偏压深基坑(通用8篇)
偏压深基坑 篇1
辽宁省营口市沿海大厦工程,主楼地下2层,裙楼地下1层,基坑开挖深分别为7.5m、4.8m。主楼基坑平面尺寸为50.9m×20.8m,裙楼平面为圆形,半径18.73m。基坑开挖采用1∶1自然放坡,基坑边坡四周-4.0m标高处设环形马道,宽1.0m。
1 地质状况
地质报告表明,大厦场地土质情况从上至下依次为:
1)杂填土:松散状态,主要成份为建筑垃圾,平均厚度2.6m,层底埋深1.5~3.2m;
2)第四系(Q4)湖相沉积:粉质粘土,黄褐色,饱和,可塑,呈中压缩性,平均厚度1.4m,层底埋深3.50~4.80m;粘土,褐色,饱和,可塑,呈中压缩性,平均厚度1.80m,层底埋深4.00~6.80m;粉质粘土,黄袍色,饱和,可塑,呈中压缩性,平均厚度5.10m,层底埋深9.70~12.30m;粉质粘土,饱和,可塑,呈中压缩性,平均厚度9.60m,层底埋深22.50m。
场地内的地下水埋深-2.4~-2.8m,稳定水位-2.56m,属第四系(Q4)上层滞水,地下水量丰富,水流方向由西向东。
2 基坑降水深度要求及降水方案选择
工程主楼与裙楼基坑深度不同,但由于主楼与裙楼相接长度为34.2m,综合考虑降水按一个基坑计算,深度取值要求降深应低于主楼开挖基底不少于0.5m,即降水深度取值S为5.44m。
人工降低地下水位常用井点降水法,井点降水又可分为轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、深井井点、无砂混凝土管井点以及小沉井井点等。对降水深度较深、涌水量大、降水时间长的,宜采用深井井点和小沉井井点降水两种。
工程施工降水特点是地下水丰富,水位较高,需降水面积大,基础施工中及施工完成后一定时间内均需控制地下水位标高。要求采取比较持久和可靠的降低地下水位措施,以免造成基土浸泡破坏和边坡塌方,影响工程顺利进行。根据实际工程规模、特点及工地设备条件,经对深井井点和小沉井井点降水两种方案比较后,确定采用小沉井井点降水。
3 井点设计和基坑涌水量计算
工程根据营口地区经验,沉井降水系统采用中口径(D=1.0m)预制混凝土管井井群,至拟建工程四周坐钟型平面布置,井底计划比主楼基坑底标高降3.9m。另外,在基坑中部设水位观测井1眼。基坑底部四周设集排水明沟,用于收集基坑中和坑壁局部渗出的地下水及自然降水。
基坑降水的涌水量与场地水文地质条件、基坑的形状、大小及补给水边界条件等都有关,根据工程地质勘察报告所提供的工程水文地质条件,工程降水按无压非完全井计算。
3.1 基坑总涌水量计算
a) 最小要求降深S
b)有效带深度H0
含水层厚度地质资料没有说明,查《建筑地基与基础施工手册》(江正荣编)中表3-17, L取2m, S’=7.5-2.56+3.9-2=6.84m,则H0=16.24m。
c)基坑假想半径X0
由于该基坑长宽比不大于5,所以可以化简为一个假想半径为X0的圆井进行计算:
d)渗透系数K
参考《建筑地基与基础施工手册》(江正荣编)中表1-6,并根据本地区经验取K=5×10-3cm/s=4.32m/d。
e)抽水影响半径
3.2 计算井点管数量和间距a)单井出水量
根据沉井下部构造,本工程视沉井底部2m范围内渗出水可全部通过混凝土管壁及滤砂笼,则
b)需井点管数量
3.3 校核水位降低数值
4 工程实践及效果
实际施工中,考虑到主楼和裙楼降水深度要求差异较大,因此对两处的井群布置采取了不同的方案。
1)裙楼基坑降水:要求降深较小,沉井井群按降水计算结果,沿基坑周边均匀布设4眼井,井深度减少至8.2m。
2)主楼基坑降水:要求降深较大,井群采用双层布置,同时在基坑四角和地下水流上源相应增设井点数量,即一层井点设置9眼井,在自然地面下挖深9.1m;二层井点设置8眼井,在-4.0m处(马道上)下挖深7.7m,井底达到基底以下4.2m。井群双层布设,降低单井挖深,从而减少了施工难度,加快了降水速度。同时采用双层井点,降低了水力坡度,有利于避免管涌等不良地质现象的产生。
基坑形成后,主楼南侧靠近裙楼的局部基底表面有1~2cm深积水,分析是由于该处地下水得到裙楼基坑底地下水的不断补充,使主楼井点降水曲线于该处不能达到设计深度的要求所致。因此在主楼与裙楼基坑交接处设通长集排水明沟,截断来自裙楼基底的地下水。
通过以上方案及措施,主楼、裙楼基坑降水9天内达到设计降深要求。基础施工阶段,基坑相当干燥,基底地下水位稳定、均衡。
摘要:辽宁省营口市沿海大厦工程, 主楼与裙楼的基坑浓度不同, 降水浓度要求差异过大, 因此, 对粘性土场地的深基坑降排水采取了不同的方案。
关键词:基坑降水,井点设计,工程实践
偏压深基坑 篇2
1、前言
预应力锚杆在土层中斜向成孔,依靠锚固体与土体之间的摩擦力、拉杆与锚固体的握裹力以及锚杆强度的共同作用来承受部分作用于支护结构上的荷载。预应力锚杆改变了基坑的受力状态,减小了基坑坑壁位移,维护了结构物的稳定。
预应力锚杆和钻孔灌注桩组合基坑支护方法一方面通过钻孔灌注桩来承担支护结构上的荷载,另一方面通过预应力锚杆将拉力传递到稳定的土体,即锚杆穿过滑动面或不稳定区深入土体深层,利用对锚杆施加张拉应力,使锚固体不发生位移趋势。
2、工法特点
2.1进行锚杆施工作业的空间不大,适用于各种地形和场地。
2.2由锚杆代替内支撑,可降低造价,改善施工条件。
2.3锚杆拉力可通过抗拔试验确定,因此可保证足够的安全度。
2.4通过对锚杆施加预拉力来控制支护结构的侧向位移。
3、适用范围
本工法适用于深基坑支护工程,特别适用于邻近有建筑物或地下管线而不允许有较大变形的基坑支护工程。
4、工艺原理
4.1钻孔灌注桩和预应力锚杆通过围梁形成二元挡土围护结构,该支护体系通过整体刚度来控制基坑变形。一方面通过钻孔灌注桩进行挡土,另一方面,通过预应力锚杆将支护结构承受的力传递给稳定地层,对锚杆施加张拉应力,有利于锚固体与土体之间的摩擦力、拉杆与锚固体的握裹力以及锚杆强度的共同作用,使锚固体系保持稳定。
4.2预应力锚杆由锚头、自由段和锚固段组成,是一种将拉力传至稳定土层的结构体系,锚头是用于锁定锚杆拉力的部件,由锚具、托板、螺帽等组成;自由段是将锚头拉力传至锚固段的中间区段,由钢绞束、注浆体和防腐构造组成;锚固段将作用在锚头的拉力传递给稳定地层。
5、施工工艺
5.1工艺流程。钻孔灌注桩施工→锚孔定位→钻孔→插锚杆→第一次注浆→第二次注浆→围梁施工→张拉封锚→施工监测。
5.2钻孔灌注桩施工。
5.2.1施工工艺流程采用如下:钻孔灌注桩桩机就位→成孔→第一次清孔→钢筋笼吊装→安装混凝土导管→第二次清孔→安装漏斗、隔水栓→灌注水下混凝土→拆除导管、漏斗。
5.2.2导管埋入混凝土面的深度为2~4m,在灌注过程中,导管应勤提勤拆。每隔15min将导管上下活动几次。在混凝土灌注过程中,要始终控制好导管内混凝土表面至泥浆面的高度,以灌注时孔内混凝土均匀缓慢上升、泥浆无剧烈翻滚为佳。
5.2.3在灌注混凝土的施工中,确保混凝土浇筑的连续性。每盘混凝土时间间隔应不大于0.5h,若有一定的`时间间隔,每隔10min在小范围内上下活动导管2~3次,延长混凝土的初凝时间。
5.3锚孔定位。锚杆钻机就位时应准确,底座应垫平,钻杆的倾斜角度应用罗盘校核,角度偏差不大于2,高差不超过30mm。成孔施工前应在场地中挖好排水沟,以避免因泥浆随意排放而影响施工。
5.4钻孔。
