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深基坑工程实用13篇

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深基坑工程

篇1

1.基坑开挖的施工工艺

基坑开挖的施工工艺一般分为两种:第一种:无支护开挖(放坡开挖);第二种:有支护开挖 。

(一)无支护开挖

无支护开挖方式既简单又经济,在空旷地区或周围环境允许时能保证边坡稳定的条件下应优先选用。

本人曾参与杭州市依锦苑安置房的建设,当时由于现场土质极佳,大部分位置接近垂直开挖,无需任何支护;周边没有其他建筑物及道路影响,土质差的地方采用了放坡的开挖方式,工程施工非常顺利。

(二)有支护开挖

在城市中心地带,建筑物稠密地区,往往不具备放坡开挖的条件。因为放坡开挖需要基坑平面以外有足够的空间满足放坡要求,如要放坡范围有邻近建(构)筑物基础、地下管线、城市道路等情况,都不允许放坡,此时就只能采用有支护开挖。

工程对支护结构的要求一般有两点:一是创造条件便于基坑土方的开挖。二是保护周边环境,(在建筑物稠密区,这点更重要)。

支护结构最重要的其实还是为了接下来的土方开挖(勘测很重要,但在本文中不详加阐述了),基坑土方如何组织开挖,不但影响工期、造价,而且影响支护结构的安全和变形值,直接影响环境的保护。所以,对较大的基坑工程,一定要编制较详细的土方工程的专项施工方案,要明确挖土机械,挖土的工况,挖土的顺序,土方外运方法,行车路线等。

基坑土方如何组织开挖,不但影响工期、造价,而且影响支护结构的安全和变形值,直接影响环境的保护。所以,对较大的基坑工程,一定要编制较详细的土方工程的专项施工方案,要明确挖土机械,挖土的工况,挖土的顺序,土方外运方法,行车路线等。

在软土地区,一般地下水位往往较高,采用的支护结构一般要求降水和挡水。在有支护结构阻挡下,一般地下水不会进入基坑,但如土质含水量较高,挖掘机下坑挖土和浇筑围护墙的内支撑有一定困难。所以,坑内降低地下水位可使土体产生固结,有利于提高被动土压力,减少支护结构变形。所以,方便作业和保护环境作用。

土力学的计算理论是高度理想化的,与真实情况有出入,所以要进行工程监测,随时掌握支护结构内力和变形的情况,地下水位变化情况和周围保护对象(管线、建筑物基础、道路)的变形情况,作出相应的措施。

2.基坑支护的选择

(一)深层搅拌水泥土桩墙

深层搅拌水泥土桩墙是使用深层搅拌机就地将土和输入的水泥浆强制搅拌,形成的连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。水泥土加固体的渗透系数≤10-7cm/s,能止水防渗,属重力式挡墙。利用其本身的重量和刚度挡土、防渗双重作用。水泥土围护墙截面为格栅形,相邻搭接长宽≥200MM。墙体宽度b和插入深度hd,当基坑开挖深度h≤5m时, b=(0.6~0..8)h hd=(0.8~1.2)h

采用搅拌水泥土挡墙时,基坑深度一般不应超过7M,在此情况下采用较经济。

墙体宽度b以500MM进位,一般有b=2.7m,3.2m,3.7m,4.2m等。 水泥土加固体的强度取决于水泥掺入比。水泥掺入比=水泥重量/加固体土体重量*%。水泥掺入比: 12%~14% 。水泥:32.5普通硅酸盐水泥。水泥土围墙的强度以龄期一个月抗压强度qu为标准,qu≥0.8Mpa。水泥围护墙强度未达到设计强度前不得开挖基坑。

该方案有以下优点:一是坑内无支撑,便于挖土机施工;二是具有挡土、挡水双重功能;三是经济。

缺点:不宜应用于深基坑围护 。

笔者参与的多个安置房工程(丁桥赵家花苑、同协安置房)均采用该施工工艺。由于施工地点土质均为淤泥质土,下雨时,土质可以把人陷进去,而太阳晒干之后,又硬的和石头一样,基坑深度均在5-6米之间,且都在河边上,地表水和地下水都较多。采用该方法之后,周边的地下水渗透明显较少,开挖也非常顺利,直至地下室顶板完成,现场没有发生坍塌的情况。

(二)加筋水泥土桩法(SMW法)

加筋水泥土桩法(SMW法)即在水泥土搅拌桩内插入H型钢,使其成为同时具有受力和抗渗两种功能的支护结构围护墙。坑深大时亦可加设支撑。国外实例已用于坑深-20M的基坑,我国应用于8~10M的基坑。

施工机械:三轴深层搅拌机

水泥渗入比:20%左右

(三)地下连续墙

地下连续墙是指基坑开挖之前,用特殊挖槽机械,在泥浆护壁之下开挖深槽,然后放入事先制作好的钢筋笼,浇筑混凝土形成的地下土中的钢筋混凝土墙。

我国在20世纪七十年代开始出现,现较多使用于深基坑支护结构。目前,较多应用于≥-12M以下的深基坑,地下连续墙的壁厚有600MM,800MM,1000 MM等。

地下连续墙的优点:一是对周边环境影响小,能紧贴建(构)筑物进行施工。二是刚度大、整体性好,变形小,能应用于深基坑围护。三是接头处理好,能较好地抗渗止水。四是如采用逆作法施工,可实现两墙合一,降低工程成本。

地下连续墙的缺点:一是施工成本高,如仅用于基坑围护不经济。二是泥浆需妥善处理,否则影响环境。

3.支撑体系的类型和选型

(一)内支撑:

内支撑:在坑内对围护墙加设支承

内支撑优点:受力合理,安全可靠,易于控制围护墙的变形。

内支撑缺点:基坑内挖土及地下室结构施工带来不便,需通过换撑解决。

内支撑体系包含:冠梁、腰梁、水平支撑、立柱

内支撑类型 :钢支撑?609×(10~14)MM;混凝土支撑 砼C30截面按计算确定,高度同腰梁高度。

钢支撑优点:安装、拆除方便,施工速度快。

钢支撑缺点:整体钢度差,间距小,接头处于铰接状态。

混凝土支撑优点:形状多样化,整体刚度大,安全可靠。围护墙变形小,有利于保护周围环境。

混凝土支撑缺点:成型和发挥作用时间长,使围护墙因时间效应变形增大,属一次性消耗,不能重复利用,拆时困难,劳动强度大。

立柱:格构式钢柱,园钢管、型钢

格构式钢柱便于穿钢筋,目前使用较多

还有两种内支撑形式混用,(在软土地区),上层用钢筋砼支撑,下层用钢支撑。

内支撑布置要综合考虑下列因素:一是基坑平面形状,尺寸和开挖深度。二是基坑周围的环境保护要求和地下工程的施工情况。三是主体工程地下结构的布置。四是土方开挖和主体工程地下结构的施工顺序和施工方法。

对于大的基坑,基坑工程的施工速度,在很大程度上取决于土方开挖的速度,所以,内支撑的布置,应尽量便于土方开挖,尤其是要考虑挖掘机下坑开挖,因此,支撑之间的水平距离,在结构合理的前提下,尽可能扩大其间距,以利挖掘机作业。

支撑体系在平面的布置形式有:角撑、对撑、框架撑、边桁架撑、环形撑等形式。

(二)拉锚

拉锚:在坑外对围护墙设接支承,又称“土锚”。

拉锚优点:坑内施工无任何阻挡。

拉锚缺点:土锚有一定长度,在建筑物密集区超红线范围需专门申请,软土地区土锚较难控制围护结构变形。

4.结语

土质好的地区,如具备锚杆施工设备和技术,应发展土锚,在软土地区,为控制基坑围护墙的变形,以内支撑为主。

历时将近两个月的时间终于将这篇论文写完,在论文的写作过程中遇到了无数的困难和障碍,都在同事和朋友们的帮助下度过了。尤其要强烈感谢我的老前辈曹,他对我进行了无私的指导和帮助,不厌其烦的给我讲解各种难点和药店。在此向帮助和指导过我的各位同事和朋友表示最中心的感谢!

参考文献

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1 、工程概况

某高层综合楼,主楼高19层,裙楼1~6层,设2层地下室。本基坑开挖面积约13550平方米,开挖深度8.00米,局部区域(电梯井位)开挖深度达12.0米。基坑支护周长约为530米,基坑侧壁安全等级为一级。施工工地周边环境较为复杂,为建筑物密集区,东侧为21层住宅楼及6层商住楼,南侧为实验中学,西侧及北侧均为2~4层民宅。

基坑开挖使得坑内外土体受力状态发生变化,继而会影响支护结构的受力,引起周围岩土体的变形,过大的变形会导致邻近结构和建筑设施的失效和破坏,通过实时的数据监测能够及时的了解基坑周围岩土体的变形情况,指导施工人员采取必要的支护措施,以保证建筑物和人员安全。

2 、监测方案

根据施工场地周围环境状况,监测重点为基坑坡顶位移以及基坑开挖对周边建筑物的影响。参照施工设计及规范要求并结合具体情况,本基坑主要监测内容为基坑坡顶水平位移、垂直位移和基坑周边建筑沉降。

2.1水平位移基准点的测设

水平位移基准点埋设4个,选基坑周边视野开阔的楼房房顶,布设成强度较高的大地四边形,如图1所示的KH1、KH2、KH3和KH4,同时在距离基坑较远的地方作两个固定点KH5和KH6。标石采用现场钢筋混凝土浇灌,顶面大小15cm×15cm,底面大小为25cm×25cm,高度1.3m,附设强制归心装置。基坑开挖之前,将4个水平位移基准点按高精度的边角网的技术要求施测,并且与远端固定点KH5和KH6联测,每次水平位移观测前要对该网进行内部符合性检测,以确定基准点的可靠性。

2.2 沉降位移基准点的测设

沉降观测基准点布设3个,可在距基坑工地100米范围外稳固可靠的位置选1个桥墩及2个墙脚点用冲击钻及150mm×40mm不锈钢圆顶螺丝设置沉降观测基准点。在基坑开挖之前对三个水准基准点组成闭合环进行几何水准测量。

2.3监测点的选定及制做安装

根据现场情况和《基坑监测点平面布置图》的要求在基坑东侧3幢建筑楼近基坑侧选择布设4个沉降监测点。为了达到观测目的,准确反映建筑物的变形情况,各监测点都有针对性地选定在建筑物有特征性的承重柱上。

观测点利用适用于沉降观测的专用标志,用Φ30-50mm钢筋打制,端点做表面磨光处理,用电钻在选定的位置钻点将其插入点中,使用高强度混凝土塞紧固定。

需要进行基坑周边土体水平位移观测和沉降观测的点位均布设于基坑周边的搅拌桩顶端,布点时采用冲击钻在基坑支护桩外的搅拌桩上钻点,插入预制好的500mm×18mm的螺纹钢并用高强度水泥紧固,顶端固定强制对中装置,以安置棱镜或椎形钢标,作为水平位移与沉降共用监测点,共布设监测点27处。

监测点的布置如图1所示的WY1-WY27。

图1基坑沉降、位移观测点位布置图

2.4 变形监测

2.4.1 基坑周边土体水平位移监测

根据基坑水平位移的特点,利用在水平位移基准点设站采用极坐标法对监测点进行监测。在基坑正常开挖(局部)前进行1-2次的监测点初始值的测定,并设定一条坐标基线。其后每次测算的监测点坐标与坐标基线相对照,设定垂直于坐标基线向基坑内侧的方向符号为正,向基坑外侧的方向符号为负。

