软土深基坑

软土深基坑（共8篇）

软土深基坑 篇1

一、工程概况

拟建的基坑围护工程位于苏州市工业园区, 基坑呈矩形, 东西最长处约147 m, 南北最宽处约110 m, 基坑周长约513 m, 总面积约1.6万m2。基坑挖深15.25 m。基坑侧壁安全等级为“一级”。

本基坑的设计方案采用钻孔灌注桩排桩结合三轴搅拌桩止水帷幕的围护结构。

二、工程、水文地质条件

1. 工程地质条件

根据勘察资料查明, 本基坑工程涉及到的各土层分布规律及工程性质, 自上而下分别描述如表1。

2. 水文地质条件

潜水主要赋存于浅部填土层中, 受季节影响水位升降明显。勘探时干钻测得潜水初见水位标高为0.90 m, 测得其稳定水位标高在1.33 m。

微承压水主要赋存于 (4) 层粉质粘土夹粉土~ (5) 2层粉质粘土夹粉土中, 富水性及透水性均一般。勘察时, 测得其初见水位标高在-1.03 m, 测得其稳定水位标高为1.02 m。

三、本工程重点及难点

1. 周边环境条件较复杂

基坑南侧地下室外墙线距离用地红线最近约5.8 m, 红线外为旺墩路, 其下有雨水、污水、消防等管线较为密集, 基坑东侧地下室外墙线距离用地红线5.2~16.0 m。红线外为南施街, 其下有雨水、污水、消防等管线较为密集。基坑北侧及西侧地下室区域距离红线5.1 m, 红线外为7.9~21.9 m的中央河。基坑开挖特别是基坑降水对基坑周边的环境影响较大, 周边环境的保护是本工程的重点。

2. 基坑开挖深度较深

基坑呈矩形, 东西最长处约147 m, 南北向最宽处约110 m, 基坑周长约513 m, 总面积约1.6万m2, 本工程地下室设为3层, 基坑底标高为-14.85。

3. 基坑开挖涉及到承压水层

本工程的基坑采用止水帷幕已至 (6) 层粘土一定深度, 已隔断潜水及微承压水的补给, 基坑内采用管井降水, 必要时结合轻型井点降水及在基坑底周边设置集水沟、排水沟的方法疏干基底积水。

四、针对软土地区采取的对策

1. 加强止水帷幕的防渗效果

三轴搅拌桩的施工:三轴施工的好坏直接决定了工程成败的关键, 在三轴桩施工过程中, 我方将安排施工人员全过程旁站监督, 严格要求施工班组按设计要求和相关规范施工。

2. 合理的安排基坑降排水工作

降水施工是工程能否安全、顺利按期完成的关键之一。为了保证施工的正常进行, 防止出现基坑失稳, 在施工中, 制定科学的排水方案、通过详细的计算, 确定合适的降水时间, 安排合理的井点布置, 保证降水工程的顺利实施。

3. 文明施工、环境保护控制的重点

本工程地处苏州工业园区交通要道旺墩路和南施街。来往人员、车辆较多。施工期间加强文明、环保措施建设, 减少施工废气、废水、噪声对环境的污染。

4. 工期紧、任务重

本工程的工期是200天, 为应对这些无法预估的风险, 我们在安排工期时, 各分项工程尽量做到全面铺开, 齐头并进, 并且及时插入流水施工, 将工期尽可能地往前安排。

5. 严格遵循“时空效应”理论以及信息化施工

按照时空效应理论指导基坑施工, 遵循“先撑后挖、分层分段开挖、分段施作结构、严禁超挖、限时作业”等原则, 进行基坑开挖及支护的信息化施工, 以减少基坑变形, 并注意纵向坡的稳定。

6. 管线协调

我单位成立公用管线协调领导小组, 配合业主、监理、及管线单位做好各方面的协调工作, 并积极配合管线单位, 开挖样洞, 核对弄清地下管线的确切情况 (包括标高、埋深、走向、规格、容量、用途、性质、完好程度等) , 并制定切实可行的管线保护方案、临迁措施。

五、基坑施工方法

1. 施工阶段的划分

第一阶段:施工准备阶段, 主要是组织专家对本工程施工方案进行评审、场地临设的搭建、设备进场调试等;

第二阶段:基坑围护工程的止水帷幕三轴搅拌桩、钻孔灌注桩、管井的施工;

第三阶段:基坑土方分区、分层开挖, 支撑梁施工及桩间土挂网喷砼跟进施工;

第四阶段:工程竣工验收完工、基坑移交阶段。

2. 土方开挖施工流程

根据本基坑设计二道混凝土内支撑特点, 以及每道支撑的布置情况及相互净高度, 为加快出土速度, 采取以下办法。

(1) 第一层土体开挖范围是-0.90 (地面) ~-3.70 m (第一道支撑梁底) , 开挖深度为2.8 m, 土方量为50 000 m3。土方车均从南侧 (旺墩路) 出入口进出。根据我方安排, 第一层土方开挖总体出土顺序: (1) 东北角→ (2) 西北角→ (3) 西南角→ (4) 东南角→ (5) 中间土体。开挖第一层土体时, 土方车辆直接开到挖机边, 装土外运。

(2) 第二层土体开挖范围是-3.70 (第一道支撑梁底) ~-9.20 m (第二道支撑梁底) , 开挖厚度为5.5 m, 土方量为75 000 m3。总体出土方向按“对称开挖, 先形成南北向对撑, 后形成角撑”的顺序, 开挖方式为盆式开挖, 即先开挖南北向主对撑下的土体, 待形成主撑后再开挖基坑西部预留土体, 最后开挖基坑东部预留土体。

(3) 第三层土体 (第二道支撑梁底至基坑底挖范围是-9.20~-14.85 m, 开挖厚度为5.65 m, 土方量为80 000 m3。本层土方开挖方式同第二层土方开挖方式。

(4) 基坑土方最后的余土采用两台挖机在基坑底部翻土, 两台抓斗式挖机在坑顶部直接装车外运。

(5) 栈桥下的立柱土方开挖暴露后应及时加设竖向剪刀撑加强。

(6) 第三层土方开挖时, 应与土建单位紧密配合, 坑底暴露面积不大于200 m2。底部土方开挖时, 应对成桩进行保护, 垫层浇筑时间不得超过48 h。

六、工程桩、围护桩、管井的保护措施

(1) 安全教育、技术交底:挖机操作人员进场后除对其进行严格安全教育外, 同时对本工程场地布置情况、工程桩概况及位置、深井井点概况及位置做一次现场详细交底, 让每位操作技师都对自己分区内的现状及需要特别注意保护的成品有一清楚认识。

(2) 专人指挥:土方开挖期间, 每台挖机配备专人进行指挥。指挥人员有项目部下发工程桩位、立柱桩位及深井点位详细图纸交底。抓斗挖土过程中, 当接近桩头或管井20 cm以内时, 指挥人员应给出信号, 让抓斗速度减慢, 缓慢移至桩体位置试挖, 一旦桩头裸露桩体位置明确后, 抓斗沿桩体垂直方向避让10 cm上下落铲, 桩体上余土采用人工清理。

