开挖支护

开挖支护（精选12篇）

开挖支护 篇1

摘要：基坑开挖技术是当前施工过程中的主要施工手段和施工方式, 其在施工的过程中基坑的了开挖与支护技术逐步的被利用, 为了防止在施工过程中施工技术手段和施工应用方式, 是通过各种施工手段和施工措施不断的提高和完善的过程, 本文就当前基坑开挖与支护技术进行分析与探讨。

关键词：基坑,支臂支护,开挖

基坑开挖分为两大类, 一民用与工业建筑多为浅基坑, 工程规模小, 容易在施工的过程中实施, 施工中出现的问题也相对较少。二是高层建筑地下部分深度躲在5~15m之间, 其宽度在20m以上, 工程规模大, 施工工期长, 其施工过程中也常见到各种团体地基及地下水, 影响工程造价和问题, 这类基坑在施工的过程中被称之为大面积深基坑。基坑的支护结构除了承受基坑周围的土体和天然土、水压之外, 还要承受基坑开挖的时候由于基坑中周围土体的天然土、水压力外, 还要承受基坑开挖的过程中由于基坑中土体的挖出而产生的卸荷所引起的土压力和水压力的变化, 并将这些压力传递给支撑, 与支撑构架一起形成基坑施工的支护体系。

1 浅基坑开挖

浅基坑开挖有条基开挖及柱基开挖两种情况, 条基埋设的深度为1~3m, 通常采用直立坑壁人工开挖。柱基基础面积虽大, 埋设的时候深度可以达到7m, 但容易支护, 多数柱基埋深2~3m, 一些厂方的柱基宽3~4m, 长5~6m, 深度大的时候采用放坡法。

设备基础情况比较复杂, 有的面积大, 埋深可达10m, 有的与柱基相近, 其中较困难的问题在与室内施工。当设备基础与柱基距离很近的时候, 必须考虑柱基的安全及下沉情况, 拉开距离不得小于其双方之间的间距。

同时坡顶离原有的基础外缘距离不小于1~2m, 按深度大小确定, 也不得将弃土压在原有的基础上, 由于厂房用地比较紧张, 在其施工和放坡的过程中条件相对于其他施工较为难, 其放坡条件也难以保证, 就必须采用板桩支护, 或者连续墙及柱列桩。地基土较好的时候, 采用原有基础外做板桩, 可算多两者间的拉开距离, 新老基础下的桩按照一定的顺序进行排列, 其竖向荷载设计不具有抗滑能力, 边坡一旦失稳, 桩群将同时滑动折断。

基坑开挖不仅要考虑边坡的稳定, 还要确保草地土层不被扰动。浮土必须清楚, 验槽必不可少, 验槽的目的在偶遇补充勘察不足, 当发现已成情况的时候, 例如填土。洞穴或者土的性质不符合当前勘察的情况等必须在施工之前进行解决, 解决自后方可进行基础施工。

在施工的过程中, 影响基坑施工的因素很多, 对浅基础来说, 其在施工的过程中重要的问题是防止基坑暴晒或者泡水, 雨季施工坑内外都要及时的进行排水施工手段和措施, 被水泡之后的软泥要进行及时的清理, 在施工中, 基础施工完成之后要及时的进行回填压实, 以确保在施工过程中施工基础的稳定和质量的保证性。

2 土壁支护

开挖基坑的时候, 要对当前的地质条件和地形进行严格的勘察分析, 对地质条件及其周围条件允许的过程中, 可放坡开挖, 但是在建筑密集的地区施工中, 有时候不允许按要求放坡开挖, 或者有防止地下水渗入基坑的要求, 就需要采用支护结构支撑土壁, 以保证施工的顺利和安全进行, 减少相邻建筑物的不利影响因素和手段。

土壁支撑根据当前基坑及其深度和平面宽度大小可采用不同形式。在开挖较窄的沟槽的时候, 多用木挡板横撑式土壁支撑。横撑式土壁支撑在使用的过程中是根据土板设置的不同, 分为水平挡土板式和垂直挡土板式, 水平挡土板式分为断续是和连续式, 断续是水平当涂板支撑在适度小的粘性土机挖土深度小于3m的时候采用, 连续式水平当涂版职称用于较潮湿的或者散粒的土, 挖土深度可达5m。垂直挡土板支撑用于松散的和适度很高的土, 挖土深度不限。

3 大面积深基坑支护

随着当前社会发展的过程中, 高层建筑的不断增多和结构方式的不断变化, 在高层建筑基础施工的过程中, 其结构比较复杂, 按其功能和要求分为箱基和筏基两大类。箱基主要是解决承载力不足的问题, 住宅建筑多采用箱基进行施工, 其埋设深度誉为五米, 商业建筑地下部分因为需要供停车或者营业需要, 其在施工的过程中一般采用框架柱后筏基结构。地下两层, 埋深约为10m, 由于用地比较紧张, 常常用规划用地将各栋浇筑的地下部分连成一片, 形成大底盘。这就出现了大面积深基坑支护新的技术问题, 其主要特点如下:

3.1 由于场地狭窄, 放坡法使用的过程中受到当前条件的限

制, 使得在施工过程中其支护方法为钢板桩、柱列桩和放进混凝土桩以及连续墙等。对于方形或者圆形的基坑采用拱圈。为了提高支护能力, 增设单层和多层锚杆或者设立水平支撑, 基坑开挖要求使用位移监测, 确保场外道路及其管道设施的安全。

3.2 利用深层搅拌法加固基坑四周的土体, 使用骑乘位当前具

体有低强度的防水帷幕, 或者是直接应用护坡方法和施工手段进行施工和处理, 与钢筋混凝土列柱状连用, 组成防水支当结构代替在家较高的连续墙;在软土地区可用来加固被动土体, 增加支护的结构稳定性, 杜绝流沙管用, 为使用施工现场作业的安全操作提供和必要条件。

3.3 逆作法施工技术随着当前社会的不断发展和变化逐步的

被重视, 大家知道, 随着当前社会发展中, 城市土地利用率不断的减小, 使得在城市内进行施工的过程中, 施工场地狭窄成为当前施工的主要难点, 因此在施工的过程中是不可能形成放坡的, 甚至在施工的过程中施工场地也受到限制, 价值施工支当可用地下室永久结构代替, 各层楼板可作为施工只用, 并可缩短施工工期, 节约成本造价。由于这些全店, 使得其在施工的过程中额比广泛的应用, 逆作法的施工与正常基坑施工相反, 先施工上层地下室, 在施工下层的地下室, 最后浇筑底板。原有的连续墙或者柱列式钢筋混凝土桩可作为地下室的临时外请。施工的过程中可按照柱网排列, 先做钢骨临走时支柱, 在地面上最好做最上层楼面结构。浇筑的过程中要预留车道和出土口, 便于挖出第一层楼面的提放, 挖完土方后, 继续做第二层楼面, 禀教主钢筋混凝土柱, 原有的港股留在柱内, 便于柱量和楼板之间的连接。按此顺序施工, 直至浇筑完成时候, 关于梁与连续墙之间的连接, 可以在施工的过程中对连续墙的钢筋网上的相应位置预留构建, 便于焊接。

由于逆作法施工稳定, 节省材料与工期, 并解决了施工场地不足的问题, 在当前城市干施工的过程中被广泛的应用在各种施工过程中, 不仅仅用在高层建筑地下室施工中, 更是被应用于各个地下车站, 地下机构的施工过程中, 其效果好, 但是唯一的要求就是提高施工技术, 组织各项工作统一步调, 密切合作, 这样才能够保证施工质量。

结语

随着当前社会发展过程中各种施工器械和施工技术手段的不断提高和应用, 在当前建筑工程施工中, 基坑的开挖与支护成为施工中的重点, 成为主要的施工措施和手段。

开挖支护 篇2

1、存在的问题

近年来，城市中的建筑密度随着城市现代化的推进而增大，随着高层建筑的不断兴建，深基坑开挖支护问题日益突出。因而深基坑开挖支护及对邻近建筑、道路及设施的影响日益为工程师们所关注，研究开发出许多好的措施。但是基坑开挖深度越来越深，开挖环境日益复杂，设计及施工人员经常遇到新的问题及新的挑战，从而使基坑工程的成功率降低。尤其在上海、深圳等大城市，事故发生率更高。上海在一年之中就发生近四十例基坑事故，上海广东路某基坑事故，导致交通主干线广东路下陷1.8m，致使各种地下管线产生严重破坏，煤气泄露产生爆炸，当场熏倒二十多人，直接经济损失达五千多万元，造成了极坏的.影响；98年深圳某基坑工程，出现了严重的塌方事故，几名施工人员被埋，基坑周围几栋建筑物出现严重破坏，轰动全国。本文通过对深基坑开挖支护现状的分析，提出一些看法和建议，供设计和施工参考。

2、深基坑工程特点及现状

（1）基坑越挖越深。或为了使用方便，或因为地皮昂贵，或为了符合城管规定及人防需要，建筑投资者不得不向地下发展。过去建1～2层地下室，即使在大城市也不普遍，中等城市更为少见。现在在大城市、沿海地区尤其是特区，地下3～4层已很寻常，5～6层也有。因此基坑深度多在10～16m间，在20m左右的也为数不少。

（2）工程地质条件越来越差。这一点在某些沿海经济开发区较为突出。

（3）基坑周围环境复杂。重要高层和超高层建筑集中在人口稠密、建筑物密集的地方，并紧靠重要市政公路。而此处原有建筑结构陈旧，地上与地下管线密布。因此，基坑开挖不仅要保证基坑本身的稳定，也要保证周围的建筑物和构筑物不受破坏。

（4）基坑支护方法众多。诸如人工挖孔桩，预制桩，深层搅拌桩，钢板桩，地下连续墙，内支撑，各种桩、板、墙、管、撑同锚杆联合支护，此外还有锚钉墙等。

（5）基坑工程的成功率较低。一旦基坑支护失效，常造成邻近房屋、地下管线及道路的开裂，引发工程纠纷，甚至出现严重的破坏，造成重大的经济损失及人员的伤亡。

3、深基坑工程事故的分析

由于深基工程的上述特点，使深基坑支护成为一个最感头痛的工程难题。通过工程事故实例的调查分析，对其原因提出如下看法：

3.1设计方案失误

（1）方案选择错误。此类工程事故出现较多，如济南某大厦工程，位于繁华市区，地上23层，地下3层，基坑深12m，场地狭窄，东、南、北三面距建筑物较近。施工单位提出，采用大直径灌注桩，设一土层锚杆，桩顶设混凝土圈梁的桩锚支护体系，需费用约100万元。建设单位提出，部分采用800悬臂灌注桩，部分采用150钢管悬臂桩，部分放坡方案，费用40万元。结果按建设单位方案：西侧采用1∶0.3放坡。东、南、西北浇筑C30的800悬臂灌注桩57根，@1800，桩长18m，悬臂12m，入坑底6m.北部用150钢管悬臂桩7根，@1000，桩长15m，悬臂12m，入坑底3m.结果几次断桩，塌方来势凶猛，均在瞬间发生，共造成坑内土方堆积3000m3，断桩23根，桩倾斜2根，7根150钢管歪倒。可见，基坑支护必需认真对待，绝不能为节省费用，随便定个方案。经分析，原先施工单位提出的方案还是可行的，建设单位乱定方案，不科学办事，结果是浪费了投资，拖延了工期，欲速则不达。

