支护体系（通用7篇）
支护体系 篇1
0 引言
在建筑工程中,经常会遇到天然土坡和人工土坡,如果在土坡上、下修筑建筑物时,为了防止土坡失稳发生滑坡和坍塌,需要用到各种类型的支护结构加以支挡。
土钉支护是指在天然土体上通过土钉(砂浆锚杆、角钢或粗钢筋)与喷射混凝土面板相结合,形成一个类似重力挡土墙,以此来抵抗墙后的土压力,从而保持开挖面的稳定。桩锚支护是指在开挖前沿基坑周边打一圈竖直的桩,利用桩来阻挡土的坍塌,同时为了防止开挖时桩倒塌,用水平方向的锚杆(索)来拉住桩。本文根据益阳市某商业楼边坡开挖中出现的问题进行讨论,并以此研究和探索这两种支护结构在边坡工程中的应用问题。
1 工程概况
本工程位于益阳市金山路与朝阳路交汇处西南角,原始地貌为剥蚀残丘。坡顶场地地形起伏较大,坡顶标高介于45.50 m～51.10 m之间;坡脚已开挖平整,地形起伏不大,坡底标高介于39.70 m～40.20 m之间。拟建边坡经过一定的修整,尚有一部分宽度的土层未挖除,待日后边坡支护施工时再挖除。商用楼所属边坡支护长度约47.5 m。根据工程需要,本支护下部(39.1 m～46.6 m)标高段为永久性支护,使用年限50年,上部(46.6 m～54.1 m)标高段为临时支护,使用年限为二年。
2 场地工程地质情况
2.1 地层岩性
根据业主提供的《岩土工程勘察报告》,场地内埋藏的地层主要有人工填土层、第四系坡积层、第四系殘积层和喜山期玄武岩。各地层的野外特征自上而下依次描述如下:
(1)人工填土:褐黑、褐黄等色,属素填土,由粘性土夹少量建筑垃圾及碎石组成,经一定程度压实,结构稍密实。层厚介于0.50 m～1.50 m;
(2)第四系坡积粘土:褐黄色,局部夹少量碎石,呈可塑状态。摇振无反应,光泽反应光滑,干强度高,韧性高。层厚介于1.90 m～2.90 m;
(3)第四系殘积粘土:褐红、褐黄、棕红等色,系由玄武岩风化殘积而成,原岩结构清晰,呈硬塑状态。摇振无反应,光泽反应光滑,干强度高,韧性高。层厚介于5.50 m～11.10 m;
(4)喜山期玄武岩:青灰、褐灰色,矿物成分主要由长石、辉石等组成,隐晶质结构,块状构造。按其风化程度不同分为强风化、中风化玄武岩二带。层厚介于1.50 m～13.7 m。
2.2 地下水
拟建场地属大陆性亚热带湿润季风气候区,四季分明,日照充足,年降水量充沛。场地地处山坡地段,地势相对较高,无地表水系发育,只在降水时场地内会形成地表水。场地内及其附近也未见地下水出露。场地环境类型属Ⅲ类,场地地下水水质对混凝土结构具弱腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋不具腐蚀性,对钢结构具弱腐蚀性。
3 边坡支护设计
根据现有的工程地质资料与水文地质资料并着重考虑了建设单位的远景规划(计划在两年内将46.6m以上的地层平整至46.6 m位置处),决定在边坡临时支护部位采用土钉加挂网、喷砼支护,而在边坡永久支护部位采用桩锚支护。设计岩土参数见表1。
土钉支护结构和桩锚支护结构均采用《深基坑支护F-SPW4.3》软件设计,主要设计参数取值为:边坡支护安全等级为一级,因此重要性系数取1.10,桩直径取1 100 mm,水平间距2 500 mm,桩顶为800×1 300冠梁,锚索由单根15.24 mm的1860钢绞线组成。根据《建筑基坑支护技术规程》,利用计算结果选配土钉钢筋,土钉墙抗滑安全系数为6.181,抗倾覆安全系数为47.645。由弹性法和经典法算出桩锚支护中基坑内侧最大弯矩为604.74 kN·m,基坑外侧最大弯矩为855.10 kN·m。基坑抗倾覆安全系数为1.481,以上所有的计算结果及验算结果均满足规程要求,桩及锚杆具体配筋详见图1、图2。
4 施工顺序及边坡的现场监测
边坡的施工顺序对施工过程中边坡的安全与稳定性以及边坡建成后的稳定性都有着非常重要的作用。本工程的施工顺序如下:
(1)对边坡上部(标高为:46.6 m～54.1 m)地段进行边坡修整与加固;
(2)当边坡上部地段修整与加固完毕后,在开挖形成的46.6 m平台上进行人工挖孔桩施工。人工挖孔桩必需采用跳桩(不少于两根)开挖与浇筑的施工方法;
(3)当锚固桩达到设计强度后再按从上到下的顺序施工与张拉锚索并修整桩外边坡。
由于地质条件的复杂性,同时根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-99的要求进行边坡的现场监测,本工程的现场监测主要要做到如下四点:
(1)建立现场监测参照系;
(2)设立水平位移和沉降观测基准点。基准点必须是稳固的不动点,应设在边坡工程影响范围以外,一般距基坑周边不应少于30 m,且数目不应少于是2个;
(3)邻近基坑支护工程周边建(构)筑物的变位观测;
(4)施工前在基坑顶设置3个观测点,在施工中每天进行观察不少于3次,发现裂缝及时处理。如果边坡位移不满足规程要求时,必须停止施工,并及时修改设计。
5 结语
(1)在边坡支护方案设计时,一定要提供详实的地质资料,并且要考虑边坡周围实际情况以及地质条件,选择合适的支护方案,当利用软件进行支护方案的计算时,对设计参数的取值要切合实际地质情况,并参考其他类似边坡工程的成功案例。
(2)在施工的过程中,必须对边坡位移进行监测,并做好数据的记录与整理,一旦发现数据有突变,一定要查明实情,预防事故的发生。
(3)该工程于2009年初完工,经过多种方法对工程质量进行检测,均达到预期的设计要求,工程质量良好。
深基坑支护结构中支撑体系研究 篇2