挖土过程中桩体裸露超高部分应及时安排风镐破除, 避免超高破处坠落伤人, 同时提供给抓斗水平旋转足够操作空间。深井井管应随土方开挖进度及时拆管落低, 同时做好点位醒目标识。

(3) 夜间照明:夜间施工期间, 除相应人员必须在岗外, 还应配备足够照明, 同时挖机技师应轮班作业, 避免疲劳操作造成安全隐患。

七、施工效果

在基坑及土方开挖期间, 从监测数据反映, 基坑东、西、北三侧最大的位移量仅18 mm;基坑南侧最大位移量仅为8.2 mm, 均在安全范围之内。在整个基坑施工过程中, 未出现一次基坑渗漏、位移报警等险情, 基坑施工圆满结束, 经验收基坑工程达到优良。

八、结语

通过本工程的施工, 我方运用科学的施工方法、信息化监控等措施使其对周边环境的影响控制在允许范围内。本文对这一成功经验进行有益的总结, 为今后同类工程的设计与施工提供参考。

摘要：本文以我公司承建的苏州工业园区某基坑围护工程为例, 较详细介绍了软土地区超深基坑的设计、施工、监测的一些关键技术, 以及在施工过程中的注意事项, 为苏州地区相类似的工程提供参考借鉴。

关键词：深基坑,软土,土方开挖,二道砼支撑,管井降水

参考文献

[1]刘国彬, 王卫东.基坑工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 2010.

[2]张雁, 刘金波.桩基手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 2009.

[3]刘俊岩.建筑基坑工程监测技术规范实施手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 2010.

[4]王卫东, 王建华.深基坑支护结构与主体结构相结合的设计、分析与实例[M].北京:中国建筑工业出版社, 2007.

软土基坑滑坡分析及治理措施 篇2

摘要：滑坡是在一定的内因、外因等地质环境条件和其他因素综合作用下产生的，影响因素包括：地质条件、地形地貌、人类活动、气候及径流条件以及其他因素。本文结合工程实际，对其软土基坑滑坡分析及治理措施进行探讨。

关键词：滑坡；软土基坑；影响因素；措施

以某基坑为例，基坑开挖深度约 12m，基坑西南侧为堆土区，堆土高度约 6 m。基坑采用放坡式开挖，在无任何围护措施的情况下，基坑侧壁软土失稳形成滑坡，导致基坑南侧小区围墙倒塌，路面出现裂缝，裂缝宽度 2～5cm，小区紧邻基坑的2幢楼房倾斜，墙面出现裂缝，住户全部迁出。

1 工程地质概况

场区地貌类型属于海积平原地貌，地面标高约4.40 m。基坑开挖深度内土层主要为杂填土、淤泥质黏土、淤泥及黏土，基坑侧壁以软土为主，下伏前震旦系片麻岩（图 1）。① 层杂填土，杂色，潮湿，松散，平均厚度 2.26 m。②1层淤泥质黏土，灰色-灰黄色，流塑，平均厚度 3.09 m。② 层淤泥，灰色，流塑，平均厚度6.09 m。③ 层黏土，灰黄色-黄色，可塑-硬塑，平均厚度 10.34 m。④ 层残积土，棕黄色，硬塑-坚硬，平均厚度 2.42 m。⑤ 层全风化片麻岩，灰白色，坚硬，平均厚度 0.77 m。

图 1 研究区工程地质剖面图

场区地下水类型主要为第四系松散岩类孔隙潜水，主要赋存于上部①层杂填土中，潜水水位埋深0.89 m，标高 3.57 m。

2 滑坡产生的原因

滑坡是斜坡岩土体沿着贯通的剪切破坏面所发生的滑移地质现象。滑坡的机制是某一滑移面上剪应力超过了该面的抗剪强度所致，产生滑坡的基本条件是斜坡体前有滑动空间，两侧有切割面[1]。

该工程产生滑坡的条件主要分为：地质条件，内外营力（动力） 和人为作用的影响。

（1） 地质条件：基坑侧壁以软土为主，滨海地区软土由于其成因、物质成分及结构的特殊性，具有天然含水率高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、灵敏度高、扰动性大及流变性等特点，是滑坡形成的物质基础[6]。场区地下水位偏高，基坑开挖时正值雨季，地下水作用主要为软化土体、降低土体的强度、产生动水压力和孔隙水压力、潜蚀土体及增大土体重度等。尤其是对滑带的软化作用和降低强度的作用最为突出，在滑坡形成中起着主要作用（表 1）。

表 1 土层部分物理力学指标

（2） 内外营力（动力） 和人为作用：基坑采用放坡式开挖，形成具有一定坡度的斜坡。开挖坡脚，使坡体下部失去支撑而发生下滑。基坑西侧堆土，地面超载增大，加速了滑坡体下滑。由此可见，基坑采用放坡式开挖，侧壁土体抗剪强度低、地下水活动及坑外堆土是滑坡产生的根本原因。

3 滑动带位置及滑坡体形态的确定

3.1 滑动带位置的确定

滑动带为滑坡体与滑床之间具有一定厚度的剪切带。软土边坡在失稳破坏前，一般都存在较大的塑形变形，往往形成塑形的局部滑动带。通过深层水平位移监测（测斜）、钻探取芯观测及室内土工试验等多种手段，综合确定滑动带位置[8]。

（1） 深层水平位移监测法（测斜法）：垂直基坑方向预埋 5 根测斜管，测斜管安装在穿过不稳定土层至下部稳定地层的垂直钻孔内。通过便携式数字测斜仪监测滑坡区的侧向位移。第一次观测可以建立起测斜管位移的初始断面，其后的观测会显示当地面发生运动时断面位移的变化。探头从测斜管底部向顶部移动，测量间距为 0.50 m。对比当前与初始的观测数据，可以确定侧向偏移的变化量，显示出地层所发生的运动位移。绘制偏移的变化量可以得到 1 幅高分辨率的位移断面图[2]。此断面图有助于确定地面运动位移的大小，深度，方向和速率。通过曲线上位移变化量及速率最大点确定所对应的滑动面深度（图 2）。

图 2 测斜管深度-位移曲线图

（2） 钻探取芯觀测法：钻探采取全断面取芯，在预估的滑动带以上 5 m 或发现滑动带迹象时，进行干钻，回次进尺不大于 0.30 m，并及时检查岩芯，确定滑动面位置。通过观测，滑动带土体明显扰动，含水量偏高，强度降低，具有滑动形成的揉皱及擦痕。将岩芯晾干，用锤轻敲或用刀沿滑面剖开，测出滑面倾角和沿擦痕方向的视倾角，用以确定滑动面。