（2）实施方案与设计方案不符。

（3）止水帷幕力度不当。如南京交通银行大楼，地上28层，地下室1层，基坑深6.7m。设计方案是：支护采用800悬臂灌注桩，@1000，桩长14m，在桩顶设800500mm圈梁，桩嵌入坑底8.8m；防水及降水在排桩背后设高压旋喷混凝土，形成止水帷幕。坑东侧42m长，距房屋15m左右，采用1∶1放坡开挖。在坑内设3个深20m管井作为降水井。实施方案是：基坑加深0.7m至7.4m，桩长改为13m，桩嵌入坑底5.6m。放坡面因场地限制改为1∶0.3～0.5。为抢进度，桩顶圈梁未施工即开始挖土，且一次挖到设计标高。基坑开挖后，东南角桩间出现大量涌泥和流沙，支护结构向基坑内侧移位达20cm以上，桩后形成5～10cm地面裂缝，放坡地段滑移失稳，降水井失效，以至东南面的和平电影院严重开裂破坏，被迫停止拆除，北侧湖南路路面开裂，被迫采用土层锚杆加固，直接经济损失100多万元。可见，不按原设计方案施工，灌注桩与喷射混凝土未形成止水帷幕是基坑事故的主要原因。

3.2设计计算错误

（1）锚杆计算错误。如石家庄某高层建筑，建筑面积10万多平方米，地上28层，地下4层，基坑深达20.5m，东西长120m，南北宽100m.基坑用600灌注桩，@1000，桩长20m，入土5m，混凝土强度为C25，配12根22的Ⅱ级钢筋，桩顶设帽梁，帽梁顶砌5.5m高370砖墙作护墙，墙内有构造柱及压顶圈梁。护壁桩设三道130锚杆：第一道锚杆长15.5m，@2021；第二道锚杆长20m，@1500；第三道锚杆长18m，@1000。用槽钢与护壁桩相结合。1993年9月12日，施工完西部坑底垫层，施工管理人员发现基坑西部护壁桩间成片掉土，并有渗水现象，顶部砖墙外倾，顶部地面出现裂缝。9月15日西侧北部有部分腰梁槽钢脱落，部分锚杆螺母松动。施工人员将槽钢补焊接上，拧紧螺母。在坑顶局部挖土卸载。9月16日下午5时左右，基坑西部南北约50m的护壁结构迅速倒塌，折断钢筋混凝土桩48根，倒塌边缘距坑边约13m，护壁桩折成三段，折点分别在第二、三层锚杆处，第一层锚杆从土中完全拔出，第二、三层锚杆锚头拉脱，腰梁扭断开。经分析计算，第一道锚杆的锚固长度需25.6～30m，第二道锚杆的锚固长度需22～25m。可见倒塌的主要原因是设计中完全拔出，第二、三层锚杆锚头拉脱，腰梁扭断开。经分析计算，第一道锚杆的锚固长度需25.6～30m，第二道锚杆的锚固长度需22～25m。可见倒塌的主要原因是设计计算错误所导致。

（2）支护桩嵌入深度不够。上海某工程基坑采用深层水泥搅拌桩做支护，基坑开挖深度5～7m，桩长12m，嵌入深度5m.开挖到5m时未发生事故，但开挖到7m时，发生管涌，涌砂涌水。由于大量砂土冒出，最终导致支护结构全部倒塌。仅加固费就增加投资30万元（原支护结构费80万元），工期延长2个月。经对管涌计算知，支护桩嵌入深度需7m.（3）安全系数偏小。许多基坑设计时，为单纯追求造价，而忽略许多因素，使工程的安全系数偏小。如遇雨水或少量偶然的坑边堆载，就导致基坑的失稳。

3.3未进行稳定验算

由很多工程事故可见，仅进行基坑支护设计或选择一个方案是不行的，还必须进行稳定验算，以确保基坑的整体及局部稳定，特别是软土地区。

3.4施工管理方面的问题

（1）严重超挖，不遵守分层分段开挖原则；

（2）坑边过量堆载；

（3）管理混乱。

4、建议及对策

4.1坚持分层分段开挖与支护的原则

一般情况下，边坡破坏有一个从局部开始，逐渐扩大的过程。首先产生局部破坏的部位为突破点。当某部位土体应力达到或超过其强度时，突破点开始破坏，并引起周围土体力学性质的变化和临近部位应力的升值，使破坏面扩大。城市高层建筑的发展，使基坑深度日益增大，边坡也越来越陡立（一般在80～90）。目前各种边坡稳定的理论计算模式都是在60左右建立的，与陡立边坡的初始受力状态有较大差异。边坡开挖后，破坏了原自然土体的三向受力状态，在开挖面附近产生一个高能区。其中一部分能量传给周围土体，一部就成为使土体变形的动力。对近于直立的边坡，若一次开挖深度太大，积聚的能量就很大，有可能成为破坏的突破点而产生塌方。所以施工中必须控制开挖面的长度与深度，并进行快速支护，使支护尽早发挥效能，达到控制和消灭破坏突破点的目的。分层分段开挖并支护有利于边坡能量的释放。前期开挖掘层段的能量有一部分通过锚体传到土层较深部位，有一部分受已施工面板影响留在坡面浅层部位。当下一层段开挖后，就被后期开挖段吸收并释放。因此，分层分段开挖并支护的施工方法也是一个能量释放的过程，最后总的开挖能量留在坡面的较少，这对整个破面的稳定是有利的。

边坡层段开挖的大小应作为设计的重要内容，在分析土体力学性能、地下水和边坡附加荷载分布的基础上预测突破点可能产生的部位，这是划分层段的重要依据。据此绘出每一坡面的层段开挖图，作为施工依据，并在施工中根据具体情况进行调整。

4.2信息反馈是基坑施工的重要组成部分

所谓施工过程中的信息反馈基本上指两方面：一是指坡面开挖过程中对暴露出来的地质构造、地下水分布的变化及未知地下建筑物的信息反馈；二是指施工过程中对边坡位移及应力监测的信息反馈。其中，施工中发生侧移有以下原因：（1）土力学的模糊性：土的层面结构多变，影响因素多，物理力学性能分散性大。其结构计算原理及各种参数取值有较大的模糊性，不可能一次计算到位。

（2）外力作用下的变形。

（3）施工阶段的不稳定性。

4.3支护结构的革新

（1）从结构受力改变结构形式。闭合拱圈挡土、连拱式基坑支护，都是将平面结构改变为空间支护结构，利用拱的作用，一方面减小土对桩的侧向压力，另一方面将结构受弯变为拱圈受压，充分发挥混凝土的受压特性，降低了工程费用。

（2）从施工方法上改变。桩墙合一地下室逆作法，是将基坑支护桩和地下室墙合在一起，将地下室的梁板作为支护，从地下室顶往下施工，地下室外墙也施工。它的优点是节约投资，在地下水丰富、不易降低水位地区，尚须作防水帷幕。

（3）发展新的支护方法。近年来，喷锚网支护法、锚钉墙法在工程中得到应用，并显示了显著的经济效益。它不要一根桩、一块板、一根管、一根撑，完全抛弃了传统法及其被动支护概念，以尽可能保持、显著提高、最大限度地利用基坑边壁土体固有力学强度，变土体荷载为支护结构体系的一部分。它主动支护土体，并与土体共同工作，具有施工简便、快速、及时、机动、灵活、适用性强、随挖随支、挖完支完、安全经济等特点。其工期一般比传统法短30～60天以上，工程造价低10%～30%。支护最大垂直坑深18m，建筑淤泥基坑深达10m。

4.4进一步研究基坑支护理论

可以看到，随着国民经济的飞速发展和城市现代化的进程，基坑工程的可靠性成为高层建筑亟待解决的问题。因此进一步探讨基坑支护的方法和计算理论，尤其是新型支护方法的计算理论，乃为工程实际所急需。如喷锚网支护法、锚钉墙法。

4.5探讨基坑护壁抢险技术

超大深基坑开挖与支护施工技术 篇3

关键词：大面积；深基坑；开挖；支护；施工技术

随着城乡经济建设的发展，开发地下空间的需求也在不断增长。基坑工程是为地下工程的开挖提供必要和安全的条件，现在基坑工程几乎遍及建筑、水利、港口、交通、市政、人防等工程领域。基坑开挖深度超过5m，即称为深基坑。目前，一些基坑开挖深度已达几十米深，基坑面积也有不少超过了1万m2。由于基坑施工条件复杂，不确定性因素较多，而且临时性的特点更易导致投资控制与安全保障之间的关系失衡，因而基坑工程风险性较高，并因涉及多种学科基坑施工技术综合性很强，这些决定了超大深基坑开挖与支护的施工难度较大，因此本文对有关内容进行了探讨。

1.超大深基坑开挖方法与支护形式

1.1基坑开挖方法

基坑开挖分为无支护放坡开挖和有支护开挖两种方法。前者适于深度较浅且能保证边坡稳定的基坑，如条件许可，不失为一种简便、经济的方法。后者遵循先支后挖的原则，利用围护结构、支撑/锚杆体系进行开挖。对于超大深基坑工程来说，多不具备放坡条件，所以通常都要采用有支护的开挖方法，由于基坑深度和面积大，一般采用竖向分层、水平分区的开挖方法，同时要求对称、均衡、限时开挖。

1.2基坑支护形式

基坑支护用来抵抗周边的土压力和水压力，按照施工方法大体分为顺作法、逆作法和顺逆结合法[1]。顺作法是基坑开挖的传统方法，由上至下分层开挖至坑底，同时设置多道支撑/锚杆，再由下而上施工基础结构和上部结构。逆作法是在开挖到一定深度后即施工基础梁板，并以此代替顺作法的临时支撑，然后继续向下开挖和施工地下结构。如果施工地下结构的同时进行地上结构施工，这称为全逆作法；而等到地下结构施工完再进行地上结构施工，称为半逆作法；此外，还有分层逆作法、部分逆作法等。由于逆作法施工省去了临时支撑的设置和拆除环节，费用和工期都可大大节省，环境效益也好，但逆作法施工技术较为复杂，并且暗挖作业也比明挖作业要求高，所以实践中往往采用折中的方法——顺逆结合法，一部分采用顺作法，另一部分采用逆作法，如主楼顺作裙楼逆作、中心顺作周边逆作等。

顺作法按照结构形式分为边坡稳定结构、悬臂围护结构、重力围护结构、内撑围护结构、拉锚围护结构等[2]。边坡稳定结构包括土钉墙支护和喷锚支护等；悬臂围护结构是指采用钢板桩、钢筋混凝土板桩、钢筋混凝土排桩等形成的围护结构；重力围护结构是采用水泥深层搅拌土桩形成的围护结构；内撑围护结构由钢筋混凝土排桩或地下连续墙和内撑体系组成，后者是指水平支撑和斜支撑构成的内部支撑体系；拉锚围护结构是在内撑围护结构基础上再加上锚固体系，也就是锚杆或锚索构成的体系。

对于超大深基坑来说，应首选逆作法施工，这不仅因为可以缩短工期、节省工程费用，更重要的是利于基坑变形和周边建筑物沉降的控制。大面积深基坑工程需要架设大量支撑，在基础结构施工过程中还要换撑和拆除支撑，工程量非常大，技术也很复杂，而逆作法比较容易克服这些问题。至于不同逆作法的选择，应通过综合考虑基坑深度、地质条件、地下水、周边环境等因素来决定。如采用顺作法，支护形式常采用土钉墙、复合土钉墙、钻孔灌注桩中的一种，土钉墙尤其是复合土钉墙适用于软土以外的黏土、粉土和胶结密实的沙土等条件，软弱地基支护更适于采用钻孔灌注桩。大多数情况下都可采用水泥深层搅拌土桩作止水帷幕，但施工空间狭小时宜采用高压旋喷桩。大面积基坑采用内支撑时要设置立柱，并且支撑的截面尺寸也很大，这种情况下也可考虑拉锚式结构。

2.超大深基坑开挖与支护技术应用

2.1工程及地质、水文概况

某基坑工程开挖尺寸达148m×97m，深度11.85m～18.15m，土方量超过17万m3。地层状况由上至下依次为杂填土、素填土、粉质黏土/粉土、粉土/粉细砂、粉质黏土/粉土、粉砂/粉土、细砂、沙砾石、强风化粉砂岩泥岩互层、中风化粉砂岩泥岩互层。杂填土层和素填土层分布有滞水，埋深约0.5m～1.8m，主要源于大气降水、地表水及生产与生活渗水。在粉土/粉砂层、细砂层和砂砾石层内存在孔隙承压水，主要来自长江水，丰水期水位海拔高度22m，水头变化幅度约3m～5m。