深基坑工程问题在我国随着城市建设的迅猛发展而出现, 并且曾造成人们困惑的一个技术热点和难点。由于土体的各向异性、土工试验的技术局限性和施工因素的复杂性, 在基坑施工各工况下不断变化的流变参数难以测准, 而支护墙体的内力和位移也就难以预测。目前国内外对此问题尚缺少解决的理论和方法。因此在软土地区建筑物和市政公用设施密集的地区要按控制土体位移和保护环境的要求, 进行深基坑设计和施工。为求得工程安全和环境安全, 在国内外一些靠近重要建筑设施的软土深基坑中, 于基坑内部进行大量的地基加固以改善土壤性质 (如新加坡、台北等工程实例) 。从国内软土地区, 特别是东部地区近十年来在深基坑的施工实践和试验研究成果中, 可以认识到:在深基坑开挖及支撑过程中, 每个分步开挖的空间几何尺寸和支护墙体开挖部分的无支撑暴露时间, 与周围墙体和土体位移有一定的相关性, 这里反映出基坑开挖中时空效应的规律性。支撑体系采用角撑结合内桁架, 避免了大范围的对撑, 节省了基坑挖土和地下室的施工工期。
1 工程概况
某建筑二期工程主体结构为5~7层楼房, 地下车库为两层, 工程桩采用Φ600钻孔灌注桩。地下车库总建筑面积为22100m2, 本工程基坑周圈地梁采用上翻, 开挖深度为8.2m~9.0m。基坑开挖施工场地较狭窄, 东侧及北侧紧邻浅基础的老房子西侧为该饭店一期工程, 其开挖深度在12m左右, 其与新建二期工程之间只有1m左右的距离, 南侧场地条件相对较好, 但是是施工单位的材料堆场及临时房搭建场地。
2 基坑支护结构
总体布置应包括支撑体系布置, 挖土工况和工艺流程布置, 以及地下室主体结构施工时的拆撑、换撑工艺。支撑体系布置时应对受力状况进行计算, 充分发挥协调各杆件的力学性能, 满足结构稳定性和控制变形的要求。在安全可靠的前提下, 最大限度地方便土方开挖和满足主体结构快速施工的要求, 应考虑支撑拆除时, 支撑力能很好地传递到换撑结构上。考虑基抗面积大, 达到了12000m2, 东西方向长120m左右, 南北方向100m左右。对于整个基坑的平面支护体系, 我们采用了钢筋混凝土多道角撑, 避免了长距离对撑的设置, 尽可能大的保留基坑中部空间, 每边的中间部位采用内桁架过渡;为节约工期, 采用了单层钢筋混凝土支撑, 在平面布置上尽量拉大支撑间距, 结挖土带来极大方便。相比两层支撑能节约工期40天左右。
支撑和土方工作量大, 不可能整个基坑同时展开同一种作业, 必须进行平面和立体交叉作业。本基坑开挖面积较大, 基坑外侧采用单排水泥搅拌桩止水, 并在基坑北侧较薄弱部位采用了6排水泥搅拌桩进行坑底加固。同时要求基坑四周一跨轴线范围内, 挖至底板底标高后必须立即铺设垫层至支护桩边, 该区域垫层改为300厚C15毛石混凝土。其中西侧与一期支护结构交接部位利用了原一期的支护桩。
因为基坑开挖施工场地非常狭窄, 为防止基坑开挖引起的水土流失造成周边建筑物的沉降, 设计时采用了以下几条防渗措施。
(1) 对于局部杂填土较厚部位, 在设围梁前用粘性土进行换填处理。
(2) 为了防止漏土, 基坑挖土施工过程中, 相邻桩间清理干净, 先用浆砌块石或砖堵漏, 再用1∶2水泥砂浆抹面。
(3) 基坑外侧设单排水泥搅拌桩止水。
3 基坑土体开挖
按设计要求, 基坑挖土要以大于1∶1放坡自中间向四周分层开挖至底板底标高底板垫层部位土体人工边挖边设垫层, 再用人工挖地槽至地梁及承台垫层底标高边挖边设垫层, 并砌好砖侧模。由于种种原因, 实际施工时, 支护结构并未完全按照设计施工, 且在挖土时, 大面积一次性机械挖土至承台底标高 (地表以下9.5左右) , 而基础垫层又迟迟未能跟上, 致使支护结构出现明显变形, 坑外老建筑物地面也出现不同程度开裂, 其中基坑北侧的#7孔当天位移量达到了18mm以上, 累计位移量达到了50mm以上。发现位移异常增大后, 我们立即将该部位垫层改为300厚C20混凝土, 下配钢筋Ф16@200×200, 并要求施工单位立即抢设基础垫层, 并在支护桩内侧设混凝土支撑板带, 同时对支护结构未按设计要求施工的部位进行了处理。应急处理后, 该部位变形趋于稳定, 与之类比, 基坑东侧中间部位也是离老建筑物距离很近, 但在施工时及时跟上了铺设垫层的进度, 因此该部位变形在垫层达到强度后已趋于稳定该部位#5孔最终位移量为42mm。
4 支护结构变形监测及分析
4.1 水平围梁位移监测
由于支护结构的水平围梁及支撑体系刚度较大, 围梁的水平变位较小, 变形量均在38mm以内。水平支撑体系刚度大, 能提高支护结构整体稳定性, 即使出现支护桩变形过大, 围梁的水平变位也较小, 除连梁和围梁连接处、及未按设计施工部位有裂缝产生外, 其余部位几乎没有出现明显的开裂现象。
4.2 深层土体位移监测
从整个基坑监测过程来看, 基坑外侧深层土体位移不仅随开挖深度增加有所发展, 并随挖土顺序、基坑外侧路面超载、气候等多种因素的变化而有明显变化。
在坑底垫层施工完毕后, 深层土体位移变化趋小, 至地下室底板及四周支撑板带浇筑完毕后, 变形趋于稳定。
4.3 基坑四周检测情况
基坑东、北两侧均为浅基础的砖混住宅, 而且这些建筑物经年失修。开挖过程中加强对四周建筑物的沉降、倾斜及道路的监测。目前地下管线未发现任何异常, 基坑四周路面没有任何开裂现象。北侧老房子出现细小裂缝, 主要是因为北侧坑内土体暴露时间过长。
5 问题与总结
(1) 基坑挖土顺序是基坑成败的关键, 不合理的挖土顺序有时会导致整个支护体系的平衡遭受破坏。在基坑设计时应尽可能考虑到施工顺序临时变化的不利因素。施工时应严格按照设计要求进行。
(2) 支护结构设计时应在可能发生支护失稳的部位预留应急加固措施的位置, 以便应急加固时能做到快速、及时、简洁、有效。
(3) 通过本工程实践, 在软土地区以钻孔灌注桩加钢筋混凝土内支撑结合内桁架的支护体系作为深基坑支护体系, 结合合理的挖土施工路线, 多方位的现场监测及简明有效的应急措施, 能够在周围环境复杂的市区环境中安全开挖与施工, 并能将施工对环境的影响控制在最小。
摘要：对软土地层中的深基坑工程, 要可靠地解决基坑稳定和控制坑外四周土体位移问题, 需要研究的不明确因素较多, 其中一个难题是如何评估和处理软土的流变性对支护体系内力和位移的影响。本文结合某基坑支护工程实例, 对此问题进行探讨。
关键词：深基坑,支护结构,支撑体系
参考文献
[1]饶运东.圆拱支护结构在深基坑支护中的应用[J].土工基础, 2009 (4) .