水平位移监测时,基准点KH1、KH2及KH4同时作为工作基点。在每个工作基点上架设仪器时,都对视角范围内的监测点进行观测,因而,对每一个监测点来说,都测定两个或以上的水平位移分量,将这些分量合并后就是该监测点的水平位移量。

鉴于应用极坐标法对监测点进行监测缺少必要的校核条件,为了提高监测的精度,采用了分组前方交会、差分改正计算等方法来提高观测精度。

2.4.2 基坑周边土体及建筑的沉降观测

按照《工程测量规范》二等水准精度要求进行施测。监测点沉降观测路线采用符合水准路线形式将每个沉降观测点纳入水准线路内,以保证各沉降点都为等精度观测。首次观测时,现场标定线路中各要素的具置,便于以后均按同一线路施测,以保证观测的每一步骤和环节都严格按照相关规定和规范要求进行,同时保证仪器人员相对固定。

3、监测成果及分析

基坑开挖本身就是一个卸载基坑土体的过程,因卸载导致基坑内外土体原始应力状态发生改变,基坑坡顶发生位移,引起地表形变,从而使周围地表发生沉降,这些都会对周边建筑物造成影响,为确保安全,需要对基坑加强监测。

3.1基坑坡顶水平位移监测

选取水平位移较大并且具有代表性的测点数据(测点WY26、WY27),基坑水平位移监测时间-位移量曲线图如图2所示。整理及分析测点水平位移数据可得,整体上主要表现为正值,这说明基坑坡顶土体总体上是向基坑一侧移动的,产生这种现象的原因是基坑开挖之后,周围土体向基坑内部挤压造成土体在水平方向上发生位移,测点WY26、WY27最大水平水位已达30mm以上,基坑开挖成型时,岩土体最大水平位移出现的深度为6.0m~7.0m范围内,其中大多数测点监测到的最大水平位移在20mm左右,此时基坑开挖深度在6.0m~8.5m范围,这也说明了随着基坑的开挖,深度对同一深度层的岩土体的水平位移影响最大。也有出现负值的现象,分析原因是测点受施工开挖扰动的影响,向基坑外侧出现了人为性的偏移,其他测点水平位移基本在-10mm~+10mm范围内。观测过程中,基坑坡顶的27个水平位移监测点的期间累计水平位移量在-10.30mm~35.40mm之间,最终累计水平位移量在-4.90mm~30.10mm之间,均未超过控制值(38mm);27个水平位移监测点位移变化最大为WY26号监测点,其最终累计水平位移量为30.10mm,未达到控制值。

图2 基坑水平位移监测时间-位移量曲线图

3.2基坑坡顶垂直位移监测

选取垂直位移较大并且具有代表性的测点数据,基坑垂直位移监测时间-位移量曲线图如图3所示,选择了WY02、WY03、WY26、WY27四个监测点的数据。基坑坡顶的27个垂直位移监测点的期间累计垂直位移量在-15.50mm~10.50mm之间,最终累计垂直位移量在-11.90mm~4.70mm之间,但均未超过报警值(30mm);27个垂直位移监测点位移变化最大为WY26号监测点,其最终累计水平位移量为-11.90mm;沉降不明显。

图3基坑垂直位移监测时间-位移量曲线图(高于起始高程为正,低于起始高程为负)

3.3基坑周边建筑沉降监测

按设计要求,在基坑边上共布设了4个监测点,观测过程中,基坑周边建筑上的4个垂直位移监测点的最终累计垂直位移量在-23.30mm~0.40mm之间,除BX01,BX02中期破坏之外。BX03,BX04期间沉降明显,但均未超过报警值(30mm);通过对沉降的数据分析可得,在基坑开挖水的初期,距离基坑不同距离各观测点的沉降量基本一致,且数值较小,也就是说基坑开挖较浅的情况下,对周边的岩土体的影响不大;随着开挖深度加深,因各观测点距离基坑的距离不一样,因而沉降量出现差别,并且存在一定的影响半径。随着开挖工作的继续开展,基坑成型,土体沉降量也趋于稳定,但开挖区附近的土体沉降继续。

4 、结论

基坑开挖监测是指导信息化施工的必要条件,通过合理、有效的开展基坑周边及邻近建筑物的位移沉降变形,可以及时准确的进行安全评估、指导信息化施工顺利进行。本文通过对该工程深基坑监测方案和测点布置进行了说明,对实时监测的数据和结果进行了初步的分析和讨论,得出以下结论:

1)位移沉降监测在基坑开挖施工过程中能够及时反馈基坑周边岩土体和邻近建筑物的变化情况,出现险情和特殊情况能够及时采取有效措施来保障工程的安全,合理的指导施工。

2)基坑监测的数据结果有时候受施工扰动影响,会出现隆起沉降、水平位移正负都有的数据,属于正常现象,各点在总体的位移沉降变化上是趋于一致的,最终都会处于稳定状态。

3)本实例中的监测数据能够良好的反映出基坑在开挖过程中的岩土体变形情况,能够及时根据结果进行报警预测,说明监测方案合理有效、运用措施得当。

参考文献:

[1] JGJ120-99,《建筑基坑支护技术规程》[S]

[2] 王荣彦. 郑州东区基坑支护型式探讨[J]. 探矿工程, 2006 ,12

[3] YB9258-97,《建筑基坑工程技术规范》[S].

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随着城市建设的进行,高层、超高层建筑越来越多,相应的基坑开挖的深度也就越

来越大。基坑工程并作为整个工程非常重要的组成部分,设计优劣常常会对主体工程造成非常大的影响。本文结合工程实例,从基坑设计对主体结构影响方面入手,分析了基坑设计中方案阶段的重要性。

2 工程概况

本工程上部拟建建筑有高层住宅、住宅服务配套用房和纯地下室部分。基坑北侧为一期工程,已施工完毕,两层地下室,打抗拔桩防止地下室上浮,基坑开挖采用钻孔灌注桩加一道水平内支撑的形式。二期工程三层地下室,开挖深度超过一期,同时在地下二层需设置连通口与一期地下室连接。南侧及东侧为市政道路,道路边紧靠用地红线(部分在红线以内)有市政管道需要保护,其中南侧污水管距离基坑非常接近,而且在开挖期间无法迁移,需要进行保护,不能影响正常使用。西侧为市政河道,水位国家高程约为1.900m,河底淤泥厚度大约为1.80m。基坑开挖面积约为12404m2,围护结构约440延米。基坑开挖深度(以自然地坪3.400m为准)纯地下室部分为12.70m,主楼下为15.20m,电梯坑深3.10m。

3 地质条件

拟建场地内主要由第四系湖沼相、海相、冲积相及湖相等地层及下覆基岩构成,上覆盖有厚度不一的素填土,根据勘察结果场地地层自上而下分别叙述如下:

1.杂填土:主要由碎石、块石及建筑垃圾等组成,结构松散。场地大部分布。

2.粉质粘土:俗称“硬壳层”,黄褐色,含铁锰质斑点及条纹,夹灰绿色条纹,中等韧性及干强度、切面较为光滑,状态以可塑为主,往下渐变为软塑。普遍分布。

3-1 淤泥质粉质粘土、粉质粘土:灰色,粉粒含量较高,中等韧性及干强度,切面稍光滑,流塑。普遍分布。

3-2 粉土:灰色,切面粗糙,低韧性及干强度,摇振反应迅速,中密,饱和。普遍分布。

3-3 淤泥质粉质粘土、粉质粘土:灰色,偶有层理构造,粉粒含量较高,局部夹粉砂,切面稍光滑,中等韧性及干强度,无摇振反应,流塑。普遍分布

3-4 粉土:灰色,混少量粉砂,切面粗糙,低韧性及干强度,摇振反应迅速,中密,饱和,分布于场地南端A座和部分连接群楼附近。

4.淤泥质粉质粘土:灰色,深灰色,具

方案二从方便主体结构施工的角度出发,将主楼部分完全空出,将四个不同规模的角撑结合,形成整个支撑平面。该方案的优点是主楼施工最为方便,但是角撑布置不平均,支撑数量较多。通过计算,整个支撑的受力在左下角的角撑相对于整个基坑开挖过于薄弱,如果增加此处的角撑,又影响到主楼的施工,并且开挖面会大大缩小。

方案三采用了角撑结合边桁架的形式,考虑了整个基坑的平面布置,在基坑中部形成了一个椭圆的开挖面。该方案的优点是开挖面大,方便机械施工,节省工期。水平支撑数量少,有利于节省围护造价。对主体施工影响较小,只有少量钢柱会被支撑打断。通过计算调整,该方案可以满足对基坑变形的控制,因此最终确定采用方案三:角撑结合边桁架的支撑形式。

4.3 竖向布置方案的确定

压顶梁位置设置在自然地面以下1m处,第一道支撑及围檩梁标高降到自然地面以下2.95m,第二道支撑及围檩标高在自然地面以下8.50m,这样设置主要考虑了以下几个方面的原因:

1)改善桩身内力分布,减少了桩身变形。

2)支撑布置给机械开挖留有足够空间。

3)最底层支撑位置保证第一段钢柱安装施工空间。

4.4 止水帷幕体系

基坑周边采用?850@600三轴搅拌桩作为止水帷幕,在一期、二期连通口部采用?900@600高压旋喷桩进行全截面处理,防止发生桩缝水土流失现象。

4.5 坑中坑处理

坑中坑开挖深度3.1m,采用三轴搅拌桩进行围护。局部开挖较浅处按1:1放坡开挖。

5 结语

通过本工程方案的比较及确定可以看到,不同的基坑设计方案对工程主体会产生各种影响。基坑围护设计应该尽可能综合考虑各方面因素,使整个围护结构更好地服务于主体结构。

篇4

一、深基坑支护的类型及特点

深基坑挡土墙常用的支持和加强支持方法,这里有两种类型的支持方法及其特点介绍:

(一)支挡型支护方式

支挡型挡土墙支护一般采用挡土墙的支持,支持和挡土墙可分为桩挡土墙的类型详细,旋喷桩挡土墙,地下连续墙,等多种方式,对三种常用方法进行简要介绍:

1、排桩式的挡墙

通常采用人工挖孔桩在实际操作或机器钻进方法。地下水位较低和良好的土壤边坡,可以充分发挥土拱的作用,使用稀疏桩边坡的支持;相反,如果斜坡软土,没有强有力的支持,不能用土方工程的功能,需要强化和保持桩设置不断,如果高地下水位的同时,也需要与高压注浆群挡土墙后喷射灌浆桩。

2、旋喷桩挡土墙

是使用高压旋喷桩钻头旋转喷射注浆管和喷嘴底部的桩设计标高,由高压发生器提前好泥浆,巨大的能量流,然后从高速喷射注浆管的喷嘴,形成高度集中的能量流,直接破坏土壤,在注入过程中,钻柱旋转时,泥浆和土壤混合一定直径的柱状结核体内形成的土壤,使地基加固。

喷射灌浆桩挡土墙可以充分发挥其作用的关键是桩的优越性,因此,良好的施工人员必须监督灌浆的施工工艺、注浆量,而且搅拌速度的控制,你必须保证,记录,一旦发现问题必须及时处理,不得延误。

3、地下连续墙

地下连续墙基础工程在地面上使用倒角机,泥浆护壁的条件下的深基坑工程周围的出土的一个狭长深沟轴,深沟清洁后,吊放钢筋笼,将水下混凝土后,建立了单元槽,所以慢慢地,在地上形成一个连续的钢筋混凝土墙,截止,防渗,承载,挡水建筑物。在深基坑支护中,这种方法依赖于其不透水,刚度大,可以任意调整墙上的优点被广泛应用。