2.2施工方案

支护方案：围护结构采用367根1200mm@1500mm钻孔灌注桩，桩长25m～27m，混凝土强度为C30。止水帷幕采用单排3轴水泥深层搅拌土桩，900mm@600mm，桩长约19m，土桩掺入水泥18%，水灰比约50%；后期采用500mm@300mm双排搅拌桩。水平支撑结构由内支撑和喷锚土钉墙组成。内支撑由冠梁、立柱、角撑、对撑和边桁架构成，立柱采用型钢格构柱，冠梁、角撑、对撑和边桁架采用钢筋混凝土结构。土钉墙放坡1：0.75，土钉采用梅花分布的钢筋，22mm@1.5m，钉长1.2m，坡面挂200mm×200mm钢筋网，喷射80mm厚C20混凝土。基坑南侧紧邻高层住宅，所以采用1000mm@800mm高压旋喷桩对被动区土进行加固，桩长3m～6m。

开挖方案：遵循“分层、分段、对称、平衡、限时”的原则，将土方开挖分为水平Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区，竖向3层，深度分别为-4.7m、-9.0m、-11.55m～-18.00mm。挖土时放坡1：1。

降水方案：采用深井降水，共设21口井，15口用于降水，6口用于观测，井深为35m。降水先排至盲沟和集水井，再排至市政排水系统。

监测方案：主要监测支护结构水平位移、承压水位、周边管道变形、立柱桩差异隆沉等，并设置报警指标。

3.结语

超大深基坑开挖与支护施工技术复杂，并且具有很强的区域性和个体性，要选择合理的施工方案，必须综合考虑各方面的因素，虽然经济因素很重要，但也要保证技术可靠和安全适用。本文通过对相关内容的分析和探讨，借以抛砖引玉，引起更多人对超大深基坑施工技术的关注。

参考文献：

[1]刘国斌，王卫东.基坑工程手册[J].2版.北京：中国建筑工业出版社，2009.

[2]朱建，李泽杰.临海地区软弱土大面积深基坑工程快速支护设计[J].西部探矿工程，2014（10）：178-180.

深基坑支护与土方开挖 篇4

1.1 基坑开挖的时空效应

在实际工程中会常常遇到这种现象:在基坑开挖过程中, 当某个阶段的施工需要暂停一段时间时, 基坑围护墙体和周边地层的变形没有停止, 而是继续变形直到稳定, 这就是基坑开挖的时间效应。同时, 这种变形还与开挖的空间几何尺寸和围护墙无支撑暴露面积、是否均衡开挖有很大的关系, 这就是基坑开挖中的空间效应。深基坑工程在具体施工中要考虑到这个时空效应, 开挖施工参数和施工顺序的确定要满足下面的要求:

(1) 尽量使开挖过程中的土体扰动范围变小, 采用分层分块开挖模式能限制围护墙体的变形和周围土体的沉降。

(2) 尽可能的缩短基坑开挖卸载后无支撑暴露时间。对于一、二级基坑, 当每一工况下挖到了设计标高后, 钢支撑的安装周期最好不要超过一整天, 钢筋混凝土支撑的完成时间不要超过两天。

(3) 遵循对称开挖的基本原则, 保持基坑受力均衡。

(4) 要挖掘土体自身在开挖过程中能够控制位移的潜力, 这样可以节省成本解决基坑工程中稳定与变形的相关问题。

1.2 先撑后挖, 严禁超挖

基坑开挖实施的工况要严格按照设计方案来, 当开挖达到支撑设计标高处时, 应该及时开槽制作安装支撑, 只有等支撑满足设计要求后才能继续进行挖土工作的实施。之前时空效应已经讲到, 围护结构的变形大小与无支撑暴露面积的大小和时间长短有关, 因此, 要严格按照基坑工程设计方案进行开挖施工, 先撑后挖, 及时加撑, 这样才能防止基坑墙体变形和地面位移沉降。

1.3 防止边坡失稳

挖土速度快, 那么卸载速度也快, 这样就很迅速的改变了原来土体的平衡状态, 使土体的抗剪强度大大降低, 而现实中呈流塑状态的软土极易产生水平位移, 这就容易导致滑坡现象。目前挖土机很多都采用1立方米反铲挖土机, 挖土的深度可以达到4-6米, 如果一次性挖到底, 这样就形成了约为1:1的坡度, 卸载速度很快, 再和机械的振动和坑边的推土的叠加作用, 极易产生边坡失稳。为了防止这种现象, 必须要在降水达到要求后进行土方开挖工作, 施工方法一般采取分层开挖, 分层的厚度不能超过2.5米。当开挖深度超过4米时, 应设置多级平台开挖, 平台的宽度要大于1.5米。在坡顶和坑边尽量不要进行堆载, 如果不可避免, 应在设计的时候就予以考虑。对于一些工期较长的基坑, 要对边坡进行护面工作。

2 土体边坡稳定分析方法

从理论上来讲, 主要有两种方法来研究土体边坡稳定, 第一个就是利用弹性、塑性或者是弹塑性综合理论来确定土体的受力状态, 但是这个方法对于一些边界条件非常复杂的土坡来说很难得到满意的结果, 目前国内外有很多人对此进行了大量的研究和实验, 取得了一定的进展。但是近年来一种新方法出现了, 就是有限单元法, 根据比较符合实际情况的弹塑性应力和应变关系, 然后来分析土坡的变形与稳定。第二个就是根据土体沿着假想滑动面上的极限平衡条件来进行分析, 称为极限平衡法。

2.1 有限单元法

按照边坡岩土体的具体性质, 将边坡岩土体进行一个分类, 分割成不同大小和种类的小区域 (即有限元) , 然后对每一个单元的受力情况进行分析, 最后组合成整个系统并构成系统方程组来求解。目前的有限单元法是按照弹塑性理论来的, 对边坡进行有限元分析, 最后得到每个部位的完整的应力和应变成果。然后按照传统的极限平衡法来搜索滑移面, 找出里面的最小安全系数;另一种方法就是折减每个单元的强度指标直至系统失去平衡, 这样一来, 安全系数就是强度指标的降低倍数, 以这个安全系数来评价边坡的稳定程度。

2.2 极限平衡法

极限平衡法的基本原理就是将滑动趋势范围内的边坡岩土体按照相关规定的规则划分为一个个很小的部分 (即小块体) , 通过分析其中每个部分的受力平衡条件来建立整个边坡的平衡方程, 最后的稳定程度用安全系数来表示。具体来讲, 通过大量的试验后可以得出下列经验:对于无粘性土的直线型滑动来说, 以抗滑力与下滑力之比来表示安全系数;对于粘性土的曲线型滑动, 以抗滑力矩与下滑力矩之比来表示安全系数;等于1时为临界状态, 小于1表示失稳状态。这个方法运用比较早, 也比较广泛, 发展也非常迅速, 即使对于一些没有给定应力作用下的岩土体结构变形情况, 也能运用此方法对结构体的稳定性做出较为精确的评价。

3 常见支护结构及特点

目前, 深基坑支护结构的类型繁多, 支护体系按照其工作机理和材料特性可以分为水泥土挡墙体系、排桩和板墙式支护体系以及边坡稳定式这三类。本文主要介绍以下几种常见基坑支护形式及适用条件。首先是放坡开挖形式, 它的最大特点就是投资比较少, 技术要求也不高, 但是对土质要求却很高。

第二个就是土钉墙支护结构, 它是在基坑的周围土体中插入钢筋后来达到稳定土体的支护结构技术。它的特点就是承载能力强、边坡稳定性好、占用空间较小、经济可靠性高等。

第三就是排桩支护结构, 沿着基坑周围连续打桩与锚固构件共同作用形成的一种支护结构, 基坑深度有要求, 大概为6-10米, 若某基坑工程对变形有严格的控制要求, 则可以采用此支护结构。有臂式和支铺式排桩支护两种结构形式。

4 基坑监测体系简介

为了保证在施工过程中不出现安全问题, 需要对整个施工过程进行一个监控, 具体监测内容有 (1) 围护结构水平和竖向位移; (2) 围护结构侧向变形; (3) 地面沉降; (4) 地下水位; (5) 支撑轴力; (6) 立柱竖向位移; (7) 周边管线变形; (8) 建筑物沉降倾斜; (9) 地面建筑裂缝等。

当出现下列情况之一时, 必须立即报警;若情况比较严重, 应立即停止施工, 并对基坑支护结构和周边的保护对象采取应急措施。 (1) 测数据达到报警值; (2) 坑支护结构或周边土体的位移出现异常情况或出现渗漏、流砂、管涌、隆起或陷落等; (3) 坑支护结构的锚杆体系出现过大变形、压屈、断裂、松弛或拔出的迹象; (4) 周边建 (构) 筑物的结构部分、周边地面出现可能发展的变形裂缝或较严重的突发裂缝。

5 结束语

总之, 地基深基坑开挖技术是一门基础施工技术, 只有熟悉了其中的工作流程与具体施工方法, 才能在实际工作中灵活运用。通过本文对深基坑土方开挖的相关注意事项、边坡稳定的基本方法、相关支护结构的特点和监测体系的简要讲述之后, 希望相关人士能得到一些启发, 将理论与实际结合起来, 为基坑工程建设创造更大的经济和社会效益。

参考文献

[1]王翠英, 王家阳.论深基坑支护优化设计的重要性[J].武汉工业学院学报, 2005 (2) .[1]王翠英, 王家阳.论深基坑支护优化设计的重要性[J].武汉工业学院学报, 2005 (2) .

[2]吴军民.层次分析法在优选深基坑支护方案中的应用[J].工程建设与设计, 2005 (6) .[2]吴军民.层次分析法在优选深基坑支护方案中的应用[J].工程建设与设计, 2005 (6) .

[3]尹双, 张仲先, 王勇.深基坑支护方案的分析与优化[J].岩土工程技术, 2005 (3) .[3]尹双, 张仲先, 王勇.深基坑支护方案的分析与优化[J].岩土工程技术, 2005 (3) .

