坡、攪拌樁支護、攪拌樁支護。工程7中基坑的最大沉降發生在距邊坡12m處,約為基坑深度的一半;工程8和9中基坑的最大沉降發生在距邊坡10m和4~8m處,約等于基坑深度。觀察三項工程的支護情況,工程7為上部放坡加土釘下部攪拌樁,工程8,9是攪拌樁。對比知無超前支護,坡頂沉降最大位移距坡面距離為基坑一半,有超前支護坡頂最大沉降距坡面距離為基坑深度。因為土釘的自穩定性差,沒超前支護,更容易在邊坡處發生變形。若有超前支護,最大沉降位置遠離邊坡。所以進行土釘支護設計時,如果基坑附近有建筑物可采用有拌樁超前支護的復合土釘墻來控制沉降變形。若沒有建筑物,可采用單一土釘支護。
5總結
⑴土釘墻最大水平位移的位置不能夠確定,但一般情況下,單一土釘墻在坡頂,有超前支護或預應力錨索在中部,并且超前支護的剛度越大,越靠近基坑底部。
⑵有超前支護,基坑開挖有瞬時效應。
⑶有超前支護基坑的最大沉降位置距坡面的距離與基坑的開挖深度相同。
參考文獻
[1]魏煥衛,宋豐波,楊敏,孫劍平.復合土釘墻變形的簡化計算方法[J].工程力學,2011,(6).
【關鍵詞】基坑支護;優化選型;方法
隨著城市經濟建設的發展,土地資源越來越緊張,尤其是一線城市,這種現象尤為突出。為了緩解這種現狀,開展的地下施工也越來越多。為了有效避免基坑工程施工事故,合理選擇基坑支護優化方法已成為工程建設必不可少的重要環節。
在深基坑工程中,一個合理的支護方案既能保證安全,又能節約成本。對深基坑支護方案的優化,工程技術人員和科研工作者在不斷的探索和嘗試當中,從最初的經驗分析法到近代的數學理論、數值分析法,現已將越來越多的科學方法應用于深基坑支護優化當中。
1.深基坑支護優化方法
1.1定性分析法
定性分析法即根據工程經驗對支護方案進行比選,從而判斷出對于某一個特定的深基坑工程的一個或幾個相對最佳的開挖支護方案。這種方法需要有豐富的工程經驗,需充分了解各種支護型式的優缺點、適用范圍以及與基坑相關的一切工程信息。根據深基坑支護優化選型的依據,可按流程圖1進行優選。
1.2經驗加權評分法[1-3]
在深基坑支護中,對于A、B、C、D、E等幾種方案往往很難判斷哪一個方案更優越。因為每一種方案都有其特點,有的比較經濟,有的施工速度快,有的對環境影響小,有的安全度高。而這些方面又很難直接進行量化的對比,便給方案比選帶來一定的困難。比如在北海地區,土釘墻支護與樁錨體系誰更適合使用,從理論優化上講,主張應盡可能地采用土釘墻方案。但往往進行方案優選的目的是在激烈的市場競爭中取得合同,這里便涉及到業主的思維定位問題。在實際運作時,就有可能會因業主認為“土釘墻不如樁錨體系可靠”而失去合同。為了解決上述問題,可采用比較方便的經驗加權評分法進行方案比選。我們知道,評價一個方案優劣的主要依據是可靠性、造價、施工難度、工期、環境影響以及對其它工序的影響等兒個方面,對此,可以得到下表1所示的經驗加權評分表,其中Xij代表i方案在j指標下的得分,ωj為方案確定人對j指標與其它指標相比時的權重。
這種評定方法所得到的評價結果的正確性主要取決于方案評審人評分的結果是否科學、準確與可靠。其核心問題是「Xij和{ωi}的確定方法,{ωi}需進行考慮后才能決定,一般條件下ω1≥ω2≥ω3≥ω4≥ω5≥ωn,具體情況視實際工程而定。
1.3層次分析法[4-7]
層次分析法(Analytical Hierarchy Process,簡稱AHP法)是美國數學家A.L.Satty在20世紀70年代提出的一種定性和定量分析相結合的評價方法。深基坑支護系統是一個相當復雜的系統工程,影響因素眾多,其設計必須滿足安全性、經濟性和可行性這三個基本要求,對于市區內工程,環境保護及文明施工也是十分重要。層次分析法就是根據支護方案的基本要求選擇指標,構造層次模型,通過確定評定原則構造判斷矩陣;然后對層次單排序、總排序來評價支護方案的優劣性的方法。
1.4模糊綜合評判法[8-10]
假設有n種支護方案,以來表示;影響支護方案的因素有m個,以U={u1,u2,…,um}來表示,其影V={v1,v2,…,vn}響程度不同,因此它們的權重也不一樣。綜合評判是V上的一個模糊子集B={b1,b2,…bn},其中bj(j=1,2,…n)反映了第j種評判vi在綜合評判中所占的地位,綜合評判依賴于各個影響因素的權重,它是U上的模糊子集A={a1,a2,…,am},其中ai(i=1,2,…m)是第i個影響因素的權重。模糊綜合評判法就是根據模糊映射和模糊變換理論,建立從U到V的模糊映射f,并由模糊映射f誘導出的模糊關系確定模糊矩陣R(單因素評判矩陣),然后通過模糊運算B=A?R得到綜合評判B,最后根據最大隸屬原則優化出最佳支護方案的方法。
此外,隨著人工神經網絡廣泛應用于工程實踐,神經網絡評價法也引入了深基坑支護方案優化中,為深基坑支護方案優化提供了新的途徑。
2.結束語
隨著社會的發展,深基坑防護對整個城市的經濟建設日益突出??梢灶A見,
隨著各種科學計算方法不斷涌現,且在計算機技術日新月異的今天,傳統的深基坑防護技術將會得到完善和提高,新穎的深基坑防護技術也將會不斷呈現。
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關鍵詞:深基坑支護,控制,措施
深基礎施工是大型和高層建筑施工中極其重要的分項工程,而深基坑支護結構技術無疑是保證深基礎順利施工的關鍵。高層建筑為滿足承載力、埋深要求,考慮建筑功能和成本,其基礎多設計帶有地下室的深基礎,且大部分施工場地窄小,不能采用基坑邊緣放坡,只能采用樁柱、墻等特殊支護結構。做好基坑支護的質量控制對保證施工安全、臨近建筑物及施工人員生命、財產安全極其重要。
1.基坑支護施工組織設計方案
深基坑支護結構選擇,應優先考慮施工單位現有施工技術水平,優先考慮工程基礎樁相同類型樁作為基坑支護結構,如果工程樁采用鋼筋混凝土灌注樁,則基坑支擴結構應盡量選用這種樁型,其直徑可相應選用較小直徑,這樣可減少機械設備進場費用。當基坑較深圍護樁布置位置允許時,應盡量選用兩排支護樁,種布置方式力學性能好,前后排樁與樁頂圈梁形成剛架結構,樁間土參與支護工作,改善圍護樁的受力狀況,達到減少樁的配筋數量。當圍護樁要求達到防滲要求,基坑深度小于 7m,地表回填土中固體碎片含量較多時,不宜單獨選用水泥攪拌樁,應采用水泥灌注漿。
