時間:2023-05-30 10:27:05
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇基坑支護,希望這些內容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
中圖分類號:TU208文獻標識碼: A
引言
在最近的幾年中,由于社會的發(fā)展,城市居民住房的需要,建筑業(yè)衍生出了一門新的實踐工程學,深基坑支護技術。在當前人口不斷增長,住房需求越來越高的社會,需要建設高層的城市建筑,以滿足居民的住房需求。這種實際情況下,對深基坑支護技術的發(fā)展,起到了一定程度上的推進作用。
1 深基坑支護技術概述
在高層建筑的施工建設過程中,需要深基坑支護技術的輔助。作為一種相對比較新穎的實踐工程技術,在建筑業(yè),深基坑支護施工技術被廣泛的應用到實際工程中?;又ёo的目的是,確保基坑周邊環(huán)境和地下結構施工的安全,基坑側壁及周邊環(huán)境則用支擋和加固的措施進行穩(wěn)定性防護?;又ёo是一種特殊的結構方式,具有很多的功能。不同的支護結構適應于不同的水文地質條件,因此,要問題的實際情況,提出符合要求的解決方案,然后選擇最優(yōu)的支護結構。
1.1深基坑支護技術發(fā)展趨勢
由于國家經濟發(fā)展迅速,居民生活水平得到了很大程度上的提高,越來越多的居民搬進城市中居住。這大大促進了城市的發(fā)展,但也帶來了住房資源緊張的難題。為了緩解住房資源緊缺,需要在各方面做出改進,其中最有效的一種方法就是增加建筑的高度,建造出更多住房。建造高層建筑,穩(wěn)固的地基時不可或缺的,但現(xiàn)在城市的地下空間也是不可多得的稀缺資源,這就使得高層建筑的建設受到了局限性。深基坑支護施工技術很好的解決了這個問題,在建造高層建筑的時候,基于深基坑支護施工技術可以在面積很小的地方挖深度很大的基坑?;娱_挖是一種綜合型巖土工程的難題,不僅要考慮強度和穩(wěn)定性問題,還需要考慮深坑變形和巖土與支護結構之間的相互作用問題。這些問題隨著測試儀器、施工技術和技術理論的提高和進步,得到了不同程度上的解決,但是,對于支護技術來說,依然存在著很多問題。目前,對于基坑開挖,面對城市改造工程,無疑是對高層建筑的挑戰(zhàn)。
1.2深基坑支護施工的注意事項
在對高層建筑深基坑支護施工的時候,工作的內容主要是支護的施工工藝和研究設計。與設計和施工基坑支護同時進行的是要充分考慮基坑周圍的環(huán)境條件、基坑需要開挖的理論深度、基坑的土質條件和地理位置。流砂、管涌、坑隆起、地面變形、地下水控制和基坑穩(wěn)定性等險情是在基坑支護時需要控制的核心內容。此時,需要注意隨時根據(jù)實際情況對支護方案進行調整,以確保,環(huán)境因素和地質條件不會影響施工。在設計和施工深基坑支護時,需要注意以下4方面內容:
1)如果是在城市中施工,那么對環(huán)保的要求會非常的高。因此,在選擇支護體系時,不但要考慮化學漿液、泥漿、噪聲等問題的影響,而且還要考慮在施工過程中支護工程所造成的振動。
2)為周邊居民的居住安全考慮。在通常情況下,在施工場地周圍,年代較長的建筑物會因為施工震動等影響產生一定程度的損壞。
3) 在城市的繁華地帶施工時,由于施工地帶高層建筑較為密集,而且地下會有較為復雜的管線系統(tǒng),對于基坑的施工來說,無疑是一個巨大的限制。這時,垂直開挖技術就顯得尤為重要,但在垂直開挖的同時,還必須考慮潛在的威脅。
4) 由于深基坑的場地一般都會十分的狹小,而且施工工期也相對較短,所以,施工時需要的合理安排施工的流程,在施工的過程要同時實施環(huán)保工程。