多种支护体系施工综合技术的应用 篇3
随着土地资源在城市中越来越珍贵,城市可利用土地周围环境和地质状况也变得越来越复杂,为了保证施工安全,高层建筑深基坑采用的支护形式也不再是原来简单的自然放坡、土钉支护、锚杆—喷射混凝土。多种支护体系的联合运用在高层建筑深基坑支护中得以体现。
某棚户区改造项目3号、4号、5号、6号楼施工场地狭小,3号、4号楼南侧紧邻施工高压电线,4号、6号楼东侧距未拆迁棚户居民不足6 m,5号楼北侧距排水渠7 m,东侧距某医院土坡围墙最小距离2.6 m,且围墙与地面高差8 m,基坑深度8 m,各楼之间为连通的地库,由于建设方的要求,需先施工主楼再施工地库,现场道路和材料加工场地需在待建地库上设置。整个基坑工程异常复杂,根据现场情况该工程有自然放坡钢丝网喷护,土钉支护,型钢桩+锚杆+喷射混凝土支护,灌注桩、冠梁、预应力锚索、锚杆钢筋网喷射混凝土以及搅拌桩+锚杆钢筋网喷射等多种支护体系。
1 型钢桩+锚杆+喷射混凝土支护体系
3号、4号楼之间施工道路宽6.5 m,为重要施工道路,有钢筋运输车、混凝土罐车等重型车辆通过,要求安全系数较高,基坑深度7 m,考虑以上工况,道路两侧的支护形式为型钢桩+锚杆+喷射混凝土面层和部分锚杆—喷射混凝土面层,如图1,图2所示。
施工中采用20a工字型钢,长度9 m,间距1.4 m,用压桩机压至设计标高。工字钢伸入钢筋混凝土面层中;垂直度允许偏差1%。
1.1 型钢压浆桩施工工艺流程
测量放线→桩位定点→压桩机就位→质检定孔位开孔→吊放工字钢、压型钢至设计标高→验收成桩。
1.2 主要操作要点
1)压桩机就位。
设备进场前做到型钢制作场地的平整和充足;放测桩孔的位置,并用钢筋钉入土层中作好标记;为施工便利,根据现场情况开挖沟槽;压桩机就位后,做到压桩机平稳牢固。
2)压桩。
将制作好的型钢吊放在压桩机附近;压桩机吊起型钢,在放好的桩位上压型钢,直至设计标高。
2钢筋混凝土灌注桩+冠梁+预应力锚索支护体系
5号楼地库基坑东侧紧邻某医院基坑,开挖边线距医院围墙2.6 m,医院与施工场地高差达8 m,基坑类别为一类,由于场地狭小,基坑施工中采取垂直开挖,基坑工程的安全就显得尤为重要,所以在基坑东侧紧邻医院处基坑采用的支护形式为钢筋混凝土灌注桩+冠梁+预应力锚索支护体系和部分锚杆—喷射混凝土面层。
2.1 灌注桩施工工艺流程
桩位确定后机械就位→十字线定桩位→埋设护筒→钻孔→清孔→安放钢筋笼→安装导管、漏斗→灌注混凝土→拆除导管和漏斗,拔出护筒→机械移位进入下根桩施工。
2.2 主要操作要点
1)机械就位:桩机底务必安平放正,用水平尺校正,钻杆垂直地面。
2)十字线定桩位埋设护筒。
3)钻孔:开机前护筒内填入适量粘土并加水,使开机就能造出泥浆护壁和护筒连成整体。刚开钻应慢进尺,使孔口形成圆滑,密实,直顺状态,当钻头全部进入护筒后再正常钻进。
4)清孔:清孔后开灌前泥浆比重一般控制在1.1以内。 孔底沉渣应小于规定要求的10 cm。
5)安放钢筋笼:钢筋笼加工按图纸要求进行。入孔时要扶稳、直顺、缓缓放入孔中,防止碰撞孔壁,放到设计标高后在孔口予以固定。严禁下放钢筋笼过程中强扭硬压造成损坏。
6)安装导管、漏斗。
7)灌注水下混凝土。
2.3 冠梁施工工艺流程
开挖桩间土→凿除桩顶浮浆→绑筋→支模→混凝土浇振捣→覆盖浇水养护(冬季覆盖棉被)。
2.4 主要操作要点
1)支模:按设计要求的冠梁断面尺寸支模,桩顶以上露出的钢筋长度不小于设计要求。
2)绑筋:构造配筋梁断面尺寸应符合设计要求。支撑点要严格按图纸设计要求定位。
3)梁施工时两根振动棒应成对角共同振捣,以防止漏振;振捣时必须派专人看护模板,以便能及时处理影响施工质量的意外情况。
2.5 锚索施工工艺流程
锚索成孔→锚索、注浆管制作安装→注浆→锚索张拉锁定。
2.6 主要操作要点
1)锚索成孔。
采用清水钻孔,套管跟进工艺,采用隔一打一的跳打法施工。锚杆孔口标高要符合设计要求。保证孔位偏移在规范要求的范围内,孔位竖向偏移过大,会使腰梁安装不在同一水平上,并且使腰梁高低不平,甚至无法安装,直接影响支护结构共同受力,相互协调作用。
2)锚索、注浆管制作安装。
a.钢绞线自由段涂黄油,再用PVC塑料管加套,在钢筋外再用波纹塑管加套,并与自由段末端捆扎严实,保证自由段钢筋在预加应力时自由拉伸。
b.注浆管用两根,一次注浆管附在支架外侧,二次注浆管放在支架中间,注浆管端部距孔底距离不大于500 mm。
c.锚索钢绞线长度为设计有效长度(锚固段+自由段)+找平层厚度+张拉设备工作长度,切记不可因下料长度不够,无法张拉。张拉锁定后,其预留钢绞线不能裁掉。
d.二次注浆管上的出浆孔必须用防水胶带缠封牢,以确保达到封水作用。制作好的钢绞线和注浆管在置入孔中前(搬运到孔口处)要作无压闭水试验。确认不漏水后方可置入孔中。
3)注浆。
预应力锚索应用二次高压注浆工艺。一次注浆充满后,二次注浆与一次注浆的间隔时间,规范要求满足一次性注浆体达到5 MPa的时限,经现场试注后,确定一个合理的间隔时间。二次注浆成功的标准是:孔口不冒浆。
4)锚索张拉锁定。
a.规范规定注浆体强度达到15 MPa时,方可进行张拉锁定。无经验时,应进行纯水泥浆固结体强度试验(与施工相同的环境条件),每根锚索张拉锁定均要分级张拉。
b.预应力锚索张拉要按规定程序进行,张拉设备使用前,应到有资质的单位对张拉机进行鉴定,为避免相邻钻孔应力锚索张拉的相互影响,张拉要间隔进行。
3深层水泥土搅拌桩和部分锚杆—喷射混凝土面层支护体系
5号楼基坑北侧场地狭小,且靠近河道,地下水位较高,施工时选择垂直开挖,基坑类别为一类,基坑工程的开挖过程中还特别注意地下水对基坑安全的影响,搅拌桩不仅可以保证基坑安全,还可以兼当止水帷幕降低地下水的影响。所以在基坑北侧采用支护形式为搅拌桩和部分锚杆—喷射混凝土面层支护体系。深层水泥搅拌桩(浆喷)桩径500 m,间距350 mm,四喷两搅工艺,32.5矿渣硅酸盐水泥,每米水泥用量60 kg。桩身强度2 MPa。约1 226根,桩长13.5 m。
3.1 搅拌桩施工工艺流程
桩机就位→制浆→钻入喷浆到桩底标高→提升喷浆到桩顶标高→复搅钻入到桩底标高→复搅提升到桩顶标高→清洗→桩机移位。
3.2 主要操作要点
1)桩机就位:桩机务必安平,桩尖对准桩位,钻杆垂直。
2)预搅下沉,破碎土体。如果遇到土层较硬或者下沉太慢,可适量冲水。
3)制配浆液:待搅拌机下沉到一定深度时,即按照设计水灰比配制灰浆,在送前必须不停搅拌,防止浆液离析。
4)提升灌注搅拌:待搅拌机下沉到距桩底标高500 mm时,开启灰浆泵钻进到设计桩底标高后边喷浆,边搅拌提升,工程桩提升至保护桩顶标高,关闭灰浆泵。速度用慢速挡约1 m/min。
5)重复下沉:工程桩当搅拌机提升至桩顶标高,关闭灰浆泵,重复下沉搅拌,使浆液与土体搅拌均匀,下沉速度约为1.6 m/min。
6)重复喷浆提升:待下沉至设计深度时,开启灰浆泵,将余浆注入地基中,并且边喷浆,边搅拌,边提升至设计桩顶标高,控制提升速度约为1 m/min。
7)冲洗系统:冲洗灰浆泵和输浆管系统,直到基本干净,并清除钻头上粘附的软土。检查钻头,如有磨损及时更换。
8)移至新桩位,重复以上工艺。
4结语
本工程所采用的多种支护体系施工完成后,通过对基坑顶、坡面、地表和周围建筑物的变形情况监测,未发现开裂、位移较大等异常情况,保证了基坑安全和正常施工;通过本工程深基坑采用的多种支护体系的施工方法、施工工艺以及应用效果,为类似工程提供参考。
参考文献
[1]GB50202-2002,建筑地基基础工程施工质量验收规范[S].