（3） 室内试验法：钻探过程中自上而下采用薄壁取土器连续取样，通过室内试验，取得物理力学指标。将物理力学指标进行横向及纵向对比，横向为滑动前后指标对比，纵向为单层自上而下指标对比。发现滑动带处土样含水量明显偏高，抗剪强度降低，灵敏度降低。

3.2滑坡体形态的确定

通过滑坡体的形态，可以确定滑坡体厚度，进行滑坡推力计算，为滑坡整治提供依据。根据测斜成果、取芯观测及室内试验法综合确定各测斜孔滑动带的位置。并根据滑坡前缘剪出口的位置及滑坡后缘裂缝位置及产状[1]，综合推断出滑坡体的基本形态（图 3）。

图 3 滑坡体形态示意图

滑坡推力的计算（GB 50007—2011），是滑坡治理成败以及是否经济合理的重要依据，也是对滑坡的定量评价。

（1）

式（1） 中：Fn、Fn-1为第 n 块、n-1 块滑体的剩余下滑力（kN/m）；ψ为传递系数；γt为滑坡推力安全系数，取 1.20；Gn为第 n 块滑体自重（kN/m）（表1）； 为第 n 块滑体滑动面的内摩擦角标准值（°）（表1）；cn为第 n 块滑体滑动面的黏聚力标准值（kN/m）（表 1）；ln为第 n 块滑体滑动面的长度（m）；βn、βn-1为滑动面与水平面的夹角（°）。经计算，每米抗滑挡土墙所提供的抗滑力不应小于 238.58 kN（表 2）。

表 2 滑坡推力计算表

软土深基坑 篇3

随着现在越来越多的深大基坑位于城市市中心, 基坑周围环境复杂, 基坑支护变形控制变得越来越严重。而且当基坑的开挖范围内存在深厚的软土时, 由于软土的蠕变特性, 随着上面土体的开挖, 基坑支护结构会向基坑内滑移, 最终导致基坑支护失效。为了控制支护结构向内滑移, 工程中一般会对基坑被动区加固, 常见的有满堂式、裙边式、抽条式、墩式等几种方式, 本文通过理正软件对昆明滇池流域某深基坑进行数值计算, 探寻裙边加固方式的最佳加固范围。

1 被动区加固机理

滇池地区泥炭土的物质成分有其特点:1) 矿物成分:滇池地区第四纪沉积中, 砂粒的碎屑矿物主要有石英 (60%~70%) 、长石 (10%~20%) 、基性岩碎屑和部分铁泥质岩屑 (1%~30%) , 有时含少量云母和白云母;2) 有机物质成分:泥炭土含有大量有机质。有机质和粘土颗粒都呈胶体状态, 土体物理力学性质主要受有机质成分和粘土矿物成分的影响。滇池周边的泥炭质土与其他软土或粘土相比具有抗剪强度低、孔隙比大、含水率高、压缩性高、低透水性、流变性、腐蚀性大的特点, 同时具有蠕变性, 经过扰动之后的泥炭质土可以像水一样流动。在此种软土地区进行基坑开挖时, 很容易造成安全隐患, 如基坑支护结构的变形过大等问题。

由于软土基坑开挖卸载, 坑内软土土压力减小, 造成基底隆起, 同时由于支护结构两侧的压力差造成桩往坑内发生水平向位移, 使得基坑周边的软土发生沉降, 基坑支护结构发生“踢脚”破坏、围护结构断裂、渗水等危害基坑安全的问题。基坑开挖支护工程中被动区受荷变化是由于开挖卸载, 围护结构两侧产生压力差, 支护结构发生过大的变形说明坑内地基已经处于塑性发展状态, 局部地基已经进入破坏状态, 因此在工程中为了控制基坑支护结构的水平位移和提高地基承载力, 一般会控制施工过程中基坑周围的堆载以及采取土体加固等措施。

图1a) 表示基坑主被动区的位置简图, 图1b) 表示被动区加固的布置;通过对比图1c) , 图1d) 可以得出对被动区进行泥土加固可以控制支护桩两侧的塑性发展。对被动区进行水泥土加固能够提高坑内土体的抗隆起能力, 控制支护结构的变形, 减小被动区土压力。

2 工程概况

某基坑开挖8 m, 支护桩为一排1 000@1 200, 支护桩全长18 m, 取土体计算深度为30 m。地基土的主要物理力学性质参数见表1, 计算模型图见图2。

本文主要针对裙边加固不同的深度和宽度进行计算分析, 采用单一因素控制变量法进行对比分析, 主要分为8组。第1组:加固深度为1 m, 宽度为1 m~8 m, 第2组:加固深度为2 m, 宽度为1 m~8 m, 以此类推, 第8组:加固深度为8 m, 宽度为1 m~8 m。在理正软件计算中, 通过改变加固深度和宽度的数值, 得到基坑顶部水平位移量。

从图3可以看出, 当基坑被动区未加固时, 基坑顶水平位移达50多毫米, 随着被动区的加固, 顶部水平位移减少。当加固深度和宽度都达到5 m时, 基坑顶部水平位移减少到20 mm, 加固深度和宽度继续增加, 基坑顶部水平位移几乎不再变化。

3 结语

基坑被动区加固提高了土体的强度, 改善了土体的力学性能, 使基坑被动区的塑性区范围减小, 同时也使坑顶水平位移减少, 在工程实践中, 通过被动区加固能够显著减少坑顶的水平位移, 当加固宽度和深度为坑深的1/2~2/3时即为被动区加固的一个临界范围, 超过了临界范围后, 坑顶水平位移几乎不再减少, 而加固所需的费用会增加, 造成经济浪费。因此, 在基坑被动区进行加固时, 要确定合理的加固深度和宽度, 在保证基坑安全的同时, 又能达到节约工程造价的目的。

摘要：介绍了深基坑被动区软土加固的机理, 并以具体工程为例, 分析了深基坑被动区加固对基坑变形的影响, 指出基坑被动区加固提高了土体的强度, 改善了土体的力学性能, 减小了被动区的塑性范围。

关键词：基坑,被动区,软土加固,变形

参考文献

[1]胡广鑫.昆明盆地泥炭质土在渗流条件下变形规律试验研究[D].昆明:昆明理工大学, 2013.

[2]金晓波.软土基坑被动区加固处理的研究[D].昆明:昆明理工大学, 2008.

[3]王卫东, 刘国彬.基坑工程手册[M].第2版.北京:中国建筑工业出版社, 2009:617-633.

[4]陈祖煜.深基坑支护技术指南[M].北京:中国建筑工业出版社, 2012:287-289.