2深基坑支護設計方案
2.1鋼板樁支護
鋼板樁支護就是將各個鋼板樁進行互聯(lián),做成一面鋼板墻,鋼板墻對于泥土和雨水的阻擊防護效果是非常好的。鋼板的使用使得防護變得非常簡單,因此大部分的施工單位非常喜歡用該支護方法。但由于在建設鋼板支護時會產生大量噪音和震動,甚至會改變地基的地形,造成地基開裂,這也使得鋼板樁支護受到了一定的局限性。在進行地下室基坑支護時,為了防止鋼板對深基坑造成破壞,應及時的脫出進行基坑支護時所用的鋼板。
2.2排樁支護
柱列式鉆孔灌注樁支護是排樁支護最常用的支護方式。在進行排樁支護時,需要將樁與樁之間排成一定的布局形式,如疏排布局、密排布局。在實際施工時,柱列式灌注樁必須需要用鋼筋混凝土在樁頂澆筑大截面的帽梁,這樣可以增加支護樁的剛度,同時也可以降低工程的成本。在樁背或者樁間,應該使用高壓注漿技術,防止地下水或者其他雜志顆粒進入深基坑內。柱列式灌注樁作為排樁支護的一種具有很多優(yōu)點的支護方式,同時也有一定的缺點,那就是施工的速度慢,工期長,在施工過程中的泥漿處理非常困難,這些也導致了柱列式灌注樁具有了一定的局限性。
2.3復合土釘墻支護
土釘壤支護技術由于支護效果好,性能穩(wěn)靠,施工速度快,在我國的建筑業(yè)中發(fā)展迅速。土釘?shù)淖饔檬羌庸态F(xiàn)場原位土體,在施工時,首先用變形鋼筋構造出釘孔,然后用注漿的方式將土釘打進孔內。由于土釘與土體之間的粘合力和摩擦力非常的大,使得土體在發(fā)生變形時被土釘牽引著,使之成為支護墻,抵擋外力,防止基坑變形。
3深基坑支護施工時的管理
3.1審核施工單位的資質
施工單位是否具有施工資質是非常重要的,這直接影響著工程項目能否順利完成。很多開發(fā)商為了節(jié)約成本,減少預算,而選擇一些沒有相應經驗的建筑施工單位,這就導致了施工質量出現(xiàn)問題,影響著整個工程項目的進度與質量。為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生,相關部門應該仔細審查開發(fā)商所選擇的施工單位,對不符合施工標準的施工單位進行嚴厲整治和處罰,保證建筑項目工程的整體質量過關。
3.2 加強深基坑支護的信息化管理
在深基坑開挖的過程中,應該進行實時監(jiān)控,及時迅速的返回各種實時信號,防止意外情況的發(fā)生。通過施工過程的監(jiān)督,可以在最大限度上及時的發(fā)現(xiàn)施工過程中出現(xiàn)的問題,如基坑支護是否變形,是否發(fā)生了沉降,水平位置是否發(fā)生平移等等。通過及時的發(fā)現(xiàn)問題,記錄問題,可以迅速調整施工方案,減少施工事故的發(fā)生,確保工程的質量。
3.3對于施工時突發(fā)事故的應急措施
在施工現(xiàn)場需要準備相應的應急材料和設備,如鋼筋水泥、噴漿機、水泥和沙袋等等。在施工的時候,如果施工地面出現(xiàn)了裂縫,為了防止地表水的滲入,需要灌漿對裂縫進行修補維護。當土移過大的時,首先要立即停止挖土操作,然后根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況,采取合理的回填措施,同時需要增加監(jiān)測的頻率,確保及時的發(fā)現(xiàn)問題。
4 結語
在建筑工程領域,科學合理的深基坑支護技術是不可或缺的,它影響著整個工程的質量和進度。為了提高工程經濟效益,在施工時需要理論結合實際,選取最適合、最經濟的支護結構,這樣不但能保證工程的質量還能確保工程的進度。
參考文獻
[1] 王錫平, 某高層建筑深基坑支護結構設計與監(jiān)測[J], 油氣田地面工程,2005(9):92-95.