基坑支護施工組織設計與施工要綜合考慮工程地質與水文條件、基礎類型、基坑開挖深度、降排水條件、周邊環境、基坑周邊荷載、施工季節、支護結構使用期限等因素。基坑支護施工控制的關鍵是基坑上部坑沿的穩定性、地面變形及地下水的控制、防止基坑周邊隆起、管涌與流砂等險情,并要根據地質、環境因素的變化及時地調整支護方案。深基坑支護結構的主要作用是擋土,使基坑在開挖和基礎施工的全過程中能安全順利地進行,并保證對臨近建筑、公共設施和周邊環境不產生危害。目前國內深基坑支護技術有:地下連續墻排柱支護、水泥攪拌柱、土釘墻及復合土釘墻、噴錨網支護、逆作法與半逆作法施工、環形支護結構等等。實踐中根據土質條件、基坑深度、地下水情況等,結合不同支護方式的優缺點,選擇經濟合理的施工組織設計。
2.深基坑支護的基本要求
噴錨網支護是目前深基坑支護工程中采用較多的一種支護方式它是噴射混凝土、錨桿、鋼筋網聯合支護的簡稱,作為一種先進的支護加固技術,在巖土質高邊坡,特別是在不良地質條件下,已得到了廣泛的應用。噴錨網支護,是通過在巖土體內施工一定長度和分布的錨桿與巖土體共同作用形成復合體,彌補巖土體局部強度不足并發揮錨拉作用,使巖土體自身結構強度潛力得到充分利用,保證邊坡的穩定。坡面設置鋼筋網噴射混凝土,起到約束邊坡表面變形的作用,使整個坡面形成一個整體。為做到及時支護、有效地保持土體強度,噴錨網支護的施工要緊跟開挖,隨挖隨支,每層開挖高度,隨地質條件而定,一般為 1.5m~2.5m。采用噴錨網支護的主要特點是:結構簡單承載力高安全可靠:可用于多種土層,適應性強;施工機具簡單施工靈活污染小噪聲低,對周圍環境的影響??;可與土方開挖同步進行,工期短,本身不需要打樁,支護費用低。
控制要點是必須重視前期地質勘察工作,要熟悉并掌握工程的地質勘察報告,熟悉基坑開挖地的地形、地貌和地質特點,分析深基坑可能導致邊坡土體滑坡的各種可能,對影響邊坡穩定性的關鍵地段、地層和土質技術指標做到心中有數。論文參考網。由于地質勘察資料不一定很詳細而且與實際情況往往有出入,在基坑開挖中還要經常比對現場的地質情況與地質勘察報告差異很大時要及時書面告知建設單位,由建設單位通知勘察和設計單位,必要時調整施工組織設計。施工組織設計方案必須經過專家組技術論證:由具備設計資質的支護施工單位自行設計或施工單位委托設計單位負責設計。
3.深基坑支護的過程控制
按設計方案組織施工施工前,有關人員應熟悉地質資料、設計圖紙及周圍環境,降水系統應確保正常工作及儲備應急搶險排水系統,保證必須的施工設備正常運轉。施工單位在施工過程中不得隨意改變錨桿位置、長度、型號、數量,鋼筋網間距,加強筋范圍,放坡系數等。設計方案變更時必須重新評審。校準水準點及坐標控制點的正確性和實施保護措施。審查施工單位的水平及豎向施工放線是否正確,開挖過程中要隨時督促施工單位對基坑的開挖尺寸、水平標高和邊坡坡度進行檢查,注意基坑周邊的土體變化。測量觀測站要日夜值班,出現險情立即報告。堅持見證取樣制度,對進場材料嚴格把關。做好隱蔽工程驗收:監理工程師應對錨桿位置、鉆孔直徑、深度及角度、錨桿插入長度,注漿配比、壓力及注漿量,噴錨墻面厚度及強度,錨桿應力等進行檢查,按規定留置混凝土試塊、水泥漿試塊,錨桿抗拔力實驗。采用機械開挖時,應預留 0.3m~0.4m原始土層,人工鏟除修整坡面,盡量減少邊坡超挖和擾動邊坡土體,使之表面平整,坡角符合設計要求。鋼筋網的鋼筋直徑和間距要符合設計要求,鋼筋網綁扎隨開挖分層進行時,搭接長度要符合要求,一般為一個網格邊長。
錨桿鉆孔應按設計傾角和孔深進行。論文參考網。當鉆孔遇到障礙物無法鉆進時,允許適當改變鉆孔方向。當土層為軟土時允許加大傾角,將錨桿嵌入持力的土層中:當鉆孔深度達不到要求時,應在該孔的左右或下方按錨桿抗拔力等同的原則補強加固。嵌入錨桿前應將孔內松土、泥漿等清除干凈,方可送入錨桿。下錨桿時,應把注漿管、錨桿和止漿袋一起放入孔內。注漿要嚴格控制混凝土配合比,并根據注漿情況多次注漿,以保證漿液充滿孔壁,使錨桿具有較高的抗拔力。當錨固體強度達到設計強度的 70%以上且不小于 3 天,方可開挖下—層土方。 噴射混凝土要攪拌均勻,垂直作業面盡量從底部逐步向上部施噴,混凝土厚度要符合設計要求,噴射面要留置試塊,每組不小于 3 塊。
基坑支護施工要與挖土互相配合,合理安排工序及工期,土方開挖的順序、方法必須與設計相一致,并遵循開槽支撐,先撐后挖,分層開挖,嚴禁超挖的原則,減少開挖過程中原土體的擾動范圍,縮短基坑開挖卸荷后無支撐的暴露時間,對稱開挖,均衡開挖,合理利用土體自身在開挖過程中控制位移的能力?;娱_挖過程中,應防止碰撞支護結構、工程樁或撓動基底原始土層。發生異常情況時,應立即停止挖土,并應立即查清原因和采取措施,方可繼續挖土?;娱_挖完成后,應提醒建設單位及時組織勘察、設計、質監、監理、施工等部門進行驗槽,及早開始地下結構工程的施工,嚴禁基坑長時間暴露?;踊靥钋?,支護層不能破壞,特別是坡腳部分。地下結構工程完工一層基坑及時回填有利于邊坡穩定,注意地下水或自來水或排水系統水患的影響。
深基坑支護的應急準備預案:做好預測、信息采集與反饋、控制與決策等方面的內容。由于深基坑開挖過程中,邊坡穩定存在很多潛在的危險和破壞的突然性,地下工程受各種水文、地質、雨水等復雜條件的影響,特別在基坑旁有基礎埋置較淺的建筑,或有重要的地下電纜和市政管線,很難預估出現的問題。論文參考網。因此,必須加強觀測,出現問題,立即按深基坑支護的應急準備預案進行救險施工,根據土層位移的時空效應,及時掌握土體變形特性、邊坡的穩定狀態和支護效果,發現異常情況及時采取措施,預防邊坡失穩和臨近建筑沉降等事故發生。
4.結語
伴隨著高層建筑的發展,深基坑開挖越來越多,深基坑支護難度逐度加大。基坑支護的施工組織設計方案必須依據工程地質資料科學設計,由于地質條件的不確定性,基坑開挖地質情況與地質勘察報告略有不同,施工單位必須在基坑開挖過程中根據地質條件的變化及時同施工單位調整和改進基坑支護施工方案,確保深基坑的施工安全。高層建筑深基坑支護的施工質量控制技術將逐步完善。
關鍵詞:高層建筑;深基坑支護;質量
Abstract: In this paper, combined with the author's many years of work experience in deep foundation pit support of high-rise building construction technology and quality control as the focus, the full text of the discussion, for reference.