[2]GB50007-2002,建筑地基基础设计规范[S].
[3]JGJ79-2002,建筑地基处理技术规范[S].
[4]JGJ94-2008,建筑桩基技术规范[S].
支护体系 篇4
随着大型公共建筑的兴建, 深基坑支护、特别是市区深基坑采用环形混凝土内支撑支护的工程也越来越常见。深基坑环形内支撑支护, 能将支护结构承受的侧向土压力、水压力转化为环形梁的轴压力, 构造简单, 受力明确, 提高了工程工效, 技术上安全可靠, 确保了在城市建筑密集区顺利进行深基坑的开挖。在实际施工中, 如何控制深基坑内支撑支护体系的质量, 提高内支撑体系的安全系数, 避免安全事故的产生, 已经成为影响现代大型建筑工程安全与质量的重要课题。
1 工程概况
某工程为一栋地下三层, 地上二十一层的商业大厦, 占地面积10860m2, 建筑面积59127m2, 其中地下室建筑面积为15050m2, 地下室为框剪结构, 是较为规则的多边形建筑。地下室平面尺寸最长处为62.7m, 边坡支护面积约4256m2, 开挖最大深度为自然地坪以下14.3m, 大部分开挖段开挖深度为11.2m。现场施工场地狭窄, 基坑开挖深, 地质情况复杂, 开挖深度内自上到下存在杂填土、砂层等软弱层 (软弱层最厚处约为7.8m) , 地下水含水量丰富, 局部地段表层存在淤泥。工程位于市中心, 北面为城市主干道, 南面为市民活动广场, 东面为儿童游乐场, 西面为已有的二十三层高层建筑。根据《建筑基坑支护技术规程》 (JGJ120-2012) , 判定本工程基坑安全等级为一级。如何在确保周边已有建筑安全的基础上进行土方与基础施工, 是本工程的技术重点与难点之一。
由于开挖最大深度超过福建省深基坑工程管理规定中关于开挖深度超过4m的深基坑支护施工方案需经专家论证的要求。经过论证, 本工程最终采用的基坑支护形式为:地下连续墙+环形梁内支撑支护体系, 该基坑支护形式经专家论证通过并成功实施。地下连续墙墙厚900mm, 深入自然地坪17.5m (自然地平面标高为-0.3~-0.5m) , 标高为-3.0m及-7.0m处设1000mm×2500mm大圆环钢筋混凝土环梁, 水平直撑钢筋混凝土梁规格采用800mm×1000mm, 用于地下连续墙体的直接支撑。环梁、直梁则依靠钢格构立柱进行支承。混凝土强度等级:坡面及地面为C25, 冠梁、腰梁、支撑梁均不应低于C30 (见图1) 。
2 施工部署
(1) 基坑支护与土方开挖的施工顺序。地下连续墙施工→内支撑钢格构立柱桩基础施工→第一次地下室土方开挖 (-0.3~-3.3m) →地下连续墙冠梁第一道环形梁内支撑施工→第二次地下室土方开挖 (-3.3~-7.8m) →第二道腰梁环形梁内支撑施工→第三次地下室土方开挖 (-7.8~-11.5m) →地下室底板混凝土垫层10cm厚施工, -11.5m以下基坑外围砌砖。
(2) 区段划分。为加快施工周期, 实现安全、高效施工, 基坑土方按“两区域三阶段”进行开挖, 平面上按南、北两区域 (见图2) 划分;垂直方向上按上中下三阶段进行流水式开挖, 实现流水施工。
3 土方开挖施工技术
土方开挖分三个阶段进行。工程地下室土方开挖, 受支护结构设计和工序限制, 分三个阶段施工。
第一阶段在-0.8~3.3m范围内开挖, 即从自然地坪开挖, 挖至-3.3m深后进行地下连续墙冠梁和第一道内圆环支撑梁等的钢筋混凝土施工;第二阶段土方开挖, 则须等到支撑梁混凝土达到85%以上设计强度后, 才开始进行。此次开挖-3.3~-8.00m的地下室土方, 开挖完成后进行第二道 (即-7.00m标高处) 大圆环支撑梁等的钢筋混凝土施工;第二道支撑梁强度达到85%后, 进行最后一个阶段的开挖工作。第三阶段开挖至地下室底板底以上10cm, 按规范开挖至开挖标高+30cm处, 改由人工修整。
4 钢格构立柱施工技术
(1) 环形梁的竖向支撑通过钢格构立柱实现。钢格构立柱需要在基坑开挖前置入立柱桩孔中, 并在基坑开挖阶段逐层与水平支撑构件完成连接。本工程钢格构立柱断面边长为460mm, 灌注桩径为800mm。钢格构立柱桩施工和普通工程桩类似, 不同点在于成孔并放入钢筋笼时, 钢格构立柱需同时放入。为满足下部连接的稳定与可靠, 钢格构立柱一般需要插入立柱桩顶以下至少3m, 实现钢格构立柱与灌注桩的节点连接后, 浇筑混凝土形成桩基。施工中的重要控制点之一:钢格构立柱桩对桩顶标高以下混凝土强度要求较高, 基坑开挖过程中应凿除桩顶泛浆部位 (桩头) , 以确保桩顶混凝土标号满足设计要求 (见图3) 。