5.4.1施钻时钻头要对准锚杆孔孔位标识下钻,最大孔位偏差不得大于100mm,初始时应用小功率缓慢钻进,钻进约500mm后,校正钻孔方向,全功率钻进。为了准确控制钻孔的角度,在施钻时要由当班技术员用地质罗盘控制钻杆方向,使钻孔角度偏差控制在2以内。钻孔深度通过在钻杆上所作标记控制,要求钻孔深度不小于杆体有效长度,并不大于设计孔深200mm。
5.4.2锚杆钻机钻进过程中,泥浆性能根据地质情况进行调整。当钻到粘土层时,泥浆比重采用1.05×103Kg/m3~1.1×103Kg/m3;当钻到砂层时,泥浆比重采用1.2×103Kg/m3~1.3×103Kg/m3。
5.4.3钻机钻进速度为0.3~0.5m/min,退出速度为0.5~0.6m/min。
5.5清孔。采用往复式压浆泵进行大泵量清孔3~5min,把孔内沉渣和孔壁泥皮冲洗干净,孔底沉渣小于等于300mm。
5.6锚杆加工制作。
5.6.1锚杆自由段采用涂防锈油并外包二层塑料薄膜的处理方法,保证钢绞束与注入的水泥净浆体隔离,在拉力的作用下,锚杆自由段进行充分的弹性拉伸,将预应力有效传递到锚固段。
5.6.2在锚杆制作中,锚杆锚固段设置定位架,定位架间距为2m,外径小于钻孔直径10mm。
5.7插锚杆。
5.7.1插锚杆工人必须熟悉各个孔的孔向,以便杆体能够一次性顺利插入。插杆要缓慢、匀速,切忌扰动杆体,造成浆液下掉和注浆不密实,采用棉纱将孔口临时封口。
5.7.2安插锚杆前先将托板、螺帽戴上,防止插杆过程中浆液污染杆体丝口,避免丝门损坏而使螺帽不能顺利安装,当丝口被污染要及时清理。
5.8注浆。
5.8.1注浆管是随着钢绞线一起埋在孔内的,并每间隔0.5m钻一对注浆孔,用胶布将小孔包扎好,以防止浆液堵塞该注浆管。
5.8.2第一次注浆分锚固段注浆、自由段注浆。锚固段注浆是顺着钻杆注浆,水泥浆液通过钻杆送到锚孔底部。注浆压力从开始的0.5MPa逐渐加大至2.0MPa;水泥浆液从钻头底部顺着已扰动的地层充填和包裹锚固段的锚杆。当水泥浆灌注到锚杆自由段附近时,停止注浆,并开动钻机卸掉上部的钻杆。接着开始自由段注浆,注浆压力约为0.5MPa,随着灌注的水泥浆液的上升,慢慢拔出一次注浆管和起拔孔内套管。
5.8.3第二次注浆与第一次注浆的间隔时间在8~12h为宜。第二次注浆的压力从2.5MPa注浆升高,直到注不进浆液为止。注浆过程采用稳定的低~中等灌浆速率,在灌浆全过程中逐渐提高压力,使浆液向土体逐渐扩散。
5.9围梁制作。围梁紧贴竖向钻孔灌注桩,围梁基槽宽度应较围梁宽大100mm左右,以留下足够的立模空间,待模板拆除后再进行回填。基槽内铺设20mm厚砂浆作为找平层,若遇局部架空则采用M7.5浆砌片石嵌补,然后在其上进行围梁钢筋绑扎。
5.10张拉锁定。
5.10.1锚杆养护8d~10d后,当锚固体强度大于15MPa,并不小于预定强度的75%,方可进行预张拉。
5.10.2张拉程序采取如下:先取10%预定轴向力进行预张拉,使各部位紧密接触。张拉时按预定荷载的10%逐级加荷,每级荷载的观测时间在5min以上,并待变形稳定后方可进行下一级荷载的张拉,达到预定荷载并稳定10min后,卸荷至80%预定值锁定。
5.10.3张拉锁定系统事先经过标定,并将油压表的读数换算成张拉压力进行控制。在锁定过程中,采用锚杆预定承载力进行校核,即锚杆按预定承载力100%张拉持载5min后按预定承载力的70%锁定。
5.11施工监测。
5.11.1施工监测包括:
(1)锚杆的轴力监测,根据锚杆应力监测情况,在锚杆应力损失过大时对锚杆进行二次张拉;
(2)支护位移的量测;
(3)地表开裂状态的观察;
(4)附近建筑物和重要管线等设施的变形测量和裂缝观察;
(5)基坑渗水、漏水和基坑内外的地下水位变化。
5.11.2在土方开挖期间对于基坑边坡土体顶部水平位移和支护结构侧移必须每日观测不少于一次。当基坑开挖深度增大或发现变形发展较大时,必须加大监测频率;当变形急剧发展或出现破坏预兆时,必须对变形情况加密监测。
6、主要材料及施工机具
6.1主要材料。锚杆浆液水灰比采用0.4~0.45,水泥浆液的配比是水泥∶水∶早强剂∶膨胀剂=1∶(0.45~0.5)∶(0.007~0.01)∶0.07。
6.2主要施工机具。主要施工机具如表1所示。
6.3劳动力组织
7、质量控制
7.1锚杆钻机施工前必须用枕木垫稳,前后设支撑,操作位置铺设机台板,准备就绪后才能开钻。
7.2制作锚杆的钢绞线、锚具、注浆管以及支架都应符合设计要求,具有出厂合格证和试验报告,并按要求现场取样进行复试。
7.3锚杆孔位水平偏差不大于20mm,垂直方向误差小于10mm,钻进过程中,每5m测量一次成孔角度,钻孔底部的偏斜尺寸不应大于锚杆的3%。
表1主要施工机具序号机具名称单位数量1钻孔灌注桩钻机台12锚杆钻机台23注浆泵台34排污泵台15搅拌机台26锚杆张拉机台27往复式压浆泵台18反铲挖土机台19自卸式运土车台110交流电焊机套1表2主要劳动力计划表序号工种名称人数工作内容1项目经理1对施工整个过程进行全面管理2技术负责人1施工技术指导3质量员1质量管理工作4安全员1安全管理工作5钻工4操作钻机、钻孔、移位、维修6泵工2操作压浆泵7测量工2基坑监测8机修工1设备维修保养9电工1设备和照明用电10挖机操作工1挖土11普工6搬运材料、运输等
7.4锚杆入孔前应保证平直,并消除其表面的油渍、铁锈或其他污物,以保证锚杆与浆液的粘结力。
7.5锚杆注浆施工时注浆管要距孔底保持50~100mm距离。在注浆过程中,边灌边提注浆管,保证注浆管管头插入浆液液面下500~800mm,严禁将导管拔出浆液面,以免出现断杆事故。
7.6注浆浆液搅拌均匀,随搅随用,浆液保证在初凝前用完,并严防石块和杂物等混入。若注浆出现间歇,必须采取措施。实际注浆量不得少于锚杆的理论计算量,即注浆充盈系数不得小于1.0.注浆体终凝前严禁扰动锚杆。
8.安全措施
认真贯彻“安全第一,预防为主”的方针。在施工过程中施工人员要严格执行岗位责任制条例和安全操作规程,明确各级人员安全职责,抓好安全生产。
8.1基坑周边不得堆放生产物资和施工材料加工场以及通行重型车辆,因场地原因必须设置堆场、加工场或通行车辆时必须对该部位的围护结构采取可靠的加固措施。
8.2基坑周边及支撑上设置的安全通道必须设高1m的围栏,围栏用48的钢管双道横管,用醒目的颜色油漆,围栏侧边用
竹笆遮挡。
8.3要在指定电箱上接现场用电,振捣设备有专用开关箱,并接漏电保护器,接线不得任意接长。电缆线必须架空,严禁落地。
8.4当基坑周围建筑物发生严重开裂、倾斜时,应立即组织人员紧急疏散,并立即进行支撑加固或拆除。
8.5采取措施防止碰撞支护结构或扰动基底原状土,发生异常情况时,应马上停止挖土,并立即查清原因和采取措施。
8.6压浆泵使用过程中,如出现压力骤然上升或下降时,应立即停机检查,排除故障后方可使用;停机检查时,应安全降压后,方可打开管路。输送软管必须连接牢固和密封,不得发生断裂或泄漏现象。
8.7电缆线路应采用“三相五线”接线方式,各种电气设备应处于完好状态,机械设备的运转部位应有安全防护装置,电气设备应可靠接地、接零,并由执证人员安全操作。电缆电线应架空设置。
9、环保措施
9.1现场设置的泥浆池、排水沟、集水坑架设围护栏杆,同时防止泥浆外溢乱流污染环境。
9.2钻孔灌注桩施工废泥浆及时外运,排水沟保持畅通,集水坑积水随时外排,生活垃圾废水、废渣专人及时清理。
9.3对施工场地道路进行硬化,土方运输中散落在场地的渣土专人清扫干净,晴天有专人对施工通行道路进行清扫洒水,防止尘土飞扬,污染周围环境。
10、效益分析