某软土深基坑支护工程设计 篇4

拟建场地位于宁波市北仑区辽河路以东,进港路以南,淮河路以西。场地周边平均相对标高为-0.650 m,东侧的淮河路面标高为-0.950,西侧的辽河路面标高为-0.350,北侧的进港路面标高为-0.050。基坑周围开挖深度为5.70 m～6.50 m。

基坑支护结构形式的选取必须综合考虑地下室特点、周边环境和地质条件等因素,才能得到既安全可靠、经济合理,又施工方便的基坑支护方案。

1.1 地下室特点

1)基坑开挖面积较大,基坑开挖面积达到9 430 m2。2)基坑开挖深度较深,基坑四周挖深达12.4 m～14.4 m;属于Ⅰ级基坑,γ=1.1。基坑平面形状接近矩形,比较规则。3)基坑北侧紧邻民安路,分布有较多管线,对基坑变形非常敏感。4)基坑南侧临近同期施工的10号地块基坑,存在南北向土压力不平衡的问题。5)基坑四周紧邻用地红线,施工场地非常狭小。6)工程桩为钻孔灌注桩,对基坑开挖较为有利。

1.2 土层分布情况

本工程的土层分布情况为:1)场地内土层分布比较均匀,地质起伏比较平缓,各区之间土质差异不大;2)对基坑支护影响较大的是(2)-1和(2)-3层淤泥质粘土,这两层土物理力学性质较差,层厚相加达到20 m以上,基坑底位于(2)-1层淤泥质粘土中;3)(4)-1层粘土物理力学性质相对较好,但埋深较深,支护桩若进入好土层代价较大。土的物理力学指标见表1。

1.3 周边环境情况

1)基坑东侧:邻近淮河路,该侧支护结构距离该侧施工围墙线最近处约为2 m。2)基坑南侧:邻近淮河小学的操场和教学楼(桩基础),操场一侧支护结构紧挨施工围墙线,教学楼距离施工围墙线最近处约3 m,需要重点保护。3)基坑西南角:同期建设的桩基础建筑(无地下室),存在高位桩,需保护。4)基坑西侧:邻近辽河路,该侧支护结构距离该侧施工围墙线最近处约为1.5 m。5)基坑北侧:邻近进港路,该侧支护结构距离该侧施工围墙线最近处约为2 m。

1.4 周边管线情况

基坑西侧的辽河路边有自来水雨水管线和污水管线北侧进港北路边有雨水管线和污水管线,距离基坑边约10 m。

2 基坑支护形式选取[1,2]

2.1 方案设计原则

1)保证基坑支护结构及土体的整体稳定性,确保支护结构在施工期间安全可靠;2)土体开挖过程中确保基坑内外工程桩及基坑外建(构)筑物和地下管线正常使用;3)在确保基坑及周围建(构)筑物安全可靠的情况下,采用最简明的支护手段,达到节省材料、方便施工、加快施工进度、降低工程造价的目的。

2.2 基坑支护形式

根据本基坑的特点、实际施工条件及以往工程经验,经过多个方案的选择和比较,最后决定选用以下支护结构体系。

2.2.1 平面支护体系

由于本基坑平面形状比较规则,南北向跨度较小,因此支撑体系采用比较常规的角撑结合对撑体系,尽最大可能减少支撑覆盖面积,方便挖土施工。

根据协同计算结果及以往工程经验,角撑结合对撑体系各方向受力明确,变形控制能力均较强。

2.2.2 竖向支护体系

1)本基坑东侧、南侧东段、西侧和北侧由于距离道路和淮河小学比较近,采用围梁下挂式的刚性支护结构体系,减小了支护结构的变形,减少基坑开挖对侧道路、市政管线和教学楼的影响;冠梁面设置在自然地坪以下0.7 m,一道围梁及支撑面降到自然地坪以下1.7 m处,这样做一方面减小了桩身弯矩,降低工程造价,减少了踢脚现象发生,同时也给挖土施工作业提供了足够的空间,见图1。

2)本基坑南侧西段由于场地比较空旷,尽可能考虑多卸土(局部区域卸土至坑外基础底),故该侧围梁不下挂,节省支护结构造价,见图2。

3 结语

目前本工程已顺利施工完毕,现场监测的实际位移都达到了预先设定的要求。综合分析本工程的设计与施工过程,可得到如下结论:1)针对基坑周边环境条件不同,采用围梁下挂与不下挂相结合的竖向支护结构体系,充分发挥其不同的优点,解决基坑设计时所面临的问题。2)针对基坑跨度较小的情况,可以采用单肢对撑,由于立柱较少,所以其经济性也较好。3)基坑挖土的合理与监测的及时,是保证基坑施工顺利完成的重要手段,通过监测数据的反分析,可以指导和安排施工顺序和施工进度,达到基坑开挖的动态信息化施工管理的目的。4)由于土体位移产生的时段主要在围护墙侧土体开挖一星期内产生,所以垫层、底板施工要及时跟进方能减小围护结构的侧向位移保证基坑的安全实施。

摘要：根据某复杂软土深基坑周边的环境特点,提出相应的竖向支护结构形式,以充分利用周边场地,节省造价,结合实际的监测情况,表明该软土深基坑设计可行,同时得出了一些对类似工程有一定参考意义的结论。

关键词：深基坑,内支撑,平面,竖向,支护

参考文献

[1]JGJ 120-99,建筑基坑支护技术规程[S].

[2]DB33/T 1008-2000,建筑基坑工程技术规程[S].

地铁软土深基坑设计及实测分析 篇5

1.1 工程概况

上海市轨道交通12号线工程虹莘路站, 东临虹莘路, 西起A20公路, 车站位于顾戴路下, 沿顾戴路东西走向。车站基坑开挖深度20.510 m, 端头井基坑开挖深度约22.110 m。

车站基坑围护结构采用1 000 mm厚地下连续墙, 标准段采用六道支撑, 第一道和第四道为混凝土支撑, 第一道及第四道混凝土支撑截面尺寸分别为900 mm×800 mm及1 200 mm×800 mm, 其余道支撑均为609 mm×16 mm钢管支撑。

1.2 工程地质及水文地质条件

1) 岩土层分布。

拟建场地基土自上而下为:第 (1) 1层杂填土, 第 (1) 2层素填土;第 (2) 层褐黄色~灰黄色粉质粘土;第 (3) 层灰色淤泥质粉质粘土;第 (4) 1层灰色淤泥质粘土;第 (5) 1a层灰色粘土;第 (6) 层暗绿~草黄色粉质粘土;第 (7) 1层草黄色~灰黄色砂质粉土;第 (7) 2层草黄色~灰色粉砂。

2) 水文条件。

本场地浅部地下水属潜水类型, 主要补给来源为大气降水, 水位随季节而变化, 潜水水位约在0.3 m~1.5 m。本场区下部第 (7) 层为承压含水层, 埋深3.0 m~11.0 m。

2 围护结构设计优化分析

2.1 方案设计

根据计算及以往工程经验本基坑竖向采用六道支撑, 竖向支撑采用以下2个方案进行了优化分析:

方案一:第一道混凝土支撑, 其余道支撑均为φ609 mm×16 mm钢管支撑。方案二:第一道和第四道为混凝土支撑, 其余道支撑均为φ609 mm×16 mm钢管支撑。