關鍵詞:基坑 支護技術 土壁 灌注樁
基坑支護是現(xiàn)代建筑施工的重要環(huán)節(jié),在建筑工程施工的過程中,場地整平工程完成之后需要進行的工作就是基坑的開挖。在開挖周一前首先應當根據(jù)相關的規(guī)定和規(guī)程以及施工現(xiàn)場的具體地質水文情況進行分析和探討,去頂其開挖的尺寸和邊坡的穩(wěn)定措施,進而計算土方工程量,然后現(xiàn)場放線、實施開挖最后驗槽。
一、基槽的支撐方法
基坑屬于臨時性工程,其作用是提供一個空間,使基礎的砌筑作業(yè)得以按照設計所指定的位置進行。開挖較窄的基槽時,常采用橫撐式鋼木支撐。貼附于土壁上的擋土板,可水平鋪設或垂直鋪設,可斷續(xù)鋪設或連續(xù)鋪設。
1、斷續(xù)式水平支撐。擋土板水平放置,中間留出間隔,并在兩側同時對稱立豎枋木,再用工具式或木橫撐上下頂緊。適用于能保持立壁的干土或天然濕度的黏土類土,地下水很少,深度在3m以內。
2、連續(xù)式水平支撐。擋土板水平連續(xù)放置,不留間隙,然后兩側同時對稱豎枋木,上下各頂一根撐木,端頭加木楔頂緊。適用于較松散的干土或天然濕度的黏土類土,地下水很少,深度為3~5m。
3、連續(xù)或間斷式垂直支撐。擋土板垂直放置,連續(xù)或留適當間隙,然后每側上下各水平頂一根枋木,再用橫撐頂緊。適用于土質較松散或濕度漢高的土,地下水較少,深度不限。
二、淺基坑的支撐方法
開挖淺基坑時,采用的支撐方法有斜撐支撐和錨拉支撐。
1、斜撐支撐。水平擋土板釘在柱樁內側,柱樁外側用斜撐支頂,斜撐底端支在木樁上,在擋土板內側回填土。適用于開挖較大型、深度不大的基坑或使用機械挖土。
2、錨拉支撐。水平擋土板支在柱樁的內側,柱樁一端用拉桿與錨樁拉緊,在擋土板內側回填土。適用于開挖較大型,深度不大的基坑或使用機械挖土,而不能安設橫撐時使用。
3、深基坑的支護方法。
深基坑開挖時,采用的支護方法有型鋼柱加擋板支護、鋼板樁 、灌注樁排樁支護、擋土灌注樁與土層錨桿結合支護、雙層擋土灌注樁支護和地下連續(xù)墻支護和護坡樁加錨桿支護等。
(1)型鋼樁橫擋板支護。擋土位置預先打入鋼軌、工字鋼或H型鋼樁,間距1~1.5m,然后邊挖方,邊將3~6m厚的擋土板塞進鋼樁之間擋土,并在橫向擋板與型鋼樁之間打入楔子,使橫板與土體緊密接觸。適用于地下水位較低,深度不很大的一般粘性或砂土層中應用。
(2)鋼板樁支護。在開挖基坑的周圍打鋼板或鋼筋混凝土板樁,板樁入土深度及懸臂長度應經計算確定,如基坑寬度很大,可加水平支撐。適用于一般地下水、深度和寬度不很大的粘性沙土層中應用。
(3)灌注樁排樁支護。在開挖基坑的周圍,用鉆機鉆孔,現(xiàn)場灌注鋼筋混凝土樁,達到強度后,在基坑中間用機械或人工挖土,下挖1m左右裝上橫撐,在樁背面裝上拉桿與已設錨樁拉緊,然后繼續(xù)挖土要求深度。在樁間土方挖成外拱形,使之起土拱作用。
如基坑深度小于6m,或臨近有建筑物,也可布設錨拉桿,采取加密樁距或加大樁徑處理。是與開挖較大、較深(>6m)基坑,臨近有建筑物,不允許支護,背面地基有下沉、位移時采用。
(4)擋土灌注樁與土層錨桿結合支護。同擋土灌注樁支撐,但在樁頂不設錨樁錨桿,而是挖至一定深度,每隔一定距離向樁背面斜下方用錨桿鉆機打孔,安放鋼筋錨桿,用水泥壓力灌漿,達到強度后,安上橫撐,拉緊固定,在樁中間進行挖土,直至設計深度。如設2~3層錨桿,可挖一層土,裝設一次錨桿。適用于大型較深基坑,施工期較長,鄰近有高層建筑,不允許支護,鄰近地基不允許有任何下沉位移時采用。