(2) 钢格构立柱定位精度的检测。为确保钢格构立柱承载力满足设计要求, 施工中应通过过程控制, 进行定位误差、柱身倾斜、后期位移等误差原因的控制。上述因素的产生往往会使得立柱中心偏离设计位置, 进而造成立柱承载力下降。因此, 施工中的首要要素就是对立柱的定位精度严加控制, 并应根据立柱允许偏差按偏心受压构件验算施工偏心的影响。同时严控钢格构立柱垂直度, H/200 (H为钢格构立柱高度) 。
(3) 钢格构立柱需在水平支撑全部拆除之后割除。立柱需穿越基础底板, 此范围将成为地下水往上渗流的通道, 为预防渗水, 立柱在底板位置应设置止水构件, 通常采用在立柱构件周边加焊止水钢板的方法进行处理。
5 内支撑支护施工技术
(1) 挖土挖至支撑梁底以下10cm后, 立即用人工清理梁底地面。随后捣筑混凝土垫层 (本工程混凝土垫层厚度为100mm, 混凝土强度C15, 垫层宽度按梁边每侧加宽15cm计) , 垫层混凝土强度达到要求后, 进行现场放样, 梁位复核无误后, 作为大圆环支撑梁底模。
(2) 在垫层上复核好梁位后, 即可进行大圆环梁及支撑的钢筋绑扎安装。为施工便利, 钢筋全部在工地现场加工制作。内支撑系统梁钢筋配置较多、间距密, 为保证圆环梁主筋的弧度符合设计要求, 现场施工时, 先在地面放出大样, 做出母样后开始进行圆环梁大梁主筋的制作, 保证钢筋制作的质量。圆环梁钢筋连接, 按设计采用挤压型直螺纹套接。
(3) 梁钢筋绑扎成型后, 开始进行侧面模板的安装。环梁及直梁的侧模全部采用18mm厚胶合板, 采用80×80木枋和φ16螺栓分上下二层进行拉结与固定。现场螺栓排距设置为@60cm, 以确保不发生涨模。
(4) 外侧模板拼装完成后, 支撑梁混凝土浇捣前2~3d即对模板不停淋水, 使模板充分湿润, 但同时又必须确保不积水。环形梁内支撑体系不留置施工缝, 每道支撑梁必须保证一次浇筑成型。混凝土浇筑从东往西分头推进。
(5) 本支撑混凝土梁属大体积混凝土, 水化热大, 为保证浇筑质量, 应分层进行浇筑。工程根据现场实际情况和混凝土厚度, 分为两层进行阶梯式浇筑施工。现场施工要点为上下层混凝土搭接时间, 要求现场施工人员进行严格控制, 不能超过混凝土初凝时间。现场作业应从配合比、浇筑顺序、振捣质量等进行一系列控制, 确保工程质量。
(6) 混凝土浇筑完毕后, 用木泥板抹平、收光, 终凝后及时铺上草包或者塑料薄膜覆盖。同时, 安排养护人员在模板外侧不断淋水, 使模板保持充分湿润状态。养护7d后才拆模, 以减少温差裂缝和干缩裂缝的产生。拆模后仍需淋水养护至14d。水平支撑梁的施工质量, 直接影响到内支撑与围檩是否能够形成稳定的结构体系, 满足承载力、变形和稳定性要求, 必须引起工程项目参与者的高度重视, 踏实严谨地按规范施工, 确保其施工质量。
6 大圆环梁支撑支护拆除技术
钢筋混凝土大圆环梁支撑支护, 按设计要求:第二道支撑拆除须在-2层板结束后进行;而第一道支撑则在-1层板结束后拆除。考虑到工程量大、拆除要求高, 选择由有专业资质的爆破公司进行爆破拆除。
7 结语
本项目施工监测显示, 基坑支护结构水平位移各测点位移量在-3.9~18.5mm间, 所有测点位移量均小于20mm的位移预警值。沉降观测点沉降量在1.95~5.22mm之间, 均小于设计给出的20mm沉降警戒值;变形速率曲线趋于平缓, 周边地面变形稳定。工程环形内支撑施工未影响周边的建筑物以及地下埋设物, 加快了工程进度, 提高了安全可靠性。竣工后一年再次进行检测, 情况良好, 未发现基础有超标准沉降现象发生。
摘要：深基坑支护一直是保证工程质量、确保施工安全的关键性问题之一。本文通过工程实例, 阐述了深基坑环形内支撑施工要点和控制难点, 从技术要点到现场施工管理的全过程控制, 确保了工程的质量与安全。
关键词：深基坑,环形内支撑,施工技术,控制要点
参考文献
[1]GJ120-2012, 建筑基坑支护技术规程.
[2]龚昕, 丁文其.双圆环形支撑体系在基坑工程中的应用.地下空间与工程学报, 2010.
[3]陈裕锐.基坑内支撑设计与施工.科技资讯, 2009.
[4]周湘渝, 邱俊琛.环形内支撑的应用研究.特种结构, 2002.