深基坑土方开挖及支护施工方案 篇5

日期：2018年11月8日

一、工程概况：

1#、#2位于雅馨苑D03、E04区内，地下二层，地上三十二层，另加两层塔楼。每栋建筑面积约38000平方米。全现浇剪力墙结构。

二、挖土顺序：

第一次挖到绝对标高30.88米，30.75米，由专业降水单位进行布点施工降水点的埋制，并进行降水。降水深度超过底板以后，即开始二次挖土，直挖至底板下米，26.15米为止。保留350mm的土方不挖，人工清理平整。并修好规定的边坡。坡道供挖土机二次下坑和打桩机下坑使用。1#2#坡道相反。

三、深基坑支护方案：

由于挖土的坡度小，又分二个台阶，土质在-3m左右有一层600厚粉砂层，其余均为砂粘土，因此，不采用较复杂的支护方案，选用最经济的支护方案，土方挖好后，及时将支护作好，详见支护方案。

四、质量要求：

1、机械挖土时，随时用经纬仪将轴线打到基坑内，防止基坑挖大或挖小。

2、水平仪随时配合挖土机，随时测量标高，防止基坑挖深。

3、四周边坡按规定随时用人工修好。

4、如有明水，在坑边挖集水井，将明水排入井内，用水泵及时抽出，防止基坑被水泡的时间过长。

5、护坡及时做好，防止坍方。

6、降水单位24小时值班降水，保证降水的深度达到设计要求，即±0.00以下9米左右。

五、安全措施：

1、坑四周及时将挡水墙做好，防止施工人员掉入坑内，同时也可做场地平整。

2、修坡人员防止从基坑上掉下。

3、修坡人员防止随时检查有无坍方险情，值班人员及时检查，发现险情及时汇报和处理。

开挖支护 篇6

【摘要】研究高层楼群临近基坑开挖管帽支护设计，对基坑开挖造成的风险进行了详细阐述，介绍了几种常见的管锚支护方式，并从结构选择、管锚支护方案设计和施工检测等方面对高层楼群临近基坑开挖管锚支护设计进行了讨论。

【关键词】高层楼群；管锚支护

城市规模不断扩大，高层建筑建设规模不断增大，城市空间逐渐狭窄，楼群之间的安全距离越来越短，在临近楼群位置开挖管锚支护给周围建筑的安全造成了一定的影响，并且已建楼层会对地质特征产生一定的影响，支护设计需要对楼群产生的影响充分考虑，才能保证支护的安全性。

一、基坑开挖造成的风险

基坑开挖过程可能会造成底层扰动，从而对周围建筑物产生很大影响，如果不能有效处理，可能会造成基坑垮塌甚至于建筑物倒塌等问题，需要对基坑开挖造成的影响进行充分研究分析。

（一）基坑开挖导致建筑倒塌

基坑开挖导致的建筑倒塌不是偶然发生的。主应力在桩和高层建筑交接位置集中，施工逐渐进行，推土下方产生了就较大的主应力，并且主应力矢量出现了变化，导致桩和建筑建筑位置以及基坑下方和堆土上方均产生了很大位移，达到材料的强度极限并最终造成破坏。基坑开挖逐渐加深，堆土和基坑之间产生了吗明显的滑动，导致桩基倾斜，上部机构倾斜逐渐加速，堆土本身的滑动导致动力水平作用在房屋基础上，楼房水平位移增加，堆土另一面滑动面产生，最终导致楼房倒塌。

（二）基坑开挖造成地面塌陷

地面塌陷主要作用机理是基坑整体失稳坑底上隆，导致围墙倾斜，钢支撑和围护结构连接刚度不大，堆成两侧轴力不在同一条线上，导致钢支撑容易在载荷作用下失稳。基坑开挖主要是由于地下连续墙深度不够导致的。钢支撑技术要求不严格同样是造成这种问题的重要原因，施工过程中没有对钢支撑和地下连续墙预埋件的焊接工程进行严格的控制，很多工程中忽略了焊接施工，导致局部地下连续墙侧向位移过大，最終导致支撑结构的整体失稳。

（三）基坑开挖导致临近建筑物破坏

基坑开挖造成的临近建筑物破坏主要是连续墙底部、基坑底部的基坑塌陷导致的位移过大造成的。连续墙深入不够，会导致基坑两侧和道路下方以及河流下方形成滑动面，最终造成基坑边壁的整体失稳。

二、几种管锚支护形式

（一）土钉-支护结构

通过基坑上方放坡处理避免了基坑边壁出现的局部破坏，但是会导致一个潜在滑动面的出现，说明这种支护方式并不能获得比较理想的边壁稳定性。

（二）土钉-放坡支护

分析基坑边壁强度折减云图和位移矢量分布图，发现基坑上部采取放坡处理能够减小对基坑边壁的破坏，但是同样存在一个明显的潜在滑动面，限制了这类支护的基坑开挖深度，并且要求周围场地应该比较宽阔。

（三）上部采用土钉-放坡，下部采用支护桩-锚杆复合支护

上部放坡，下部采用锚杆支护，能够将基坑边壁滑动面穿过支护结构，限制土体滑动，但是这种作用在超深基坑中不显著。

（四）上部土钉-放坡，下部支护桩-锚杆-内撑复合支护

这一类别支护结构加内撑之后能够将滑裂面传递给深部单元体和稳定单元体，协同控制边坡稳定性，条件允许情况下可使用加内撑复合支护结构，适用于资金充足并且开挖深度很深的情况。

三、高层楼群临近基坑管锚支护

（一）基坑开挖

采用土方分层开发组织形式，锚杆施工和土方开挖交叉进行。严禁超过设计深度，采取措施，避免开挖过程中造成对支护结构和工程桩以及基地原状土的扰动。一旦出现异动，应该停止开挖，调查原因并制定措施着手解决，才能够继续施工。

（二）开挖支护

1.支护结构方案

粘性土、粉质粘土等强度较高的地基，基坑深度6m以下，应该采用放坡开挖或者悬臂桩墙支护。使用土钉支护如果地下水位较高，可采取降水措施，施工防渗墙，也可以使用锚杆桩墙支护方案，锚杆层数不适宜超过4层。淤泥质或者饱和粘性土软弱地基深度在7m以下，如果仅考虑边坡稳定性，可优先使用水泥搅拌桩等重力式支护方法，基坑深度较大时可以施工地下连续墙，也可以使用拟作法施工。防渗止水要求很高时护桩间土体使用高压旋喷注浆方式进行防渗加固，使用地下连续墙施工或者沉井法施工方案也比较合理。大型基坑工程采用中央开挖法、开槽施工等方案比较合理，并且不同边坡的支护方法也不同。

2.管锚支护结构设计

（1）喷射砼

清理坡面，保证坡面清洁、平整，放坡段土锚挂网喷射60-80mm砂浆，桩立面挂网喷射40-60mm砂浆，保证桩间土稳定。按照水泥：砂子=1：4配合比拌制混凝土，喷射，中砂粗砂细度模数应该在2.5以上，控制含水率在5%-7%。

（2）钢管护坡桩

选择钢管专用打管机，直径159*6mm规格无缝钢管，按照要求确定孔径、孔斜，按照国家和行业标准进行施工。

（3）锚杆施工

锚杆施工需要进行预钻，便于进行钻进深度和注浆参数的调整， 检查锚杆材料出厂合格证，使用浆液采用纯水泥浆，使用32.5级水泥用作注浆材料，注浆压力控制在2.0-3.0MPa，使用垫板进行上下槽钢连接。

（三）施工检测

施工检测的主要工作内容是支护结构顶部水平位移和沉降以及支护结构变形，预测点需要布置在基坑四侧，并且每条边至少要2个观察点，观察边坡沿着基坑深度方向的位移变化以及附近地表、路面变形、开裂以及建筑物状态观察等。

施工开挖中需要对最大水平位移和基坑开挖深度比值进行控制，不能大于0.40%并且最大位移量不能超过30mm，基坑开挖边顶线2m范围内沉降值控制在3%以下，基坑开挖边顶线2m范围内总沉降量控制在40mm以内。

结束语

我国经济建设逐渐加快，城镇化程度达到了一个前所未有的水平，城市空间逐渐拥挤，使建筑施工对周边建筑产生的影响成为了不能忽视的问题，在基坑开挖过程中，紧邻高层楼群的开挖将会对临近建筑产生影响，并且基坑自身开挖难度也比较大，需要采取合理有效的开挖管锚支护方案，才能够真正保证周围楼群的安全，提高支护的稳定性。

参考文献

[1]揭冠周，介玉新，李广信.墙后填土有超载情况下朗肯与库仑土压力理论的比较分析[J].岩土工程技术，2011，（03）：130-141.

[2]陈海英，童华炜.深基坑工程土压力理论分析[J].西部探矿工程，2012，（09）：37-39.

[3]陈书申.经典土压力理论的局限与小变位土压力计算的建议[J].土工基础，2011，11（02）： 15-21.

基坑开挖及支护措施概述 篇7

1.1 开挖原则

开挖方案是根据支护方案、降水排水措施和场地实际情况综合来确定的。为了防止雨水或其他渗水进入基坑, 需在基坑周围合理设置排水沟, 同时为了预防基坑积水, 基坑内也应设置排水沟和集水坑;对于放坡开挖, 需在坡顶坡面也采取排水措施。

对于软土地基, 基坑开挖必须进行分层分块开挖, 每块开挖后需要进行基坑支护, 支护方式的选择和应用需要进行专项设计。在进行支护的基坑内开挖, 还需要防止开挖机械与支护、排水设备发生碰撞, 防止扰动原状土。

1.2 应急处理

由于地下情况未知性较大, 所以根据已有的勘察设计资料在施工现场出现不一致的情况后, 应立即采取措施, 不得继续开挖。常见的情况有:围护结构出现损伤性变形异响、支撑体系内力突变、止水结构破损漏水、裸露基坑坑底土质发现明显异常或者基坑边坡失稳。

2 基坑防护

2.1 基坑边坡失稳

对于基坑工程, 边坡的稳定性决定着整个工作成败, 所以在现代施工中, 尤其是深基坑施工, 对于边坡的支护尤为重要。基坑边坡之所以会出现失稳, 主要是基坑边坡的土体由于自身重力或者外力作用产生的剪力大于土体自身的抗剪强度, 还有就是施工不当引起的失稳, 都要引起足够的重视。引起这些问题的原因主要有:没有按照设计进行基坑开挖、坑顶堆载过大、坑边运输设备扰动、基坑降水设备失效、基坑暴露时间过长导致土体力学性能降低。

2.2 基坑放坡

基坑的安全重要指标就是放坡, 对于场地基坑较浅的可采用一级放坡, 对于基坑较深的, 常常采用分级放坡, 当采用分级放坡时, 应控制分级过渡平台宽度, 对于岩石边坡, 平台宽度不小于500 mm;对于土质边坡, 平台宽度不小于1 m, 并且上下级坡度应保证下级缓于上级。根据场地周围相邻建筑物间的影响, 基坑可采用全深度放坡或一部分深度放坡, 并控制分级坡度, 同时对于局部边坡需进行支护和保护。边坡的设计也应充分考虑雨水的影响, 当地下水对边坡稳定造成影响时, 应及时采取降水措施, 比如旋喷桩、搅拌桩等截水措施。对于类似地下管廊或地铁车站这样的构筑物, 需要长度很长的深基坑, 这类基坑只需考虑纵向放坡即可, 纵向边坡起到防止滑坡和土方运输作用。这样长度较大的纵向边坡, 应在开挖过程中控制渐变和横向支撑, 防止纵坡塌陷失稳。

2.3 边坡的防护

边坡的坡度取决于该土层的力学性能, 对于不同土质的过渡层, 应设置不同的边坡坡度或台阶。基坑和边坡的干燥, 是土层力学性能的保证。对于场地受到周围建筑的影响而不能控制坡度时, 可在坡面布置土钉或挂金属网喷混凝土, 但这些防护措施为最简单的类型, 不可作为长久防护。对于边坡堆载要严格按照设计要求为上限, 控制基坑周边运输车辆的路网, 防止外力破坏边坡。在基坑开挖过程中, 严禁挖反坡, 对于预计暴露时间较长的基坑, 必须采取防灌水防暴晒措施。在整个基坑施工周期过程中, 需要严密监测边坡位移, 如发现数据有突变, 应及时采取降低坡度或卸荷等措施。对于大开挖放坡的基坑, 应进行坡脚、坡面的保护, 常采用堆放沙袋、挂金属网喷混凝土和水泥砂浆抹面等措施。

2.4 深基坑围护体系

随着社会的发展, 高层建筑、大型复杂工程和地下工程的兴建, 往往需要建筑基坑很深, 加之周围环境的紧张, 使得自然放坡成为奢望, 在当代施工工艺大革新的背景下, 深基坑支护形式层出不穷, 有柱列式、重力式挡墙、土锚杆、板柱式、逆作法、沉井等方法。每种方法都有自己的适用性和特异性, 合理的选择支护方式是一个建筑工程顺利施工的根本保障。

1) 支护方式。常用的支护方式有以下几种:

桩板式墙板式桩:对于黏性土、细小砂卵石土层, 并且距离附近居民楼较远的基坑, 在开挖前期, 用冲击式打桩机将H型钢垂直插入基坑周边土体来加强边坡安全, H型钢间距在1.5 m左右, 开挖深度不宜超过6 m, 且地下水对基坑影响小的地基适用, 此法造价低, 工期短。