Key words: high building; deep foundation pit; quality
中圖分類號:TU74文獻標識碼: 文章編號:
一、高層建筑深基坑支護的主要形式和技術要求
(一)深基坑支護的主要形式
1.混凝土擋土墻與基底加固相結合的支護。該種形式因其技術含量較低,便于進行施工操作且成本較低等優勢為建筑企業所青睞。但隨著近幾年對高層建筑工程要求的逐年提高,其施工工期長、環境影響較大、基層加固質量難控性高等不足之處也逐步暴露出來。
2.土釘墻支護。該種支護形式以鋼結構為主干,結合混凝土面層形成較為堅固的混合土體,其以造價低廉、施工便捷和工藝簡單等優點被廣泛應用于深基坑支護工程中。
3.復合土釘墻支護。主要是由混凝土攪拌樁等超前支護組成的防滲帷幕,能夠有效地解決噴射面與土體的粘結問題,并且具有較好的隔水性?;由疃纫话銥?5~10m,比較適合在距離周圍建筑物較遠且對變形要求較高的基坑中使用。其優點是工期短、成本低、施工工藝簡單。
4.噴錨網支護。是一種比較先進的支護形式,比較適合在土質條件較差的地方使用,具有施工靈活、設備簡單、支護費用低、對基坑附近建筑物影響程度小等優點。
(二)深基坑支護的技術要求
高層建筑深基坑支護的主要作用是在基坑開挖過程中用以擋土和擋水,并以此來確?;娱_挖施工能夠順利進行,防止由于基坑坍塌對周邊建筑、地下管線等造成危害。在高層建筑的支護結構當中一小部分是臨時性的,大部分基本都是永久性埋于地下,如地下連續墻等。因此,支護結構不僅應能夠確保基礎安全,同時還要便于施工、經濟合理。高層建筑深基坑支護的基本要求如下:其一,應采用技術先進、結構簡單、可靠性高的施工技術,同時還要確保支護體系能起到擋土的作用,以保持基坑邊坡的穩定;其二,應確?;又車ㄖ?、道路以及地下管線等的安全;其三,基礎施工應在地下水位以上進行;其四,經濟上應合理,并注意環保和施工安全。
二、高層建筑深基坑支護的施工技術
在高層建筑的深基坑支護中,具體的施工流程一般包括以下幾個步驟:
(一)施工前期的準備工作
在進行支護施工之前,需認真對施工現場的標高以及基坑開挖深度進行復核,并對基坑周邊的建筑物類型、道路和地下管線等的詳細資料進行調查,施工過程中一旦出現與勘查報告及設計要求不符的情況時,必須立即通知相關設計單位進行調整。
(二)支護樁施工
支護樁的施工是整個支護過程中較為重要環節,成樁的質量優劣直接影響整個支護結構的質量,因此,必須對施工過程的主要工序進行嚴格控制,如成孔、清孔、制作及安放鋼筋籠、混凝土的配合比等。
(三)錨桿施工
錨桿是一種較為新型的成拉桿件,其一端與擋土墻進行可靠聯結,另一端則錨固于地基的巖石中,主要是利用錨桿與巖石之間的錨固力來承受各種向外的傾覆力。當基坑開挖至錨桿的標高之后,應先進行土層錨桿施工,具體步驟為:鉆孔、制作錨頭、穿錨索、注漿,漿液通常采用水泥砂漿,注漿結束后,開始安裝鋼腰梁、臺座、墊板、穿外錨具、最后進行張拉錨固,并在現場進行試驗,確定錨桿符合設計要求后方可結束。
(四)土方開挖
在基坑土方開挖過程中,一般挖土量都會比較大,塵土會使周圍的居民受到一定的影響,所以在開挖過程中,應采用分層開挖的方式進行,這樣就可以一邊挖一邊運,避免了大量的土方堆積。土方開挖的速度應根據對圍護結構監測結構的變化而變化,一旦結構發生位移、沉降等異?,F象時,需立即停止,并及時查明原因,采取相應的措施進行處理。
三、高層建筑深基坑支護施工的質量控制要點
高層建筑深基坑支護的施工階段是整個工程中較為關鍵的階段,因此,必須對該階段的質量進行嚴格控制。
(一)深基坑施工
在高層建筑深基坑工程中,包括許多重要環節,如挖土、防水、擋土及維護等,是一項較為復雜的系統工程,一旦其中任何一個環節出現失誤,都將會對整個工程造成影響,嚴重時還會發生安全事故。因此,施工單位必須嚴格按照施工流程和有關的技術規范等組織施工,并對重要位置的施工制定詳細可行的施工方案,同時還應加強過程控制。例如,在確定土方開挖方案時,需對基坑的地質報告、地下設施以及周邊建筑物等實際情況進行詳細分析,如果是特殊土體則應精心組織施工,對于軟土地區而言,基坑的開挖深度不宜過大;膨脹土地區盡量不要在雨季進行開挖。
(二)深基坑周圍土體止水效果的控制
由于地下水對深基坑工程的施工影響較大,因此,在地下水位較高的地區進行深基坑施工,必須制定詳細的止水方案。在制定具體的止水方案時,應從防、降、排這三個方面加以考慮,并根據地勘部門提供的詳細地質資料,分析地下水的主要成因,同時還應對基坑周圍的環境進行深入了解,絕對不能僅靠不間斷的抽水來降低水位,不然很有可能造成基坑附近的土體發生流失,致使周邊建筑物不均勻沉陷,嚴重時甚至會發生管涌,不僅增加了處理難度,而且還會延誤工期。止水帷幕是深基坑支護中較為常用一種止水措施,為了確保支護工程能夠順利進行,在止水帷幕施工時需注意以下幾點:1.確保樁體質量合格;2.確保樁的密實度和搭接長度符合要求,防止樁頭開叉、蜂窩、空洞等現象的發生;3.嚴禁在支護結構上隨意開口,否則不僅會使支護結構的安全受到影響,而且還破壞了止水帷幕的效果,地下水則很容易從開口位置滲入。
(三)深基坑支護的信息化管理
深基坑支護信息化管理的主要手段是安排較為專業的施工監測人員對基坑及周圍環境進行實時監測,并根據監測到實際情況與預期性狀進行對比分析,發現異常情況及時采取相應措施進行處理,確保工程安全。深基坑支護的具體監測內容如下:1.支護結構頂部的水平位移情況;2.支護結構及周圍建筑、道路的沉降、裂縫情況;3.基坑底部隆起情況。上訴監測內容除了應每天進行一遍目測之外,還應每隔 10m 左右設置一個觀測點,并在基坑開挖后,每隔 3 天左右監測一次,位移較大時可調整為 1 天 1 次。監測到的結果必須能夠真實反映被測目標的動態趨勢,并繪制變化曲線圖。另外,在開挖較深的基坑時,需對支撐的內應力進行測試,當應力值達到設計值的 90%時,應采取必要的防范措施。