(二)加固型支护方式

加固型的支持方法主要使用一个网根桩钢筋、水泥搅拌桩加固和高压喷雾这三个方法。

1、网根桩加固方法

土壤和树根桩基坑边坡在一起,形成一个整体网根桩加固方法使整体稳定性增强,能有效地抵抗侧向土压力,边坡稳定。

2、水泥混合强化方法

圈和一定强度的水泥搅拌桩结构系统,这种方法不仅增加了土壤边坡稳定、简单和方便施工,对周围环境污染小,成本是经济上的。

3、高压旋喷桩加固方法

增加了更多的水泥、高压喷射注浆桩的强度是水泥搅拌桩数倍,但也有所改善,其常用的成本在处理软土基坑。

二、土木工程中深基坑支护的技术的应用

土木工程的深基坑支护施工技术条件很多,一定要密切关注建筑作为一个整体时,不是通过每个地方。

1、土木工程深基坑支护施工

首先,施工环境进行仔细调查,包括工作岩石土壤、水文和周围的环境。只知道所有有关方面在接下来的工作要积极应对迅速解决由此产生的问题。根据调查结果,制定合理的施工方案。建设单位组织相关技术人员在收到图纸图纸,根据调查的情况,及时发现问题和合同要求,与店主联系,设计部门和项目监督,制定合理的解决方案,在施工前将完成重大改变。

第二,建设规划,质量提前,使质量目标,分析了各种因素影响质量目标可能无法完成,根据这些因素制定有效的预防措施,未雨绸缪。

最后,在编制施工方案,试图让所有的管理建设,意见和想法。

2、深基坑支护结构

深基坑支护结构可分为支持,挡土墙。已经进行了挡土墙的详细说明,以上以下简单的分析支持。沿基坑支持是指所谓的垂直和水平方向,因为更大的大小,为了防止崩溃中间设置专栏,防止支撑杆太长导致不稳定。分为潮水,角度和拱支持和循环支持形式。一般用于大直径圆形钢管的实际施工过程或大型h型钢。为了减少挡土墙的变形,但也支持和高层力量,控制压力值1/10-1/15的计算值,并要求每个坚定一致的支持,支持统一的身体力量,发挥其最大的作用的支持。

3、土方的开挖

在深基坑支护强度超过75%后开挖的土方工程。确定采矿开挖的方向,从党的建设转向另一个分层开挖,开挖和基坑的观察偏转,一旦已经变形的警告,立即,一定不能让工人随意开采,以避免崩溃。

三、深基坑支护在施工过程中应当注意的事项

1、做好工程调查

施工准备阶段比调查和岩土条件,也要专门为支持工程测量。根据地层结构,提出科学有效的土壤、强度和应变的建设条件、地下水位的影响对土壤为客观评价,提出有效的对策。

2、深基坑的支护

施工的开挖工作,做好施工现场周围的地面保护。因为当地表水沿裂缝泄漏在基坑,可能导致支护结构的位移。施工过程中,一旦发现裂纹,立即采取措施,如指导地下水、堵塞裂缝措施,减少水进入基坑的可能性。

3、确保深基坑支撑体系的施工质量

基坑支护的质量系统的特点是支持系统的结构尺寸和材料,等。科学合理的基坑支护体系可以保证正常工作,还可以避免施工安全事故的问题。

4、避免地下水的影响

建设地区的高地下水位、地下水渗透会引起地表塌陷,所以地下水位也严重影响基坑支护工程。通过降水在周围环境允许的情况下改善土壤条件,减少基坑支护结构能够承受压力,如果这种方法,还可以设置止水帷幕和止水的效果,提高土木工程施工的质量。

5、及时监控和测试

基坑支护系统在建设过程中,受到各种因素的影响导致支持或主要结构的大小并不描述和设计,设计人员和工人应及时沟通解决,避免造成项目的延误。实现地下水监测、测试应当有一个固定的周期,地下水控制装置安装后就可以开始实施监控。

结论

在生命的高层建筑越来越多,深基坑支护技术的应用越来越多,深基坑的支持是项目实施的关键因素,是建筑的基础,这也使得建筑深基坑支护技术的需求越来越高。深基坑技术应用在土木工程中有很大的潜力,我们应该结合建设中存在的问题,寻求对策,促进了深基坑支护技术在土木工程中的应用。

参考文献:

[1]王凯君,白宇. 土木工程中的深基坑施工技术[J]. 住宅与房地产,2016,03:210.

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1.2深基坑工程的设计人员问题

深基坑工程的设计人员不但要有较强的理论知识还要有较可靠实际经验,两者都非常重要,但有些深基坑工程的设计人员不仅在工程的设计中没有足够的经验,而且在考虑施工的环节时带有比较大的主观能动性,不重视分析实际施工的环境与条件,导致深基坑工程的设计与实际施工有脱节,且会使施工时伴有更大的施工风险。

1.3施工技术人员缺乏了解深基坑工程的设计

施工的技术人员与施工的管理人员必须得全面参与到深基坑工程的设计方案中去,还得对设计方案加以理解与进行严格的审查,如果忽视这个问题,将会导致深基坑的工程设计与实际不符合,不能具体问题具体分析,还加大了工程施工难度与施工的风险,容易导致深基坑的工程设计人员与工程的施工人员产生较大的矛盾。

2深基坑的工程施工中技术与管理产生偏差

2.1工程施工的管理与实际有偏差深基坑的施工管理有着不符合实际,生硬刻板的内容,工程的管理人员与具体的工程施工人员缺少产生脱节沟通,这容易导致下层的施工人员不能很好地理解上层管理人员的意图,不能很好地理解与之有关的施工技术并很好地加以执行,这要满足深基坑的工程技术与管理的需要是非常困难的。

2.2工程施工的观念问题

如今的僵化陈旧的深基坑工程与落后的技术观念给深基坑工程的施工带来了不少问题,与工程有关的各项人员有着较低积极主动性并且难以提高,而且深基坑工程的管理与技术有着比较低的工作效率,很难达到可靠地控制其施工过程的目的。

2.3工程施工的组织不合理协调

在进行深基坑工程施工的组织设计与决定专项的施工方案时,没能对其中的管理与技术工作彼此之间的影响深刻考虑到。没有很好地去评估施工过程中造成影响的支护结构的设计方案,使深基坑工程施工时发生的各种矛盾难以得到有效的解决。

2.4工程施工时要配置适合的技术力量

深基坑的工程是一个系统的工程,关系到整个整体,不但要有比较强的管理力量的上层,还要有与之相关技术力量的下层,若是在实际施工时,工程的技术与管理产生脱节的现象,容易造成深基坑工程有着不足够的局部的技术含量,缺乏总体的管理,对深基坑工程的安全与质量有着较大的不良影响。

3深基坑工程的问题对策

3.1改善深基坑工程设计的方案第一,工程负责施工的一方要提前介入到确定设计工程方案的过程。第二,工程的施工主体要不断加强彼此之间的沟通加强理解,还要不断去提高自己本身的技术素质。第三,构建一个体系能让工程的设计方案之间互相加以补充、互相加以支持,并对深基坑工程的设计方案加以优化,使方案更加具有安全性、经济性并且便利性,并且对控制施工过程更加有力。

3.2构建激励与奖励机制在管理上制定各种各样的激励与奖励政策,提高深基坑工程技术氛围与管理的环境,在根本上优化员工的思想观念,加强上下层的信息传导与反馈,使方案更符合实际,减低施工风险。

3.3提高施工人员素质

除了要重视施工人员的能力外还要把目光放在提高施工人员的操作水平上,从各个方面上培训施工人员的技能,并加以引导与激励施工人员积极主动地去控制与提高施工的质量。

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Key words: the basement deep foundation pit design scheme

中图分类号: TV551.4文献标识码:A文章编号:

1工程概况

营口市北海地区拟建一高层建筑,地下室为一层,基础采用桩+筏板基础.总建筑面积14340.48m2,用地范围内场地基本平坦,场区自然地面平均标高为黄海高程10.800m,建筑物±0.000相当于黄海高程10.500m.沿基坑周边开挖深度为自然地面下12m,基坑开挖面积约1960m2,基坑开挖周长约180m.

2 场地岩土工程地质

拟建场区地貌单元上属Ⅰ级阶地.地形较为平坦,0-3.00m杂填土、3.00-

7.00m淤泥质土、7.00-11.90m粘性土、11.90-15.50m淤泥质土、15.50-25.50m红粘土,

3方案优化

3.1基坑支护方案选择

3.1.1本支护设计目标

本工程位于营口市区,基坑开挖12m、基坑开挖面积约1960m2、周边环境较为复杂.确保支护结构安全,支护结构能够承受开挖后最大限度主动区土体和周边动、静载荷所产生土压力;基坑周边分布有管线及住宅楼、公用设施等.建筑物均对过大沉降和差异沉降敏感.支护设计严格控制支护结构水平变位控制降水等.地下水治理措施对周边环境造成固结沉降或地层损失所引起地面变形,基坑支护保证周边管线及建筑物安全;在满足安全可靠前提下优化支护设计方案做到施工便捷、经济合理.

结合营口地区的地质情况及场地岩土工程地质和基坑特点,根据经验对于挖深10m左右基坑比较可行支护方案为灌注桩排加预应力锚杆、双排桩支护.钢筋混凝土地下连续墙具有挡土、止水兼作地下室外墙等特点,造价较高,施工工序繁杂且需专门大型施工机械;地连墙造价比钻孔灌注桩贵.与地连墙相比钻孔灌注桩加深层搅拌桩是一种较为经济围护方案,通过设置内撑、锚杆、双排桩等来克服钻孔灌注桩围护整体性差、刚度较小弱点.

3.1.2基坑支护方案比选

根据营口地区地址水文状况,基坑形状不规则如采用内支撑方案,支撑结构对土方开挖影响较大且将对地下室施工造成很大影响,对工程进度都将造成较大影响.如采用桩锚支护虽然对地下室施工不造成影响,土方开挖比较方便,但土方开挖必须与锚杆施工交叉进行且锚杆要到达强度后才能进行下层土方开挖,对基坑工期影响较大.

由于锚杆施工质量难以控制且基坑后期变形较大.对于形状不规则类似条件基坑采用双排桩方案进行支护.对于开挖12m基坑安全可靠,土方开挖方便,基坑施工工期短且不影响地下室施工,对缩短工期提供极大便利.地质条件与本工程基本相同附近工程采用双排桩方案进行支护,开挖深度约为14m,比本基坑深度大1.5-2.0m,基坑安全稳定.分析经综合比选决定对该基坑采用双排桩支护,局部采用单排桩+角撑支护结构型式.

3.2基坑地下水处理方案选择

上层滞水处理,对上层滞水可采用明沟排水汇集于积水井后抽排;下部承压水处理,根据场区地水文地质条件,基坑开挖已挖穿隔水层进入含水层.对下部承压水采用多井点深井降水,将承压水位降低到设计所要求地下水位避免基坑范围内承压水头压力可能造成突涌并对基坑周边进行竖向隔渗处理.为使降水对基坑周边环境影响降低到最小,建议基坑在平水-枯水季节施工.

4基坑支护设计

4.1岩土设计参数

根据场地岩土工程勘察报告,与基坑支护设计相关地层岩土设计参数取值如下.

4.2基坑重要性等级确定

根据根据《基坑工程技术规程》规定结合周边环境、岩土工程与水文地质条件,综合确定本基坑重要性等级为一级.