钢板桩:采用成品型钢, 利用机械液压施力, 桩与桩之间紧密连接, 可反复使用。但由于整体刚度小, 变形不好控制, 往往需设置多道支撑共同受力。止水时间短, 易漏水。

板式钢管桩:刚度强于钢板桩, 在软弱土层中可开挖很深, 不易防水, 故需要有防水措施。

预制混凝土板桩:材料形式为混凝土, 导致自重大, 起吊需要大型设备配合, 止水性差。常适用于10 m深度以内的基坑。

灌注桩:刚度较预制管桩更大, 可采用机械挖孔, 泥浆护壁, 施工现场对周围环境影响小, 适合深基坑, 止水性差。

地下连续墙:适用于所有地层, 但造价高, 不可反复使用。强度大, 变形小, 止水隔水性能好, 经常和结构主体一起施工并且作为主体的一部分。

SMW工法桩:是一种新兴的基坑支护桩体, 是在基坑周边土体注入水泥类混合液搅拌而形成的挡土墙, 再利用机械在挡土墙内插入型钢, 使水泥土和型钢共同发挥作用, 具有强度大、止水性能好的特性, 型钢可以反复使用, 进而降低了施工成本。

水泥土搅拌桩挡墙:无需支撑, 止水性好, 但墙体刚度低, 变形大。

2) 支撑体系。基坑支护的主体是土内桩挡墙, 用于承受竖向力和土体侧推力, 但是桩体稳定整体性就靠支撑系统来保证, 工程中常用的支撑形式有型钢支撑、钢管支撑、钢筋混凝土支撑等。支撑体系承受围护桩体所传递的土压力。支撑体系由围檩、支撑及角撑、立柱、轴力传感器、支撑体系监测监控装置等固定件构成。

2.5 基坑变形控制

基坑变形是围护结构失效的先兆, 常表现为基坑周围土层移动、围护墙体顶端的水平位移、围护桩体的竖向变形、基坑底部土体的隆起和地表的沉陷。为了有效的控制基坑变形, 对于围护结构需要增加支撑的刚度和围护结构的入土深度。

3 结语

本文主要描述了基坑的常见类型和常用的支护方式, 进一步论述了每种支护方式的适用性和特异性。一个基坑工程的安全涉及到整个项目的顺利运行。所以对待不同的地质情况, 需要慎重的选择支护方式, 首先是安全, 其次是可以节省造价。

摘要：介绍了建筑工程基坑开挖的原则及处理技术, 阐述了目前常用的基坑防护措施, 并分析了各种防护方式的适用性和特异性, 有助于在确保基坑工程安全性的基础上, 选择出经济适宜的基坑支护形式。

关键词：基坑,边坡,支护方式,围护结构

参考文献

[1]JGJ 118—2011, 冻土地区建筑地基基础设计规范[S].

[2]GB 50007—2011, 建筑地基基础设计规范[S].

[3]JGJ 79—2012, 建筑地基处理技术规范[S].

双连拱地铁隧道开挖支护技术 篇8

广州地铁三号线支线石-体区间由石牌桥经天河体育中心至一、三号线体育西换乘站。出石牌桥站约25 m进入设计人防密闭隔断门段F型断面即双连拱隧道, 如图1所示。隧道上方为天河路, 路面封闭交通作为广州二建石牌桥站项目部料场。

此段地质情况:左线, 隧道顶部为可塑状残积土, 中部是强、中风化岩石, 底部是中、微风化岩石;右线, 隧道顶部为可塑状残积土, 中部是全、强风化岩石, 底部是强、中风化岩石。开挖得到的实际地质情况基本符合勘探地质描述。

F型隧道拱顶距地面约7.8 m, 为浅埋隧道设计采用CRD工法 (中隔墙临时仰拱法) 开挖, CRD工法是目前广泛应用于城市地下轨道交通大断面隧道开挖的施工工法, 对大断面隧道分四步开挖, 架设型钢中隔壁以及临时仰拱, 使每步开挖形成独立的小隧洞, 在围岩条件好的情况下可以采用CD (中隔墙法) , 不架设临时仰拱。

2 方案提出

一般来说双连拱隧道中导洞开挖是独立进行, 在隧道开挖时先行施工中导洞, 待中隔墙达到设计强度后, 再采用设计工法进行隧道正线的开挖。本工程双连拱隧道是为施作人防密闭隔断门, 里程短, 且两条隧道距离很近, 均由常规断面隧道突变大断面隧道, 没有中导洞施工作业面, 无法按照设计施工中导洞, 采用CRD工法开挖正线隧道。

必须选择合适的开挖方法才能安全有效开挖双连拱隧道, 工程部提出2种方案: (1) 左线逐步偏离正线方向最终进入中导洞, 待中导洞施工完成后, 再逐榀破除支护, 使左线按照设计方向支护; (2) 左线正常施工, 在快进入双连拱隧道时采用临时支护, 两次托换, 开挖中导洞。一方案安全系数高, 但造价高, 本工程又是总价承包合同, 不予索赔;二方案有安全风险, 但可以充分利用现有工程以及项目部现存的废旧型钢拱架, 造价低, 速度快。最终选择二方案施工, 采用此方案因为临时支护施工使得左线不再具备CRD工法的施工条件。

3 中导洞施工

3.1 临时支护方案

根据设计在支YDK6+300与支ZDK6+300及支YDK6+308.4与支ZDK6+308.4处有接头墙初支350 mm, 二衬450 mm, 共计800 mm厚。即中导洞其实际里程为K6+299.2～K6+309.2共计10 m。

在左线开挖至支ZDK6+312.1处时对掌子面采取格栅封闭后进入宽5 m、高6 m的临时支护区段, 同时向前继续用临时支护开挖至支ZDK6+306左右。右线滞后约5～8 m施工, 至支YDK6+312处, 如中导洞未完工则暂停开挖。在支ZDK6+309.8处为左转开挖断面宽3 m、净空4.3 m高的临时横通道进尺为4 m, 以此横通道为基础开挖中导洞, 如图2所示。

支ZDK6+312.1至支ZDK6+306处临时支护及临时横通道采用直墙型隧道I20钢拱架作拱部支护, 如图3所示。I16竖向支撑, 每榀间距50 cm, φ22 mm钢筋作为连接筋纵向连接;φ100 mm钢管作为底部横撑, 25 cm厚C20喷射混凝土。全部封闭后, 采用双I16工字钢作横梁对横通道开口处进行托换, 横梁两端采用双I16工字钢作为立柱支撑。

正洞临时支护托换完成后进行临时横通道施工, 临时横通道全部封闭后, 再进行托换, 托换完成后开始中导洞的开挖。待中导洞开挖至K6+299.2后反向从支ZDK6+306.7处至支ZDK6+309.2处托换临时横通道, 开挖支护断面形式同中导洞, 靠近正线临时支护横通道出口处不封闭, 格栅座于横通道托换梁上。

3.2 临时支护验算

按照《铁路隧道设计规范》浅埋隧道荷载的计算方法[1,2,3]。经计算临时支护顶拱手最大压力为162 MPa<210 MPa。临时横通道跨度为3 m, 临时拱架也可以满足支护要求。

3.3 临时支护施工

正线到达临时支护设计里程后, 进入临时支护施工阶段, 严格测量, 确保不侵入中导洞的范围内。临时支护分为两个台阶, 上台阶高3 m, 下台阶高3 m, 分台阶施工, 上台阶在拱部120°范围内, 设置φ42 mm的注浆超前导管, 做好全断面连接筋焊接及喷射混凝土, 及时封闭, 防止立柱立面失稳。

施工过程中发现拱脚处位移急速变大, 最大达到2 cm/d, 现场确定迅速在拱脚处加设一道φ100 mm钢管横撑, 适当施加预应力, 有效控制了变形。

3.4 中导洞施工

临时横通道施工结束, 托换完成后, 需要开挖中导洞上台阶, 临时横通道拱顶比中导洞拱顶低约2 m, 托换开口处比中导洞拱顶低约2.2 m, 比中导洞上台阶拱脚标高高约70 cm。人工开挖掏出一榀钢格栅位置, 预留连接钢筋后, 喷射混凝土封闭迅速开挖架设第二榀钢格栅。待施工面出来后, 用3 m长φ42 mm注浆锚管做土钉封闭临时横通道上部土体。中导洞及时封闭下台阶, 待开挖至设计里程后, 反向开挖临时横通道处, 破除土钉墙, 迅速封闭上台阶, 中导洞上台阶靠近左线拱脚与正线临时支护钢拱架拱脚错开布置在横梁上。及时封闭下台阶, 临时横通道处中导洞底板因为没有竖向钢格栅支撑, 打入3 m长φ42 mm注浆锚管按照50 cm间距菱形布置。

3.5 中隔墙施工

对中隔墙从K6+299.2至K6+309.2处进行绑轧钢筋、支模及预埋件焊接。完成后, 人员及小型设备从支ZDK6+309.2至支ZDK6+309.8预留的0.6 m通道中撤出, 同时做好挡头模板加固。浇注混凝土, 3 d后对预埋注浆管注浆, 充填混凝土孔隙。

4 正线隧道CRD改良工法施工

工程双连拱隧道里程只有10 m, 按照设计每步开挖间距5 m, 不能连续施工, 不符合城市地下工程施工“快封闭”的原则, 且左线因为临时支护施工, 已经不存在按照CRD工法施工的条件。因此有必要根据现场实际情况对CRD工法作一定的改进。

4.1 隧道左线开挖

左线已不存在按照CRD工法施工的条件, 按照城市地下工程“管超前、短开挖、弱扰动、快封闭、勤量测”的原则, 采取五步开挖的工法即: (1) 破除临时支护, 架设钢格栅, 设置超前小导管, 采用I16立柱竖直支撑钢格栅, 柱脚垫方木, 立柱用φ22 mm连接筋间距80 cm内外侧交错连接, 内侧加钢筋网喷射10 cm混凝土挡土; (2) 第一步支护3 m以后, 按照CD法封闭下台阶, 加长立柱使之支撑于格栅上; (3) 第二步封闭3 m后, 将右侧分为三步开挖, 即上中下3个台阶 (台阶如过高, 钢格栅架设会因为重量、高度带来诸多问题) , 上中台阶钢格栅各设置2根3 m长φ42 mm锁脚锚管, 同时右侧上中台阶施工可以先于第二步, 不必拘泥于工法的施工顺序而放慢进度, 及时成环封闭, 做好拱顶沉降及地表沉降量测, 施工过程中最大沉降为3 cm, 满足设计及规范要求。

4.2 隧道右线开挖

右线参照左线的开挖方法采取CD法加上中下台阶法综合施工的方法, 因为右线地质条件比左线稍差, 施工监测发现拱顶沉降过大, 最大达到7 cm, 通过断面放大和抬高等措施调整满足设计要求。

5 结论

“快封闭”在软土浅埋地下工程施工中最具重要性, 本工程违反了软土浅埋地下工程施工“弱扰动”的原则, 最终成功的积极因素就是快封闭, 组织充足的人力物力, 不拘泥于工法的限制, 抓住“快封闭”的原则, 突出一个快字;注重超前支护, 软土浅埋地下工程施工超前支护非常重要, 本工程的两次托换, CRD工法改良, 上台阶超前施工, 都与超前支护有莫大关系;监测和量测及时真实反馈了相关信息使技术人员及时作出调整, 确保工程的成功;相关人力物力准备要充足, 不可因为物资不足而停工。