对深基坑支护的探讨 篇3
关键词:支护结构优化设计与研究;工程实例
引言
深基坑是城市高层建筑的基础深基坑技术的发展水平,直接决定了城市高层建筑的地基质量。
一、深基坑支护工程的特点和要求
深基坑工程一项由岩土工程、结构工程、环境工程等多个学科相互交叉、相互影响的较为复杂的系统划的工程,是一门理论与实践有着很大发展空间,函待发展的新的综合技术学科[2]。受地质、水文等因素影响,深基坑工程区域性特征非常明显,不同的地质条件下,如工程地质和水文不同,深基坑工程区域的体现的多样性更为突出。
深基坑的工程建设周期长,在地面下,从开挖到结束过程中的所有的隐蔽工程,受许多不利影响,如经常遇到强降雨、周围地基地面堆载超负荷、地基处地面受施工、汽车行驶等导致的振动等,具有很大的随机性安全程度的保障,技术复杂性较高,远超永久性的基础结构或工程上部结构[3]。坑的深度,平面形状随时间变化和外部条件更迭,对稳定和变形的影响将会更大。
二、合理选择深基坑方案的支护方案
深基坑的支护方案主要包括下列几种:
1、设置在基坑周围的悬臂支护桩土,是使用钻孔灌注桩或打入式钢管桩的类型,其主要用于基坑工程的埋深较浅工程(约5到7米)。
2、采用逆作法施工。沿着地下室外墙,在间隔相同的距离,逐层往下进行逆作施工,同时设钻孔灌注桩或人工挖孔扩底桩。这个方案其最大的优势是将支护措施与地下工程的主要结构的组合,更经济,但施工困难,速度较慢的是逆作部分人工挖掘的部分。
3、没有锚隔阻了基坑外侧设闭合的挡土土拱圈。它是一种新型的挡土结构,由建研院地基发明。该结构能充分发挥,混凝土的抗压强度较好的材料特性。场地较大时宜优先采用。
4、设置在顶部的挡土桩内支撑或外拉杆,使悬臂桩顶自由端改变,变成铰支端,减小桩身弯矩及桩顶侧移。该基坑方案的使用范围受建筑工地的面积约束。
5、水泥土深层搅拌桩支护:其优点是利用重力式挡土墙,不需要支撑,在基坑内开挖方便,搅拌桩施工时没有环境污染,低成本和良好的防渗,适合3 ~ 6米的基坑开挖深度。
6、钢板桩:槽钢的正反扣搭接组成,或使用U型和Z型锁口钢板桩制成。用打入法打入土壤,支持任务完成后,可以回收再利用,适合3 ~ 10 m的挖掘深度。
7、钢筋混凝土板桩:桩的长度6 ~ 12米,打入地下后,上面浇注钢筋混凝土环梁,设置一道支撑或拉锚,用于基坑开挖深度3 ~ 6米。
8、钻孔灌注桩挡土墙:600 ~ 1000毫米直径,桩长度15~ 30米,组成排桩式挡墙,顶部浇筑钢筋混凝土圈梁,用于基坑开挖深度6 ~ 13米。
9、地下连续墙:支护结构施工期间,这个支护结构对环境影响较小,土层条件适应性强,墙体抗弯刚度、具有良好的防渗性能和完整性,但成本较高,适用于达到超过10米的基坑开挖深度或施工条件较困难的局面。
10:锚喷支护:我国最早用于地铁工程,1980年代初应用为高层建筑深基坑支护,在自然土壤,锚定方法以钻孔灌注为主,受拉杆件有粗钢筋、高强度钢梁和钢链等。
深基坑支护方案的选择,受多种因素影响,所以,一定要合理的选用安全可靠、技术先进又经济合理的方案。
三、某商住楼深基坑支护工程实例
1、工程概况
這一栋高层建筑,集地下车库、商业、住宅等功能于一身,工程是多元化的。同时由于工程紧邻湖泊项目土质情况非常复杂。工程坑大面设计较浅,开挖深度为地下6.2米,采用独立基础加筏板形式,基基坑局部角落较深,开挖深度达到地下9米,最大开挖深度可以达到地下12米,(最深处为基坑内四个电梯井)开挖土方总量超过32000立方米。
2、工程地质条件
根据地质报告,不良土质的素填土厚度为地下-0.8~-4.3米,而且场地不良土质的素填土带分布范围广泛。分布在素填土带下面,有大量分布全风化泥岩、全风化泥质粉砂岩,厚度为地下0.7米~3.2米,该土层虽土质纯净,但遇水变软、易崩坍;地质报告显示,对土层稳定性威胁较大,地下水位较高,水位平均在地下2.5米左右,必须进行支护加固。
深基坑支护要确保基坑周围的建筑物、地下管线、道路的安全。同时需要确保边坡的稳定性,满足变形控制的要求。现在支护结构技术不断改善,出现了很多新的支护结构形式和边坡的稳定性的方法。
3、支护方案的选择
本工程设计采用土钉墙支护结构,它基于原位土壤强化、充分利用原位土壤自支持角色的能力一般比桩墙支护结构节省成本30%~ 60%,因此可以大大降低支持成本,同时又有施工周期短的优点。
支持方法稳定可靠,简单,施工方便,施工周期短,效果好,经济好的优点,具有显著的经济效益,适合实际情况。确保挡土墙稳定、整个基坑边坡从上到下全部采用土钉墙锚杆护壁,边坡的整体稳定性较好。
综上所述,考虑到施工现场条件,利用采用同济大学的“深基坑支挡结构分析计算软件FRWSv4.0”确认后计算,并根据环境和基坑开挖深度,需要采用不同的配置形式,用土钉墙对该基坑进行支护是完全可行的。普通水泥砂浆土钉,直径Φ为l00mm,土钉倾角为15°,内配一根Φ18Ⅱ级钢筋,放坡角度取10度,水平间距1200mm,面层混凝土板墙厚度为l00mm,有土钉处沿纵横向配置2Φ14同长加强筋(纵向配置2Φ16,L=200mm),强度等级为C20,内配6@200钢筋网。
4、施工工艺
(1)施工工艺流程
土方开挖→基坑边坡修整→放点→成孔(钻孔)→放人锚筋及注浆管→注浆→设置泄水孔→墙面布筋→喷射混凝土→养护。
(2)钻机定位成孔
成孔设备采用两套回转式钻孔机,是由地质矿产部重庆探矿机械厂生产的MGJ-50型。同时,为了满足土钉施工倾角的需要,还进行了钻机的改造配套工作。基坑采用分层开挖的方式,挖完第一层后设备立即进场进行土钉施工,避免土坡暴露时间过长。
(3)土钉锚钉的安装与孔内注浆
大部分土钉为1Φ22钢筋,长度L=7000~9000mm。
孔灌浆使用泥浆充填胶凝材料选择425普通硅酸盐水泥,水灰比为0.45 ~ 0.5:1,使用压力灌浆方法,将注浆导管底端插入孔底后才开始注浆,待空口溢出水泥时再将导管以匀速缓慢撤出,以保证孔中气体能全部逸出,直至全孔灌注浆注满浆液为止。
(4)锚固端处理与喷射混凝土板墙
布置完面层钢筋网后,先在距锚钉端头200mm处采用穿孔塞焊一块150mm×150mm×8mm的钢板,然后在钢板外侧锚钉端部两侧沿锚钉长度方向焊上三根Φ12、长度为150mm的通长加强钢筋互相焊接,使所有土钉相互连接成一个整体。喷射混凝土配合比为水泥∶瓜米石∶中砂=1∶2∶2,内掺速凝剂及早强剂,要求混凝土强度达C20以上。
喷射前,先在边壁面上垂直打入短钢筋段作为标志,以保证施工时得喷射混凝土厚度达到规定值。100mm厚的板墙分两次喷射,每次厚道控制在50~60mm;120mm厚的板墙分3次喷射,每次厚度控制在40~50mm。在继续下步喷射混凝土工作时,要求工人仔细清除预留施工缝结合面上的浮浆层和松散碎屑,并喷水使之潮湿,待混凝土终凝后2小时,立即开始连续喷水养护5~7天。
(5)排水系统的设置
在基坑上边构筑排水沟,流至西南面的沉沙井后排入市政管网。并将施工场地做硬化处理。然后于土钉注浆完成后,在基坑侧面插入长度为500mm,直径为60mm的UPVC排水管,使其外端伸出支护混凝土板墙外50~60mm,管内填碎石做滤水层以利混凝土板墙后的积水排出。
四、深基坑支护优化设计
1、深基坑设计优化要求
鉴于深基坑在条件差、进度快、质量高、任务重等前提下进行实施,这对于设计人员和施工人员都是一个不小的难度,在设计与施工中的具体要求是设计先进、施工方便、安全可靠、经济合理。
2、深基坑支护结构设计计算法制