4.3支护结构设计

根据周边环境、岩土工程与水文地质条件,支护桩拟采用钻孔灌注桩:桩径d=800、900mm、1000,桩中心距s=1200、1300mm,沿基坑周边布置;砼强度为C30;支护桩桩顶冠梁设计,为增加支护桩整体刚度,支护桩顶设置钢筋混凝土冠梁1100mm×800mm.支护桩主筋插入冠梁内800mm,砼强度为C30;内支撑梁设计,腰梁、内支撑梁为钢筋混凝土梁,砼强度为C30;内支撑立柱及立柱桩设计,为防止地下室底板渗水,在地下室底板施工时,在各钢立柱与钢筋混凝土底板连接处要设止水带,止水带采用钢板,钢板满焊在钢立柱杆件四周;双排桩支护结构设计,双排桩桩顶设置冠梁、横梁,梁上设置200mm厚钢筋混凝土板增强双排桩整体性.

5 地下水控制设计

根据场区工程地质条件和水文地质条件,基坑处理上层滞水和下部承压水均很重要.地下水稳定水位1.0-1.3m,地下水对混凝土腐蚀性为中等腐蚀,如何控制地下水对施工及混凝土结构影响进行分析.

5.1竖向隔渗帷幕设计

在基坑四周设置水泥土深层搅拌桩技术形成竖向隔渗帷幕,与钻孔灌注桩联合作用既挡土又止水.

5.2地表水处理

对基坑周围3.5m宽地面用厚50mm素砼进行硬化.基坑坡顶四周设置排水沟以截地表水流入基坑;在基坑四周距坡顶3.0m处修筑一条排水沟,截面尺寸300×400mm,混凝土浇筑,按3%坡率流入集水井中统一排入市政排水系统;基坑底部沿坑底四周设置一条排水沟,截面尺寸300×300mm混凝土浇筑并布置一定数量集水井以抽排坑内水.

5.3钢筋混凝土防护

针对地下水对混凝土腐蚀性为中等腐蚀,设计中采用基础底部设置耐腐蚀垫层或者基础表面涂两遍冷底子油,沥青胶泥两遍或环氧沥青厚浆型涂料两遍,基础梁及-0.300m以下框架柱表面贴布两层或贴沥青玻璃布两层或涂环氧沥青厚浆型涂料两层(耐腐蚀垫层可采用碎石罐沥青或沥青混凝土,厚度不应小于100mm).

6 结论

通过对营口市北海地区高层建筑工程地下室基坑工程设计进行分析,营口地处软土地区,深基坑开挖具有一定困难,本文针对该工程深基坑设计方案进行优化分析选择最佳方案,在基坑支护设计方面支护桩采用钻孔灌注桩,支护桩桩顶设计冠梁,内支撑梁设计,对地下水控制进行分析,确保工程在施工中满足安全、质量要求.在深基础设计中要充分考虑

参考文献

[1]刘义建,刘勇健.深基坑支护方案最优决策方法研究[J].基建优化,2002,23

(6):46-47.

[2]徐杨青.深基坑工程设计的优化原理与途径[J],岩石力学与工程学报2001

(2),248-251.

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引言:

随着社会发展,城市建设用地进一步紧张,建设用地的利用率提高,高层、超高层建筑随之大量涌现,从而使建筑物基础大型化(比如大型地下停车场、地下购物广场、地下车库很多都作为大型的箱型基础),基础埋深加大,进而出现了深基坑工程。为充分开发建筑用地,建筑物间距相对缩小,从而使建筑物周围的环境复杂化。综合分析,深基坑的出现,周围环境的复杂化对城区拟建建筑物的地基与基础施工提出了更高的技术要求。

下面针对德州市水岸华园2#楼工程地基与基础工程施工安全技术分析和设计。

本工程为地下一层,基础开挖深度为6.1m,最深处为7.2m,属于深基坑;本工程周围环境复杂,东侧与3#楼连接(地下车库连接),西侧、北侧有足够场地可进行放坡进行简单防护,南侧紧靠10#楼,最近处只有6m,因此南侧为本工程边坡重点防护区域。具体针对该深基坑土方开挖以及南侧边坡防护进行安全设计解析。

根据工程勘察报告、拟建建筑物周围环境以及基础施工图和设计说明,委托具有相应资质的设计单位对基坑边坡支护(本工程针对基坑南侧边坡支护)进行设计。要有详细的设计资料及计算书。

由于深基坑支护工程具有的专业性和特殊性,一般来说,由总包单位选定具有实力和能力资质都合格的专业队伍组织队伍进行分包施工。监理单位应严格执行职责,协助业主审查总包单位选定的施工单位。施工单位的专业技术人员根据工程特点、工期要求、周围环境特点以及基坑边坡的防护设计文件,编制切实可行的土方开挖方案和边坡支护防护,以确保基础工程施工的安全以及周围建筑物不受影响,由总承包单位技术负责人审批签字盖章。根据《危险性较大安全专项施工方案编制及专家论证审查办法》,由施工单位组织进行专家论证工作。论证程序以及论证参与人员、论证专家的确定等符合《危险性较大安全专项施工方案编制及专家论证审查办法》的规定。最终根据专家论证意见对专项施工方案进行进一步的完善,最后会同专家论证意见一同报监理单位审批,由总监理工程师签字确认后方可组织实施。(附图水岸华园2#楼工程审查报告、专家论证签到表)

基坑开挖前准备工作,施工作业时严格按照施工方案组织实施,确定施工机械的选择、运输路线、开挖方式等内容,并在作业前进行详细的安全技术交底,确保施工安全以及工程质量。由于边坡支护的专业性较强,可以委托具有相应资质的专业施工单位承担施工,但同样施工前总包单位要进行详细的技术交底。施工过程中要加强过程管理,确保过程质量,以保证整个边坡防护质量和工程质量。

开挖顺序严格按照:“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”原则。由于地下水位高于基础底标高,开挖前必须采取降水措施,地下水位应降至基础底标高500mm以下处方可进行开挖。

1)施工机械的选择及工期确定:根据工期要求、现场情况、运距等因素进行机械设备选择。

由于水岸华园2#楼工程现场环境、工期要求等各种因素制约,本工程拟采用一台WY100反铲挖掘机、5台运土车进行基坑开挖。本工程的土方量约20000m3。

开挖工期的计算:

Q1=3600qk1/t

Q1——挖掘机的小时生产率

t ——挖掘机的工作循环时间,WY100反铲挖掘机的为20-40S,取30s;

q ——铲斗容量(m3)取1.0m3

k1—-土斗的利用系数,一般取0.9

Q1=3600qk1/t=3600×1.0×0.9/30=108 m3/h

每台班的工作效率为:k2-工作时间利用系数,取0.7

Q2 =8Q1k2=8×108×0.7=604.8 m3/台班

计划开挖工期:N-挖掘机数量;C-每天工作班数。

T=Q/Q2×1/NCK3=20000/(604.8×1×3×0.80)=14天

考虑到现场各种不可预料因素的影响,确定土方开挖时间为16天。

土方开挖路线示意图:

2)边坡支护方式的选择;边坡的支护方式的选择要由具有相应专业资质的设计单位专业人员进行设计,结合基坑规模、基坑开挖深度、放坡坡度、周围环境、地质水文情况以及开挖方式等因素确定切实可行的边坡支护方式。本工程委托德州市规划勘察设计研究院针对周围环境复杂的南侧边坡进行设计,设计单位最终确定的支护方式为喷锚支护方式,本工程的喷锚支护示意图如下图:

由于地基与基础工程施工的复杂性和不可见,施工过程中难免会发生很多不可预料的问题,这要求我们的施工单位管理人员要具备良好的心理素质,遇事不可慌乱,并且对可能要出现的问题心里有数,事先要做准备要有相应的预案措施,以免得事到临头,手足无措。比如基础施工过程中常见突发事件 ①基坑内管涌、流砂;②基坑支护局部出现成因不明的裂缝、沉降;③气象异常,出现连续多日的狂风暴雨;④相邻工地的施工影响如降水、打桩、开挖土方;⑤地下障碍物妨碍基坑支护结构或止水帷幕的施工等均要求提前做好预案措施。

施工前降水井的布置原则:降水工作安排要考虑降水量,根据基坑自然水位、降水深度、土层渗透系数、基坑等效半径、降水影响半径等参数选用合适的降水计算模型,安排降水井数量、间距、深度还要考虑到当地是否是承压水。具体降水井设置数量、深度还应符合JGJ/T111-98(建筑与市政降水工程技术规程),相应计算可以参照该规范相应公式进行计算。根据工程勘察报告以及JGJ/T111-98规范的相应规定通过计算确定水岸华园2#工程总共设置了5个降水井满足施工要求。

深基坑施工过程中安全控制:

1)深基坑工程的施工单位,必须具备相应的资质。施工过程中严格按照专项施工方案组织实施。经论证后、审批完毕的专项施工方案不得随意变动。

2)在土方开挖前对有关的技术措施进行全面检查,确保临近建筑物、构筑物、周围地下管线的有效保护。在不具备安全施工条件时严禁施工,禁止违章作业、盲目施工。

3)施工过程中应有严格预防基坑坍塌的防范措施。必须按照“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的施工原则进行施工。尤其注重临近建筑物处边坡的防护作业,以免边坡的位移或沉降造成临近建筑物的沉降,进而对临近建筑物、构筑物的整体质量产生严重危害。

4)基坑四周必须完善四周临时排水设施,并在基坑周围设置挡水梗,尤其雨季基础施工期间,保证基坑边雨水能及时排除,且雨水不流入基坑内,避免雨水渗入坑壁而造成边坡塌方。

5)在施工过程中,按照专项施工方案的要求提出隐患排查,专项整治的实施措施;并根据现场具体情况,采取切实有效的安全技术措施。

6)施工过程中监理单位要进行全面的旁站、巡视、平行检查的监理工作。监理工程师根据相应的规范、设计文件、评审意见、施工组织设计等内容,结合监理规划和实施细则,对现场的施工监督实施。

7)深基坑工程支护完毕后,地下结构工程施工前,必须由建设单位、支护设计、施工单位、监理单位和相关专家对坑壁进行验收,验收合格后方可组织下道工序施工。

8)对于地下水位较高的深基坑工程,必须保证持续降水,确保地下水位保持在坑底500mm以下。持续降水至基础工程、地下工程施工完毕、回填完毕后方可停止降水。

9)坑边不宜堆放土方或建筑材料,如由于现场原因等情况限制需要在坑边堆放材料或土方时,一般应距坑边距离不得少于2m,堆土高度不宜高于1.5m,而不得超过边坡设计荷载,必要时需要在对边坡设计时加入相应的荷载。

10)土方开挖过程中,提前设计分配好施工机械、行走路线、挖土顺序等,在挖土过程中不得碰撞边坡的支护结构。同时做好基坑坡道周边的支护。

11)对于深基坑工程的坑边防护夜间配置相应的红色警示标志以防止坑边作业人员掉入基坑内发生摔伤事故。基坑开挖完毕后必须做好临边防护,消除可能造成人员摔伤的安全隐患。

12).现场用电设备必须实行三级配电,两级保护。电缆应设可靠绝缘。由于基坑内电缆不宜埋地,但必须进行架空处理,并应设专人负责管理,电工持证上岗。

13)施工过程中要强化质量意识和安全教育,组织施工人员学习施工设计图纸、质量标准及验收规范。坚持岗前培训及持证上岗制度,新入厂员工要进行三级安全教育。坚持“三检(自检、互检、交接检)、四按(按设计图纸、按相应规范、按施工工艺、按相应技术标准)、五不准(资料不完备不准开工、材料不合格不准进场、测量闭合不符合规范或设计要求不准使用、工序验收不合格不准进行下道工序、达不到质量标准不准交工验收)、六做到(方案做到合理、技术资料做到齐全、质量检验做到可靠、施工试验做到真实、测量数据做到准确、施工方法做到正确)。