2.2 方案计算分析

岩土体参数按地勘报告取值;根据相关规范所有土层均采用水土分算模式[1], 基坑两侧考虑20 k Pa的超载。

在满足围护结构各项稳定性指标要求后, 得到基坑方案一和方案二围护结构位移、内力包络图, 推荐方案计算结果见图1。

计算结果显示方案二墙体位移及墙体弯矩都较方案一稍小, 总体来看变化不大;结合专家评审意见并且考虑到基坑较深, 安全问题比较突出, 混凝土支撑整体性好并且安全储备较大, 最终确定方案二作为基坑施工方案。

3 基坑监测

选取车站中心里程处测斜孔CX4及轴力测点ZL1的监测数据进行分析。

图2为地墙水平位移曲线, 从图2中可以看出地墙墙身位移曲线形态大致相同, 位移曲线形状呈墙顶、墙端收进, 中间凸出的“大肚”状[2], 墙身位移最大值所在位置略高于基坑底部以上约1.5 m, 在开挖过程中基坑的水平位移不断的增大, 开挖到坑底时基坑的水平位移最大, 最大位移为29.3 mm, 略大于设计控制要求1.4‰H=28.7 mm, 比启明星计算结果24.4 mm稍微大一些, 但变形趋势基本一致。

4 结语

虹莘路站是典型的软土深基坑, 现在已经施工完成, 对国内外同类基坑工程具有一定的借鉴意义。

1) 软土地下车站的深基坑设计、施工时, 应重视软土及地下水的不良影响。2) 混凝土支撑刚度大, 整体稳定性好, 地铁车站软土深基坑采用多道混凝土支撑可以增加整个基坑的安全储备。3) 基坑开挖过程中, 应该加强基坑的监测, 掌握施工中基坑的动态信息, 确保基坑本体安全及周围建筑物、管线的安全。

摘要：以上海地铁12号线虹莘路站明挖车站基坑为工程背景, 对地铁车站软土深基坑支护结构内力及变形进行了计算分析, 根据计算对比结果确定了最终的基坑支撑方案, 为确保基坑在施工期间安全实施, 对基坑进行了施工期间监测, 监测数据显示:设计计算结果和监测数据基本吻合。

关键词：地铁车站,深基坑,基坑监测

参考文献

[1]DG/T#space2;#J08—61—2010, 基坑工程技术规范[S].

软土地层中深基坑降水技术探析 篇6

该地铁站为地下二层岛式车站, 总长350m, 埋深为16.81m (车站中心里程处) , 标准段基坑深约16.3m, 端头井基坑深度约17.9m, 主体围护采用800mm地下连续墙围护, 标准段主体围护深度约35.4m, 端头井主体围护深度约36.9m。

车站位于软土地层中, 场区存在承压水, 对本工程有影响的承压含水层为 (8) 3圆砾、砾砂, 车站基坑开挖时, 坑底土体抗承压水头的稳定性系数小于1.1, 需要进行降承压水处理。

二、降水目的

根据软土地层中深基坑的开挖及基础底板结构施工要求, 本方案设计降水的目的为:1) 疏干开挖范围内土体中的地下水, 便于基坑内施工作业;2) 降低坑内土体含水量, 提高坑内土体强度;3) 降低下部承压含水层的水头高度, 防止基坑底板管涌、突涌等不良现象的发生, 确保基坑底板的稳定性。

三、基坑底板抗突涌稳定性验算

基坑开挖后, 基坑与承压含水层底板间距离减小, 相应承压含水层上部土压力也随之减小;当基坑开挖到一定深度后, 含水层承压水顶托力可能大于其上覆土压力, 导致基坑底部失稳, 严重危害基坑安全。因此, 在基坑开挖过程中, 需考虑基坑底部承压水的水压力, 必要时按需降压, 保障基坑安全。本工程对基坑安全有影响的深部承压含水层为第 (8) 3砾砂、圆砾层, 初步勘察资料显示, 该层的层顶埋深标高约为-29.95~-32.80m, 勘探孔揭露的层厚约为5.50~13.30m, 针对该层进行基坑抗突涌性验算时, 选取参考孔显示承压含水层 (8) 3层的层顶埋深标高为-29.95m, 初始水位埋深标高暂取-0.19m (埋深2.67m) , 上覆土的平均重度暂取17.5k N/m3。计算该承压含水层组承压水的顶托力:

当承压水顶板处上覆土压力等于承压水的顶托压力时 (安全系数为1.1) , 可计算出临界开挖深度 (即需要开始降压的开挖深度) , 即:

根据以上公式计算得出, h0=13.72m (绝对标高为-11.24m) 。

当基坑开挖深度等于或大于13.72m时, 需降低承压水的水位;反之, 则不需要。本工程基坑开挖深度约为16.29~18.714m, 均大于基坑临界开挖深度。因此, 本工程基坑施工过程中需降低承压含水层 (8) 3层的水位。

四、降水方案设计

(一) 疏干井设置

基坑的开挖需要及时疏干开挖范围内土层中的地下水, 降低围护范围内基坑中的地下水位, 保证基坑的干开挖施工的顺利进行。因此, 开挖基坑前, 需要布设若干数量的疏干井, 对基坑开挖范围内土层含水进行疏干。

场地上部土层基本上为粘性土, 含水量大, 渗透性差, 采用重力自流短期内疏干潜水具有一定的困难, 因此疏干需采用真空降水方法, 提高降水井的工作效率。根据JGJ/T111-98《建筑与市政降水工程技术规范》和多年降水工程实践并结合该工程所处地层情况设计疏干降水方案。

根据本工程地质特征, 本次降水工程疏干降水井单井有效抽水面积a井取200。降水井深度结合基坑开挖深度及地层分布情况确定。基坑端头井均已做加固处理, 故暂不考虑布设疏干井。坑内疏干井数量按下式确定:

式中:n———井数 (口) ;A———基坑需疏干面积 (m2) ;a井———单井有效疏干面积 (m2) ;

考虑本车站底板位于淤泥质粉质粘土上, 坑内采用三轴搅拌桩加固, 基坑内加固深度为坑底下3m, 标准段为抽条加裙边加固, 端头井采用满堂加固;基坑外加固采用旋喷桩加固, 加固深度为地面下5m至坑底下3m。标准段的加固体将基坑分割为数个单元格, 考虑在未加固的单元格内布置疏干降水井, 端头井不再布置降水井。疏干井布设时, 井间距约为20m避开加固体后, 实际井数为18。

疏干井深度量的确定:考虑降水漏斗的形成及经济合理, 疏干井深度一般比基坑开面深约6.0~7.0m, 但在西端头井位置, 同时结合基坑开挖深度, 本车站疏干井的深度设计为24.00m。

(二) 降压井方案设计

在无止水的情况下采用根据《建筑基坑支护技术规程》 (JGJ120-99) 同浙江省标准《建筑基坑工程技术规程》 (DB33/T1008-2000) 中基坑涌水量公式:

根据以上公式, 计算得出:西端头井位置基坑涌水量约为3176.37;标准段位置基坑涌水量约为11416.83;东端头井区域基坑涌水量约为2985.89;