深基坑支护结构设计计算法则主要有两种,一是经历平衡法和等值梁法,一是弹性地基梁m法及弹塑有限单元法。
3、设计优化思路
如果对于基坑深度不大的支护工程,首先应该考虑悬臂式支护结构,其结构形式可以分成地下连续墙与桩排支护结构。它主要是利用地面下的土压力保持支护结构的平衡,当工程边坡土质比较良好以及地下水位比較低时久可以采用桩排支护结构。由于地下连续墙拥有良好的整体性、防水性和抗弯性,并且墙体的长度可以根据工程的需要进行调节,各种深度的基坑都可以运用,也可运用逆作法施工,所以在目前的运用比较广泛。如果基坑深度比较深,而且要求边坡变形比较高时,就应该考虑采用悬臂式支护结构增加内支撑结构,内支撑一般运用内支撑形式或者锚杆拉接方式和悬臂式支护结构组成混合式支护结构。
参考文献:
[1]肖武权,冷伍明;深基坑支护结构设计的优化方法[J];岩土力学;2009。
[2]邵志超;建筑工程深基坑支撑式排桩支护结构施工技术的应用[J];科技创新导报;2010。
深基坑监测 篇4
某地铁停车场地下库区建筑面积为61 781.7 m2,基坑开挖深度约为12m,基坑围护方式分以下几种:①列车运用库(长约300 m、宽约120 m)和相邻的道岔咽喉区(长约150 m、宽32~120m)采用双排桩支护结构,局部土层为岩层的采用放坡+土钉形式;②出入段线(长约200 m、宽约15 m)和相邻的道岔咽喉区(长约350 m、宽15~32 m)采用单排灌注桩+二道支撑的支护结构;③内支撑:第一道采用砼支撑,其他各道采用钢管支撑,支撑水平间距为6m。
2 基坑监测方案设计原则
根据设计要求、地质条件和施工方法,结合现有的监测技术,按照“全面监测,突出重点,保证安全”的总体原则,合理选择监测项目,优先监测关键部位和重点保护路段,合理布置监测仪器,使监测方案高效稳定,方便适用,经济合理。同时,尽量排除施工干扰,最大限度地获取监测信息,达到监控施工的目的,为设计和施工提供必要的信息和依据。
按照《停车场施工图设计》、图纸会审和有关规范,结合本基坑工程的特点,确定监测项目和监测点,制订监测方案,进行全面、系统的监测和监控,及时反馈监测信息,实现停车场工程的信息化施工。
3 基坑监测的内容
本工程基坑重要性等级为I级,根据基坑土方开挖方案,确定本工程基坑监测的内容,具体监测内容包括:①沉降观测;②支护桩顶部水平位移监测;③支护结构深层水平位移监测;④支护结构受力监测,即布置钢筋计算监测支护桩的受力状况;⑤水平支撑轴力监测,即监测支护桩结构内支撑轴力;⑥周围环境监测,即人工巡视和观察周围房屋等建筑物和土体表面裂缝等。
4 监测方案
4.1 监测点仪器安装和埋设
4.1.1 沉降监测
沉降监测包括两项内容:①水准基点埋设。根据基坑情况布设3个以上基准点,并设置一定数量的工作基点,基准点应埋设在沉降影响范围外的稳定区域;②沉降点布设。沉降点共埋设156个,其中支护结构顶部109个,地面沉降点47个。
冠梁沉降观测点布置在冠梁顶部,沿基坑冠梁间隔20 m左右设置监测断面,共埋设109个冠梁沉降监测点。
地面沉降点在基坑纵向方向每隔50 m左右埋设一个断面,共47个观测点。在地面设置沉降标志,地面沉降点的埋设方法是采用钢钉或Φ14、长0.2 m左右的钢筋打入地下,地面用混凝土加固。地面测点分布详见图1.
4.1.2 支护结构顶部水平位移
水平位移观测点布置在冠梁顶部。支护结构顶部的水平位移观测点,沿基坑冠梁间隔约20 m设置监测断面,共109个水平位移监测点。
4.1.3 测斜管埋设
采用测斜仪监测支护桩深层侧向水平位移。沿基坑冠梁间隔40~50 m设置一个监测断面,共埋设测斜管约39个。测斜管布置在支护桩体内,露出冠梁顶部10~20 cm。
4.1.4 钢筋计设置
事先根据监测点应力的计算值选择合适的钢筋计量程,在安装前对钢筋计进行拉、压两种受力状态的标定,共对39根桩进行监测。在支护桩的主筋上竖向间隔5 m布设钢筋计,即在支护桩5 m、10 m处设置钢筋计。将钢筋计安装在钢筋网上,可以用焊接安装方法或者采用可选的端头带螺纹的钢筋计进行丝扣安装。当然,还可以用普通或者特制适配器将它作为姊妹杆(IRCL型)使用,这种适配器可用于特殊安装情况,比如将用作地面控制的项目作为支撑结构的一部分。
4.1.5 轴力计布设
根据施工设计,第一道支撑为砼结构,安装钢筋计监测支撑轴力;第二道支撑为钢结构支撑,安装轴力计监测轴力。共需布设12个断面进行轴力监测。
轴力计通过安装架固定在钢支撑的端头。钢支撑和轴力计安装后,即可确定支撑的轴向荷载和偏心荷载。详见图2.
4.1.6 保护措施
观测装置和观测点安装埋设完毕后,均要采取保护措施,防止施工和人为损坏。具体保护措施:①观测孔孔口均要浇筑砼保护墩,并在保护墩上作明显标记。②测量放样定观测点位置时,如果与其他建筑发生冲突时,在设计允许的范围内,经监理人批准,适当改变测点位置。③观测设施埋设完成后,将点位布设图及时上报监理人,由监理人转发各有关施工单位,通知有关人员注意保护。④观测电缆线要穿管保护,并挖电缆沟埋设,严禁裸露在外和架空牵引。
4.2 观测方法、频率及监测时间
4.2.1 观测方法
4.2.1. 1 沉降监测
使用瑞士产精密水准仪进行测量,水准基点监测控制网采用独立高程系进行往返观测。沉降观测按国家二等水准技术要求进行测量,测量高差的误差为±0.5 mm,观测点高程的误差为±1.0 mm;高差闭合差为±1.0 mm。
4.2.1. 2 水平位移测量
水平位移监测使用全站仪(±2",2+2×10-6D),采用坐标法观测点位变化。水平位移观测点中误差为±2mm。
4.2.1. 3 测斜管监测
将测斜探头放入测斜管底部,提升电缆,使测斜探头沿测斜管导槽滑动,自上而下、每隔一定距离逐点量测每个测点相对于铅垂线的偏斜。测点间距一般就是探头本身的长度,因而可以认为量测结果沿整个测斜孔是连续的,这样,同一量测点任何两次量测结果之差,即表示量测时间间隔内围护结构在该点的角变位。根据这个角变位,可以把它们换算成每个测点相对于测斜管基准点水平位移。由此,可以提供围护结构沿深度方向的水平位移随时间变化的曲线。
使用基深CX-3钻孔倾斜仪,选用直径70 mm的CXG型测斜管进行测量。测读时测点间距为1 mm。第一次(基坑开挖前)测试时,每个测斜孔至少测试2次,取平均值作为初始值。
4.2.1. 4 钢筋计、轴力计监测
采用振弦频率读数仪测量,为单点手动测量。
4.2.1. 5 巡视观察
定期由富有经验的技术人员进行巡视观察,主要对地表、建筑物裂缝、塌陷,支护结构工作失常、流土、渗漏或局部管涌等严重不良现象的发生和发展进行记录、检查和分析。
4.2.2 监测频率
根据施工进度确定监测频率。工程需按照以下要求进行:①监测项目在基坑开挖前应测定初始数据,且不少于2次。②沉降观测、水平位移、测斜。开挖深度≤5m时,2次/周;开挖深度≥5 m时,1次/d;底板浇筑完28 d时,3次/周;28d后2次/周。③轴力监测。底板浇筑前2次/周,底板浇筑完时,1次/周。④支护桩内力监测为1次/周。⑤当监测数据达到监控的报警值、出现事故征兆或连续暴雨天时,应加大监测密度,并及时向有关部门报告监测结果,立即采取应急措施。
4.2.3 监测时间
支护桩施工埋设监测装置和监测点需要约4个月时间。基坑土方开挖开始监测至地下室结构工程到施工完成共计约12个月。
4.3 监测控制标准
根据设计要求,本基坑的水平位移、地面沉降控制指标为:围护结构水平位移最大值为40 mm;地面沉降最大值为20 mm。监测报警值不应超过设计值的80%.