(四)突發事件的處理
在高層建筑深基坑支護施工過程中,經常會發生一些不可預見的事件,為了確保支護結構的質量,需制定應急預案。常見的突發事件如下:1.基坑內流沙、管涌;2.支護結構局部出現沉降、裂縫;3.氣象異常;4.相鄰工地施工的影響;5.地下障礙物妨礙施工正常進行等。上訴突發事件一旦發生后,應及時啟動應急預案,并組織有關單位研究解決對策。
四、 結束語
總而言之,隨著高層建筑的發展,深基坑支護的難度會越來越多。只有在施工過程中對施工質量進行嚴格控制,才能確保整體工程的質量。
參考文獻:
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關鍵詞:填海地質;深基坑;施工方法;影響因素
中圖分類號: TV551.4 文獻標識碼: A 文章編號:
引言
近年來,由于我國城市化進程發展迅速,城市人口急劇增加,所以,城市的建筑空間則顯得越來越狹小。為了有效利用有限的土地資源,我國高層建筑物的數量也在逐年增加,而地下空間的利用也在逐年發揮著重要的作用。特別是近幾年我國城市建設進入了高速發展時期,各種地下工程的建設更是對基坑工程的設計和施工要求越來越高?;庸こ淌腔A工程施工中的重要組成之一,而填海地質上的深基坑施工技術更是涉及地質學、土力學等多個學科的綜合技術。因為填海地質條件復雜,深基坑開挖的環境效應會出現許多問題,這就給深基坑的支護方式提出了更高的要求。本文以深圳某圍護工程為例,深入分析了填海地質上深基坑的施工方法,為經濟合理、安全環保地開展深基坑施工技術奠定了基礎。
1.深基坑施工
1.1深基坑的特點
深基坑工程是土力學基礎工程中的傳統課題,涉及技術多、綜合性強。在設計和施工中,要深入了解深基坑的特點,不僅要注意基坑本身的安全與穩定,還要保證基坑開挖過程中周邊建筑物、道路、地下管網等設施不受影響。而深基坑的主要特點體現在以下幾個方面:首先,基坑開挖的深度較大,周邊環境復雜敏感;其次,填海地質條件十分復雜,地面以下普遍分布深厚的海積淤泥和填砂層;最后,深基坑工期較長,在施工過程中,可能要多次經歷降雨、振動、雜物堆載等不利條件的影響,這就導致其施工突發事件增多,安全性降低。
1.2工程概況
擬建場地原始地貌為海域和濱海魚塘,地面以下普遍分布深厚的海積淤泥,根據建設的要求,場地正在進行填海和軟基處理工程施工?;悠骄鶎挾?0m,最寬處125m,基坑面積為約5.7萬m2,開挖深度為12.8m~16.9m。工程場地范圍內地質比較復雜,分布的主要地層有人工填土、第四系全新統海相沉積層、含有機質中粗砂、第四系晚更新統沖洪積粘土、第四系殘積粉質粘土。水文地質條件有海堤和周邊圍堰、軟土及粘性土隔水層、下部殘積土隔水層和砂層透水層。
1.3深基坑支護方式簡述
由于深基坑周圍環境和不同工程地質、水文條件各異,深基坑常見的支護方式主要有以下幾個方面:第一是排樁支護,是指由呈隊列式間隔布置的鋼筋混凝土人工挖孔樁、鉆孔灌樁、沉管灌注樁、打入預應力管樁等組成的擋土結構。第二是地下連續墻支護,是指在地下挖一道狹長的深坑,在坑內吊放入鋼筋籠,然后灌注混凝土,筑成一道鋼筋混凝土墻形成的擋土結構。第三是土釘墻及復合土釘墻支護,是指將基坑邊坡通過由鋼筋制成的土釘進行加固,邊坡表面鋪設一道鋼筋網再噴射一層砼面層和土方邊坡相結合的邊坡加固型支護施工方法。最后是鉆孔咬合樁支護,是指利用超緩凝混凝土的性能和高精度全套管鉆機,通過特殊的工藝成孔、成樁的一種樁型。該工程中采用咬合樁+錨索或支撐的支護方案,從而達到擋土和截水的作用。
2.填海地質上深基坑施工方法
2.1咬合樁施工
咬合樁是指采用機械磨孔、套管下壓、套管內抓斗取土,在樁與樁之間相互咬合排列的基坑圍護結構形式。其排列方式一般為一個素混凝土樁和一個鋼筋混凝土樁間隔布置。如圖1所示。咬合樁采用套管鉆機施工,樁施工分成兩序,一序樁采用緩凝混凝土灌注,緩凝時間控制在初凝60小時,終凝時間70小時,混凝土等級為C25。二序樁在相鄰的一序樁施工之后初凝之前進行,混凝土等級為C30。其主要施工步驟為:首先,平整場地,放坡開挖基槽至設計施工面標高,測量放線,確定咬合樁施工坐標。其次,施工導槽,為咬合樁施工作準備,咬合樁成孔至設計標高,質量檢查與驗收后,吊放鋼筋籠,灌筑混凝土。最后,按“先素后葷”的順序施工咬合樁,素樁采用緩凝砼,不配筋,葷樁在素樁初凝前用套管成孔。
圖1.咬合樁平面示意圖
2.2 錨碇、錨索施工
錨碇施工時,首先要開挖預壓砂、錨碇板預制和吊裝。施工時,開挖的寬度和坡度均須符合設計要求,并保持邊坡穩定;錨碇板采用二十五噸汽車起重機進行吊裝,吊裝時人工配合起重機對錨碇板進行對中、定位。其次,制作和安裝錨索,共分為下料、除銹防腐、安裝三個步驟。最后,回填預壓砂和張拉鎖定。在錨索上方和錨碇后側位置,按設計要求進行回填砂,在回填預壓砂密實度達到設計要求、錨墊板和錨具已安裝、相應張拉設備配套標定后,即可進行錨碇的張拉,錨碇抗拔力設計值為360KN,鎖定荷載為250 KN,采取分兩次張拉后鎖定。錨索施工時,分為測量放線、造孔、制作和安裝錨索、灌漿、張拉和鎖定幾個步驟;錨索鉆孔機械的選用、鉆孔速度的控制、錨索防腐處理、灌漿和張拉控制是錨索施工關鍵。
2.3降水施工