F型双连拱隧道初支完成后, 没有出现安全质量事故, 采用临时支护方案开挖中导洞技术及CRD工法改良是成功的, 对软土浅埋隧道施工有一定的参考价值。

参考文献

[1]中华人民共和国铁道部.铁路隧道设计规范 (TB10003-2005) [S].北京.中国铁道出版社, 2001

[2]中华人民共和国铁道部.铁路隧道施工规范 (TB10003-2001) [S].北京.中国铁道出版社, 2002

某深水基坑开挖支护方案研究 篇9

该大桥跨三岔河段采用45 m+70 m+70 m+45 m悬浇梁跨越设计, 两孔下水面宽度为65 m。三岔河枯水期河宽230 m, 最深处水深6 m, 桥梁沿既有沟海线走行, 采用圆端形桥墩, 钻孔桩基础, 其中480号墩均在水中, 局部冲刷线与各项安全主通航指标要求。480号主墩需由河面高程垂直下挖17 m~19 m深, 属于超深基坑开挖, 墩台参数如表1所示。

m

2 桥梁深水基础类型特点及方案比选

2.1 比选原则

1) 根据钻孔地质资料, 判定符合施工的支护体系;

2) 支护方案要具备足够刚度、强度, 确保开挖施工安全;

3) 支护体系能有效解决渗漏水及地下涌泥、涌砂等情况;

4) 支护方案必须考虑汛期及各项防护要求;

5) 支护方案力求经济、简单、易行。

2.2 钢板桩方案

三岔河大桥水中以480号墩为研究对象, 筑岛顶面标高+3.6 m, 河床标高取-4.0 m (根据设计图估取) 。承台分三级, 第一级承台厚3 m, 台顶标高-6.588 m, 第二级承台厚3 m, 第三级承台厚0.5 m。台底标高-12.588 m。拟采用钢板桩围堰进行承台施工, 钢板桩采用拉森IV型, 长24 m, 围堰平面尺寸为21.6 m×17.6 m, 共设置五道内支撑。围堰桩顶标高为+2.442 m, 第一道内支撑标高为+1.942 m, 第二道内支撑标高为-1.058 m, 第三道内支撑标高为-3.558 m, 第四道内支撑标高为-6.058 m, 第五道内支撑标高为-9.058 m, 封底混凝土厚度为2.5 m, 基坑底高程为-15.058 m (即封底底面标高) 。设计方案如图1所示。

2.3 钢围堰方案

1) 钢围堰制作周期长, 所占场地多, 不易管理。

2) 钢围堰下沉必须采用驳船等大型水上运输工具, 或采用钢平台, 配合投资大, 射水下沉周期长。

3) 钢围堰设计为一次性投入, 需水下潜水员施工割接, 投入材料残值收益低, 且危险性高。

2.4 钢板桩与钢管桩结合方案

2.4.1 方案概况

三岔河大桥水中以480号墩为研究对象, 筑岛顶面标高+3.6 m, 河床标高取-0.4 m (按筑岛填土厚度4 m的底面而定) , 承台底面标高-12.558 m。

采用钢管桩结合拉森钢板桩围堰进行承台施工, 钢管桩φ:630 mm×10 mm×24 000 mm、拉森钢板桩575 mm×10 mm×12 000 mm (竖向2根焊接接长到24 000 mm) , 围堰平面尺寸为21.6 m×17.6 m, 共设置5道内支撑, 承台底面以下2 m为C30封底混凝土。

原钢板桩方案:围堰桩顶标高为+3.6 m, 第一道内支撑位于桩顶以下2 m, 标高为+1.6 m, 以下各道支撑按等间距3 m逐道支撑, 第五道支撑到封底混凝土顶面距离为2.5 m (此值无法设置承台模板) 。需注意的是:考虑到土体压力从地表向下呈三角形分布递增, 建议从桩顶向下由稀到密布置内支撑进行支撑。例如, 第一道位于桩顶以下2 m, 以下各道内支撑间距3 m+3 m+2.5 m+2.5 m逐道支撑, 第五道支撑到封底混凝土顶距离为3.5 m。经验算, 第五道支撑不稳定。钢板桩结合钢管桩方案:围堰桩顶标高为+3.6 m, 第一道内支撑位于桩顶以下2 m, 标高为+1.6 m, 以下逐道间距 (3+3+2.5+2.5) m逐道支撑, 第五道支撑到封底混凝土顶距离为3.5 m (此值保证承台模板的支立) , 如图2所示。

2.4.2 钢管桩强度验算

验算时的荷载最不利位置均位于第五道支撑到封底混凝土底面段3.5 m+2 m=5.5 m范围。该段为开挖最深段, 土压力最大;该段跨度最大 (5.5 m) 。

具体分析如下:

1) 开挖到桩顶以下约2.5 m深处, 设置第一道支撑。设置第一道支撑前, 管桩在外侧土压力下桩顶向内侧倾移, 这一倾移使得管桩外侧土压力由静土压力 (开挖前) 变为主动土压力 (开挖后) 。

此时, 桩外侧为主动土压力, 内侧为部分被动土压力及静土压力 (之所以称之为部分被动土压力, 是因为桩顶向内侧倾移或有倾移趋势, 但这一被动土压力远未达到临界状态的被动土压力—朗金理论中的被动土压力—土体被压临界破坏时的土压力) 。

2) 封底混凝土底部以上共18.5 m, 设置第一道支撑后, 向下逐段 (或逐层) 开挖的过程中, 钢管桩不会再向内侧倾移。原因是:各道横向内支撑约束了管桩向内侧倾移。

3) 钢管桩实际会产生微小的向内侧倾移量, 这一微小倾移量为内支撑的弹性压缩量, 这一微小倾移量使得管桩外侧土压力由静土压力变为主动土压力。

4) 封底混凝土层以下5.5 m范围内土层受力相对较复杂:开挖顶层土时, 桩端部外侧一定范围内为部分被动土压力;开挖到一定深度后, 随着各道内支撑的设置及向下开挖卸载, 其外侧的部分被动土压力逐渐减小, 直到最后成为主动土压力;而管桩内侧土则反之, 开始在桩端部内侧一定范围内为主动土压力, 开挖到一定深度后, 随着各道内支撑的设置及向下开挖卸载, 其内侧的主动土压力逐渐增大, 直到最后成为被动土压力。

5) 不考虑临界状态管桩的最小入土深度。理由是:设置的各道支撑限制了管桩的倾移, 不会产生朗金被动土压力理论中或板桩计算理论中的临界状态。

6) 基于以上各条分析, 针对改进方案, 对长24 m的钢管桩结合拉森板桩围堰进行受力验算。

经上面各条分析, 钢管桩受力模型如图3所示。

取单位宽度1 m为计算对象, 则p1=43.92 k N/m;p2=130.7 k N/m。

取最不利荷载AB段为验算对象:

计算假定:五道内支撑视为刚性;各支撑间的钢管桩段由连续梁简化为简支梁。因此, 计算跨度LAB=5.5 m。

以一根钢管桩结合一片拉森板桩为一个组合单元进行计算, 宽度为630+575=1.205 m。

于是, q=1.205× (130.7-30) =121.5 k N/m (减30 k N/m是由于带水开挖) 。

由计算资料知1 m宽度内拉森板根数为100 cm&#247;57.5 cm=1.74根。

所以, W拉森板=1 346&#247;1.74=773.6。

结论:从整体结构验算结果得知, 钢管桩结合拉森钢板桩强度满足要求。

3 主要结论

1) 经过对钢围堰、钢板桩围堰进行优缺点分析, 并对钢板桩围堰内力结构进行计算表明均不符合工程稳定要求, 结合工程实际设计出了钢板桩与钢管桩结合的围堰方案。

深基坑开挖支护设计优选探析 篇10

当前, 我国经济腾飞, 城市建设快速发展, 建筑趋向高层化, 地基基础深度化, 深基坑工程应运而生, 且它常处于建筑物、道路桥梁、地下管线、地铁隧道或人防工程的密集区, 虽属临时性工程, 但其技术复杂性却远甚于永久性的基础结构或上部结构, 稍有闪失, 不仅危及基坑本身安全, 而且会殃及临近的建构筑物、道路桥梁及其他地下设施, 造成不可估量的损失和恶劣的社会影响。

一、支护结构设计依据

基坑支护设计应能确保证基坑工程的安全可靠, 保证基坑邻近地面建筑物、地下管线的安全, 保证坑内工程桩的安全。在此前提下, 力求经济合理, 节省造价, 便于主体结构施工, 施工工艺应简便可行, 工期适合短平快。

支护结构的种类很多, 常见的主要有:深层搅拌水泥土挡墙, 钢板桩, 钻孔灌注桩挡墙, 土钉墙, 逆作拱墙及地下连续墙等。

二、实例一

1、工程概况

本工程基坑围护位于上海市卢湾区R医院内, 北靠科研实验楼、锅炉房, 南近干部病房楼, 西邻行政办公楼及六号病房楼, 东靠城市主干道。新建建筑为三幢大楼:20层住院中心楼、6层保障中心楼、4层食堂楼及三层地下室。基坑开挖最深约为17.2m。

2、工程地质条件:

地层自上而下为: (1) 层填土; (2) 层褐黄色粉质粘土; (3) 层灰色淤泥质粉质粘土; (4) 层灰色淤泥质粘土; (5) 层灰色粉土。场地内未发现暗浜, 场地土类型属于软弱场地土, 场地地势基本平坦, 无滑坡等地质灾害。地下水位埋深一般为0.5~1.5m。

3、基坑围护

基坑支护选用“两墙合一”地下连续墙作为围护墙体并在外侧辅以排桩。根据周边环境不同的保护要求及基坑内分区域开挖深度, 地下连续墙采用了A、B、C种不同的槽段形式:A型槽段墙厚800 mm、长50 m, 用于邻近干部病房楼的基坑东南侧围护墙体;B型槽段墙厚800mm、长25 m, 用于基坑东侧城市主干道区域围护墙;C型槽段墙厚600 mm、长19.5 m, 用于基坑西、北侧的地下车库区域围护墙体。

支撑系统采用相互正交的十字对撑布置形式, 并通过设计水泥土搅拌桩及高压旋喷桩加固措施。水平支撑系统的竖向支承构件采用临时钢立柱及柱下钻孔灌注桩组成的立柱桩 (立柱插入钻孔灌注桩中) 。立柱桩结合主体工程桩桩位布置, 尽量利用工程桩作为立柱桩, 无法利用工程桩的位置增打桩径为φ800mm的钻孔灌注桩作为立柱桩。钢格构立柱在穿越底板的范围内设置止水片。

此设计满足建设方的要求, 做到了“优质、高效、安全、低耗、文明”地完成本项目。

三、实例二

1、工程地理位置

本工程位于上海市S医院现址内, 南侧为一期已建外科病房医技综合楼, 北侧为一期已建动力辅助楼, 西侧为家属楼, 东侧为地铁主线。

2、工程地质情况

施工区域内地层自上而下为: (1) 填土, (2) 粉质粘土, (3) 粘质粉土, (4) 淤泥质粘土, (5) 1粉质粘土, (5) 2砂质粉土夹粉质粘土, (5) 3粉质粘土, (6) 粉质粘土, (7) 1砂质粉土, (7) 2粉砂, (8) 1-1粘土, (8) 1-2粉质粘土, (8) 2粉砂与粉质粘土互层, (8) 3粉质粘土夹粉砂, (9) 1粉细砂, (9) 2含砾中粗砂, (10) 粉质粘土 (未钻穿) 。

3、基坑围护

基坑支护局部选用“两墙合一”地下连续墙作为围护墙体并在外侧辅以排桩, 墙厚800mm、长200 m, 用于邻近轨道交通线的基坑东侧围护墙体;其余三面采用排桩作为围护墙体 (辅以压密注浆止水) 并在内侧加打水泥土搅拌桩、高压旋喷桩等加固措施。为减少基坑开挖对周边环境的影响, 对坑内被动区土体进行三轴水泥土搅拌桩加固。

支撑采用十字对撑形式布置, 并通过设计水泥土搅拌桩、高压旋喷桩等加固措施。水平支撑系统的竖向支承构件采用临时钢立柱及柱下钻孔灌注桩组成的立柱桩 (临时钢立柱部分插入钻孔灌注桩中连接) 。立柱桩结合主体工程桩桩位布置, 尽量利用工程桩作为立柱桩, 无法利用工程桩的位置增打桩径为φ800mm的钻孔灌注桩作为立柱桩。