建筑物允许水平位移、地面沉降控制标准见表1、表2.本工程监测点布点情况详见图3、图4.
注:H为建筑物高度,m;桩基础建筑物允许沉降值不应大于10 mm;天然地基建筑物允许最大沉降值不应大于30mm。
摘要:以某停车场深基坑围护为案例,详细说明了监控点的布设、保护措施、监控频率、监控方法等,并对监控数据进行了分析整理,并对反馈作了详细分析。
关键词:基坑维护,监控点,监控频率,监控方法
参考文献
[1]中国建筑科学研究院.JGJ 120-99建筑基坑支护技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,1999.
[2]中华人民共和国建设部,中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB 50330-2002建筑边坡工程技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.
深基坑边坡支护合同 篇5
甲方:
乙方:施工合同
工程施工合同
甲方:
乙方:
依照《中华人民共和国合同法》、《中华人民共和国建筑法》及其他有关法律、行政法律、行政法规,遵循平等、自愿、公平和诚实信用的原则,双方就本建设工程施工事项经协商一致订立本协议。
一、工程概况
工程名称:
工程地点:
工程内容:
资金来源:
二、工程承包范围及工程内容
承包范围及内容:
1、①锚索成孔、注浆、张拉、锚杆制作、安装; ②腰梁制作安装;③桩间挂网喷、土钉;④冠梁安装浇筑;⑤打降水井、抽水、安装管线、明排水。⑥资料收集;辅助机械设备(大清包、包工不包料、包机械设备、包工期、包质量、包安全文明施工措施、包验收合格)。
三、施工工期
1、开工日期:本工程开工日期以甲方或监理下发的开工令为准。
2、竣工日期: 开工日期加上合同工期总日历水工期)。
3、合同工期总日历天数:开挖支护天,降水暂定
4、如因政府停电,遇人力不可抗拒的自然灾害等原因时,如因台风、暴雨造成停工,导致乙方出现停工、窝工24小时以上,经双方协商,工期方可顺延。
5、因其他意外情况的停工,双方应共同查明原因,分清责任,其损失由责任方负担,由于停工,窝工原因而造成损失时,属甲方责任的,工期顺延,窝工24小时起开始签证,按现场签证时间为准,窝工补偿100元/工日/人,机械窝工费按实际产生费用补偿(参考市场价);属乙方责任的,由乙方自行赶工,乙方原因造成工期拖延,每延迟一天处罚1000元。
四、承包方式
1、乙方包工不包料。
2、甲方应按照乙方提供的材料单进行购置材料。
五、质量标准
1、工程质量标准: 严格按照国家、地方颁布的现行最新的施工验收规范和有关的法规规定进行施工。
2、本工程原材料质量必须符合国家相关规范标准。
3、检验标准:本工程的施工标准及验收要严格按国家和省、市相关设计及施工验收标准、规范及规程执行,要求工程质量合格。
六、合同价款:
1、承包单价:锚索m,挂网喷元/m(工程量据实结算)。降水井元/米。
(本价格含辅材费、含各种工器具、设备的使用费、大型机械进出场
费,设备安拆费、设备临时基础费、人工费、税金以及合同工期内的赶工费、技术处理费、技术措施费(包括雨季、冬季及其他异常气候施工措施费等)、安全措施费、文明施工措施费、临时设施费及其他措施费、管理费和各种施工风险等相关的费用。)
3、工程量的确定:现场实际工程量为准。
七、付款方式及付款条件
付款方式:支护施工完成一半时支付已完工程量的50%,支护施工全部完成后经验收合格支付全部工程款的80%,地下室回填土完成后支付剩余20%工程款。
八、双方一般权利和义务
甲方责任:
1、甲方应委派人员驻工地负责工程质量进度进行监督签证。
2、按乙方施工要求搞好施工及进桩现场的“三通一平”,提供水源、电源到施工现场,保证施工场地人员、机器、材料进出畅通。
3、甲方负责以书面形式提供细线基点、±0.00标高;待乙方将轴线及桩位放好后,由甲方组织有关人员进行复核,如乙方所放轴线及桩位复核无误后作书面的确认。
4、甲方提供基坑支护图2份,工程地质勘查报告1份,组织有关部分进行图纸会审,乙方整理后各方盖章后,自存留底。
5、负责周边关系协调处理工作、环境安全保卫工作。
6、负责处理地下障碍,以及钻出的土方外运工作。
乙方责任:
1、乙方委派同志为现场代表及项目负责人。负责本工
程质量、进度、安全文明施工管理。
2、乙方必须严格按照设计图纸、方案、国家现场验收规范和质量评定标准、行业标准及甲方的要求进行施工,施工中因乙方责任造成的停工、返工、材料器材损失等费用均由乙方承担。施工中出现施工质量问题和安全事故均由乙方负责。若因乙方施工质量不合格造成基坑周边道路、房屋等公共设施出现开裂、不均匀沉降以及因施工导致地下各种公共设施和管线破损破坏等问题,均由乙方负责。
3、乙方须按照甲方的工期要求施工,组织各种机械进退场,开工前向甲方提供有关人员上岗证、企业资质、有关设备合格证及年审合格证等有关资料。
4、如实做好各种交工验收资料,及时向甲方或监理报送施工进度,认真做好自检工作,如发现问题应及时处理,采取有效的补救措施。
5、严格遵守并执行甲方及监理人员的现场管理及现场代表提出的各项意见及要求,及时组织机械及施工人员进场,做到安全、文明施工。
6、严格管控工程进度,不得拖延工期,按阶段及时向甲方提交工程进度证明资料及相关的工程资料。
7、乙方应注意施工安全,负责对工人进行安全教育,并为工人购买保险,现场应选派专职安全员负责现场安全文明施工,如发生工伤事故,均由乙方负责。
九、补充条款:
1、在施工中乙方严禁浪费混凝土,控制好设计标高。如发现乙方
无辜浪费混凝土甲方有权对乙方进行处罚。
2、钢筋损耗率按0.5%、混凝土充盈系数按1.08。
3、因图纸变更、地质报告不符等其它因素造成的工程进度较慢,产生的误工、窝工,经监理工程师及甲方工程师核实后,应办理施工签证。
十、争议
甲乙双方在履行合同时发生争议,可以和解或要求有关主管部门调解,当事人不愿和解,调解或和解调解不成的,可以向仲裁委员会申请仲裁或施工当地法院提起诉讼。
十一、合同生效:
合同签订后甲乙双方共同遵守,若单方违约承担一切法律责任,1、本合同自双方签字盖章后生效。
2、本合同未尽事宜,双方另行协商,签署补充合同。
3、本合同一式五份,甲方执三份,乙方执二份,各份具有同等法律效力。
阐述深基坑支护技术工艺 篇6
关键词深基坑支护;施工技术;基坑工程