14)提倡绿色施工,保护环境;加强对施工现场粉尘、噪声、废气监测和监控工作。土方、渣土等运输时,采用密闭式运输车辆,在施工现场出入口设置冲洗车辆的设施,将车辆清理干净,不得将泥沙带出现场;施工现场土方集中堆放,并用绿色防护网覆盖防止扬尘或采用植被固化处理。

基坑开挖以及边坡防护完毕后,要定期对边坡的沉降、位移以及临近建筑物(10#楼)的沉降进行进行观测,并做好真实详细的记录,并及时进行汇总、分析和评定。定人、定点、定频率进行观测,并确定相应的预警值,一旦发现异常要及时上报,查找原因进行处理。如有必要可以委托具有相应资质的工程勘察检测单位承担检测任务。在雨季或周围地下水位较高时要适当加密观测次数。观测一般要持续到基坑土方回填完毕。在边坡顶面设置检测线和相应数量的监测点,同时在邻近建筑物上设置监测点,同时必须加强监测点的保护,严谨避免损坏。

总之,深基坑工程施工质量的好坏直接关系到工程质量好坏以及对周围环境、建筑物的影响,深基坑工程一旦出现事故对周围环境造成影响造成的经济损失是巨大的。因此深基坑工程施工前必须进行充分的施工准备,充分考虑各种可预见性危险源,综合分析制定切实可行的施工方案,坚决杜绝盲目施工,武断行事的现象,以避免出现大的安全质量事故。

参考文献:

1、《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》

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一、前言

随着城市建设中高层、超高层建筑的大量涌现和城市地下空间的充分利用,深基坑工程越来越多。由于周围密集的建筑物、复杂的地下设施,使得深基坑放坡开挖不再能满足现代城市建设的需要,因此,深基坑开挖与支护引起了广泛重视[1]-[3]。本文以江南春树里小区深基坑工程为例,对其稳定性进行了评价,并提出相应的支护建议。

二、工程概况

武昌区徐东路以南,中北路以东。总建筑面积216544m2,地下室建筑面积62266m2。共由4栋高层、幼儿园及地下室组成。其中B1、B2、C1、C2为30层住宅,均拟采用剪力墙结构;建筑高度分别为96.7m和91.5m;地面设计标高分别为35.15m(B1)、35.50m(B2)和34.90m(C1、C2);中柱荷载为7000KN,边柱荷载为5600KN。幼儿园为一栋2层的砖混结构;整个场地均设有两层地下室,地下室高度为8m。

1.地形地貌

拟建场地从地貌上看属于长江南岸Ⅲ级阶地垅岗地貌,现地形较为平坦。依孔口标高计,地面标高变化在32.54m ~ 34.76m。

2.地层岩性

场地内分布的主要地层有:人工堆积层、第四系全新统湖塘相沉积层、第四系上更新统冲积层、第四系中更新统冲积+洪积层、第四系残积层和志留系坟头组石英砂岩组成。

3.地下水

场地内根据场地地层结构,地下水埋藏条件,场地地下水类型为上部滞水,主要赋存于人工填土中,其主要补给来源为大气降水和地表水渗入,附近生活废水也有补给。勘察期间测得上部滞水稳定水位埋深为1.50~6.20m,相当绝对标高26.79~31.73m。场地内地下水对混凝土结构和钢筋混凝土中结构中的钢筋均无腐蚀性,对钢结构具有弱腐蚀性。

4.不良地质现象

根据区域地质资料和勘探结果,勘察场地内未发现有影响工程稳定性的断裂或新构造运动迹象,整个场地是稳定的、适宜建筑。场地内的人工堆积层杂填土和素填土及第四系全新统湖塘相沉积层粉质粘土,工程性能差,未经处理不宜直接用作拟建建筑物的天然地基。

5.地基土的构成与特征简述

5.1人工堆积层

杂填土(地层代号1-1):杂色,主要由砖块、碎石、混凝土块夹少量粘性土组成,呈湿~饱和,松散状态。该层在整个场地内均有分布,层厚为0.15-1.90m。

素填土(地层代号1-2):黄褐色,主要由粘性土夹少量碎石组成,呈湿~饱和,松散状态。该层土主要分布于原沟塘地段,厚度为0.30-4.80m,层面埋深为0.15-1.90m、标高为31.18-33.46m。

5.2第四系湖塘相沉积层

粉质粘土(地层代号2):灰褐色,含少量腐植物和螺壳碎片,略有腐臭味,呈饱和、可塑状态。该层土主要分布于场地现有或被掩埋的沟塘中,厚度为0.40-2.00m,层面埋深为1.00-6.30m、标高为26.75-32.21m。

5.3第四系上更新统冲积层

粉质粘土(地层代号3-1):黄褐色,含少量铁锰结核和灰白色高岭土条纹,光泽反应较光滑,呈饱和、可塑状态。该层土在场地内局部分布,厚度为0.30-3.30m,层面埋深为3.10-11.50m、标高为21.21-30.29m。

粉质粘土(地层代号3-2):黄褐色,含较多铁锰结核和灰白色高岭土团块,土质结构紧密,光泽反应较光滑,呈饱和、硬塑状态。该层在场地内均有分布,厚度为1.20-11.60m,层面埋深为0.40-10.10m、标高为22.95-32.86m。

5.4第四系中更新统冲积+洪积层

粉质粘土(地层代号4):褐黄~浅黄色,含铁锰结核和大量灰白色高岭土团块,土质结构紧密,光泽反应较光滑,含少量碎石,呈亚棱角状,粒径5-30m,含量10%左右,呈饱和、硬塑状态。该层土在场地内均有分布,厚度为4.60-13.00m,层面埋深为9.20-14.10m、标高为19.32-24.16m。

5.5第四系残积层

粉质粘土(地层代号5):灰黄色,含铁锰结核和大量灰白色高岭土团块,手摸有砂感,局部夹碎石,粒径5-20m,含量10%左右,呈饱和、可塑状态。该层在场地内均有分布,厚度为1.30-5.30m,层面埋深为18.50-23.50m、标高为9.31-14.48m。

5.6志留系坟头组石英砂岩

强风化石英砂岩(地层代号6-1):棕红色,块状构造,裂隙发育,局部夹30~60%石英砂岩岩块,直径5-10cm,岩芯破碎呈碎块状。该层为较硬岩,岩体破碎,岩体基本质量等级为Ⅳ级。该层在场地内均有分布,厚度为0.50-1.80m,层面埋深为22.40-25.50m、标高为7.52-10.70m。

中风化石英砂岩(地层代号6-2):棕红-灰色,块状构造,裂隙发育,岩体质地坚硬,夹大量石英脉,岩芯硬脆,破碎呈碎块状。该层为较硬岩,岩体较破碎,岩体基本质量等级为Ⅳ级。该层在场地内均有分布,层面埋深为24.20-26.80m。

三、地基稳定性评价

1. 天然地基稳定性评价

拟建建筑物基础埋深8.0m,基底标高在26.90m,置于(3-2)层中。(3-2)层为硬塑状态中等偏低压缩性土,为良好的天然地基持力层,其下的(4)层也属良好下卧层。鉴于拟建建筑物属高层建筑,荷载大,采用天然地基时,以选择筏基为佳。当经过深宽修正后的(3-2)层承载力设计值尚不能满足要求时,可采用墩、筏结合基础,设计时墩端阻力特征值为经深宽修正后的承载力特征值。

按《高层建筑岩土工程勘察规范》(JGJ72-2004)第8.2.4条的规定,根据初步估算结果,场地地基判定为不均匀地基。由于基底下卧有相对软弱的(5)层,其厚度1.30~5.30m有一定的差异,加上基岩面也有起伏,因此设计时必须进行沉降、差异沉降、倾斜验算。

2. 桩基稳定性评价

当采用天然地基不能满足设计要求时,可选择桩基础。

2.1桩型的选择

大直径人工挖孔桩具有施工速度快,易保证质量的特点,并有成熟的经验,故建议本工程将大直径人工挖孔桩作为首选桩基方案。

2.2桩端持力层的选择

拟建建筑物为30层住宅楼,荷载较大,中柱荷载达7000 kN,由于(4)层下面有相对软弱的可塑状态残积土(5)层,强风化石英砂岩(6-1)厚薄不均,因此,其桩端持力层应选择中风化石英砂岩(6-2)层。

2.3单桩竖向承载力特征值的估算

假设条件:以Z44、Z56孔地层为例,桩径1200mm,认为桩端嵌入完整的硬质岩石(即石英砂岩)中,按下式估算单桩竖向承载力特征值:

式中为单桩竖向承载力特征值,为桩端岩石承载力特征值,为桩底横截面面积。

将已知值代入式中,得出的单桩竖向承载力特征值的估算见表1。单桩竖向极限承载力特征值应通过现场桩静荷载试验确定。

表1单桩竖向承载力特征值估算表

3.成桩可能性

拟建场地地形平坦,人工挖孔桩设备进场便利。根据场地地层情况,桩基穿越(6-10)层强风化石英砂岩进入(6-2)层中风化石英砂岩会较困难,人工挖掘难以实施,建议采用风镐或爆破的方式进行。

4.施工注意事项

人工挖孔桩应保持连续排水作业法施工,清底干净,衬砌可靠,防止出现施工事故。拟建场地位于居民区旁,特别要注意控制爆破施工时的噪音。

四、基坑稳定性评价

1.基坑底卸荷回弹

基坑开挖是一种卸荷过程,开挖愈深,初始应力状态的改变就愈大,这就不可避免地引起坑底土体的隆起变形,有的甚至可能由于受到过大的剪应力而导致基底隆起失效。基坑回弹(隆起)不只限于基坑的自身范围,而且要波及四邻地面,引起地面挠曲,对邻近建筑物或设施均产生影响,应引起注意。必要时要组织施工开挖过程中坑内外地面的变形监测,供及时分析趋势和采取措施之需。

在软至中等强度的粘性土(Cu≈12-50kPa)中进行深基坑开挖时,基坑底抗隆起稳定性可按下式进行验算:

(1)

式中:-承载力系数,=5.14;-抗剪强度由十字板试验或三轴不固结不排水试验确定(kPa);-土的重度(kN/m3);-入土深度底部土隆起抗力分项系数,即抵抗基底隆起的安全系数,一般要求≥1.4;-支护结构入土深度(m);-基坑开挖深度(m);-地面均布荷载(kPa)。

将相关数据代入计算如下:

1.285<1.4

故基坑底很可能发生回弹(隆起)。可采用降低地下水位、冻结法或在基坑开挖后立即浇捣相同重量的混凝土,使基坑的回弹量尽可能小。

2.基坑底渗透稳定性

如果基坑在粘性土中开挖,且坑底下有承压水存在时,当上覆土层减到一定程度是,承压水水头压力便冲破基坑底板造成渗流或(突涌)现象。

根据勘察资料可知,场地地下水类型为上部滞水,主要赋存于人工填土中,水量较小,无承压水,故可以不考虑基坑底的渗透问题。

3.基坑流砂问题

根据勘察资料可知,场地地下水类型为上部滞水,主要赋存于人工填土中,水量较小,且各层土的孔隙比都小于0.75;基坑开挖地层的含水量均小于30%。可判定基坑发生流砂的可能性较小。

4.基坑边坡整体稳定性

在房屋建筑与构筑物的基坑开挖中,在没有采用支护结构之前,基坑边坡(一般为粘土)整体稳定性一般采用极限平衡理论中的条分法(多采用瑞典条分法)进行估算,从而可确定最危险的滑动面。对于采用支护结构的基坑,稳定性验算仍采用条分法,验算时应将支护结构所产生的抗滑力矩计入总的抗滑力矩之中。本工程中基坑边坡整体稳定性采用“理正边坡稳定分析软件”进行辅助分析。