降水施工時,首先要鉆孔成孔并安裝鋼筋籠,把長螺旋鉆孔機在測量定位好的點位上放平穩,使鉆桿垂直,對準樁位鉆進至設計深度后空鉆清底。鉆孔成孔以后,把制作好經驗收合格的鋼筋籠進行吊裝。接著要填濾料,濾料沿井孔四周均勻地填入,并要保持連續,將泥漿擠出井孔。填濾料過程中,要隨時測定濾料填入高度,當填入量與理論計算量不符時,要立即查找原因并及時解決。最后要洗井,在提出鉆桿前利用井管內的鉆桿接上空壓機,先進行空壓機抽水,待井能出水后提出鉆桿再利用活塞洗井。
2.4土方開挖
土方開挖是土和巖石進行松動、破碎、挖掘并運出的工程。其開挖方式有全面開挖、分部位開挖、分層開挖和分段開挖等。該工程采用分層分段開挖的形式。分層的厚度按錨索的位置確定,每層土方開挖至錨索標貫以下0.5m;采用分段跳槽開挖,分段順序根據錨索施工情況而定,每段距離一般為50m左右。土方開挖必須在鋼腰梁安裝完成、錨索鎖后才能進行;挖土采用履帶式單斗反鏟挖掘機,運土采用自卸汽車,場內土方轉運用裝載機。
2.5施工監測
為了避免周圍已有建筑物、市政設施、地下管線等受到損壞和干擾,需要進深基坑施工進行監測,以保證基坑工程的安全[3]。監測主要內容為樁頂位移、樁身應力、測斜、支撐、錨碇及地面沉降等。該工程通過信息化施工,監測小組與駐地監理、設計等各方建立良性的互動關系,積極進行資料的交流和信息的反饋,進而優化設計,調整方案,最終保證工程的順利進行。
3.填海地質上深基坑工程變形的影響因素
影響基坑變形的因素眾多,目前總結出來的因素大致可以分為三類,分別是:自然水文地質因素、設計因素和施工因素[4]。自然水文地質因素中,土體物理性質如壓縮模量、泊松比、重度和粘聚力都會影響基坑變形,而水文環境如地下水的水位、降水等容易造成流砂和邊坡失穩;設計因素包括圍護結構剛度、入土深度、支撐剛度和位置、支撐預應力等;施工因素包括時空效應、開挖方式等。掌握了基坑變形的影響因素,制定相應的解決措施,可以有效防止基坑施工的變形移位。
4.結語
為了更好地適應工程建設的快速發展,深基坑施工技術需要不斷地改良、優化,而填海地質上的深基坑施工技術更是基坑施工技術良好應用的體現。本文總結已有成功經驗,以具體案例分別從基坑支護方案優化選擇、施工工藝的改進、現代化信息技術的綜合應用等方面對深基坑的施工技術進行了優化。以達到深基坑施工中環保高效、經濟安全的工程建設要求,為我國現代化工程建設提供指導。
參考文獻
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作者簡介
關鍵詞:建筑深基坑 支護變形 控制
隨著城市現代化建設進程的不斷加快,有限的城市地面空間已不能滿足人們日益增長的生活和工作需要,于是人們開始向高空和地下尋求發展空間。地下建筑工程正處在高速發展的時期,這使得深基坑工程施工問題在技術和經濟上對整個建筑施工起著舉足輕重的影響。其中建筑深基坑支護變形問題是目前比較關注的話題,論文重點對深基坑支護技術的應用作了探討,并提出一些具有工程應用價值的建議措施和成果。
1、深基坑支護體系
1.1深基坑支護體系的分類
按照圍護結構的受力破壞情況,可將圍護結構分成非重力式圍護結構(柔性圍護結構)和重力式圍護結構(剛性圍護結構)。
1.2深基坑支護技術存在的主要問題
1)土層開挖和邊坡支護不配套。深基坑開挖過程中,支護施工滯后于土方施工比較常見,因此不得不采取二次回填或搭設架子來完成支護施工。一般來說,土方開挖施工技術含量相對較低,工序比較簡單,組織管理也容易。而深基坑擋土或擋水的支護結構施工技術含量比較高,工序多且復雜,施工組織和管理都較土方開挖復雜。
2)邊坡修理達不到設計和規范要求深基坑開挖常存在超挖和欠挖現象。一般深基坑開挖均使用機械開挖,人工修坡后即開始擋土支護的混凝土初噴工序。而在實際開挖時,由于施工管理人員不到位,技術交底不充分,分層分段開挖高度不一,開挖機械操作人員的操作水平低等因素的影響,使機械開挖后的邊坡表面平整度、順直度極不規則,達不到設計和規范要求。
3)成孔注漿不到位、土釘或錨桿受力達不到設計要求。鉆孔中如果不認真研究土體情況,會產生出渣不盡、殘渣沉積等問題,進而影響注漿質量,有的甚至造成成孔困難、孔洞坍塌,無法插筋和注漿。
4)工程監理不到位。對于設計監理與對建筑物及周邊環境的監控尚有一定差距,亟待完善與提高。
2、深基坑支護變形機理
1)坑底土體隆起。基底隆起量的大小是判斷基坑穩定性和將來建筑物沉降的重要因素之一??拥茁∑鹗谴怪狈较蛐逗筛淖兛拥淄馏w原始應力狀態的反應,在開挖深度不大時,坑底土體在卸荷后發生垂直的彈性隆起。當圍護墻底為清孔良好的原狀土或注漿加固土體時,圍護墻隨土體回彈而抬高。
2)圍護墻的位移。圍護墻墻體的變形從水平向改變基坑土體原始應力狀態而引起地層移動。基坑開始開挖后,圍護墻便開始受力變形。在基坑內側卸去原有土壓力時,在墻體外側則受到主動土壓力。而在基坑的圍護墻內側則受到全部或部分被動土壓力。圍護墻的位移使墻體主動土壓力區和被動土壓力區的土體發生位移。墻外側主動土壓力區的土體向坑內水平位移,使背后土體水平應力減小,以致剪應力增大,出現塑性區,而在基坑開挖面以下的墻內側被動土壓力區的土體向坑內水平位移,使坑底土體加大水平向應力,以致坑底土體增大剪應力而發生水平向擠壓和向上隆起的位移,在坑底處形成局部塑性區。因此,同樣地質條件和開挖深度下,深基坑周圍地層變形范圍及幅度,因墻體的變形不同而有很大差異,墻體變形往往是引起周圍地層移動的重要原因。
3、深基坑支護變形控制技術
3.1重視地質勘察工作
深基坑支護施工中,監理工程師要認真閱讀工程的地質勘察報告,了解基坑開挖所在地的地形、地貌和地質特點,分析可能導致邊坡土體滑坡的各種因素,對影響邊坡穩定性的關鍵地段、重要地層和土質指標做到心中有數。由于地質勘察資料不一定很詳細而且可能與實際情況有出入,監理工程師在基坑開挖中還要經常對比現場的地質情況,與地質報告差異很大時要及時告知建設單位,由建設單位通知勘察和設計單位,查看是否需要調整方案。