中图分类号TU753.1文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)072-0070-01
1地下连续墙支护
地下连续墙是在泥浆护壁的条件下分槽段构筑的钢筋混凝土墙体,随着技术的发展和施工方法及机械的改进,地下连续墙发展到既是基坑施工时的挡土围护结构,又是拟建主体结构的侧墙,如支撑得当,且配合正确的施工方法和措施,可较好地控制软土地层的变形。
2钢板桩支护
钢板桩由带锁口或钳口的热轧型钢制成,把这种钢板桩互相连接就形成钢板桩墙,被广泛应用于挡土和挡水。目前钢板桩常用的截面形式有U形、Z形和直腹板形。打桩前应对钢板桩的质量进行检验与校正。为了控制打桩的精度,导架、围檩桩的间距为2.5~3.5m,双面围檩的间距通常比钢板桩墙厚8~15m。打设时先用吊车将钢板桩吊至插桩处进行插桩,插桩时锁口要对准,每插入一块套上桩帽轻轻加以锤击,为保证钢板桩的垂直度,用两台经纬仪在两个方向加以控制。
3内支撑和锚杆支护
锚杆支护是一种岩土主动加固的稳定技术,作为其技术主体的锚杆,一端锚入稳定的土(岩)体中,另一端与各种形式的支护结构连接,并施加预应力,通过杆体的受拉作用,调动深部地层的潜能,达到维护基坑稳定的目的。锚杆支护适用性强,基本不受基坑深度的限制,但不宜用于有机质土,液限大于50%的黏土层及相对密度小于0.3的砂土。一般情况下,土质较好的地区用土锚支护,软土地区为便于控制维护变形以内支撑为主。如文献[1]基坑开挖涉及深度范围内,主要由粘土、淤泥质软土组成,土体主要呈软塑一可塑状态,自身稳定性差。设计采用“双层椭圆形格构式环梁内支撑体系”,由围护体系、支撑体系和降水系统组成。支护结构施工主要包括基坑降水——排水、土方开挖、混凝土支撐结构施工、支撑破除、施工监测等5个主要环节。混凝土支撑结构分为第一道支撑结构施工和第二道支撑结构施工2个阶段进行。第一道支撑结构施工受工程桩施工进度的影响,按作业面交接顺序划分为5个施工区段,随挖方工序后进行。第二道支撑结构施工,以对撑为界限,划分为两个施工区段。混凝土未达到设计要求强度或整道支撑结构未形成整体前,挖方施工不得继续进行。
4复合土钉综合支护
复合土钉综合支护技术综合了土钉墙和深层搅拌水泥土桩或高压旋喷桩技术优点,是一种施工快速、经济实用的综合技术。土钉墙是一种边坡稳定的支护。适用于地下水位以上或经人工降水后的人工填土、粘性土和弱胶结砂土。常用在单层地下室、且淤泥层较薄、地下水较少的基坑。土钉墙施工工艺流程可以总结为:测量放样——第一层边坡开挖——人工修整——初喷射砼——钻孔——打设土钉——高压注浆——布钢筋网——复喷射砼——第二层边坡开挖。深层搅拌桩(水泥土墙)是利用水泥(或石灰)等材料作为固化剂,通过深层搅拌机械,将软土和固化剂强制搅拌,利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的桩体(块体或墙体)。其工业流程为:测量定位——预搅下沉——制备水泥浆———提升、喷浆、搅拌——重复上下搅拌——清理移位。在水泥土桩中插入H形钢(拉森板桩、钢管等)则形成加筋水泥土墙。由H形钢承受侧向荷载,而水泥土则具有良好的抗渗性能,因此加筋水泥土墙具有良好的挡土和止水抗渗效应。
5排桩支护
排桩支护是指柱列式间隔布置钢筋混凝土挖孔、钻(冲)孔灌注桩作为主要挡土结构的一种支护形式。柱列式间隔布置包括桩与桩之间有一定净距的疏排布置形式和桩与桩相切的密排布置形式。排桩支护也可以和其它支护方式相结合,如排桩内支撑支护方案,大多用在软土层较厚、基坑深度较深的工程。其排桩大多为冲、钻孔灌注桩(桩径Φ800~1200);内支撑系统根据平面形状有角撑式、角撑对撑式、水平拱圈式等多种布置方式。水平拱圈支撑发挥混凝土抗压强度高,抗拉强度低的特点,既经济又可提供较大的施工空间。竖向大多为单道内支撑,也有两道内支撑。支撑材料有钢梁和钢筋混凝土梁两种。排桩岩土拉锚支护主要适用于场地土层性能较好或软土层较薄的场地。对基坑深度较大的工程,岩土锚杆的一些参数如下:与水平夹角在15°~40°之间;长在35m以内;设计轴向抗拔力一般小于600kN;锚筋材料有钢筋或3~4条钢铰线;大多采用二次高压注浆工艺,第二次注浆压力一般大于2MPa。锚索锁定时都施加预应力,施加预应力大小不等,有的达设计值的70%,有的只有设计值的30%;施加的预应力越大,限制桩顶变位效果越好,但其支护桩承受的压力越接近静止土压力。
6各种支护方案的对比分析
钢板桩由于施工简单而应用较广,但是钢板桩的施工可能会引起相邻地基的变形和产生噪声振动,对周围环境影响很大,因此在人口密集建筑密度很大的地区,其使用常常会受到限制,而且钢板桩本身柔性较大,如支撑或锚拉系统设置不当其变形会很大,所以当基坑支护深度大于7m时,不宜采用。地下连续墙具有整体刚度大的特点和良好的止水防渗效果,适用于地下水位以下的软黏土和砂土等多种地层条件和复杂的施工环境,尤其是基坑底面以下有深层软土需将墙体插入很深的情况,因此在国内外的地下工程中得到广泛的应用。内支撑受力合理,安全可靠。易于控制维护墙的变形,但内支撑设置给基坑内挖土和地下室结构的支模和浇筑带来一些不便,需要通过支撑加以解决。土钉墙的使用要求土体具有临时自稳能力,以便给出一定时间施工土钉墙,因此对土钉墙适用的地质条件应加以限制。不适用于含水丰富的粉细砂层、砂砾卵石层,不能用于自稳能力极差的厚淤泥层,基坑深度不宜大于12m。排桩支护柱列式灌注桩作为挡土围护结构有很好的刚度,但各桩之间的连系差必须在桩顶浇筑较大截面的钢筋混凝土帽梁加以可靠连接,为了防止地下水并夹带土体颗粒从桩间孔隙流入(渗入)坑内,应同时在桩间或桩背采用高压注浆,设置深层搅拌桩、旋喷桩等措施,或在桩后专门构筑防水帷幕。灌注桩施工简便,可用机械钻(冲)孔或人工挖孔,施工中不需要大型机械,且无打入桩的噪声、振动和挤压周围土体带来的危害,成本较地下连续墙低。
7结束语
基坑工程设计是一项系统工程,必须具备结构力学、土力学、地基基础、地基处理和原位测试等多种学科的知识,同时要有丰富的施工经验,并结合场地的具体情况,才能制定出因地制宜的支护方案和实施办法。
参考文献
[1]成遇.深基坑支护综合施工技术的应用[J].天津建设科技,2008.
[2]林树枝,黄建南.深基坑支护技术的探索与实践[J].福建建设科技,2008.
[3]李晓芳.深基坑支护施工技术的研究与应用.2008.