4、治水

采用深井管井降水+重点坡段水泥搅拌桩帷幕侧壁止水并辅以压密注浆处理。钢格构立柱在穿越底板的范围内设置止水片。

实例一、实例二所论工程地层相近, 周围环境相差不多, 就设计而言实例二的设计更为经济适用。

四、实例三

1、工程概况及周边环境

工程位于河南省G市内, 该项目深基坑工程深5~9.2m, 周边环境较为复杂:⑴基坑北侧为益民街紧临基坑, 动荷载较大;距基坑上部开挖边线仅5m左右的距离。⑵基坑南侧为陇海路, 较为开阔, 但动荷载亦较大;⑶基坑西侧距基坑3m远处为七层商住楼, 地基深部处理方式及处理深度未知;⑷基坑东侧紧邻桐木路, 上部动荷载大。

2、工程地质情况

施工区域内地层自上而下为: (1) 杂填土, (2) 粉质粘土, (3) 粘土, (4) 粉质粘土。

3、基坑围护

根据基坑的规模、深度、地质水文条件、周边环境条件和有关技术规定, 基坑支护采用喷锚 (土钉支护) 结构。土钉锚杆设置水平安放角15°`1 5°左右, 采用梅花布置, 钢筋网采用方格网, 规格为φ6.5@250×250, 喷射混凝土为C20细石砼, 厚度80mm, 水泥采用32.5水泥, 水泥:砂:石为1:2:2, 喷射砼内粗骨料最大料径不宜超过15mm, 土钉锚杆为Φ16、Φ18螺纹钢筋, 挂网土钉为1Φ12螺纹钢筋。

由于地区地质条件差异, 本设计根据自身特点比前两实例中的设计更加简洁、经济。

五、实例四

1、工程概况

本工程位于郑州市Y学校院内, 主楼开挖深度H 1=1 3.5 7-1≈1 2.6 m, 裙楼及地下车库开挖深度H 2=6.7-1=5.7 m。基坑东侧为花园路, 距离约4.3m (局部约1.3m) ;北侧约29.5m处为五层住宅楼及花园大酒店;南侧约13m处为七层家属楼;西侧为学校多层住宅和图书馆, 裙楼基坑距图书馆7.4m, 主楼基坑距图书馆仅为4m。

2、工程地质情况

场地属黄河冲积平原, 地势平坦。地下水分为: (1) 潜水:埋藏在19.5m以上, 主要含水层在2m-17m范围内的粉土、粉质粘土层中, 该土层为弱透水层, 综合渗透系数可取0.5m/d。 (2) 承压水:埋藏在32m以上, 主要含水层在19.5m-32m的粉细砂层中, 该砂层透水性强, 具有承压性, 综合渗透系数可取5m/d。弱泥炭质土是两层的隔水层。

3、基坑围护

综合地质、水文条件, 基坑规模、深度以及周边环境, 根据以往施工经验, 本工程选择喷锚网支护止水技术+重点坡段桩锚支护、搅拌桩止水帷幕+管井降水技术相结合的深基坑综合支护治水:⑴南北侧:采用喷锚网支护止水;⑵西侧紧邻图书馆处:地下水位高、开挖范围内主要为敏感性高、易流动、易液化的粉土层, 普通锚杆施工会造成水土流失, 引起地面沉降, 危及楼房安全, 支护采用一次性自进式锚杆并设置一道止水帷幕。裙楼边坡采用一次性锚管+挂网喷射砼+搅拌桩止水帷幕 (深1 4 m) 。主楼边坡采用桩锚支护+搅拌桩止水帷幕 (深14m) 。施工两排长预应力一次性锚管, 避免锚杆施工中的涌水、涌沙现象。⑶东侧:用一次性锚管+挂网喷射砼支护止水, 局部离围墙较近段在开挖、支护及降水施工前先施工一排斜向注浆微型钢管桩对围墙和路边管网实施注浆软托换, 同时形成一道注浆防渗帷幕, 以减小后续支护施工对其的扰动。⑷在基坑南侧及与图书馆间设置回灌井, 若发现建筑物发生不利沉降立即启用, 保持建筑物下水体的原有状态, 控制降水引起的不利影响。

本方案根据以往的施工经验, 综合运用各种技术优势解决了一系列难题并降低了工程造价。

六、结语

如何采取一种在经济技术上都合理的支护类型, 必须充分考虑场地下水和土层条件、周围环境要求、具体开挖深度、工程重要性、工程造价和施工条件、当地的常用施工工艺设备以及经济技术条件以及工程要求并因地制宜地选择。

参考文献

[1]建筑基坑支护技术规程 (JGJ120-99) 及规程应手册

[2]建筑基坑工程技术规范 (YB9258-97)

开挖支护 篇11

[关键词]水利工程；高边坡施工；支护技术

前言

大多数水利工程所处的位置都比较复杂，地形地势纵横，工程质量极容易受到环境或外力因素的影响，从而降低水利工程施工质量，影响水利工程安全。而高边坡和支护工程作为水利工程项目中的一个重要内容，一旦施工不当，施工质量不保，水利工程整体质量势必会受到连带影响，间接造成水利施工成本增加，既不利于水利施工安全，又无法为相关企业创造效益，所以为了避免施工质量问题，务必要对高边坡开挖及支护工程施工技术进行探讨，同时在施工中做好全面的施工质量控制。高边坡及支护工程的基本作用是保护水利工程结构，提高其结构稳定性，防止结构发生裂缝、渗水、塌陷等问题，导致工程失去治水效用。从这一点来看，高边坡及支护工程施工是极其必要的，所以说，在现代水利工程施工中，一定要重视高边坡及支护工程的施工，采取有效措施，全面确保支护工程施工质量。

一、高边坡支护与开挖的施工爆破技术

在水利水电工程施工中，要对高边坡支护和开挖进行必要的分析，对施工开挖量和土方量要进行具体的要求，这样此案更好的保证施工的质量。在水利工程施工中，要根据施工图纸对边坡开挖高度进行分析，同时，在实际施工中，开挖的高度要进行科学的计算，这样才能保证以后的施工环节能够更好的完成。在施工中要根据水利工程的高边坡具体施工情况和地质情况来进行爆破的布置，同时对实施步骤要进行严格的控制。对爆破技术进行控制，才能更好的保证开挖的质量。

1、控制和组织好爆破的网络工程

在水利工程施工中，爆破的网络通畅都是具有一定的微差顺序特征的爆破网络，因此，要将预裂孔的起爆时间进行严格的控制，同时，也要对预裂孔的药量情况进行掌握，这样能够更好的在爆破的时候对振动的速度进行控制，这样能够更好的对施工质量进行保证。

2、要做好爆破孔和缓冲孔的钻孔工作

在进行钻孔时可以使用液压钻来进行施工，这样能够更好的保证两个钻孔之间能够更好的保证平衡，同时，在水平距离方面也能进行更好的控制。在通常情况下，对缓冲孔的药卷直径要进行控制，最好是五十毫米左右，同时，在装药方式上也应该选择连续不耦合的方式，这样能够避免出现封堵孔口的情况。

3、控制好预裂孔的尺寸和爆破标准

预裂孔通常是分为两种类型，一种是马道水平预裂孔，一种是坡面预裂孔。这两种预裂孔在进行钻孔时，要使用的机械设备是不同的，同时在进行钻孔的时候，对尺寸大小也要进行控制，这样能够更好的对成孔效果进行控制。在进行马道水平预裂孔钻孔的时候，通常要使用的机械是受风钻，在孔深方面也是有着具体的要求的，一般在两米左右是非常好的，同时，在钻孔时，各个孔洞之间的距离也要进行严格的控制，通常距离要控制在五十厘米左右，在孔口的堵塞深度也要进行控制，要保持在半米范围内。在进行坡面预裂孔钻孔的时候，要对孔径的大小控制在九十厘米范围内，同时在进行钻孔的时候，要使用潜孔钻进行钻孔，在深度方面要达到施工的具体要求。同时，对各个孔之间的距离也要进行很好的控制。

二、边坡开挖和支护的施工程序和关键技术

水利工程施工中进行边坡开挖的主要方式是分层式，即从上到下的开挖方式，在使用过程中，还要将施工的区域划分出来，以便可以对不同的层次采取不同的施工步骤和方式。主要根据水利工程的建设情况来分，该工程主要分成3个施工區间，按照河流上下游的方向，并且分区的特点都是从外向内推进的，每一分区的面积在600m2左右，在区域间的水利工程项目施工时，采用的都是水平流水作业的方式。对水利工程高边坡进行有效的支护可以保证区域内施工的质量，在支护施工中所用到的具体方法主要有以下几点：

1、采用锚杆支护的方式，这也是一种比较常见的方式。在水力发电站的高边坡支护工程中应用非常普遍，尤其是利用边坡锚杆开展最早的支护工作。在该工程中，在后边坡高477m之内的厂房的建设工程中、在右坝肩高530m的工程建设中、以及在放空洞出口高465m的建筑范围内，都可以采用锚杆支护的技术。通常锚杆依照梅花的形状来进行布置，倾角控制在30°上下，要选择符合标准的焊管和扣件，还要搭建好临时的脚手架施工平台，做好安全防护的措施，最好在脚手架上面铺设比较结实的竹胶板，还要在支架周围安装安全网，切实保证施工人员的人身安全。在进行锚杆钻孔时，通常使用的工具是手风钻和YQ—100B简易潜孔钻，采用孔径为48cm的焊管，搭设的脚手架高度在2.2m上下，在实施钻孔时，要依据岩石的纹理和走向以及具体的倾角情况，及时调整锚杆孔的角度大小，钻头的选择标准一般是要比锚杆本体的直径大些，程度控制在18cm上下。当钻孔的深度达到标准需要时就可以利用高压风将内部的杂质彻底清除，为下一步的施工提供便利条件。工程中所采用的锚杆型号应为普通的螺纹钢筋，具有经济可靠性。

2、做好排水孔的施工工作。在水利工程的施工中，要充分考虑到高边坡的日常生产排水问题，如果排水工作没有做到位，山体中的水就会给水利工程的高边坡施工带来很大的影响，严重的时候会造成坍塌的事故。为了防止此类事故的发生，在进行施工防护时经常使用的支护方式就是在高边坡坡上开挖永久的排水孔，这样就可以有效降低山体内部的水压力，保证施工工程的稳定性。此种方法在喷混凝土和贴坡混凝土的范围内广泛使用，并取得了明显的效果。在该工程的施工中采用的是20m3/min的空压机，同时与YT—28型的手风钻以及相关设备相配合使用。所需要挖掘的排水孔的孔径大小通常为50mm，依照美化的形式进行分布，排水孔的仰角控制在10°左右，并要和锚杆保持一定的距离。

3、要做好喷混凝土和贴坡混凝土的支护工作。喷混凝土也是在早期的高边坡支护过程中经常使用到的方式，主要的实施内容就是强化和封闭已经开挖好的基建面层，有效降低水利工程基建面在阳光下曝晒的频率，并减少风吹雨淋的次数，保证基建面的质量。此种方式广泛应用于厂房高边坡的开挖工程中、防空洞出口的开挖过程中、右坝肩开挖的过程中，可以起到良好的支护效果。在混凝土的供应过程中一般要配备2台JS1500型的强制式拌和机，混凝土运输车的容量一般为6m3左右。在现场施工时要充分利用已经搭建好的脚手架平台来进行混凝土的喷射，在这一过程中要使用TK961型混凝土喷射机，依照湿喷法的步骤和程序来喷射混凝土，总厚度要控制在10—20cm之间。

结语

总之，在水利工程建设中要严把质量关，保证水利施工过程中的各环节井井有条的顺利进行，从而保证水利工程的质量。在工程施工设计中，要使用各种方法，深入研究出现的各个指标，为爆破和支护在水利工程施工过程中有序施工创造条件。