(5)雙層擋土灌注樁支護。將擋土灌注樁在平面布置上由單排樁改為雙排樁,成對應或梅花式排列,樁數(shù)保持不變,雙排樁的樁徑d一般為400~600mm,排距L為(1.5~3)d,在雙排樁頂部設圈梁使其成為整體鋼架結構。
亦可在基坑每側中段設雙排樁,而在死角仍采用單排樁。采用雙排樁支護可使支護整體剛度增大,樁的內力和水平位移減小,提高護坡效果。適用于基坑較深,采用單排混凝土灌注樁擋土,強度和剛度均不能勝任時使用。
(6)地下連續(xù)墻支護。在開挖的基坑周圍,先建造混凝土或鋼筋混凝土地下連續(xù)墻,達到強度后,在墻中間用機械或人工挖土,直至要求深度。對跨度、深度很大時,可在內部假設水平支撐及支柱。用于逆作法施工,每下挖一層,將下一層梁、板、柱澆筑完成,以此作為地下連續(xù)墻的水平框架支撐,如此循環(huán)作業(yè),直到地下室的地層全部挖完土,澆筑完成。適用于開挖較大、較深(>10m)、有地下水、周圍有建筑物、公路的基坑,作為地下結構外墻的一部分,或用于高層建筑的逆作法施工,作為地下室結構的部分外墻。
(7)護坡樁加錨桿支護。同擋土灌注樁支撐,但在樁頂不設錨樁錨桿,而是挖至一定深度,每隔一定距離向樁背面斜下方用錨桿鉆機打孔,安放鋼筋錨桿,用水泥壓力灌漿,達到強度后,安上橫撐,拉緊固定,在樁中間進行挖土,直至設計深度。
如設2~3層錨桿,可挖一層土,裝設一次錨桿。適用于大型較深基坑,施工期較長,鄰近有高層建筑,不允許支護,鄰近地基不允許有任何下沉位移時采用。
(8)土釘墻。土釘墻是一種邊坡穩(wěn)定式的支護,其作用與被動其擋土作用的上述圍護墻不同,它是起主動嵌固作用,增加邊坡的穩(wěn)定性,使基坑開挖后坡面保持穩(wěn)定。施工時,每挖深1.5m左右,掛細鋼筋網,噴射細石混凝土面層厚50~100mm,然后鉆孔插入鋼筋(長10~15m,縱、橫間距1.5m×1.5m),加墊板并灌漿,依次進行直至坑底。基坑坡面有較陡的坡度。土釘墻適用于基坑側壁安全等級為二級、三級的非軟質土場地;基坑深度不宜大于12m。
三、開挖機械的選擇
廠房的柱基及設備基礎坑,因平面面積及土方量均不大,基坑坡度小,機械職能在地面上作業(yè),一般選用反鏟挖土機。大型廠房的柱列基槽和管溝,有一定的長度,當槽寬較小、地下水位較高時,可選用反鏟挖土機。當槽寬較大且槽底土質干燥時,可選用正鏟挖土機或推土機。
高層建筑的深基坑,整片開挖面積大,根據(jù)地下水位情況和開挖深度可選用正鏟挖土機或反鏟挖土機。選用爭產挖土機開挖大面積基坑時,必須對挖土機作業(yè)時的開行路線和工作面進行設計,確定出開行次序和次數(shù),成為開行通道。當基坑開挖深度較小時,可布置一層開行通道,基坑開挖時,挖土機開行三次。第一次開行采用正向挖土,后方卸土是采用側方卸土。
關鍵詞:廣州市;寺右公館項目;基坑支護;簡介
寺右公館坐落于廣州市天河區(qū)珠江新城,基地南部和西部是20m城市規(guī)劃道路,北部為10m城市規(guī)劃道路,東部毗鄰廣州市房地產交易中心辦公樓。本期建設規(guī)模:總建筑面積39857平方米,地下11850平方米,建筑基底面積1876平方米。建筑物地下為3層、地上為29層的商住樓(1~2層為裙樓商業(yè)部分,3層為架空層,4~29層為住宅,地下1~3層為地下停車庫及設備房。本基坑安全等級為一級。
1對于基坑支護的簡介