根据通用规范进行安全系数计算,假设为圆弧滑动,并不考虑地震影响,采用基坑边坡稳定性计算中最常用的瑞典条分法。基坑未采用任何支护。

计算得出基坑整体稳定性抗力分项系数平均值为1.075,无法满足“一般要求≥1.1~1.2,如果粘性土中不计渗流力作用时≥1.40”的要求。可见在不采用任何支护手段的情况下,基坑边坡整体呈临界或不稳定状态。

五、推荐深基坑支护方案

常见的深基坑支护结构及其适用范围如表2所示。根据前述江南春树里小区深基坑工程特点,推荐深层搅拌水泥土桩挡墙作为支护方式。考虑到雨季降水量大,基坑施工过程中有可能会有大量雨水聚集,可以选用开挖明沟结合小型水泵进行排水。

表2基坑支护结构及其适用范围

结论

1.江南春树里小区属于长江南岸Ⅲ级阶地垅岗地貌,地形较为平坦;地基土主要由杂填土、素填土与粉质粘土构成,下伏志留系坟头组石英砂岩;主要的不良地质现象为:场地内的人工堆积层杂填土(地层代号1-1)和素填土(地层代号1-2)及第四系全新统湖塘相沉积层粉质粘土(地质代号2),工程性能差,需经处理方可用作拟建建筑物的天然地基。

2.结合勘察资料与现场地质调查,胀缩土平均自由膨胀率小于40%,设计时可不考虑本场地地基土膨胀性问题;拟建场地抗震设防烈度为6度;场地20m深度内均为非液化土层,设计时可不考虑地基土的地震液化问题。

3.采用天然地基时,以选择筏基为佳。当经过深宽修正后的(3-2)层承载力设计值尚不能满足要求时,可采用墩、筏结合基础;如选用桩基,根据现场情况,推荐使用人工挖孔桩,进入石英砂岩地层时,采用风镐或爆破的方式进行开挖。

4.从基坑底卸荷回弹、基坑底渗透稳定性、基坑渗砂与基坑整体稳定性出发,对江南春树里小区深基坑进行计算。计算结果表明:基坑底会产生回弹(隆起),但基本不会发生大的渗透与流砂;当不采取任何支护措施时,基坑=1.075,无法满足要求。

5.推荐采用深层搅拌水泥土桩挡墙作为支护方式。考虑到雨季降水量大,基坑施工过程中有可能会有大量雨水聚集,可以选用开挖明沟结合小型水泵进行排水。

参考文献

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2.1地质水文基坑降水位就是要判断

地下水位的标高情况。在软土基地,由于软土的天然含水量,会导致周围地下水的升高,如果不能在施工进行之前采取有效的地下水控制,有可能会出现涌水、涌砂等情况,影响到基坑周边环境,更甚者还可能会因为土体失稳而引发工程事故。

2.2地下管线

地下管线是城市赖以生存的重要通道,如果没能事前探查清楚管线的位置,很容易在施工过程中造成毁坏管线的事故。

2.3周边建筑道路道路周边设施

安全作为基坑周边施工安全控制的重点,必须要进行细致观测,防止因基坑开挖引起基坑周围道路或者建筑物的变形和破坏。

2.4施工方案

施工方案作为安全控制的源头,关系着基坑施工的成败,因此需在项目施工前对施工工程进行勘察,保证勘察资料的准确性和完整性,并有针对性地编制专项方案,保证工程的安全。

2.5基坑支护

基坑支护是深基坑施工的关键,对基坑支护进行监理也是保障整个深基坑安全的环节。我国当前的开挖工程大多统一采用止水效果好、环境干扰少、墙体刚度高的支护。虽然此类支护有不少的优点,但是其过于垂直的钢筋笼制作在下放不正确时容易引起钢筋笼卡槽,对维护效果产生干扰。因此针对不同的施工项目需选择不同的支护进行保护。

3建筑深基坑工程中施工监理操作要点

3.1加强施工前期的监理要点

1)注重选择基坑工程监管人员。由于深基坑工程是一项技术含量高、风险大的系统工程。因此也就决定了基坑工程监理人员除了要熟悉和掌握有关国家、行业和地方的相关标准和设计文件外,还必须具备一定的专业知识、组织协调能力以及工程实践经验,这样才能有效处理施工中出现的各种问题,保证监理工作的顺利进行。

2)制定详细的基坑工程监理细则。监管单位应该对每项实施监管的工程,从工作的流程、控制要点、具体方法等进行详细的监理细则编制,并用于项目施工过程中的指导,确保各项工作都处于受控状态,保证工程的顺利实施。

3)对基坑工程施工方案进行审查。在施工之前,监理工程师应该对施工项目的难点进行针对性、正确性的审查。例如,土方开挖的设计是否合理;是否有确保施工安全的应急方案;各部门人员是否能满足本工程需要等。

4)严格把控工程施工的条件。在工程开工前,监理人员必须要对施工设备、施工方法(施工方案和工艺)、施工材料、施工人员等影响因素进行全面的控制,并重点对工程所需的原材料、半成品的质量进行检查和控制。

3.2施工过程中的监理操作重点

1)钻孔灌注支护桩的施工监理:支护桩在整个施工过程中要承受来自水平方向的压力,保护着施工的开展。因此要从桩长、桩径、混凝土强度等方面进行综合考虑。

2)锚杆施工质量的监理:对于锚杆施工的监理,一般主要从锚孔、锚杆安装、灌浆、锁定四个部分进行监理。首先看锚出的孔是否符合设计要求;其次是检查孔深和直径是否满足设计需要;再次是注浆导管是否能承受注浆压力;最后要检查注浆质量是否达到要求,如果达不到要求应采取二次注浆法进行补充,保证质量。而当锚固体达到一定强度后要进行张拉试验、检测其强度(质量)。

3)降水井施工质量的监理。降水井施工质量的好坏对基坑工程的安全有着决定作用,因此要对降水井的井径、井深、水泵的质量等进行检查,同时也要注意做好水泵电缆、过滤尼龙网等工作的保护措施,只有确保各方面都满足设计要求才能投入使用。

4)基坑土方开挖过程的监理。在进行土方开挖时,必须做好从旁监理工作,加强基坑监理,保证施工方按照施工方案进行合理挖掘;严格按照“开槽支撑,先撑后挖,分层开挖,严谨超挖”的土方开挖原则;在挖至立柱桩、工程桩时,在桩体周围均匀、对称开挖,确保工程桩、立柱桩不被挤压偏位;土方开挖期间必须严格按照要求留设挖土坡度;经常测量和校核坑基边坡度,避免欠挖或者超挖情况的出现;挖土期间严禁重型车辆、机械在基坑边缘行走,保证基坑边的安全。一旦基坑周边环境发生变化或者基坑本身出现变形的情况,应该立即停止土方开挖,并及时通报检测情况,增加检测频率,启动应急方案,以确保基坑的安全。

3.3施工完成后的操作要点

1)重视施工检测和验收工作。事后验收是质量控制中最后的补救措施。因此检测单位必须确定具体的检测内容,对完成的检验批、分项工程等进行检查评定验收,并收集和整理好监理过程中形成的文件资料、跟踪落实验收过程中提出的需要整改的问题,保证工程的质量。

2)重视事故的处理工作。对于已经发生的事故,监理工程师必须充分配合处理,及时提出实质性的处理方案,吸取教训,杜绝此类工程事故的发生。

3)加强对拆除工作的监理。监理人员必须做好拆撑的监测工作。严格限制拆除工作的过早开展,保证拆撑工作按部就班进行。当检测发现异常时,应立即暂停或减缓拆撑速度,并研究解决对策。

4建议基坑施工是个隐蔽的工程

因此除了在施工过程中对操作要点进行全方位的监理外,还必须从施工的外部环境入手进行控制。例如,依靠市场的力量,加强监理市场的执法监察,规范和治理监理市场;落实监理工作的岗位责任制,解决监理工程师空挂名的问题;适当提高监理价格,保证监理服务的优质优价;不断提高基坑工程从业人员的业务水平和工作能力,使之成为一专多能的复合型人才;实行基坑工程专项监理制,保证监理的针对性和科学性等。

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1 基坑工程简述

基坑工程指的是建筑物或构筑物在进行施工建设过程中,需要开挖基坑,而基坑开挖过程中需要对基坑进行支护围挡及降水,以保证安全施工的一种综合性工程。由于基坑工程涉及到地下建筑施工,其施工环境的复杂性进一步增加,也使得基坑工程成为了建筑工程建设中一项危险性较高的工程。基坑工程涉及到的知识比较多,需要岩土工程、基础工程、结构力学、工程地质等专业的密切配合,才能够使得工程施工安全顺利的以保障。建筑工程施工中基坑工程多数属于临时性工程,工程的施工容易受到外界条件如水文条件、地质情况、场地周围环境、施工程序等因素影响,因此基坑工程的设计与现场施工管理就显得尤为重要。基坑工程的前期设计阶段要考虑到成本造价、工期进度等因素,通常选择合理的支护结构体系,保障后期施工的安全顺利;基坑工程施工阶段要严格落实各项施工技术措施,做好基坑周围土体变形量的监测监控工作,确保基坑支护结构的整体稳定性,实现预期的施工质量与安全目标。2 深基坑工程施工技术要点

深基坑工程施工主要包括支护结构选择、隔渗设施、土方开挖、降水排水技术等方面的内容,具体施工过程中要把握住以下几个技术要点。

2.1 深基坑工程施工前的准备

深基坑工程施工前要做好各项准备工作,调查基坑周边的水情,做好地下水防治措施。施工人员了解掌握基坑周边地表水、地下水的分布情况,有利于及时采取措施保护基坑土体不受水的侵蚀,有利于对有可能渗入基坑中的雨水、地下水等进行堵截抽排。在一些老粘土分布区,基坑防水防渗措施的采取显得尤为重要,此外在基坑施工前还应当全面掌握基坑周边建筑物的基础结构形式,了解基坑周边地下市政管网的分布情况,以免在施工中因误挖而对居民基础设施造成损坏。总之,深基坑工程施工之前要控制基坑开挖对周边环境的影响程度,施工管理人员要编制详尽、科学合理的施工方案,对施工中有可能发生的状况采取相应的对策措施。

2.2 深基坑工程施工过程控制

深基坑工程施工过程中要做好现场施工管理,协调好各分项工程,制定合理的施工方案,控制好施工进度,使得整个基坑施工按照预定计划实施。深基坑工程施工的支护结构的选择要具备针对性,注意不同支护结构形式的基坑开挖的具体方式是不一样的,对于内支撑基坑而言要按照“由上而下,先撑后挖”的原则进行基坑开挖,且基坑内支撑受力状况要满足整体结构稳定性的要求。在对基坑支撑结构拆除的过程中,要执行相应的安全技术措施,拆除顺序要从下而上逐层进行。在拆除下层支撑过程中要避免对立柱、上层支撑及支护结构主体产生损坏,支撑构件吊运拆除时也要控制好构件与支撑系统、结构工程间的距离,避免碰撞的发生。而对于使用锚杆作为支护结构的基坑工程,要对锚杆的质量严格控制,锚杆成孔机械及工艺等要符合国家相关技术规范,必要的时候还应对对锚杆进行极限应力测试,保证锚杆成品的质量满足设计要求。此外,对于基坑降水施工而言,必须要进行抽水试验,在水文地质设计参数得到校验以后,方可进行后续的施工。深基坑土方开挖要依照设计的程序步骤进行分段开挖,土方开挖的深度也要符合设计要求,基坑土方开挖要考虑时空效应,提高开挖效率,充分利用好基坑周边的空间。