3.2設計方案必須經過技術論證
基坑工程設計中應包括支護體系的選型、圍護結構的強度、變形計算、場地內外土體穩定性、滲透穩定性、降水要求、挖土要求、監測內容等。圍護墻體和支撐體系的布置應遵循下述原則:1)基坑支護結構的構件(包括圍護墻、隔水帷幕和支撐錨桿)不應超出建筑用地范圍。否則應事先征得政府主管部門或相鄰地塊業主的同意。2)基坑支護結構構件不能影響主體結構構件的正常施工及鄰近建筑物和地下管線的正常使用,確?;涌颖诜€定,施工安全。3)有條件時基坑平面形狀盡可能采用受力較好的圓形、正方形和矩形,盡可能便于挖土、便于支護結構和基礎施工。4)深基坑支護方案需組織專家進行審查論證合格方可組織實施。支護體系選型應根據工程規模、主體工程特點、場地條件、環境保護要求、巖土工程勘察資料、土方開挖方法以及地區工程經驗等因素,綜合進行經較、分析,在確保安全可靠的前提下,選擇經濟合理、切實可行的方案。要求施工單位聘請有豐富經驗的專家進行設計、施工方案的評審,以使有效降低基坑支護的風險,防止安全事故的發生。
3.3深基坑施工要點
1)深基坑工程挖土方案主要有放坡挖土、中心島式、盆式和逆作法施工。土方開挖順序、方法要與設計工況一致,基坑邊堆置土方不應超設計荷載。防止深基坑挖土后土體回彈變形過大,要設法減少土體中有效應力的變化,減少暴露時間,并防止地基土浸水,同時保證井點降水正常進行,挖至設計標高后盡快澆筑墊層和底板。支護樁打設完畢后基坑開挖,制定合理的施工順序和技術措施,防止圍護結構位移和傾斜,土方開挖要均勻、分層減少開挖時的壓力差,確保邊坡穩定。
2)排樁墻支護工程:排樁墻支護結構包括灌注樁、預制樁、板樁等類型構成的支護結構,開挖后應及時支護,每一道支撐施工應確?;幼冃卧谠O計要求的控制范圍內。
3)在含水層豐富的基坑,制定確實可靠的止水措施,確保基坑施工及鄰近建筑物的安全。堅持見證取樣制度,對進場材料嚴格把關。施工單位進場的水泥、鋼筋、鋼鉸線、砂子、石子、摻加劑等必須按規定報驗,取樣送檢。
4)做好隱蔽工程驗收。施工過程中,監理工程師應對錨桿位置、鉆孔直徑、深度及角度、錨桿插入長度,注漿配比、壓力及注漿量,噴錨墻面厚度及強度,錨桿應力等進行檢查,按規定留置混凝土試塊、水泥漿試塊等。
5)降水與排水:要配合基坑開挖的安全措施,施工前應有降水與排水設計,當在基坑外降水時,應有降水范圍的估算,同時在降水過程中進行監測。降水系統運轉過程中隨時檢查觀測孔中的水位,對基坑內明排水設置排水溝和集水井。
3.4動態監測,推行信息化施工
由于深基坑開挖過程中,邊坡穩定存在很多潛在的危險和破壞的突然性,地下工程受各種水文、地質、雨水等復雜條件的影響,特別在基坑旁有基礎埋置較淺的建筑,或有重要的地下電纜和市政管線,很難從理論上預估出現的問題。根據土層位移的時空效應,及時掌握土體變形特性、邊坡的穩定狀態和支護效果,發現異常情況及時采取措施,預防邊坡失穩和周圍建筑沉降等事故發生。支護完畢后,應要求支護施工單位與總承包單位辦理階段驗收和文字移交手續,將基坑支護情況、監測結果、注意事項等書面轉交總包單位,同時要求繼續委托有資質的檢測單位加強監測,以便出現問題時界定責任。
4、結語
綜上所述,為了減少深基坑支護施工事故,需要科學設計、精心施工、強化監理,保護坑邊建筑與環境,不斷提高深基坑支護技術和管理水平。
參考文獻:
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關鍵詞:高鐵車站;基坑圍護;施工技術
中圖分類號: TU74 文獻標識碼: A
1、引言
隨著建筑設施的不斷增多,人們對地下空間的不斷開發利用也日益增多,促進了基坑工程的發展,對其要求也越來越高,在施工中還存在很多問題。基坑工程施工條件復雜、施工場地小、數量多,基坑圍護施工體系作用是保護圍護結構本身和基坑的安全,保護周圍建筑物的安全,保證其他設施的安全、正常使用。
基坑工程是一個系統工程,涉及范圍廣,而圍護結構是由若干體系和部分組成的整體,體系具有獨立功能。因此,設計和施工都要考慮整體系統,協調好系統的各部分。基坑工程施工前,要考慮土和土層結構、施工場地的水文條件,還要評估施加在圍護結構上的土壓力和土中滲流影響基坑和圍護結構穩定程度?;庸こ淌┕r,要考慮基坑的挖土方式和順序避免對基坑的穩定性造成影響。在基坑工程中,基坑開挖深度起主導作用,基坑周圍的環境制約著圍護方案的選擇。因此,確定基坑圍護施工方案要考慮整個系統,使其實現效益最優。
2、高鐵車站內的基坑圍護工程現狀
現階段,基坑工程已經向著地下發展,開挖深度也由最初的4米左右發展到現在的10或20多米,工程難度大、質量要求高、開挖條件差,影響著整個工程的進行。已有的實際基坑圍護工程具有的特點有:
(1)基坑圍護工程施工環境條件差。高鐵車站的建立一般選在人流量大,交通便利的地方,周圍高層建筑不斷發展,建筑密度大,使得施工場地變小,約束著基坑圍護工程的施工。
(2)施工難度增大。市場競爭加劇,人們對工程進度、工程質量、造價要求增高,同時增大了施工難度。
(3)基坑開挖深度增大。為了增加使用面積,節約地面土地,常在原有地基下進行加深處理,增加了地下室的深度和層數,用來設置車庫、人防、消防等設施,使得基坑開挖深度增大。
(4)對基坑圍護要求增大。在進行基坑開挖和基礎施工時,要考慮工程對周圍環境的影響,對周圍建筑物的影響,和對各種管線的影響等。因此,為了減少對設施和建筑物的損壞性,必須設置安全可靠的圍護結構。
3、基坑圍護結構設計