施工單位在進行基坑支護施工的過程中,要根據(jù)施工設計的實際需求,而在對寺右公館進行基坑開挖之后,它形成了一個五到二十米的直立邊坡,而且邊坡之內的土質較軟,大多由松散的粉砂或粉土構成,這一土質結構的抗剪強度比較低,造成邊坡不穩(wěn)定。因此在對這一工程進行基坑支護施工的過程中,應當依照當前的實際情況,而后再確定最終的基坑開挖深度,借此保證后期的施工質量。
2水泥攪拌樁的施工
攪拌樁施工工藝:(1)定位對中環(huán)節(jié)。在對基坑支護環(huán)節(jié)進行施工的過程中,首先應當通過水泥攪拌機將水泥定位到樁位中,而后在開鉆環(huán)節(jié),良好的把控鉆管的垂直度以及樁基鉆臺的水平度,對樁基支腿的高低進行精準的測量,通過水準尺保證測量的精度,同時還要確保鉆臺為水平狀態(tài)。(2)制備水泥漿環(huán)節(jié)。待水泥攪拌樁機準備鉆進時,應當依據(jù)設計方案中對于水泥漿的攪拌需求進行攪拌,通過篩網對水泥漿進行過濾,最終將成品放置到集料斗里,以供使用。(3)攪拌噴漿下沉環(huán)節(jié)。攪拌完畢的水泥漿要經過一段時間的冷卻,待到其冷卻到水循環(huán)正常之后,再對水泥攪拌機械予以啟動,同時還要待攪拌頭運行狀態(tài)正常后,再將吊鋼絲繩放下,令水泥攪拌機充分的進行切土下沉,運用電流檢測表對下沉速度進行控制,同時過程中的運行電流不可超于70A,最后開啟灰漿泵將水泥漿壓入地基中,邊攪拌下沉,邊噴水泥漿。(4)提升噴漿攪拌環(huán)節(jié)。水泥攪拌樁機下沉到達設計深度后,要良好的把控其具體的施工精準度和施工力度,保持水泥攪拌樁機的旋轉狀態(tài)和噴漿狀態(tài),并將二者保持一致,與此同時,還要依照工程設置圖紙的需求,對水泥攪拌機的速度予以適當?shù)奶嵘?,以滿足實際的水泥攪拌需求。(5)重復上、下攪拌及噴漿環(huán)節(jié)。水泥攪拌的過程中,攪拌機噴漿到樁頂時,應當那個將攪拌機二次旋轉,同時將其沉入到土中,進而反復的實現(xiàn)這一動作,對噴漿進行攪拌,重復上、下攪拌以及噴漿。(6)移位環(huán)節(jié)。重復上述五個步驟進行下一根樁的施工。關閉電機,移位至下一樁位。
3施工技術要點
暫定攪拌樁深度為九米,而后對其技術要點進行分析。其一,水泥攪拌樁施工前,應使用管線探測儀探明樁位范圍是否遺留地下管線,如有遺留應予以遷移。其二,水泥攪拌樁機應基本垂直于地面,要注意平整度和導向架垂直度。其三,當水泥攪拌環(huán)節(jié)的工作完成之后,而后就應當依照工程設計圖紙的需求,對水泥漿按照比例進行配比和拌制,同時將水泥過網篩濾。其四,拌機重新啟動后,將水泥攪拌葉下沉半米再繼續(xù)成樁。其五,搭接施工相鄰樁的施工間歇時間應不超出十到十二個小時。其六,使用水泥品種先征得現(xiàn)場監(jiān)理工程師同意,水泥進場馬上按規(guī)定取樣試驗,試驗合格才可使用。
4產品保護
攪拌樁施工完成后不允許在其附近隨意堆放重物,防止樁體變形。
4.1旋挖成孔灌注樁施工(1)概況。本工程支護樁均為旋挖樁:旋挖樁樁徑為1200mm,間距1400mm,樁長約16.2m~17.6m,持力層為微風化含礫砂巖;樁頂冠梁截面尺寸為1000×1200mm;樁數(shù)約186條。澆筑砼采用車泵作砼輸送;旋挖樁泥漿經泥漿池集存,旁邊設置活動廢漿箱,將較干的泥漿放入泥漿桶內,再行排水使泥漿干后再外運。(2)旋挖樁施工工藝流程。場地平整測量放線埋設護筒鉆機就位鉆進測量鉆孔深度清渣第一次清孔下放鋼筋籠下灌注砼導管安裝隔水栓球塞灌注水下砼拔除護筒清除浮漿移至下一樁位清孔設備檢孔器檢孔制作鋼筋籠鋼筋檢驗測量砼面高度砼罐車運輸拼裝檢查導管制作導管廢漿處理泥漿沉淀池向孔內注入清水或泥漿供水泥漿備料泥漿池設立泥漿泵第二次清孔。