深基坑质量控制 篇7
随着城市建设的飞速发展, 深基坑施工技术的要求越来越高, 相较其他工程, 深基坑承担的风险也比较大, 如果深基坑施工技术不到位, 基坑渗水、边坡失稳等工程事故时有发生, 不仅会造成责任事故, 影响交通运输, 还会给城市居民的正常生活带来诸多不便, 究其原因不外乎工程设计不尽合理和施工技术不达标两种因素, 本文就深基坑施工的问题进行了深入的分析并提出了一些可行的措施, 以供参考。
1 基坑施工
深基坑的作业重要工序是坑底开挖和降排水的处理, 这两个环节相互渗透, 必须认真负责地把好这两个工序的质量关。深基坑的坑底开挖是一个动态过程, 支护结构会随着坑底深度的增加有所变化, 施工技术人员要不断监测支护结构的受力状态、方向、大小、变形程度等参数的变化情况, 随时进行动态调整, 况且一些深基坑开挖的地址环境为软土环境, 坑底在空气中暴露时间的加长会对支护结构的承受力造成很大的影响, 如果预期估计不足, 随时都可能发生严重的安全事故。所以在不同的环境下进行深基坑施工必须重视时空效应问题, 认真做好相关预案, 减少或杜绝安全事故的发生。
1.1 施工顺序
根据不同的施工环境和条件, 深基坑施工有着不同的施工顺序, 但基本的施工顺序基本可以分为三个阶段进行:第一阶段, 一期土方开挖—平整坑底—一期支护结构搭建;第二阶段, 二期土方开挖—二期支护结构搭建—调整一期支护结构设计;第三阶段, 三期土方开挖—封底—地下室结构施工。深基坑开挖通常情况下采用这种顺序, 但也可以根据具体的施工环境条件适当调整施工顺序, 以求达到合理开挖的目的和效果。
1.2 开挖方法
清除挖方区域内所有障碍物, 如地上高压、照明、通讯线路, 电杆树木、旧有建筑物及地下给排水、煤气、供热管道, 电缆、沟渠、基础、坟墓等, 或进行搬迁、改建、改线。制定好现场场地平整、基坑开挖施工方案, 绘制施工总平面布置图和基坑土方开挖图, 确定开挖路线, 基底标高、边坡坡度、排水沟、集水井位置及土方对方地点。完成测量控制网的设置, 包括控制基线、轴线和水准基点。场地平整进行方格网桩的布置和标高测设, 计算挖填土方量, 对建筑物做好定位轴线的控制测量和校核;进行土方工程的测量定位放线, 并经检查复核无误后, 作为施工控制的依据。开挖时注意保护测量控制定位桩、轴线桩、水准基桩, 防止被挖土和运土机械设备碰撞、行驶破坏。夜间施工时还要有良好的照明设施, 防止地基、边坡超挖现象的发生。
1.3 降排水方法
因为大气降水, 可以采用集水明排的措施, 在基坑四周设置适当数量的排水沟及集水坑, 用潜水泵将水抽走, 另外, 基坑四周的地表也应设置排水措施。排水采取基坑外排水和基坑内集排水。基坑离坡顶0.5 m处自然地坪处设置300×300的排水沟, 每隔30 m设一集水井, 直径为1 000 mm, 并配置水泵, 不让地面水流入基坑内。在距基坑坡脚1 m处设300×300排水沟, 每隔30 m设一集水井。这样, 自然降水及部分地面积水通过上层排水沟排至集水井, 由潜水泵排至城市排水管网, 自然雨水及地表渗水可通过基坑内排水沟和集水坑至基坑外排水沟内, 由潜水泵排至城市排水管网。
1.4 质量控制
相关技术部门对以往类似的基坑支护工程做了统计分析, 数据显示:以往深基坑施工中存在的问题主要是基坑坡顶水平位移不达标, 比例高达70%。原因主要是基坑开挖顺序不合理, 支护结构设计存在缺陷, 坑底降排水不当等, 针对以上情况, 结合工程实际, 对不同工序的质量控制提出如下应对措施:
1.4.1 土方开挖措施
1) 选用远离基坑的地方作为堆放工程材料和土方的场地, 基本实现基坑周围零堆载, 努力为挖运土方创造良好的作业环境, 同时严禁在基坑周围滞留大型机械, 影响交通运输。
2) 基坑开挖主要采用分层作业方式, 分层厚度一般要控制在2 m以内, 开挖下一层之前, 必须严格检查支护结构的承受力是否达标, 在没有确定以前, 不能进行下一层的开挖, 否则极易造成人为安全事故。
3) 土方挖运施工过程中, 应该严格按照施工计划进行作业, 不能随意乱挖以免破坏支护体系, 造成受力不均现象, 导致垮塌事故的发生, 施工过程要同时跟进测量控制环节的工作, 避免挖运超标。
4) 开挖土方过程中, 要留置适量的被动土以提供辅助支撑作用, 避免时空效应对支护结构造成的不良影响, 在下层土方开挖时, 可以将上层被动土挖除, 减少荷载累积。
5) 坑底层的开挖要特别注意, 不得使用大型机械开挖, 容易造成超挖现象, 采用人工开挖方式, 尽量保持坑底的原貌, 开挖应遵循循序渐进的原则, 开挖一片坑底就要敷设垫层防止造成人为破坏, 同时也减少坑底的暴露时间, 影响支护结构的调整, 坑底要建立水平支护体系以保持整体平稳。
1.4.2 降排水措施
1) 基坑开挖初期的地下水尽量采取明沟排水的方法予以疏导, 这个降排水的措施要在第一次支护结构搭建完毕之后进行, 为防止地表水倒流入基坑的现象, 还要在基坑四周设置环形排水明沟。
2) 基坑施工过程中难免会出现坑壁渗水的现象, 设计方案中虽然有防止坑壁渗水的措施, 但止水桩由于工艺局限不可能完全消除坑壁渗水这一现象, 防治坑壁渗水必须采取堵疏结合的综合措施, 比如在坑底四周铺设鹅卵石堆成的盲沟和盲井, 还可以用海绵和导水管进行降排水, 将地下水引入集水坑, 如果坑壁渗水较严重, 可以保留其周围土体暂时不挖, 等渗透压较小时, 再进行封堵。
1.4.3 监测措施
1) 为了防止坑体周围的建筑对基坑挖掘产生影响, 在基坑施工前要对坑体周围的建筑物资料进行分析并做好备案, 同时在基坑施工过程中, 动态监测其变形等情况, 发现问题立刻采取应急措施。
2) 基坑开挖过程中要做好对支护结构的稳定性的监测, 每完成一层记录一组支护结构稳定性的相关数据, 然后集中技术人员对这些数据进行分析论证, 判断是否可以继续挖运下一层, 如果监测数值发生突变, 应立即停止施工, 采取恢复性措施, 待监测数据正常后继续施工。要把支护结构的稳定性控制在可行的范围内。
2 施工中出现的问题及对策
2.1 地面沉降
基坑的开挖极易造成地面沉降的现象, 究其根本原因主要有两种:一方面是基坑开挖前对基坑周围土质情况和地下水勘测不够充分;另一方面是由于基坑开挖方案设计不尽合理造成突发地面沉降。针对以上两种因素, 特采取以下防治措施:
1) 在深基坑附近增设回灌井, 将坑底抽排上来的地下水经沉淀过滤后回灌入地层, 以平衡地下水位。
2) 严密监测降水井出水量及地下水位变化, 在不超过预警水位的前提下逐步降低整个基坑抽水系统的工作强度, 尽量减少抽水量或降低抽水频率;同时根据各降水井的出水量, 有组织有针对性地进行抽水, 确保整个基坑的地下水位处于相对均匀稳定的平衡状态。
2.2 地下水
下面以具体的施工案例来说明深基坑施工地下水的控制问题。某地下停车场基坑, 开挖深度8 m, 平面形状近似方形, 面积约2 500 m2。基坑北距某在建高层建筑 (基础底板埋深约8 m) 约600 m, 南距老隧道约300 m, 西距某在建地铁车站 (基础底板埋深为1 800 m) 约600 m。地下水位埋深17~30 m, 年变幅10 m左右。基坑采用深层搅拌桩与旋喷桩2种止水帷幕形式, 坑南侧主要采用钻孔灌注桩, 部分采用人工挖孔桩, 其余段采用人工挖孔桩支护, 设1道支撑, 为钢筋混凝土支撑与钢管支撑间隔布置。基坑采用管井降水, 一期工程共布设管井70余口。坑东北角地下3~6 m左右为粉土与粉砂夹粉土层, 开挖时, 由于降水不当, 导致水在砂性土中渗流, 土中的细小颗粒在动水压力作用下, 通过粗颗粒的孔隙被水流带走, 为管涌的发生创造了条件。在人工挖孔桩挖到4 m左右时, 造成30多根人工挖孔桩全部连通, 后采用钢模板封堵, 才控制了险情, 幸未造成人员伤亡。但引起了周边道路的下沉, 相邻房屋墙体拉裂, 裂缝宽度4 cm左右, 屋内地面也出现了开裂。后采用压密注浆加固处理, 控制了路面的下降及裂缝的扩展。
但这些措施并不能长期奏效, 按设计要求, 地下水位至少应降至坑底以下0.5 m, 但实际开挖后却发现坑中坑内水位尚未达到设计要求, 在外周边增加轻型降水井点也不解决问题。认真观测后发现:虽然坑中坑内水位较高, 但其外围的地下水位已降至设计要求的标高之下。根据现场开挖后揭露的地质情况并结合先前的开挖经验, 分析后认为:由于东北角坑底土层为粉土与粉砂夹粉土层, 该土层由于夹层的隔水作用, 其竖向透水性较水平向透水性小得多;必须在坑中合理布设管井位置才能有效排出坑底的积水, 让其水位随外围地下水位的降低而同步下降, 必要时可以采用明抽排水配合进行解决。经现场施工验证, 这种方法处理地下水的效果明显, 坑中坑内水位很快就降至设计要求的标高, 土方开挖得以顺利进行。
3 结语
深基坑施工过程中, 质量监督部门应加强对原材料的质量控制, 并及时对施工现场进行巡视检查、平行检查和旁站监理, 一旦发现有影响基坑施工稳定性的潜在问题, 立即停工并及时要求施工方整改, 该返工的要彻底返工, 使深基坑的施工质量自始至终处于稳定可控状态, 只有如此, 才能提高深基坑的施工质量。
参考文献
[1]冯俊川.高层建筑基坑施工质量控制需关注的几个问题[J].四川建材, 2010 (6) .