支护体系 篇5
关键词：双排桩,支护体系,弯矩,桩间土
0 引言
双排桩支护体系由前、后两排灌注桩、桩顶冠梁及其间设置的刚架梁组成, 是一种侧向刚度较大的自立式围护结构体系。在基坑、深水岸坡、防波堤等工程中得到了广泛的应用。
双排桩支护体系的研究主要集中在以下几个方面:[1]
1) 桩侧土压力作用机理及计算方法的研究[1];
2) 双排桩支护体系计算模型的对比分析[4];
3) 基坑开挖过程中的桩身变形及受力性状的研究;
4) 双排桩支护体系数值分析及实测数据对比研究等。
目前, 对于双排桩支护体系, 其在实际工程中的应用已较普遍。但关于前排、后排桩身各自所承受的土压力, 双排桩支护体系的变形特性及受力机理这几个方面的研究仍存有一定的争议, 故有必要对这几个方面进行深入探讨和研究。使得双排桩设计方法更趋于完善。从而保证其在实际工程中的应用更为安全经济合理。
1 双排桩支护体系计算模型
图1为JGJ 120—2012建筑基坑支护技术规程所推荐的双排桩支护体系计算模型。其中, 迎坑面一侧桩称为前排桩, 迎土面一侧桩称为后排桩。
该计算模型适用于前、后排桩根数相等的情况。前、后排桩根数不同时, 由于桩间土与桩处于分离状态, 不能将前、后排桩与桩间土整体考虑, 桩间土对桩侧的压力以及双排桩嵌固深度也不应按照《规程》推荐的方法确定。
该支护体系计算模型的受力特征体现在如下两点:
1) 前、后排桩的变形和受力, 桩间土的变形按仅受压的弹性连杆来模拟。
2) 通过对前、后排桩桩间土对桩侧初始压力的计算, 考虑了滑移面的存在使得桩间土作用在前、后排桩体上的土压力的差异。
2 计算模型的建立
本文以武汉地区多个工程实例为基础, 结合《规程》中双排桩支护设计的一般要求, 简化出一个具有代表性的基本算例。计算参数如下:基坑挖深12.0 m, 插入深度12.0 m。前、后排桩径1.0 m, 桩间距1.5 m, 排距3.0 m。桩顶冠梁、刚架梁的截面尺寸为1 000 mm×800 mm。灌注桩、桩顶冠梁、刚架梁的混凝土强度为C30, 弹性模量E=30 GPa, 泊松比为0.2, 重度为25 k N/m3。
按单一土层计算主动土压力值pa, 采用水土合算的方法。以粉质粘土为例, 土体重度γ=18.5 k N/m3, 粘聚力c=22 k Pa, 内摩擦角φ=10°, 压缩模量Es=8 MPa, 基坑内侧土的水平反力系数的比例系数m=3.2 MN/m4, 水平反力系数kH的最大值为其比例系数m的5倍, 即kH=16 MN/m3。
双排桩外侧主动土压力按照水土分算原则计算, 计算模型示意图如图2所示。
3 计算结果分析
桩身变形、弯矩与开挖深度之间的关系。本文计算了开挖深度H为2 m~12 m之间共5个工况下, 双排桩支护体系水平位移和弯矩的变化情况。
图3, 图4分别为前、后排桩的变形曲线。H为基坑开挖深度。
由图3, 图4可知:1) 随基坑开挖深度增大, 双排桩水平侧移逐渐增大, 位移最大值发生在桩顶。开挖至坑底时, 双排桩桩顶侧移为70.85 mm。2) 桩身位移自上而下逐渐减小, 桩端位移最小。相同深度的前排桩位移小于后排桩。当开挖至坑底时, 前、后排桩桩端位移最大值分别为2.9 mm和16.5 mm。3) 双排桩支护体系中, 连梁刚度较大, 相当于一根水平刚性连杆。因此, 不同开挖深度的前、后排桩的桩顶位移几乎相等。
图5, 图6分别为前、后排桩的弯矩图。H为基坑开挖深度。
由图5, 图6可知:
1) 开挖深度越大, 前、后排桩的弯矩值越大。开挖至坑底时, 前排桩弯矩最值分别为1 096 k N·m和-1 822 k N·m;后排桩弯矩最值分别为701 k N·m和-371 k N·m。
2) 开挖深度较浅时, 前排桩的正弯矩大于负弯矩;开挖深度较深, 前排桩的正弯矩小于负弯矩绝对值。
3) 开挖深度较浅时, 后排桩的正弯矩小于负弯矩;开挖深度较深时, 后排桩的正弯矩大于负弯矩。
4) 开挖深度增大, 前、后排桩反弯点位置逐渐下移, 反弯点位置约在基坑开挖面以上1 m~2 m。
4 桩间土加固的影响
双排桩桩间土起着协调变形、传递前、后排桩受力的作用。实际工程中经常采用桩间土压密注浆等方式进行土体加固, 以控制双排桩的变形。
考虑加固土压缩模量Es提高为原状土的1倍~4倍, 分析双排桩变形和受力特性及规律。
4.1 对双排桩变形的影响
如图7所示为双排桩桩顶及桩端水平位移随加固土压缩模量变化的曲线。
由图7可知, 桩间土压缩模量增大4倍, 桩顶位移减小幅度可达到14%, 同时, 后排桩桩端位移减小幅度可达到67%。
4.2 对双排桩弯矩的影响
如图8所示为前、后排桩正、负弯矩最大值随加固土压缩模量Es变化的曲线。
由图8可知, 随桩间土压缩模量Es增大, 前排桩正、负弯矩的绝对值均逐渐减小。其中, 前排桩正弯矩减小幅度可达到20%;负弯矩减小幅度可达到17%。
随桩间土压缩模量Es增大, 后排桩正、负弯矩的绝对值均逐渐增大。其中, 后排桩正弯矩增幅可达到17%;负弯矩增幅可达到100%。
5 排距的影响
为分析双排桩排距sy变化对桩身弯矩的影响, 分别取sy= (2~6) d (d为桩径, 1.0 m) 进行模拟计算。
由表1中数据可知:
1) 随桩排距sy增大, 桩顶位移逐渐增加。桩排距sy在 (2~6) d之间变化时, 桩顶位移从68.62 mm增大至73.63 mm, 后者较前者增大约7%。
2) 随桩排距sy增大, 前排桩正、负弯矩均增大;后排桩正弯矩小幅增大, 而负弯矩明显减小。
6 结语
1) 双排桩支护体系的最大侧移发生在桩顶位置, 桩身侧移自上而下逐渐减小, 桩端位移最小。相同深度的前排桩位移小于后排桩, 开挖过程中的桩间土体受挤压作用明显。
2) 增大双排桩排距, 将使前排桩受力增大, 而后排桩受力减小。
3) 桩间土加固能够改善双排桩支护体系的变形及受力状态。桩间土压缩模量增大, 桩顶及后排桩水平侧移明显减小。
4) 增大双排桩排距, 改变排桩受力状态, 并且使得桩顶位移增大。
参考文献
[1]聂庆科, 胡建敏, 吴刚.深基坑双排桩支护结构上的变形和土压力研究[J].岩土力学, 2008, 29 (11) :3089-3094.
[2]郑刚, 李欣, 刘畅.考虑桩土相互作用的双排桩分析[J].建筑结构学报, 2004, 25 (1) :99-106.
[3]游强, 游猛.深层搅拌桩与双排桩在基坑支护中的应用研究[J].建筑技术, 2014, 45 (9) :850-852.