4.2施工工藝(1)鉆孔施工。施工中鉆孔環(huán)節(jié)是一項較為緊密的施工手段,因此,一定要充分的把控鉆孔環(huán)節(jié)的施工技術,依照實際的施工情況以及地質情況進行鉆孔,并以此為基礎,對鉆孔的速度以及鉆頭的型號予以確認,當鉆頭在勻速提升時,一定要保證回旋斗底盤斗門是關閉狀態(tài),這樣才能確?;剞D斗中的土不會落入到泥漿當中,使泥漿不會因此而發(fā)生質變。對于鉆孔的提升速度也要予以把控,不可過快或過慢。(2)清孔。清孔也是基坑支護施工中的重要環(huán)節(jié),清孔一般分為兩個環(huán)節(jié),其一是首次清孔,當終孔之后要將泥漿進行沉淀,約半小時左右,而后要對鉆機進行相應的清洗工作,此時,有關的工程師要對鉆孔的細節(jié)進行檢查,像孔深、孔徑等是否合乎施工標準,檢查合格之后,再進行二次清孔工作,這時的清孔工作則好通過換漿法來進行,運用泥漿泵對泥漿進行壓入,直到其滿足各項指標的要求,而后對孔底的各項規(guī)格進行檢查,有關的監(jiān)理人員檢測合格之后,再將泥漿裝好備用。(3)安裝鋼筋籠。鋼筋籠環(huán)節(jié)也是基坑支護施工中的重要工作,當鋼筋籠制作完畢之后,應當運用平車將其運送到各個有需要的樁位。在運輸?shù)倪^程中,鋼筋很容易出現(xiàn)變形等問題,所以要對鋼筋籠的每一內環(huán)圈的位置進行加焊,以防鋼筋出現(xiàn)變形問題。鋼筋籠應當在第一次清孔環(huán)節(jié)之后再進行下放,此時要保證鋼筋籠的準確定位,同時要避免鋼筋在澆筑環(huán)節(jié)出現(xiàn)上浮現(xiàn)象,應當在鋼筋籠之上設置固定桿,有效地將鋼筋移動問題予以解決。(4)水下混凝土澆筑。當成孔工作完畢之后,則應當在四小時之內運用Φ300mm鋼導管對混凝土進行灌注,利用拌合機的作用,對混凝土進行攪拌,此時的混凝土一定要進行持續(xù)的澆筑,切勿出現(xiàn)中途停止的情況,這樣將會導致澆筑的質量無法滿足施工的需求,影響到最終的基坑支護施工質量。在進行混凝土澆筑的過程中,應當根據(jù)混凝土的實際情況,對其高度進行確定,而后針對性的將導管埋入土中,確保導管在土深二到六米的范疇之內,混凝土灌注后樁頂高較設計樁頂高應高出半米到一米左右。
5施工過程常見質量通病及防治
5.1塌孔
其一,鉆孔過程中很容易出現(xiàn)塌孔問題,一旦出現(xiàn)塌孔問題,最終將會導致鉆孔環(huán)節(jié)的工作效率無法得到切實的保障,那么,此時應當通過回填土的方式,待其沉實之后,再進行鉆孔。其二,灌注的過程中也是出現(xiàn)塌孔問題的主要環(huán)節(jié),一旦出現(xiàn)塌孔問題時,應當那個確保泥漿的質量及其配比不受影響,泥漿的成分受到影響將會違背工程設計的需求,因此,應當運用吸泥機,將塌孔中多余的泥土吸出,此方法有效則可繼續(xù)實施灌注,如此方法未奏效,則應當將導管拔出,待回填土沉實之后再繼續(xù)灌注。
5.2導管進水
基坑支護施工的過程中,很容易因為混凝土的封底措施不合乎規(guī)范導致導管出現(xiàn)進水的情況,如果是由于封底失敗所導致的,則應立刻將鋼筋以及導管全部拔出,將混凝土全部掏出,對導管以及鋼筋籠進行二次重裝,并滿足實際的施工需求時,則再進行進一步施工。如果是因為導管密封度較差導致導管進水,則要將導管進行及時的更換,以確保導管的正常應用。另外,在進行灌注之前,就應當對導管的質量進行嚴謹?shù)臋z查,確保導管的埋深,將導管拔托問題實現(xiàn)良好的避免,大大的提升灌注效率。