2.3 深基坑工程信息化施工

随着科学技术的发展,深基坑工程施工中可以结合信息监测技术,对基坑周边土体的变形量、基坑地下水的变化量进行实时监控,采取有效的防护措施确保基坑施工周边环境的安全。深基坑工程施工信息监测技术的运用,能够采集到基坑相关数据,为施工管理人员的决策提供依据,指导相应对策措施的制定。深基坑工程监测工作通常包括以下几点:监测点的布置、监测设备的使用、监测周期、监测预警值、信息数据的记录等。深基坑工程的信息化施工能够及时掌控基坑周边环境的变化,以便及时采取应对措施,防止隐患的进一步扩大,影响基坑安全顺利的施工。

3 结语

城市的不断扩张,建筑深基坑工程的应用范围也在不但扩大。深基坑工程在受到施工人员普遍认可的同时,由于其施工条件的复杂性也使得其施工过程中容易发生安全事故,影响到工程质量,威胁施工人员的生命安全。所以,现场施工管理人员一定要针对深基坑工程施工的特点,掌握可能诱发安全事故的一切不良因素,把足够的注意力放到基坑周边土体变形量监测上,制定出科学合理的应当措施及施工方案,以保障深基坑施工的安全,实现施工目标。

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深基坑支护技术是一项极富于挑战性的工作,其技术性很强,涉及岩土力学、结构力学、材料力学和地质水文等学科,且施工难度大,风险性极高。工程技术人员在大量的工程中不断的实践,总结经验,深基坑支护技术有了不断发展和创新,使得我国各地的深基坑支护技术蓬勃发展。

2 工程实例

某商业大厦基坑支护是较典型的工程,因为此基坑周边管线多,基坑紧邻旧建筑物较多,旁边又是城市主要交通要道,该场区有较厚的松散填土层和较厚的流塑状淤泥层,给设计和施工带来一定的难度。该商业大厦占地面积200m2,为一大型高层商住楼,设两层地下室,地面26层,地下室基坑挖深9m-11.3m,坑顶周长163m。这给施工带来了一定的难度,由于施工人员对实际情况掌握较好,该工程达到了预期的使用效果。

3 设计要点及难点

3.1基坑护壁工程设计

(1)根据该场区的地质情况,可选用喷锚、挡土桩或地下连续墙支护,但由于基坑周边开挖边线距已有楼房和马路的距离较窄,且基坑周边深约1.5m以上管线较多,若采用挡土桩或地下连续墙支护,其施工工作面和各种管线的安全较难保证,且造价较高。故最终确定采取喷锚为主体支护结构,搅拌桩、钢管桩和旋喷桩为辅助支护结构的组合式支护方式。

(2)该基坑侧壁的安全等级为二级,其中北侧西段靠旧楼房段位移变形量控制在2cm内,而其它地段的位移变形量可控制在3cm内。

(3)由于该场区松散填土层和流塑淤泥层较厚,在施工喷锚前,需进行超前加固处理,其中I-I段和III-III段采用旋喷桩和钢管桩超前加固,II-II段采用双排搅拌桩超前加固。

(4)由于相邻有较旧的建筑物且其底部土层软弱,因此,对其采用注浆花管进行加固处理。

(5)为减少基坑边的位移量,对部分层位的锚杆施加预应力。

3.2设计采用参数

(1)搅拌桩:桩径500mm,桩心距400mm,桩长7.0m,土体置换率16%以上。

(2)旋喷桩:桩径1000mm,桩心距800mm,桩长9.5m,采用三重管旋喷法,成桩后及时插入1根Ф25钢筋,成桩桩体抗压强度不低于2Mpa。

(3)土层锚杆:成孔孔径130mm,锚拉筋采用Ф25钢筋,孔内充填物为M25水泥砂浆。

(4)网喷砼:网筋Ф6@200×200,加强筋Ф16@1200×1300,喷砼标号C20,喷射厚度120mm,其中1--1断面预应力锚杆位置加厚到200mm,且双层钢网,2--2断面预应力处加厚到150mm。

(5)预应力锚杆:成孔孔径130mm,锚拉索为2束7Ф5钢绞线,自由段4.5m孔内注M25水泥砂浆。

(6)钢管桩:成孔孔径150mm,桩心距450mm,桩长12m~15m,采用壁厚3.5mm、Ф114钢管。

4 深基坑支护工程的特点

深基坑支护包括以下内容:围护结构、支撑体系、土方开挖、降水工程、地基加固、监测和环境保护工程。具有以下几个特点:

(1)设计与施工相互依赖性:施工的每一个阶段,结构体系和外面荷载都在变化,而且施工工艺的变化,挖土次序和位置的变化,支撑和留土时间的变化等,都非常复杂,且都对最后的结果有直接影响,绝非最后设计计算简图所能单独决定的。

(2)与主体结构地下室的施工密切相关:基坑支护开挖所提供的空间是为主体结构的地下室施工所用,因此任何基坑设计,在满足基坑安全及周围环境保护的前提下,要合理地满足施工的易操作性和工期要求。

(3)与自然地质及环境条件密切相关:基坑工程与自然条件的关系较为密切,设计施工中必须全面考虑气象、工程地质及水文地质条件极其在施工中的变化,充分了解工程所处的工程地质及水文地质、周围环境与基坑开挖的关系及相互影响。

(4)基坑工程的从业人员需要具备及综合运用以下各方面知识:岩土工程知识和经验:按工程需要提出勘测任务并能对地质勘探报告提供的描述和各类参数进行研究、分析以合理选用参数进行支护结构的土压力计算,对基坑开挖带来的环境影响进行较为精确的预估,以及对地质情况变化带来的问题作出正确的判断和处理;建筑结构和力学知识:能够了解主体结构的设计要求、掌握其与基坑围护结构的相互关系、处理好临时围护结构与永久性主体结构的相互关系,以及围护结构和支撑作永久性结构的技术问题;施工经验:熟悉各种地基加固、防水、降水等特种工艺的施工方法、施工流程及相关设备的选择,能够对各种支护方案进行质量、工期、造价的对比;工程所在地的施工条件和经验:能根据各地区地质、环境、施工条件的特点因地制宜选择合理的设计施工方案,在支护结构设计计算时要充分吸取当地施工技术以及工程成功和失败的经验。

5 深基坑支护工程基本的技术要求

基本的技术要求必须满足:安全可靠性、经济合理性、施工便利性及工期保证性。

5.1设计要求:

(1)设计前要尽可能准备充分的资料:工程用地红线图、地下工程的平面图和剖面图以及建筑物±00绝对高程;场地的工程地质和水文地质勘察报告;基坑周边环境状况调查资料;基坑周边各种地下管线分布图;明确基坑深度(含局部加深)及安全等级要求,以及一些特殊的要求。

(2)动态设计:目前的设计理论尚不完善,对设计参数的选取还需改进,还不能事先完全考虑诸多复杂因素,在基坑工程施工中处理不当时可能会出现一些意外的情况,但只要设计、施工人员重视,并密切配合加强监测分析,及时发现和解决问题,及时总结经验。理论结合实践在施工过程中调整技术参数,做到动态设计、信息化施工。

(3)支护结构的选择:支护结构形式多种多样,千变万化,我们必须结合基坑挖深、土质情况以及场区周边环境和可能实现的技术方法等选择合理的、最佳的支护方案。此方案首先须使基坑稳定安全,在土方开挖期间和基础施工期间不产生结构破坏和超过容许的变形;其次造价要经济合理且施工周期短,因为一般基坑支护工程都为临时性工程,在地下室完工后其价值丧失;再而应方便施工,且较符合自己的技术特点。总之,必须从优选择经济合理、安全可靠的单独或组合式支护方案。

5.2施工要求

(1)做到严格管理、文明施工、安全生产,贯彻“动态设计,信息化施工”原则,认真分析施工中的土层特点和现象,及时反馈并能采取有效措施对各种问题进行处理。

(2)要由有经验的专业队伍施工:深基坑支护工程是技术含量特别高的工作,其风险很大,不管从设计到施工都要有过硬的本领,一项好的设计方案,如果没有一支好的施工队伍,那么要想成功完成基坑支护工作那是很难的。

(3)基坑开挖的技术要求:要编写专门的开挖方案,基坑边界周围地面和坑底应设排水沟;基坑周围严禁超堆荷载;软土基坑必须分段分层间跳开挖,层高不宜超过1m;开挖时严禁碰撞支护结构;发生异常情况时应立即停止挖土,并查清原因和采取措施处理后方可再挖。

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在进行深基坑施工时,地下水对深基坑的危害极大,必须通过合理有效的降水措施来解决。降水施工技术非常关键,如果处理不当就会对深基坑的施工造成危害,并且还可能会影响到周围建筑结构的安全,因此必须对降水工程时行科学合理的控制,保证工程的施工质量。目前常采用的降水方法是管井法,特点是施工简单、易于操、效果好。

一、管井降水工艺流程

二、管井施工准备

1、作业条件

施工现场需“三通一平”,具备供水、供电及排水能力。施工场地范围地质勘测资料齐全,根据实际地下水位埋深、土层分布和基坑放坡系数,确定井点位置、数量和降水深度。在施工范围内的地下管线应妥善处理。并核对降水井位置,经甲方、监理验线完毕方可施工。

2、材料准备

组织所需材料入场,各种材料需有合格证明、质量报告,入场后复查合格。井管由滤水管、吸水管和沉砂管三部分组成,可采用钢管、混凝土管或塑料管制成,井点管内径宜大于潜水泵外径50mm。

3、机具准备

成孔设备:CZ型冲击钻机、回转钻机、潜水钻机及配套卷扬机等。

水泵:用QY-25型或QB40~25型潜水电泵或QJ50~52型浸油式潜水电泵。

发电机组(一台备用)。

三、施工技术

1放线、定位

根据施工图确定管沟边线,由地下水情况,确定井点滤管位置。按设计要求布设井位,确定标高。放线定位完毕,需进行验线。

2制备泥浆

在回转钻进成孔过程中,泥浆循环具有固壁、携砂返出和冷却钻具之作用。泥浆的制备可在施工现场开挖泥浆池,池的位置根据施工现场条件选定。泥浆池容积应由实际工程的管井井深、井数、排浆量综合决定,按上节计算求得。泥浆池应避开地下管网,必要时采用砖石泥浆池。若施工现场不允许,可设置专用泥浆箱。

3护口管设置

为防止孔口塌陷,管井开孔段若为松散软弱土层,需设置护孔管。护孔管直径一般大于设计孔15cm;护孔管底口宜进入具有一定强度、结构较稳定的土层50cm左右;中心偏差宜小于20mm;埋设垂直度偏差不大于0.5%。当孔口段为层厚较大、强度较高的黏性土时,可不必设置护孔管。

4钻机就位基坑内井点的布设,应尽可能方便坑内机械作业及坑内结构施工。钻机需准确、平稳就位,就位后必须保证稳固、水平,保证井点垂直,其垂直度偏差一般不大于1/100。

5钻进成孔

钻进时一般采用地层自造泥浆护壁。成孔开始时,应减压低速成孔,待孔内泥浆均匀,泥浆比重达到1.1以上,开始进尺;这时尽量快速钻进,避免钻井时间太长,减少钻具对井壁的扰动及冲洗浸泡孔壁的时间,以免影响降水质量和效果。井径宜大于井管外径200以上,且井管外径不宜小于200,井管内径宜大于水泵外径50。井孔应保持圆正垂直,孔深不小于设计深度。