深基坑桩锚支护体系的工作性能 篇6
随着我国城镇化的步伐在加快, 大量人员涌入城市, 致使城市的用地越来越紧张, 城市中的建筑物也越来越密集, 市政管线等也不断密集。基坑的四周建筑物密集, 市政管线等也密集, 这就给基坑的开挖支护带来了一定的难度。在这种情况下, 桩锚支护以其自身具有优越于其他基坑支护方案的优点在众多基坑支护方案中脱颖而出, 因为其对基坑边坡的位移控制效果好, 又能为基坑的开挖和地下结构的施工提供足够的施工空间, 所以桩锚支护很受城市基坑工程的欢迎。在这篇文章中, 笔者将对桩锚支护体系的工作性能进行浅显的分析, 希望能够给后学者一点启发。
1 桩锚支护体系的优点
在深基坑中, 排桩的主要作用是挡土。由于基坑内的土体被挖出, 则基坑外部的土体势必向基坑内运动, 排桩的存在就能阻碍这种运动, 从而为基坑的进一步开挖提供可靠的安全保障。对于位移控制要求严格的深基坑来说, 只有排桩的挡土作用是远远不够的, 这种情况下, 就需要锚索为支护桩提供合理可靠的约束刚度, 对桩体的位移进行主动的调控。排桩与预应力锚有效的配合作用就能够很好的控制基坑周边的位移和沉降, 以阻止基坑周边建筑物的倾斜和沉降, 以及市政管线的水平位移和沉降。从桩锚支护体系的施工方面来说, 排桩具有刚度大, 施工节省场地, 安全性高, 受地下水的影响小等优点, 与锚索结合对边坡的位移主动控制能力强, 相比于排桩加内支撑支护体系, 基坑开挖与地下结构的施工空间大, 施工更为方便。总之, 桩锚支护体系具备安全、可靠和适应性。
2 桩锚支护体系工作性能分析
在基坑工程中, 任何支护结构都逃不过土压力的魔爪, 就是说任何支护结构都受到基坑内外侧的土压力的作用, 桩锚支护体系也不例外。关于桩锚支护体系的工作性能分析, 就得从桩锚的受力方面入手来分析桩锚支护体系的工作性能。
1) 在桩锚支护体系中, 护坡桩的工作就是挡住其背后的土体, 阻碍土体向基坑内运动。护坡桩主要承受来自土体和腰梁的作用力 (此处不分析土体与桩的摩擦力等) 。来自土体的作用力分为坑外土体作用在护坡桩上的主动土压力和坑内土体对护坡桩的被动土压力作用。腰梁作用在护坡桩上的作用力的方向是朝向基坑外侧的, 对护坡桩起到挤压作用。基坑的开挖必然会导致土体的隆起, 而土体的隆起对护坡桩能够起到向上抬起的作用, 通过帽梁把排桩连城整体, 这样用桩的自重就能够抵消很大部分桩体的抬起。但是, 在基坑中, 人们最关心的还是桩体的水平向位移而不是桩体的抬起。
2) 锚索的工作是人为的给锚索施加预应力以主动调控基坑边坡的位移。锚索的受力主要分成两个方面, 其一是自由段的预应力, 另一则是锚固段受到的土体对其的作用力。锚索的锚固段是在基坑边坡潜在滑裂面之外的。如果没有对锚索施加预应力, 那么锚索的自由段显然是不受土体的作用力的。一旦对锚索施加预应力, 预应力是施加在锚索的自由段的钢绞线上的, 预应力通过钢绞线与水泥浆体的化学胶着、摩擦、机械咬合和挤压等作用而传递给锚固浆体。锚固浆体通过与土体界面的作用, 把力再传递给锚固段周围的土体。锚固体受到土体的作用力, 根据作用力与反作用力的原理, 那么对锚固体产生作用力的土体也必然受到锚固体对其的作用力。土体受到的锚固段的作用力则是通过土体自身传递到深部稳定土层中去。这样也就运用了土体的自稳能力, 也就是土体受到锚固段的作用力通过深部土体自身的稳定性来平衡。
以上是对护坡桩和锚索分别进行受力分析, 而桩锚支护体系是一个整体, 在分析其工作性能时, 必须得先分别把桩和锚的受力机理弄明白, 然后再把桩锚联合起来分析, 这样才能搞明白桩锚支护体系的工作性能。在桩锚支护体系中, 护坡桩和锚索之间相互作用的连接是通过钢腰梁 (在此以钢腰梁为例进行分析) 来传递它们之间的作用力的。基坑中土体的开挖, 对于土体来讲是一种卸载作用, 这种卸载致使土体内部的应力发生变化, 改变了原来土体中的应力状态。由于力的变化必然引起位移的变化, 所以, 基坑的开挖使坑外的土体发生向坑内的位移, 护坡桩的存在就是为了阻碍土体向坑内发生的位移, 从而使护坡桩受到坑内外侧的被动土压力和主动土压力的作用。桩的嵌固深度能够在一定程度上保证护坡桩的抗倾覆的稳定性, 但是不能很好的控制桩身以及周边土体的水平位移与护坡桩在水平方向上的受力平衡, 这样就需要锚索的作用了。锚索通过钢垫板、锚具和锁片与钢腰梁连接而施加预应力, 钢腰梁因此也就受到了预应力锚索的作用, 钢腰梁再把锚索对其的作用力传递给护坡桩, 这样钢腰梁也就给护坡桩提供了相反于坑外主动土压力方向的挤压护坡桩的作用力。锚索的预应力则是通过张拉锚索的自由段, 然后再通过锚具和锁片锁定在一个值上。预应力通过自由段的钢绞线传递给锚固段, 再由锚固段传递给土体, 土体再传递给深层稳定土体, 利用土体自身的稳定性来平衡预应力, 这就形成了类似“自产自销”的现象。
3 桩锚支护体系存在的问题
在分析护坡桩的工作性能时, 谈到主、被动土压力, 那么就存在这样的问题, 如何确定主、被动土压力, 如果土体位于地下水位线以下, 那么是水土分算还是水土合算呢?对于一个具体的基坑来讲, 护坡桩的间距该如何确定才安全、经济、合理。锚索的上下和左右间距又该如何确定, 既能保证锚索给护坡桩提供合理可靠的约束刚度, 又能不产生“群锚效应”。怎么样用统一的方法衡量锚固段与土体的作用, 钢绞线与水泥浆体的作用等等, 这些问题都等待着学者进一步的深入研究, 笔者就不在此赘述。
4 结论
桩锚支护体系不仅具备其自身的优点, 所以受到欢迎, 当然也存在一定的问题。基坑的开挖对土体卸载, 土体内部应力的变化引起坑内外土体对护坡桩产生主被动土压力的作用, 锚索的施加能有效的主动控制护坡桩与其周围土体的位移, 而预应力则通过锚固段传递给深层稳定的土体, 形成类似“自产自销”的现象。
参考文献
[1]刘国彬, 王卫东主编.基坑工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 2009.