基坑開挖深度不同,開挖條件不同,基坑圍護形式也不同。對于采取放坡式開挖的基坑,開挖深度小于4米,可以在支擋結構下進行,開挖深度大于4米,可以在支護系統下進行。一般工程在同一區域施工的可以采取1-2種圍護形式,也可以更多,視實際情況而定。
施工前,考察施工現場的地質和水文情況,記錄各土層的特征情況,并分析各層的厚度和分布規律,開挖范圍內各土層主要物理力學指標。再調查施工現場地下水情況,對各種地下水進行勘探測量,分析水量、流速,季節性變化特點等。
基坑設計中,上層土方為了減壓卸荷、降低基坑有效深度,采用放坡開挖和土釘噴錨支護;中層土方為了解決由于基坑支撐條件而產生的支撐形式問題,采用外支撐形式,使用預應力錨索對圍護樁施加拉力;下層土方采用灌注樁和鋼管內支撐噴錨支護。針對基坑變形,不同的基坑變形情況,采用不同的分級加載方式。
基坑圍護結構選擇原則:
(1)該施工場地總體圍護圍護形式,有無敏感建筑,施工場地的寬廣程度。
(2)開挖范圍內土質情況,降水效果和滲透系數情況。
(3)基坑大小,基坑分區施工情況。對于無法連續施工的基坑,可以選擇相對簡單的基坑圍護。
(4)選擇銜接的結合部圍護體系,要符合日后圍護施工的便利性。
基坑圍護結構設計:
(1)樁墻設計
根據高鐵車站的基坑特點,隔離布置挖孔樁位置,確定樁距、嵌入深度、混凝土等級等。
(2)支錨結構設計
根據實際需求,設計支撐和錨索結構。
4、基坑圍護施工工藝分析
基坑圍護施工工藝流程:主體圍擋施工基坑降水施工邊坡開挖、土釘施工、網噴圍護樁、冠梁施工土方開挖、網噴、錨索施工立柱樁施工土方開挖、網噴、安裝鋼支撐開挖到基底
4.1 基坑降水施工
基坑降水施工是保證基坑安全的關鍵工序,關系著基坑后續過程的生產效率?;咏邓┕し椒ㄓ谢与S開挖隨做截水溝明排水、降水井預先降水,使用最多的是降水井預先降水,雖然投入成本較高,但這種降水方法可以有效提高基坑開挖速度,提高生產效率,保證基坑質量,防止涌水等安全事故發生。當基坑底部是弱滲透性地層時,只使用降水井預先降水法已經達不到降水目的,可以結合使用降水井預先降水和明排水法。
4.2 降水井的布置
降水井的布置原則:首先確定單位降水總量(m3/d),可以參考基坑規模、地下水位情況及其補給和巖層的滲透特性;其次確定降水井數量,可以參考擬選用的降水井的單井降水能力;最后布置降水井,一般布置在距離基坑邊3-5米的位置,避免遠距離布置影響降水效果,近距離布置影響施工。
降水井布置的注意事項:
(1)以單位降水總量為基礎來選取降水井的規格、數量,滿足施工要求的基礎上盡量滿足以最小的成本取得最大的降水效果。參考基坑規模、地下水位情況及其補給和巖層的滲透特性來確定有效降水半徑,從而確定降水井間距,完成降水井的平面布置。根據我國大多數的基坑施工方法和經驗,一般降水井的間距要在10以上30米以內,再來選取和確定降水井規格和數量,并進行驗證。
(2)當地層的滲透系數較大時,且基坑全部處于該地層上,則應該采用等間距布置降水井;當地層的滲透系數較小時,且基坑底部處于該地層上,則應該在最有利位置上布置降水井,從而讓降水井發揮最大降水能力。降水井布置時要避免設置在基坑內。
4.3 圍護樁施工方法
高鐵車站的基坑一般處于市區,受場地限制,不宜采用噪音、振動大的施工方法,一般采取人工挖孔的施工方法,經濟效益較高。人工挖孔樁的施工工藝流程:施工準備、降水測量放線、定樁位澆注孔首節護壁設置安全爬梯、安全帶,設置照明路線出土提升設備安裝孔口安全蓋布置人工開挖土方設置護壁剛筋依壁次開挖下層土方到設計樁底面成孔驗收吊放鋼筋籠放置串筒澆筑樁芯混凝土
5、基坑圍護施工技術要點分析
基坑圍護施工技術受施工場地影響,施工對象不同,施工技術也不同。對高鐵車站內的基坑圍護施工要點有以下幾方面。
5.1 轉變傳統的基坑圍護設計理念
我國對基坑圍護結構的設計和施工還不是很成熟,沒有規范的圍護結構標準。基坑圍護結構實際受力情況和理論計算結果差異大,計算不準確造成結構不安全,因此計算方式不能再使用傳統的結構載荷法,而應該建立動態設計體系,實現以施工監測為主導。并針對施工現場的地質條件和特點,對出現的問題進行有效的控制和解決。
5.2 加強施工過程的監測和處理
在實際施工中,對設計參數進行校正,對已施工的部位進行控制,對出現問題的部位進行補救。因此,必須加強施工過程的監測,及時反映施工現場施工監測數據,保證數據的可靠性,及時處理現場變形。監測人員根據設計方案對施工現場進行測量、觀測質量,對出現的異常情況及時采取應對措施來解決,防止情況惡化。我國對大型、復雜的基坑工程采取的監測形式是專家論證,能有效的降低工程造價,保證工程質量。
5.3 控制基坑圍護的施工質量
控制基坑圍護的施工質量,保證每個施工環節的質量,才能提高整個工程的質量,避免事后補救。施工前,項目負責人要熟悉施工設計圖紙、施工現場環境、施工場地地質條件,保證降水系統的正常工作。施工時,施工企業嚴格遵守設計方案組織施工,不能任意改變設計方案,必須更改時要按程序進行重新評審。基坑開挖時,要保證基坑支護結構的完好,避免擾動基底原狀土或碰撞工程樁。一旦發生異常,馬上停止開挖,及時采取應對措施。開挖完成后,施工企業及時進行驗槽,并展開地下結構工程的施工,避免基坑長時間暴露在環境中?;踊靥顣r,也要保證基坑支護結構的完好。
6、結語
對于不同的工程特點和地質情況,采取不同的基坑圍護施工技術,本著最大化的經濟效益和良好的施工質量,堅持因地制宜原則,控制地表沉降范圍,保證基坑的安全保護等級,保證周圍建筑的結構完好,無下沉和開裂現象發生,有效控制基坑圍護結構的位移量,保證基坑圍護施工順利開展。
參考文獻
[1] 馮燕妮;謝志平.不同地質的基坑圍護施工技術與運用.福建建筑.2010年09期 .