参考文献

[1]郑志禄.混凝土砌块护坡在水利工程中的应用[J].中国水运，2011

[2]刘明薛.水利工程大坝护坡混凝土施工方法质量控制[J].民营科技，2012

闸门井开挖与支护施工技术 篇12

关键词：开挖,支护,混凝土,测量放线,爆破

1工程概况

惠州抽水蓄能电站装机容量2 400 MW,位于广东省惠州市博罗县城郊,距广州112 km,距惠州市20 km,距深圳77 km。枢纽工程由上水库、下水库、输水建筑物、地下厂房洞室群、地面开关站及场内公路等组成。上水库、下水库均设计有闸门井,属于输水建筑物中永久性一级建筑物,其主要功能是挡水、调节流量和控制水位等。

2闸门井开挖爆破试验

2.1 试验内容及目的

为了确保闸门井开挖质量,拟通过生产性爆破试验,选取最佳钻爆参数,确定合理的爆破孔的间、排距和线装药密度,以此选择最佳钻爆参数,确定开挖爆破单响药量,指导后续工程施工。

2.2 爆破试验器材

乳化炸药(ϕ25,ϕ32)、非电毫秒雷管、导爆索、火雷管、导火索,竹片、竹竿、小刀、口哨、砂袋、黑胶布、火种、安全警报设施。

2.3 爆破参数的选取

1)孔间距:

光爆孔48 cm;MS17段位孔60 cm;MS15段位孔85 cm;MS13段位孔80 cm;MS11段位孔84 cm;MS9,MS7段位孔85 cm;MS5段位孔78.5 cm;掏槽孔25 cm。

2)孔排距:

从外到内选取63 cm,67 cm,65 cm,65 cm,65 cm,75 cm。

3)单耗:

以80%的爆破效率选取单耗1.492 kg/m3。

4)单孔装药量:

掏槽孔为1.6 kg;二圈孔为0.72 kg,主爆孔为1.2 kg,光爆孔为0.4 kg。

5)炮孔的布置方式。

布孔方式:掏槽孔采用菱形布置;MS17段位孔和光爆孔采用椭圆形布置;在长轴每端MS17段位孔和MS11段位孔间穿插10个MS15段位孔和16个MS15段位孔。

2.4 爆破试验参数调整

拟根据闸门井爆破试验钻爆设计图,爆破后目测爆破效果,如果爆破粒径太小、光爆效果差,说明所选单耗大,则依次降低单耗,增大孔间、排距直至所选参数达到最佳爆破效果要求。

3开挖、支护技术措施

3.1 开挖、支护施工总体方案

下库闸门井开挖,通过在A厂闸门井进行全断面开挖爆破参数试验,得出合理的爆破参数后进行闸门井开挖;采用正井开挖40 m左右,待尾水隧洞进洞超过闸门井20 m左右,利用反井开挖剩余部分,具体开挖方法待尾水隧洞进洞时再另行上报。先开挖A厂闸门井,待开挖至40 m后停止开挖,转入B厂闸门井开挖。井口以下4.5 m范围内采用挖掘机直接装自卸车出渣。井口4.5 m以下,先把锁口混凝土浇好,再安装卷扬机、电动葫芦、卷扬机提升架、吊笼升降轨道和楼梯以及系统支护,待锁口混凝土达到设计强度的70%后进行闸门井开挖。闸门井开挖严格按照“短进尺、弱爆破、勤(强)支护”的原则,采用手风钻造孔,非电毫秒雷管微差起爆。采用0.35 m3反铲装渣、10 t卷扬机提渣,利用卸料平台卸料,15 t自卸车运渣。通过电动葫芦吊0.35 m3反铲至井底工作面,另外电动葫芦作为施工材料、工具的运输手段。围岩较差井段,开挖一层支护一层;围岩较完整井段可开挖两层之后再进行支护,支护手段在井内搭设钢管平台架,待每次支护完后,利用电动葫芦提升到井外。

由于10 t电动葫芦的绳容量为30 m,开挖至27 m深时,在电动葫芦挂钩上挂手拉葫芦来增长电动葫芦的有效提升高度。

3.2 测量放线

通过测量人员测量放线,定出椭圆长轴、短轴上的4个端点,作业厂队在每个端点上设置吊线垂球。技术员利用吊线垂球定出椭圆长轴及短轴的4个端点,采用施工线利用椭圆长轴和短轴的交点为椭圆中心点的原理定出闸门井中心,然后根据闸门井中心点、每个圆的半径和椭圆轨迹线公式用皮尺和钢卷尺配合施工线和油漆按爆破设计参数定出光爆孔、掏槽孔及主爆孔孔位(周边孔的轨迹线:x2/6.12+y2/4.882=1,MS19段位孔:x2/5.472+y2/4.252=1)。为了确保开挖轮廓线符合设计要求,周边孔、MS19段位孔孔位严格按照设计要求定出炮孔孔位。

3.3 钻孔作业

由熟练的钻工严格按照设计要求进行钻孔作业。各钻工进行分区、分部位定人定位施钻,实行严格的钻手作业质量经济责任制。每排炮由值班技术员和专业炮工按“平、直、齐”的要求进行检查,做到炮孔的孔底落在设计要求的同一断面上。

3.4 装药、联线、起爆

炮孔经检查验收合格后,方可进行装药。装药前用高压风、水冲扫孔内,炮孔的装药、堵塞和起爆网路的联结,由持有爆破员证的炮工严格按爆破试验后批准的爆破设计图(爆破参数可在开挖中根据地质情况的变化不断优化)装药;周边光爆孔根据爆破设计图用ϕ25的药卷且光爆孔竹片绑扎间隔装药,掏槽孔和其他主爆孔用ϕ32的药卷连续装药;孔口用砂袋或炮泥堵塞严实;装药完成后由技术员和专业炮工检查装药情况,采用非电毫秒雷管联结起爆网络,要求做到装药密实、堵塞良好,联线准确,导火索的长度应符合安全规范要求。井口以下10 m以内的爆破,井口的提升系统必须用竹跳板或沙袋进行保护好之后撤离其他人员到安全警戒线之外,炮工负责引爆。

3.5 通风散烟及除尘

井内利用供风管进行通风散烟,保证在爆破后将井内有害气体浓度降到允许范围内,通风散烟结束后,在开挖面爆破渣堆上洒水除尘。

3.6 出渣及清底

就位15 t自卸车,用电动葫芦把0.15 m3反铲吊至井底工作面,反铲装渣,然后利用10 t卷扬机沿轨道把渣吊离井口提升至离井口7.9 m高度,把侧翻挂钩挂在吊笼下侧,就位可移动溜槽系统,缓慢下降卷扬机钢丝绳,使吊笼侧翻把渣卸入溜槽,渣沿溜槽溜入自卸车的车箱内,待渣卸完后缓慢提升吊笼到使侧翻挂钩松懈的位置,取下侧翻挂钩,移开活动溜槽系统,下降吊笼进行下一循环吊渣。出渣尽可能出到工作面平整,为喷锚支护和下一循环钻爆作业创造好的条件。运渣车沿下库永久公路,无用料运至监理人指定的渣场弃料,有用的石料运至4号渣场堆存。

4锚杆支护技术措施

4.1 锚杆注安技术措施

每开挖1排炮后,及时跟进锚杆孔施钻,钻孔孔位、角度、深度、孔径严格按照设计图纸进行,孔位偏差值不大于10 cm,孔深偏差值不大于5 cm。锚杆孔在验孔前用高压风水把孔内冲洗干净,水、电、锚杆、水泥、木楔子,注浆管、注浆机、称及搅拌工具等就位;锚杆孔验收合格后,通过技术员指导,根据试验室所开的砂浆配合比现场称量拌制砂浆(其配合比通过生产性试验确定);锚杆注安采取先注浆后插锚杆程序施工,注浆前孔内应用高压风、水冲洗干净,注浆要求饱满、密实,锚杆孔口加木楔子固定及封严,72 h内禁止扰动,待砂浆终凝后取下木楔子。所施工的锚杆达到7 d后进行拉拔实验,如果拉拔试验不合格的锚杆按质量要求进行重复施工。

4.2 喷混凝土措施

4.2.1 喷射混凝土拌制

混凝土根据试验室的混凝土配料单现场采用搅拌机拌制或拌合楼拌制,投料顺序是:根据混凝土配比单上的要求称量,先放砂,再加入水泥进行干拌,最后掺入水和外加剂搅拌均匀。搅拌好的混凝土不得出现球结现象,拌合时间和使用时间通过试验确定。

4.2.2 喷混凝土技术

按湿喷工艺分段分片依次进行,喷手通过钢管平台架,系好安全带,自下而上分层施喷(如需挂网部位按“喷—网—喷”进行),喷嘴与岩面距离控制在1 m～1.5 m,喷射方向大致垂直于岩面,每次喷厚3 cm～5 cm,间隔时间30 min～60 min。在保证混凝土密实度的前提下,尽量减少回弹量。刚喷完的部分进行喷厚检查(通过埋设标志),不满足厚度要求的,应及时复喷处理。

4.2.3 养护

喷混凝土终凝2 h后喷水养护。养护时间一般不少于7 d～14 d,当周围环境空气湿度不小于85%时,可自然养护。

5锁口混凝土施工工艺措施

5.1 基础处理

根据闸门井施工措施图要求,开挖出基础,清除基岩上的松动岩块、细渣、杂物及污染体,用高压风水冲洗干净,保持清洁湿润。

5.2 钢筋加工和安装

由现场工程师或技术员开具钢筋下料单后,在钢筋厂加工制作,各种型号的钢筋挂牌明示以免混乱。各种型号的钢筋制作好后捆绑牢固,由载重车运到现场。钢筋绑扎通过测量放线,利用施工脚手架平台施工,采用架立筋固定。钢筋的安装和绑扎应符合规范要求。

5.3 立模、校模

通过测量放线,在井内搭设钢管架,用三分板或小钢模拼接模板,模板空隙采用棉纱在外面补缝,采用外支撑固定模板。立好的模板保证无空隙和空洞及加固牢靠。通过测量人员测量检查已立好的模板,确保钢筋保护层和混凝土保护层在规范以内。

5.4 清仓验收

在混凝土浇筑前清理仓内的杂物,并冲洗干净,排除积水,提交有关验收资料,报请质检人员联系监理工程师进行仓位验收,仓位验收合格后开出混凝土浇筑许可证准备浇筑。

5.5 混凝土的拌制和运输

混凝土从拌合系统拌制,拌合人员根据混凝土浇筑许可证和现场试验室提供的混凝土配料单拌制混凝土,试验人员在出机口和浇筑现场取样试验。混凝土采用6 m3搅拌运输车运至现场。

5.6 混凝土入仓浇筑

混凝土采用溜槽直接入仓。混凝土入仓前在基岩面先铺一层20 mm～30 mm厚的M7.5水泥砂浆,以保证混凝土与基岩面接触良好,砂浆水灰比与浇筑强度相适应。混凝土分层铺料连续浇筑,铺料厚度为300 mm～500 mm。振捣棒插入的方向应一致,快插慢提,插入点的间距为300 mm～400 mm,混凝土振捣时间为混凝土不再显著下沉,气泡排完并开始泛浆。混凝土浇筑过程中,严禁在现场加水,如发现现场混凝土和易性较差时,采取加强振捣等措施,保证浇筑质量。在浇筑时护模人员必须严守岗位,防止跑模超出永久混凝土衬砌设计线。

5.7 养护、脱模

浇筑12 h后及时洒水养护,养护时间为14 d,混凝土达到规范规定的脱模强度后,方可拆除模板。

参考文献

[1]DL/T 5099-1999,水工建筑物地下开挖工程施工技术规范[S].

[2]GB 50086-2001,喷杆喷射混凝土支护技术规范[S].