支护体系 篇7
1 项目概况
WEGAGEN银行大楼位于埃塞首都亚的斯亚贝巴市中心, 是一栋集办公、购物、餐饮为一体的高层建筑。工程场地现已有围墙封闭, 该工程用地面积2 263m2, 建筑物占地面积1 900m2, 现场场地平坦, 周边均有建筑物, 场地狭小。该办公大楼地上24层, 地下3层半为车库、仓库、设备用房, 层高3.4m, 地上一层为夹层, 层高5.95m, 其它层高3.8m, 建筑总高度为109.67m, 总建筑面积为32 159m2;±0.000m相当于该国建筑规范规定的绝对标高101.33m。地下室基底最大深度15.2m。
该工程±0.00相当于绝对高程101.33m。自然地面标高99.80m (-1.53m) ;基坑开挖2 265m2;周长约192m, 基坑开挖深度为13.07~13.67m, 重要性等级为一级, 临时支护结构调整系数1.0。
该工程距东边12层建筑物为8m, 距西边6层楼柱2m, 西边距加油站15m, 距楼20m, 北边距道路6m, 南边距挡土墙5m。
2 使用WBS-RBS矩阵方法进行风险识别
RBS (Risk Breakdown Strcture, 风险分解结构) 是一个定义潜在风险源的树状层级结构。这些分组定义了一个项目面临的全部风险。RBS的概念是由美国PMI专家David HIillson首次提出的, 紧接着他便提出了RBM (Risk Breakdown Matrix, 风险分解矩阵) 的概念, 把工作分解结构和风险分解结构结合起来。
WBS-RBS法的基本步骤是: (1) 构建WBS。 (2) 构建RBS。 (3) 将WBS与RBS交叉构建RBM。 (4) 根据风险触发和转化的客观规律, 根据RBM划分的风险单元进行判断。存在则为1, 如果不存在或发生可能性极小或后果很轻微则为0[1]。
结合该项目风险的特点和项目的工作分解矩阵对项目进行分解, 并构建WBS-RBS矩阵。见表1。
经专家评议, 合并同类风险因素, 最终得到该桩锚支护体系风险的二级风险源下的具体风险因素。
1) 自然风险, 自然风险主要是恶劣的天气、气候、自然灾害, 现场不良地质环境, 地下水突涌等, 结合深基坑的工作包构成风险包, 因为埃塞俄比亚位于非洲, 地下水突涌的风险十分微小, 可以忽略不计。故该项目面临的自然风险主要有不良地质环境, 连续的阴雨天气, 现场作业环境等。
2) 经济风险, 经济风险主要有经济形势变化和市场变化, 汇率变化、通货膨胀等, 对该项目均有一定的影响, 埃塞俄比亚属于发展中国家, 经济基础薄弱, 经济不稳定, 物价波动频繁, 而且市场中的材料、人工价格变动都有可能对项目目标的实现有一定的影响, 而且在人民币升值的预期下, 汇率变动的风险很大。
3) 社会环境风险, 埃塞俄比亚政局稳定, 但是该工程地处海外, 产业政策、相关法规多有与国内不同之处, 埃塞俄比亚的政府工作效率, 官员廉洁程度, 当地工人的素质等也都与项目目标息息相关。且埃塞俄比亚是位于非洲的发展中国家, 治安状况不容乐观, 我方工人的身体健康、人身安全, 项目施工机械及材料的安全等都是项目面临的风险。
4) 组织管理风险。项目甲方是埃塞俄比亚政府, 与甲方的沟通, 施工现场管理, 如现场机械的防火漏电管理, 面对风险时的应急处置, 风险管理制度是否全面, 是否得到了贯彻执行等因素都属于组织管理风险的范畴
5) 技术风险。该工程的勘察工作由埃塞当地完成, 地勘报告等资料不完整, 是技术上面临的最大风险, 基坑支护设计由国内进行, 由于未到现场, 设计方案也是风险隐患之一, 施工组织设计, 开挖、支护、挖孔、成桩、喷射混凝土护坡的施工技术水平都影响到基坑的安全。施工过程中对基坑自身位移及周边建筑的变形监测由我方进行, 在新的支护设计方案下, 对监测数据的处理和使用对基坑安全尤为重要。
3 风险评价
采用模糊综合评判方法进行风险分析就是利用模糊数学的方法对模糊的信息进行处理, 然后用得到的信息建立相应的数学模型, 最后得到分析结论。模糊综合评价首先要建立模糊评价集合, 评价集合包括标准集与因素集, 标准集即模糊综合评判的评价标准, 因素集即评价的对象, 评价标准的确立应参考项目的目标综合确定。然后要收集相关的数据, 确定各因素的隶属度或隶属函数。最后需要对模糊数据进行处理, 因为各个因素对项目目标的重要性是不同的, 应通过数学方法确定其权重。最后根据需要建立数学模型, 工程项目中还需要结合工程实际进行综合评价, 得出最终结论[3]。
根据因素集和评价集设计专家调查表, 结合该工程的特点和评价准则进行专家评议, 该次评议共邀请工程方面的专家、项目经理等共10人。评价结果如表2所示。
通过层次分析法确定各因素的权重, 并以准则层的权重系数为Wi, 可以根据式 (1) 得出每个Ri的单因素评价结果
B1= (0.360 0, 0.440 0, 0.120 0, 0.080 0, 0)
B2= (0.100 0, 0.600 0, 0.200 0, 0.100 0, 0)
B3= (0.177 0, 0.564 8, 0.145 9, 0.112 2, 0)
B4= (0.262 8, 0.511 3, 0.189 4, 0.036 6, 0)
B5= (0.284 6, 0.322 2, 0.293 3, 0.100 1, 0)
把所有的Bi综合构建综合评价矩阵R= (B1, B2, B3, B4, B5) T。
根据式 (1) 可得综合评价向量B= (0.228 7, 0.445 5, 0.230 2, 0.095 7, 0)
埃塞俄比亚气候干燥, 土质良好, 因此超深基坑桩锚支护体系工程面临的自然环境条件是比较好的, 自然环境风险相对较低。而当地技术条件落后, 深基坑支护方案的设计又在国内进行, 勘察、设计、施工等技术风险相对较大。但是勘察设计等风险虽然损失较大, 但是一方面由于埃塞俄比亚当地土质条件很好, 而设计由我方经验丰富的设计人员进行设计, 施工由我方委派专业的施工技术人员进行监督指导, 再加上严密的风险监控, 故技术风险的风险等级依然是二级, 可接受的风险。
但是埃塞俄比亚本身是发展中国家, 市场并不完善, 通货膨胀十分严重, 市场波动和汇率风险无法避免, 只能尽量降低损失, 故经济风险的风险等级反而最高。当地治安、卫生等条件均较差, 需要额外的支出来降低风险, 故风险等级均较高。
埃塞俄比亚是位于非洲的发展中国家, 可以预见在埃塞俄比亚的项目会越来越多, 是一个值得开发的市场, 为了开发当地市场冒一定的风险是值得的。且经过风险分析, 该项目综合风险等级为二级, 在加强风险监控和动态评估的基础上, 该项目的机遇是远大于风险的。
4 风险应对
为保证深基坑工程施工过程中的人员安全, 该工程基础施工前, 由工长向全体工人进行安全技术交底, 详细交待作业的目的、要求、注意事项。由安全员负责跟班监督检查, 随时纠正、处罚违章行为。安全施工距离:人员之间2.5m, 机械之间10m。用钢管搭设坑底临时人行阶梯, 以利于上下。宽度为1.5m, 坡度1∶3。每天监视测量基坑边坡稳定情况, 发现异常应立即采取相应措施。
1) 遇到雨雪天气后应及时对基坑进行全面检查, 发现大面积裂缝或坍塌等情况应及时处理并进行安全备案。
2) 每天对基坑进行定期巡查, 做好安全记录, 填写风险态势监测跟踪表 (表2) 。发现裂缝应及时上报。
3) 基坑边1m以内禁止堆放材料, 基坑边3m内不能过载重汽车, 防止基坑坍方。
4) 基坑护栏边不能有杂物, 防止落物伤人。
5 结语
在严密的时事检测和管理措施下, WEGAGEN银行大楼深基坑工程桩顶最大水平位移32.32mm。支护桩倾斜和基坑形变, 周边建筑沉降均在正常范围内, 目前该深基坑工程已经圆满完工。
参考文献
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