根据设计说明中对承压含水层砾砂、圆砾层的描述, 结合降水施工经验, 综合考虑基坑开挖深度、地层情况以及围护深度等因素, 降水方案采取坑内外相结合的降水方式, 单井出水量按照经验取50T/h, 即1200T/d。

根据以上理论计算, 本工程要满足基坑抗突涌性的要求, 需设计8口降压井, 另外, 基坑长度较长约350m, 需在坑内布置降压备用兼观测井3口, 即本工程共布置11口层降压井, 由于承压含水层的埋深较深约32.43~35.28m, 层厚较厚, 根据现有资料揭露该层的厚度约5.5~13.30m, 但未将该层钻穿, 因此, 降压井的深度暂设计为42.00m。

五、结语

目前, 该车站基坑开挖已经完成, 按照上述降水布设方案, 效果良好, 达到了预期目的。深基坑降水工艺应依据工程地质及水文地质条件, 并考虑环境条件, 在确保基坑工程施工安全的前提下, 确定降水方案。在场地含有承压水时, 可根据场地实时承压水头的实测埋深, 计算设置参数, 进行降水过程中基坑坑底稳定性验算, 根据计算分析结果合理进行减压降水设计。

参考文献

[1]GB50299-2003地下铁道工程施工及验收规范[S].北京:中国计划出版社, 2003.

[2]建筑与市政降水工程技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 1999.

[3]建筑基坑支护技术规程 (JGJ120-99) [S].

软土地区深基坑支护失稳分析 篇7

厦门某体育中心项目位于厦门市集美北区, 同集路南侧, 乐海路东侧, 主要建筑有比赛场及一层的训练场、地下室。工程区域内机动车道为南北向, 纵贯此体育中心, 与城市的主干道连为一体。所以, 应该按城市道路等级进行设计, 主体育场东侧为海, 现已有海堤工程对项目区域起围护作用, 基坑维护设计平面图如图1。地貌单元属典型的滨海滩涂地貌, 主要地质地层自上而下可分列如下。

(1) 素填土。填料以残积土等黏性土和碎石组成, 碎石含量35%～55%, 回填的时间小于5h, 并尚未完全完成自重的固结。均匀性和密实度较差, 该土层为全场分布, 土层底部埋深为0.4～7.3m, 厚度为0.4～7.3m, 一般为3～5m。该土层力学强度低, 修改后的标贯击数N为3.9～14.3击, 平均值为8.3击。

(2) 淤泥。灰褐、深灰色, 流塑, 饱和。主要的成分为黏、粉粒, 并含腐殖质及有机质。局部夹杂有细小沙砾, 光泽反应比较光滑, 韧性中等, 摇震反应弱, 干强度较低。该土层全场分布, 顶板埋深0.4～7.3m, 顶板标高-3.6～1.68m, 该层厚度为2.1～23.7m。该层属高压缩性土, 含水量高 (为60%) 、力学强度低、工程性能差, 是地基处理的主要土层。

(3) 粉质粘土。粘土的成分主要由黏、粉粒组成。含中英石细沙5%～15%, 顶层埋深5.8～10.8m, 层顶标高-7.58～-3.02m, 厚度为1.5～12.3m, 一般为3～6m。该土层属于中等的压缩性土, 修改后标贯实验击数为5.9～18.7击, 标量击数为11.7击, 力学强度属于中等。

(4) 残积砂质粘性土。原岩的结构特征较为清晰, 母岩是花岗岩, 主要由矿物风化的粉粒和残留的石英颗粒组成, 韧性、强度属中等。顶板的埋深为5～19.5m, 顶板的标高为-16.58～-1.93m, 其厚度为0.45～27m, 一般为6～15m左右。该土层会随深度的增大, 风化渐弱, 但强度会逐渐变高。修改后的标贯击数标准值1为6.2击, 自然状态下的力学强度高。

(5) 全风化花岗岩。呈黄灰、灰色, 成分由矿物风化的粉粒和石英矿物物质组成的。风化剧烈, 岩芯为坚硬土状, 手捏易散, 岩石易破碎, 属极软岩。岩体基本质量的等级为5级。该土层局部分布, 厚度为2.1～14.1m, 一般为4～8m。本土层力学强度高, 压缩性低, 修改后标贯击数标准值32.9击。

2 基坑支护设计

体育馆的西北侧为训练场和机动车道的北部, 该区域的淤泥层比较薄, 表层素填土覆盖层较厚, 而且离基坑较近, 因而属于支护重点。基坑剖面的开挖深度为7.75m, 采用直径为700mm, 间距为1000mm的灌注桩围护结构, 桩长为10m。考虑到底面超载15kPa, 在-2.5m出设一道钢筋混凝土水平角支撑。维护设计西北角和东北角一样设水平钢筋混凝土角支撑, 后由建设方要求, 取消东北侧钢筋混凝土水平角支撑, 南侧为水泥搅拌桩。东侧及东北侧至机动车道, 采取二次放坡, 并设置土钉墙。其他区域的南北两侧均采取排桩, 加单层水平钢管内支撑或斜支撑。

3 工程事故分析

针对该基坑中工程事故频发, 对于基坑工程的设计, 按《建筑基坑支护技术规程》JGJl20-99的强制性标准要求和现场的状况进行计算、分析, 认为基坑工程支护失稳的主要原因有:

(1) 设计对于软土特性认识不足。厦门市地区软土地区的天然含水率较高、孔隙比也较大。与其它土体相比较, 其呈主动土压力状态的三维空间效应会更大, 边坡土体的蠕动, 会产生位移、拉裂、沉降等现象, 其基坑土体会, 因为卸荷回弹和因边的坡土体挤压而隆起变形更为显著。所以, 在相等开挖深度条件下, 软土地区的支护结构刚度、强度及其嵌入深度、锚杆的锚固段长度, 远比其它土体的要求更高。

(2) 设计不够慎重。基坑支护工程的设计抬高±0.00标高的高程, 降低了其地面的标高和基坑底板面的高程, 以及开挖的深度是地面到基坑底板的深度, 并不是到基坑底部垫层的深度, 这导致开挖深度少算了1.75m。以上, 引致围护桩的刚度、强度及嵌入的深度, 或其锚管的嵌入长度, 都不能满足基坑边坡稳定性的要求。

(3) 对水的危害认识不足。基坑的开挖使得基坑的边坡在其影响强度范围内, 主动土压力土体的应力发生了改变, 在地表上面产生了许多的弧形裂缝, 地表水会沿裂缝下面渗灌到裂缝, 于是产生了rh2/2的水压力, 其中r是水的重度, 单位为kN/m3, h是地面到基坑底部以上裂缝的深度, 单位为m。原来已经不稳定的围护桩, 增加了更多的水平推力, 导致在内部支撑的水平钢管, 承受轴力超过了极限值造成断裂, 围护桩的坍塌, 加速了已经不稳定土钉墙的滑移。