6泥浆密度调节

泥浆密度调节俗称换浆,就是对孔内泥浆密度进行稀释性更换。在成井过程中不断注入清水置换,用水泵或捞砂管抽出沉渣,在黏土中成孔时,泥浆控制在1.10~1.15左右,在粉砂层、易塌孔层中成孔时,泥浆比重在1.10~1.20左右;详见质量控制。

7滤管、井管入孔安装

在滤管下沉之前要进行清洗,并保持滤网通畅。井管在入孔安装时,要保证垂直。确保在井孔中心,用吊车或三脚架分段分节入孔,并联接牢固。

8回填砂砾过滤层

在选择时,应根据现场土体主含水层砂粒直径和填砾技术要求决定,一般选择1~8mm的混合砾。料井管入孔安装完成后立即填入滤料。滤料沿管井周围用手推车或其他工具均匀填入。在填料时,最好保持连续,将泥浆挤出井孔,并随填随测填入滤料的高度。当填入量与理论值不符时,需及时查找原因,妥善解决。

9黏土封填

管井在地面以下0.5~1.0m深度内应该用黏土封填,以防漏气。在井口做砖砌保护井衬,并在其表面抹砂浆(图2)。

10联合洗井

洗井工序是关系到井管出水量的一个关键工艺环节。成井后,用负压活塞洗井方法辅以空压机排淤,用这种联合的方法清除井内泥浆至完全出清水为止,再用污水泵反复进行恢复性抽洗。洗井应在成井后立即进行,不能超过4h。完成后可进行试抽水,以此确定其出水量。若洗井后滤料下沉量过大,应进行补填。

11架设电缆

铺设电缆和电闸箱,安装并接通电源。配电箱开关应按一井一闸设置,使各井可独立启动和关闭,方便实施应需抽水和关闸检修。而且用电设备须可靠接地,做好防水、防雨工作,须由专人负责管理。

12安装水泵

安装前,检查电机和泵体是否正常,确定没有故障,方可安装。潜水泵用钢丝绳吊放至设计高度,水泵下距井底不得小于0.5m,避免水泵陷入泥沙,卡住叶轮。

13抽水运行

管井施工完毕,进行试抽水,若各项指标正常,便开始正式降水。抽水需要连续抽水,不应中途间断,水泵、井管维修应逐一进行。抽水工作需一直进行,直至深基础施工完毕。

14水位观测

对每个井的出水量进行观测,检查单井抽水能力。并对地下水位进行时刻观测,安排三班人员日夜值班进行降水控制操作及数据记录。抽水初期每30min观测1次,水位稳定后应每2h观测一次。

15封井

基坑外的疏干管井若无特殊要求,一般不予拔除,只做回填。当基坑外降水井在降水结束后直接回填,回填物可为砂子或砂、石子混合料,井口部位用黏土封填并捣实。也可全部用黏土封填捣实。基坑内降水井采用混凝土封井。

四、质量控制措施

1、当遇到砂卵石地层时,可采用粘土护壁成孔。当地层土质松散时,孔内泥浆应高于地面。

2、抽水时要保证连续进行,以避免泥渣沉淀淤管。为此,现场应准备双电源,当电源、设备因故障停止抽水后,应立即更换电源,尽快排除设备故障,保证抽水连续,必要时现场应准备发电机备用电源。

3、每台水泵应配置一个控制开关,保证“一机、一闸、一漏、一箱”的实现,主电源线路要沿管井排水管路设置。

4、滤管在井孔中位置偏移不得大于滤管壁厚。

5、管井降水施工时,井深、井距必须根据设计要求定位、施工。

6、不允许出现死井,洗井一定要及时,抽水及时,从而保证降水效果良好。

7、井点成孔后,应立即下井点管并填入豆石滤料,以防塌孔。不能及时下井点管时,孔口应盖盖板,防止物件掉入井孔内堵孔。

8、冬期施工时,地面排水管要覆盖保温材料,或回填30cm厚以上干松土,以防冻坏管道。

9、降水运行过程中,配备专人抽水,定期检查记录,做到及时发现问题,及时维护和检修,力求防患于未然。

五、结语

管井降水是目前采用较多的降水技术,降水效果比较好。实践证明,只要根据现场地质及水文地质条件,做好方案设计,注重施工技术,严格把好施工质量关,就可达到预定的降水深度。同时还要注意的是降水必须充分论证对地面沉降和建筑物的影响,做到周围建筑物万无一失。

参考文献

篇13

岩土工程;深基坑;支护问题

目前,岩土工程施工在不断地扩大和发展,在岩土工程施工的过程中,最主要的问题就是深基坑的支护问题,深基坑风险最大,难度最大,因此深基坑施工成为基础施工中的关键节点。针对深基坑的支护施工时,不但要考虑到地层结构、周边环境问题,还要具有高深的施工技术。这就要求相关的技术不断地进步和创新,才能将深基坑支护问题完美解决。

1岩土工程施工中深基坑支护的现状

1.1施工中存在的问题

第一,就是地层的开挖情况和边坡支护不一致。目前,在岩土工程施工中,在技术操作和管理组织的难度上来说,土方开挖是比较简单的,但是,基坑支护就不一样了,由于地质勘察的局限性,经常会出现开挖实际地层与报告地层不相符的情况。而在进行施工的时候,为了谋取高收益,施工单位根本不会注意这些问题的存在,导致边坡支护不到位,在施工的时候存在着一定的危险。此外,地下施工人员对地层变化认识不清,导致问题会时常出现,还有一些施工人员根本不会根据工程设计图来进行施工,而是将施工设计图随意改动,导致工程施工存在着很大的风险。第二,就是边坡修理不达标的问题,岩土工程施工中深基坑支护的时候,会出现好多问题,如边坡超挖和欠挖问题,出现这些问题的原因有很多,首先就是管理人员管理不严格,对施工人员没有强调问题的严重性,使得施工人员在施工的时候没有严谨的施工态度。其次就是施工人员操作不规范,这些都会使得边坡修理不到位,提高了施工过程中的风险系数。还有就是,在施工人员对边坡进行修理的时候,会受到其他因素的影响,使得深基坑的挖掘工作不能顺利进行,这将使得工程的施工质量降低,还会使得工期延长[1]。

1.2施工人员存在的问题

首先,施工人员在进行施工的时候,没有严谨的施工态度,不严格执行施工设计手册中的设计原则。另外,在岩土工程施工中还会出现搅拌桩水泥掺量不合理的问题,这种现象的出现会大大降低了水泥的支护强度,而且远远降低了原有的施工标准,最后有可能会出现水泥裂缝的问题,从而提高了风险系数。还有就是,好多施工人员为了完成自己的工作,通常会偷工减料,为了加快施工进度,施工人员经常会不择手段,将施工的原则和安全问题抛在脑后,置之不理。再者就是,在施工的过程中,最主要的核心就是施工管理人员,但是,目前好多施工单位的施工人员的综合素质很低,在施工的过程中为所欲为,不遵循施工设计手册中的施工原则,不按要求操作,使得工程的质量下降,风险系数增大。这些都是目前施工人员的综合素质较低所造成的,因此,工程管理人员应该加大管理力度,提高施工人员的整体素质。

2基坑支护的设计

基坑的支护设计应该根据周围的地理环境和地质情况来设计,假如基坑的一侧有建筑物,由于建筑物的存在,其周围都会有各种环境,为了保证周围的环境不受影响,也为了保证工程的安全性和进度,在进行施工设计的时候,为了保证安全性,应该加大技术力度,在工程进行施工的时候,应该采用具有高强度、低变形的支护桩作为支护。另外,还应该详细分析当地的土层指标,从而确定工程施工时应该开挖的范围,假如土层中的力学性质较差,就应该将变形的要求加大,做到边坡的变形量不能影响周围的建筑物,也不能影响施工的进度和质量[3]。总之,基坑的设计是非常关键的,在设计时要考虑多方面的因素,这样才会保证施工的顺利进行。

3针对岩土工程施工中深基坑支护问题所采取的措施

3.1加强控制,保证质量

当前,深基坑的支护工程施工过程中,会存在很多的环节和流程,在进行施工的时候,如果某个环节或者流程做的不到位,就会使得施工中出现很多问题,从而使得工程后期的补救难度加大。为了避免以上这些情况的出现,就应该对施工人员的施工过程进行全程监控,避免施工人员在施工的过程中出现差错,进而使得施工人员的操作更加规范。再者就是要求施工单位严格遵循施工的设计手册,严格按照工程设计的图纸来进行施工,还应该进行实地考察,根据当地的地层情况适当调整支护结构,保证基坑安全。在进行开挖的过程中,要时刻关注开挖的进度和情况,针对开挖过程中出现的问题,应该及时采取措施进行处理,避免影响工程的进度和质量。

3.2提高施工人员的综合素质

因为施工人员是工程进行过程中的主体,工程的质量和进度与施工人员的施工态度和素质息息相关。所以,在进行施工的时候,应该对施工人员进行专业化的培训,这样才会提高施工人员的综合素质,将施工的水平和质量大大提高。另外,施工单位还应该培养施工人员的责任感,让施工人员严格按照设计方案进行操作,这样才会保证施工的风险系数降低。单单一个施工人员的素质提高是没有用的,只有施工人员的综合素质提高才会使得施工顺利进行。

3.3采用新的工程设计理念

目前,我国的岩土工程施工的设计理念开始借鉴岩石工程施工的设计理念,因为我国的岩石工程设计理念还是比较先进的,对岩石的结构受力特点和规律的掌握已经是相当成熟的。因此,我国的岩土工程施工中的深基坑支护问题也是相当明显的,我们应该采取措施,采用先进的工程设计理念,从而保证施工的整体质量。目前,在我国还没有针对岩土工程施工中深基坑支护问题的设计理念,在进行施工时,往往还是会经常采用传统的做法和算法,而这些传统的算法的准确度不高,很可能会使施工过程中出现各种问题。因此,我们应该要求相关工作人员不断地创新和进步,端传统的方法进行改进和完善,这样才会设计出新的设计理念,使得岩土工程施工中的深基坑支护问题被解决,保证施工过程中施工人员的人身安全,同时也保证了施工的质量和进度。

3.4将变形观测进行加强

在深基坑支护的过程中,经常出现的问题就是结构出现变形,结构的变形包括地下管线变形和边坡变形,结构变形问题的出现经常会影响工程的进度。为了防止结构变形出现,应该采取的措施就是加大现场施工的监控力度,另外还应该对用到的数据进行详细地计算,保证数据的正确性,这样才会了解结构变形的详细情况[2]。然后针对变形的具体情况来采取相应的措施,从而保证工程顺利进行。施工现场最容易忽视的就是巡视检查,加强巡视检查,做好巡视检查记录,对基坑安全有十分必要的意义。另外,相关的工作人员还应该在工作的时候严谨认真,保证数据的正确性,在工作的时候一旦出现错误要及时进行改正,并采取措施进行处理,保证整个施工过程中所以人员的安全,进而保证施工的顺利进行。

4总结

总之,岩土工程施工中的深基坑支护问题是不可忽视的,是非常关键的,只有我们不断地在技术上进行创新和改进,就会避免深基坑支护问题的出现。另外,我们还应该对深基坑支护问题的出现进行详细地了解,当出现问题时,应该及时进行补救,还对其出现的原因进行分析和整理,并采取相应的措施进行改进,避免在岩土工程施工中再出现深基坑的支护问题,这样才会保证施工人员的安全,提高施工的整体质量,保证工程的顺利进行。

作者:谭远贵

参考文献

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