[2] 徐群.探析不同地質的基坑圍護施工.中華民居(下旬刊) . 2012年12期.
關鍵詞: 邊坡支護邊坡治理方法
中圖分類號:TU7 文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2011)02(c)-0000-00
邊坡是人工邊坡和自然岸斜坡的統稱,是最常見的一種自然地質環境。邊坡處治是一項技術復雜、施工難度大的災害防治工程,特別是在地質條件復雜、人工邊坡和自然邊坡環境較為惡劣的的西部地區,各類工程建設遇到的邊坡問題尤為突出。如何準確分析邊坡的穩定性、提出既經濟又安全的最優處治方案,是人們長期以來不斷探索的關鍵技術問題。
本文結合筆者對汕頭某住宅小區項目邊坡支護和治理工作中的體會,通過在山地條件下的邊坡支護分析方法進行歸納總結,對在山地和孤石多的地段進行邊坡支護提出了一套行之有效的方法。
一、工程概況
該工程為一大型綜合性住宅小區,小區的規劃總用地面積約21.7萬,總建筑面積約63.6萬,地下車庫總建筑面積約1.43萬。場地三面環山,西南高東北低。需要治理的坡體陡峻,巖土性質變化大,孤石群體多;巖體中構造節理裂隙發育,走向和產狀不很固定,部分存在大角度順坡傾斜特點;巖土層中含水量不大但透水性好,遇暴雨易軟化成砂土狀泄流,形成小型泥石流和沖溝。
工程建設場區北、南、西三面環山,東面為國道,東部和中部區域較為平坦,屬丘陵坡地,坡頂外植被繁茂。坡體和地基的巖土組成主要為花崗巖基巖,局部覆蓋有坡積及山前沖(堆)積物。場地開闊平坦,標高為14.90-17.97m。邊坡的長度約為200m,頂點高程范圍為61.0 m -74.9m,平均70.0m,邊坡坡腳擬建的道路高程為38.0m -43.0m,住宅樓的基坑底面高程為21.0m。其中路面以上的邊坡高度為30-35 m,可允許的坡體放坡最小范圍為14m,平均放坡允許范圍為20m;路面至基坑底面的高度約為19m;基坑開挖深度為17.5m,邊坡坡腳至基坑邊線的距離約為18m-20m。邊坡東段頂面有一個微波站及若干墳墓,限制了邊坡的放坡范圍。
根據區域地質背景和房建勘察報告,地質構造總體穩定。但因周邊為高邊坡體,且各棟建筑的標高高差較大,屬于建筑抗震不利地段。
二、邊坡整體分析
1.外環道路以上為超高邊坡(平均坡高30m),外環路以下為建筑基坑,開挖深度約為19m,即總體大邊坡高度在50m左右。且受坡頂原有建筑限制,可利用的平均寬度僅為20m。
2.邊坡治理范圍內存在大量不能移除大量的孤石,孤石的存在同時給勘察帶來干擾,為邊坡和基坑治理支護設計帶來難度和不確定因素;部分地段的巖體構造產狀與坡面傾向為小角度同向相交,對邊坡治理不利,需重點考察。
3.由于整體規劃的高差需要消化,造成外環路以下的地下室開挖深度深大,且距離邊坡坡腳較近,邊坡治理后不能對地下室的結構形成過大壓力,影響主體結構的安全。
4.整體邊坡,放坡范圍小造成坡體陡峻,給邊坡治理施工帶來難度,同時也給坡面綠化帶來難度,邊坡設計時需前瞻性考慮這些要素。
三、處理方法
1. 修坡。以坡體頂面微波站的邊線為界,保留坡頂原有道路,確定坡頂放坡邊界,以外環路外側邊為底邊,考慮小區市政管線位置和排洪溝的寬度確定坡底界線,并按10米為一級進行多級放坡,盡量保持現狀邊坡。每一級放坡段設置1.5m寬馬道(平臺),各個剖面的馬道標高應盡量統一,以保證邊坡立面美觀,為坡面綠化創造條件。
2. 坡體防護。在坡面設置格構梁,間距約2×2m,在格構梁交點處設置預應力錨索或錨桿(坡腳附近),錨索長約24-30 m,φ150,入射角25-30度,錨桿長約12-18m,φ130,入射角15-20度。在部分下滑力較大處需設置擋土樁。
3. 基坑支護。采用直徑1200@2000的灌注樁,并依據樓板位置設置多排錨索與土釘,預應力錨索長約16m ,間距2000,φ150,入射角20度,錨桿長約10-12m,φ110,入射角15度。
4. 坡面綠化。若坡面較為陡峭,則需采用爬藤植物,并在馬道上預留種植槽;如坡面平緩,則在格構梁間噴種植被。
5. 基坑邊線外移至樓梯外邊線處。
四、結語
在邊坡支護過程中,應根據邊坡穩定性的分析,合理的選擇邊坡的支護方式。同時應注意與周圍關聯性項目的處理方式,在施工中通過兩者之間的標高和結構特點,采用不同方式進行銜接,保證了整個邊坡的穩定。
隨著人與自然和諧相處的觀念深入人心,邊坡綠化也顯得更加重要,在邊坡支護后期的綠化過程中,必須處理好邊坡的景觀問題。
參 考 文 獻:
1.林本海、劉玉樹,筏板基礎選型和設計方法研討,建筑結構,1999年第12期。
2.陸培炎,《科技著作及論文選集》,科學出版社,2007;
3.劉陽花,新型支護結構在邊坡治理中應用[J], 巖土工程界,2007(05):63-65
4.崔政權,邊坡工程理論與實際發展,北京:中國水利水電出版社,1999
1作者簡介:許敏:女,華僑大學土木工程學院在讀工程碩士,汕頭市建設職業技術學校工程師、講師研究方向:建筑與土木工程