4 软基处理

4.1分区地基处理方案选择及其参数设计

由于本工程的地质条件复杂, 淤泥层厚度和素填土的覆盖层厚度变化较大, 地基的处理须根据不同地区的淤泥层厚度和素填土覆盖层的厚度不同, 采取不同地基处理的方案。地基处理平面如图1所示。

经分析, 将场地分为以下几个区域进行处理:

1区:主要包括了西北侧的训练场以及机动车道北部, 该区域的淤泥层较薄, 表层素填土的覆盖层较厚。为了减少地基的沉降量对体育馆正常的使用产生不利的影响, 采用了强夯、振动碾压综合加固的处理方法来进行地基加固的处理。

2区:主要是对训练场基础下面的天然软基进行处理。该加固地区为一个环形区域, 环形条带宽度约14m, 环形面积约为2393m2。根据基础承载力使用的要求, 此区域要采用水泥土搅拌桩来进行加固。搅拌桩的间距为1.3m, 按正方形布置, 桩径为0.5m, 桩长要打穿淤泥土层并进入到下卧层不小于1.0m的位置。

3区:此区域主要是环绕主体育馆的消防通道。由于过大的沉降量会影响消防通道正常的使用, 所以采用强夯和振动碾压的综合处理方法来进行地基的加固处理。因为使用荷载比较小, 强夯采用一遍普夯来进行加固, 普夯的能量为1000kN/m。

4区:此区域主要加固对象是体育馆主跑道和练习跑道。该处淤泥土层比较厚, 并且跑道对于差异沉降的要求较高。为了把深层淤泥的沉降消除, 应采用加固深度大的排水预压固结和强夯、振动碾压来进行综合加固处理。

5区:主要加固的对象为主体育场内的比赛场。此区域被4区包围, 因为, 该处淤泥层的厚度与4区同样较厚, 并且比赛场对于残余沉降的要求也高, 为了把深层淤泥沉降消除, 采用加固深度大的排水预压固结和强夯、振动碾压的方法进行综合加固处理。

由于每个区域对于地基沉降使用的要求各不相同, 预压荷载的大小以及预压的时间也各不相同, 具体的预压荷载和预压时间, 需要根据沉降的计算和固结度的计算来确定结果。地基处理部分断面如图2所示。

6 结语

对于地质条件比较差的淤泥土质地区, 尤其是土体含水量大于60%时, 应该进行基坑支护设计, 施工时必须谨慎。凡是深基坑的设计方案, 须经专家论证。经过专家论证后的深基坑支护方案, 不得任意修改, 如果要改变, 必须进行重新的论证。当基坑变形过大, 超过设计的规定值时, 则须赶紧启动技术措施预案, 并及时地撤出工地正常施工人员。边坡应及时进行反压、加固。

摘要：软土地区, 若其建筑深基坑的位移过大, 则周边的土体容易失稳, 基坑会产生变形。本文以厦门某软土地基工程为例, 分析造成基坑失稳的相关原因。通过对设计、施工、地质等方面的情况分析, 提出事故处理措施, 并总结技术措施的经验教训。

关键词：软土地区,深基坑,基坑支护,失稳

参考文献

[1]赵伟, 刘玉波, 王云宝.深基坑支护方案选择与施工技术[J].黑龙江水利科技.2006, 34 (3) :22-23

[2]吴永辉.深基坑支护结构体系的应用[J].四川建材, 2006

[3]贾坚.软土时空效应原理在基坑工程中的应用[J].地下空间与工程学报, 2005, I (4) :490-493

[4]刘建航, 侯学渊.基坑工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 2005

[5]JGJl23-2000, 既有建筑地基基础加固技术规范[S].中国建筑工业出版社, 2000

软土地区深基坑支撑爆破施工技术 篇8

关键词：深基坑,支撑,爆破,技术

1 工程概况

1.1 工程环境

该工程位于宁波鄞州南部商务区核心地段, 场地为滨海相平原地貌, 基坑东西宽约52.6 m, 南北长约73.6 m。东侧相距55 m为另一在建工地, 南侧70 m为空地, 西侧为一条小河道, 河道对面50 m为空地, 北侧15 m为日丽中路, 车流量较少, 路北侧55 m是鄞州公园, 据此分析爆破环境尚好。

1.2 围护结构特点

围檩和支撑均采用现浇钢筋混凝土结构, 混凝土强度一道支撑强度为C25、二道支撑和围梁为C30, 主筋保护层厚度为25 mm。围梁节点内外1 000 mm范围内箍筋加密至@100, 支撑节点内、外侧600 mm范围内箍筋加密至@100。

2 支撑拆除方案选取

支撑拆除通常有两种方式:人工拆除和爆破拆除, 人工拆除适用于支撑规格较小、无围檩的支护, 且工期要求不紧的工地。拆除方式主要采用密集劳动力用风镐凿除钢筋混凝土, 施工噪声大, 耗电量多, 效率低下, 速度慢;采用爆破方式相比人工具有明显优势:1) 爆前准备工作基本在无噪声中完成;2) 爆前准备工作与现场其他施工不冲突, 不影响总包方的主体施工进度;3) 在甲方指定的时间实施爆破, 每次爆破过程持续约10 s左右;4) 爆破后混凝土与钢筋分离, 混凝土大部分呈碎块状, 最大颗粒直径约30 cm, 适宜于清渣和作回填料;5) 采用爆破方式拆除将会大大缩短工期, 减少扰民, 提高功效, 加快工程进度;渣土分散堆放, 可防止地下室顶板局部过载。基于工期紧, 爆体结构坚固以及爆破拆除的优势等因素, 总包方决定采用爆破方式, 将支撑及围梁拆除, 以保证工程的质量、进度和安全。

3 爆破拆除方法设计

3.1 炮孔布置

1) 支撑的炮孔布置。主要支撑剖面尺寸宽高分别为:1 400 mm×800 mm;900 mm×900 mm;800 mm×800 mm;700 mm×700 mm;500 mm×700 mm;900 mm×1 000 mm。配有Φ16～Φ25主筋、箍筋Φ6, Φ8。炮孔采用梅花形布孔方式, 孔距800 mm。2) 围檩炮孔布置。二道围檩截面尺寸为1 400×800、主筋ϕ25、箍筋ϕ8, 于支撑连接点处进行了加密, 给爆破增加了难度。布孔参数设计:孔深L=2/3h cm;孔距:a=80 cm, b=20 cm～30 cm。围檩外侧抵抗线取20 cm;在靠近围护桩处留有约10 cm的保护层。3) 节点布孔。节点处:钢筋密集, 约束力极大, 故采用多排密孔。周边孔:W=20 cm;孔距:a=30 cm～40 cm;排距:b=25 cm～30 cm。