泵站深基坑支护工程钻(冲) 篇8
关键词:泵站;深基坑;支护工程
在地下结构施工得到保障以及在基坑周边环境保证安全的情况下,在深基坑的侧壁使用支档、加固并保护周边环境的情况就是深基坑支护。
一、工程基本情况
以佛山市第二水源工程——取水泵站为研究对象,其有100万立方米/天的设计规模,地处河堤边滩涂地,且有较复杂的地质条件,较多的地层种类,并且在此地层中含砾的地层较多,泥质粉砂岩为基岩,本场地的主要含水层就是粗砂层,有较浅的地下水位。
此工程的基坑,将实际开挖深度为13.50~14.60米的深坑作为基坑,采用Φ1200毫米钻(冲)孔桩与桩间三管旋喷桩止水技术和使用Φ600毫米的钢管使支护得以支撑。
深基坑工程中档土结构的主要支护形式就是钻(冲)孔桩和旋桩技术,在进行档土围护结构中,刚度较好的就是钻(冲)孔桩技术,但是各个桩之间有较差的联系,对桩顶浇筑钢筋混凝土冠梁,并以Φ600毫米钢管进行支撑,同时在桩间使用高压旋喷桩的办法以避免地下水夹带土体颗粒通过桩间孔隙渗入坑内。
二、对工程地质的条件研究
因所研究地区的地质处于亚热带地区,有较为温暖的气候,且充沛的雨量,年降水量可达到1700毫米之多。该泵站在河滩地位置,因受控于西江洪水,有较小的潮汐影响,大致属于非潮感区,所以周围河段地形较单一。据相关地质勘查资料显示,该地区各岩土层分布情况以及特点从上到下依次为:
(一)淤泥。此地区淤泥呈灰黑色,具有饱和、流塑、粘性较好的特点,且包含有机質、腐木。此层厚度约为2.20~4.60米,在场内地都有分布。
(二)粉质粘土。此地区粉质粘土呈灰黄或褐黄色,较为湿润,成软塑状态,有较好的粘性,此层厚度约为0.60~2.10米,分布于除ZK3外的其他7个名孔内。
(三)中砂、粗砂。此地区中砂、粗砂呈灰白、褐黄色。较饱和,密度稍稠,含粘粒较少。此层厚度约为1.10~4.60米,在场内地都有分布。
(四)砾砂。此地区砾砂呈灰白、灰黄、灰褐以及褐黄色。较饱满,密度适中,部分地方含有较大量的圆砾,此层厚度约为1.00~3.30米,在场内地都有分布。
(五)白垩系沉积岩(K)。泥质、粉砂质结构的泥岩、粉砂质,根据其块状构造不同,风化程度不同,可将其划为全风化层、强风化层以及中风化层。厚度为1.90~4.10米的岩层为全风化泥岩,厚度为8.00~9.90米的岩层为粉砂质泥岩,厚度为7.00~8.80米的岩层为中风化粉砂质泥岩。
对现场岩石进行鉴定分析,并与室内土工试验以及现场标准贯入试验成果相结合,将场地地层分为第四系冲积层(Q4alQ3al)以及白垩系沉积岩(K)。
三、选择施工方案
依据场地的工程地质和水文地质条件的不同,以确定基坑开挖的方案,方法一:采用轻型井点排水、放坡降土3米利用钢板桩进行支护截渗的方法;方法二:采用钻(冲)孔桩和桩间三管旋喷桩止水或者实施在钢管内实行支撑的支护方法。主要含水层为中砂、粗砂、砾砂的第四系冲积层,具有较强的透水层,且分布较为广泛,有较大的厚度,丰沛的含水量,孔隙承压水的性质。
若使用方法一,采用轻型井点排水,虽然可以保证较大的排水量,但是使地下水位始终控制在有效高度以下的要求就无法保证,涌沙现象就会发生在基坑底,除此之外,因场地有高达7.5米的厚度,且都为砂层,较难对钢板桩进行施工作业,工程施工质量无法得到保障,而且会影响大堤安全。所以,综合考虑情况下,方法一不可采用。最终采用方法二,也就是Φ1200毫米钻(冲)孔桩和桩间三管旋喷桩止水或者使用Φ600毫米钢管进行支撑的办法。
四、对施工工艺的研究
若想保障顺利进行基坑工程的施工,就需要支护结构能够对变形和沉降有效控制,且保证其止水能力较好。
以基坑开挖的不同深度以及不断变化地质条件为考虑基础因素,周边场地比较开阔,放坡降土2.5米,把冠梁顶降至地面下3.5米,坡面挂网喷浆加固,以使支护的结构造价降低。设定支护桩的嵌固深度,全风化层3.5米或者进入强风化层2.5米,将冠梁作为支撑钢管的腰梁。
将钻(冲)孔桩的设计直径设定为1200毫米,1300毫米的间距,C25的钻(冲)孔桩的混凝土强度等级。设定60毫米厚度的钻(冲)孔桩的保护层。设置三管旋喷桩止水于钻(冲)孔桩间。设计旋喷桩的直径为800毫米。1.0米进入砂层下不透水层。利用42.5R的普通硅酸盐水泥配浆,高压水射流的压力大于25MPa,0.7MPa的空气流压力,1.0MPa的低压水泥浆灌注压力,要求在施工期间为0.10~0.12米/分钟的提升速度,10~12r/min的转速,旋喷桩的孔位偏差小于50毫米,桩体的垂直度大于99%,当同一个桩体需多次喷射时,上下桩体的搭接长度需大于200毫米。
五、施工中应注意事项
(一)在进行基坑开挖时应以设计的基坑支护结构以及截排水要求为前提,制定详细的施工方案。
(二)基坑周边的堆载压力应小于等于15kPa,严格控制超堆荷载行为。
(三)为防止漏水以及渗水流入坑内,需对基坑周围的地面实现硬地化处理,且需设置排水沟。
(四)在基坑开挖的过程中,应对挖土以及车辆的通道布置、挖土的次序,安排周边的堆土位置等方面加以注意,并严格控制,避免出现碰撞支护结构以及对基底原状土的扰动的情况,对支护结构积极采取相应措施进行防护,同时现场有相应的应急材料和器械。
(五)在施工过程中,对于停放设备的位置需保证平稳性,应精确计算大、中型施工机具与坑边的距离,以使设备的质量、基坑的支撑情况等得到保障。
(六)应设专人监管施工,尤其是在挖土、支撑以及拆撑的过程中,以便及时发现问题及时解决问题,同时委托专业的监测公司对基坑进行监测,确保基坑安全。
(七)在进行基坑开挖过程中,应注意开挖分层的均衡性,层高需小于等于1.5米。
(八)保证在挖至坑底标高后及时换填并全面封闭基坑。
(九)施工中,应注意使用中粗砂回填泵站结构的及时性。
结语:
本文通过对取水泵站的深基坑在支护工程中的应用研究,说明在使用Φ1200毫米钻(冲)孔桩和桩间三管旋喷桩止水和使用Φ600毫米钢管进行支撑的技术进行施工中,支护桩周边的变形量都在设计范围之内,没有出现涌沙现象,大堤的沉降也在水利的安全范围内,以此证明此支护方案有效可行,并且有较好的止水效果,较短工期的优势,在工程应用中均有较好的成效。
参考文献:
[1]YAN Wei-dong.钻(冲)孔桩与旋喷桩技术用于泵站深基坑支护工程[J].中国给水排水,2011,24(16):101-103.
[2]胡容.湛江球团浓缩池及底流泵站高压旋喷桩深基坑支护施工技术[J].城市建设理论研究(电子版),2012,(35).