3.2 成孔方式

炮孔成孔方式有两种:1) 采用预埋孔, 即在支撑浇捣时插入纸管;2) 在支撑爆破前人工打孔。前者具有施工进度快、不影响基坑内其他施工作业等优点, 故已在支撑爆破作业中广泛推广。大量工程实践表明, 预埋孔对支撑梁的承载力无不良影响。我方也可根据基坑围护设计方的意见, 在受力较大的节点处少埋炮孔, 在轴力监测点不作预埋。

本工程采用预埋炮孔方案, 在支撑浇捣时已完成预埋作业。

3.3 炸药量计算

主要根据爆破单耗计算单孔装药数量。工程采用乳化 (防水) 炸药, 孔内采用HS-4段非电雷管起爆。孔外采用ms-3, ms-4, ms-5段非电毫秒雷管接力传爆。

单孔药量按体积法公式计算, 即单孔爆破体积乘以炸药单耗。

q=KV。

其中, K为炸药单耗, 支撑取600 g/m3～800 g/m3, 围檩及节点取1 000 g/m3～1 200 g/m3;V为单孔爆破体积。

正式爆破前安排一次试爆, 以更精确地调整及控制各种爆体的炸药单耗及单孔药量。

3.4 装药、填塞和起爆网路设计

1) 装药:将炸药按照指定的规格和质量进行现场加工, 并分别装入指定的炮孔内。2) 填塞:填塞工具以竹、木棒为主, 在竹、木棒上做好刻度标记, 将药包放置在设计的深度, 将堵塞材料分次装入并捣实, 保证足够的堵塞长度及堵塞质量。3) 起爆网路设计:孔内采用高段位非电半秒雷管起爆炸药, 孔外采用低段位双发非电毫秒雷管组成分段延期传爆网路, 确保传爆网路的可靠性。节点网路爆破时差示意图如图1所示, 采用支路先爆 (为节点处爆破创造临空面) , 节点处由外向内对称起爆网路 (平衡钢立柱免受侧向推力) 。4) 本工程共需爆炸物品如下:a.抗水乳化炸药约7 700 kg;b.各段非电雷管约52 800发;c.塑料导爆管5 000 m, 按总包方安排分多次爆破, 每次爆破作业总药量在500 kg以内。

3.5 爆破作业安全评估

1) 爆破震动。

爆破震动可按下式计算[1]:

V=K (3Q/R) α (1)

其中, V为振速, cm/s;Q为一次起爆炸药总量, kg;R为爆中到建筑物距离, m;K为综合系数, 支撑爆破时取50, 围檩爆破时取100;α为与地质有关的衰减指数, 取α=1.67。

为了保证安全和爆破效果, 本工程一次起爆炸药量控制为3.0 kg。经计算支撑爆破时在55 m (距离基坑最近) 处的最大振速为0.11 cm/s;围檩爆破时为0.23 cm/s;根据国标最近的建筑物的安全振速2.0 cm/s, 故可确保其安全。

2) 空气冲击波。

由于采用多炮孔分散装药, 爆破作业又在深基坑内进行, 故空气冲击波的影响可以忽略不计。

3) 个别飞石。

飞石无阻挡最大飞散距离按下式评估:

Rf=70q0.53 (2)

其中, q为炸药单耗, 当围檩爆破时q=1.1 kg/m3, 计算得Rf=73.6 m。故应采取防护措施以控制飞石的危害。采取控制措施后, 将飞石控制在基坑以内。

4 环境和安全保证措施

4.1 对周边环境的影响及处理办法

1) 爆破飞石。

本工程采用脱离防护, 确保无一块飞石:在下道支撑系统爆破时, 在上道支撑上搭封闭式防护棚, 防护棚用钢管做骨架, 钢管用扣环连接, 然后将两层竹笆满铺在骨架上;竹笆与骨架间用铁丝捆扎, 最后在上面“井”字形压钢管, 纵横间距1.5 m×3 m, 与下层骨架一起将两层竹笆压为一个整体防护层, 最后在防护棚上加一层建筑用安全绿网。

上道支撑系统中的所有爆体爆破时, 防护棚搭设与下道支撑防护相同, 距爆体顶面不小于2 m。压紧钢管纵横距离为1.0 m×3 m, 与下层骨架一起将两层竹笆扣紧为一个整体防护层, 最后在防护棚上加一层建筑用安全绿网。防护竹笆必须是新的。

2) 爆破震动。

根据爆破设计, 对于周边工程的振动速度计算, 围檩起爆药量控制在1.1 kg以内, 支撑起爆药量控制在2 kg以内。经过计算围檩爆破是10 m位置振动速度0.48 cm/s小于国家标准, 支撑爆破是10 m位置振动速度0.48 cm/s也小于国家标准, 故可以保证周边建筑物的安全。

此外, 为了减少爆破震动采取了以下措施:a.在整体爆破前先将围檩和支撑之间炸断, 防止地震波相互叠加;b.采取先将整条围檩与支撑梁各节点断开, 分开爆破和用毫秒雷管时间差特殊工程控制单响药量, 分次爆破, 采用长时间间隔的爆破等方法, 最大程度减少爆破震动的危害。

4.2 对基坑内部成品和半成品的保护

对爆破支撑下方底板的保护:1) 确保底板在爆破前的强度和硬度达到验收指标;2) 为减少水泥碴对底板的冲击和使碎碴对底板压力分散, 在底板上平铺一层竹排, 底板承载量计算:80 cm×80 cm支撑梁爆破后水泥碴分散范围有4 m2, 水泥碎碴对底板的压力表现, 经计算底板或楼板每平方米所受的最大承载量为400 kg。

对爆破支撑下方楼板的保护:1) 确保楼板在爆破前的强度和硬度达到验收指标;2) 为减少水泥碴对楼板的冲击和使碎碴对楼板压力分散, 在楼板上平铺一层竹排, 楼板承载量计算同底板;3) 在楼板下对应支撑梁位置采用钢管架支撑楼板底部, 使得楼板在爆破后具有足够承载碎碴能力。

对爆破周边的半成品 (钢筋箍、钢筋笼) 的保护:1) 做好爆破支撑的隔离防护;2) 采用竹排覆盖在半成品上, 防止飞石对半成品造成损伤;3) 在钢筋箍、钢筋笼等半成品比较靠近的区域内, 采用人工清碴方式清碴。

对爆破周边吊机等设备设施的保护:对吊机等重大固定的设备设施采用竹排覆盖防护。

对爆破周边钢管架的保护:合理安排工作面, 在合理区域搭建钢管架, 在飞石范围内的钢管架采用竹排隔离防护方式保护钢管架。

对围护桩的保护:采用合理的爆破方式, 在靠近围护桩时采用龟裂爆破。

5 结语

本拆除工程根据实际场地和围护结构特点, 选择合适的拆除方案, 通过科学的爆破方法设计, 结合有效的安全保证措施, 确保了支撑拆除的工程进度和施工安全。

参考文献

[1]GB 6722-2003, 爆破安全规程[S].

[2]祝树枝, 吴森康, 杨昌森.近代爆破理论与实践[M].武汉:中国地质大学出版社, 1993.