5.3浮籠
【關鍵詞】深基坑;設計;施工;
中圖分類號:S611 文獻標識碼:A 文章編號:
一、深基坑支護設計中存在的問題
(一)支護結構設計中土體的物理力學參數(shù)選擇不當
深基坑支護結構所承擔的土壓力大小直接影響其安全度,但由于地質情況多變且十分復雜,要精確地計算土壓力目前還十分困難,至今仍在采用庫倫公式或朗肯公式。關于土體物理參數(shù)的選擇是一個非常復雜的問題,尤其是在深基坑開挖后,含水率、內摩擦角和粘聚力三個參數(shù)是可變值,準確計算出支護結構的實際受力比較困難。
在深基坑支護結構設計中,如果對地基土體的物理力學參數(shù)取值不準,將對設計的結果產生很大影響。實驗數(shù)據(jù)表明:基坑開挖前、后,土體的內摩擦角值一般相差5°,而產生的土體的主動土壓力也不相同;而原土體的內凝聚力與開挖后土體的內凝聚力,則差別也大,一般在6kPa 以上,施工工藝和支護結構形式不同,對土體的物理力學參數(shù)的選取也有很大影響。
(二)基坑土體的取樣不具有代表性
在深基坑支護結構設計之前,必須對地基土層進行取樣分析,以取得土體比較合理的物理力學指標,為支護結構的設計提拱可靠的依據(jù)。一般在深基坑開挖區(qū)域2~3 倍范圍內,按相關規(guī)范的要求進行鉆探取樣。由于為了減少勘探的工作量和降低工程造價,不能鉆過多鉆孔;因此,所取得的土樣有時就有一定的隨機性和不完全性。但是,地質構造是復雜和多變的,這樣取得的土樣的數(shù)據(jù)不具代表性,因此不可能全面反映土層的真實情況。因此,引致支護結構的設計也就不完全符合實際的地質現(xiàn)狀。
(三)基坑開挖存在的空間效應考慮不周
深基坑開挖中大量的實測資料表明:基坑周邊向基坑內發(fā)生的水平位移是中間大兩頭小。深基坑邊坡的失穩(wěn),常常以長邊的居中位置發(fā)生,這足以說明深基坑開挖是一個空間問題。傳統(tǒng)的深基坑支護結構的設計是按平面應變問題處理的,對一些細長條基坑來講,這種平面應變假設是比較符合實際的,而對近似方形或長方形深基坑則差別比較大。所以,在未進行空間問題處理前而按平面應變假設設計時,支護結構要適當進行調整,以適應開挖空間效應的要求。
(四)支護結構設計計算與實際受力不符
目前,深基坑支護結構的設計計算仍基于極限平衡理論,但支護結構的實際受力并不那么簡單。工程實踐證明,有的支護結構按極限平衡理論計算的安全系數(shù),從理論上講是絕對安全的,但卻發(fā)生破壞:有的支護結構卻恰恰相反,即安全系數(shù)雖然比較小,甚至達不到規(guī)范的要求,但在實際工程中卻獲得成功。極限平衡理論是深基坑支護結構的一種靜態(tài)設計,而實際上開挖后的土體是一種動態(tài)平衡狀態(tài),也是一個松弛過程,隨著時間的增長,土體強度逐漸下降,并產生一定的變形。這說明在設計中必須給予充分的考慮,但在目前的設計計算中卻常被忽視。支護結構設計時要考慮由于超孔隙水壓力對土體的影響,對土的各項物理力學性質指標取值要慎重,為了使取值更加可靠,最好在工程樁結束后,對土體做原位測試,以取得第一手資料,積累經驗,提高工程的設計與施工水平,預防和避免事故的發(fā)生。
二、深基坑支護設計的改進方法
(一)轉變傳統(tǒng)的設計理念
近十幾年來,我國在深基坑支護技術上已經積累很多實踐經驗,收集了施工過程中的一些技術數(shù)據(jù),已初步摸索出巖土變化支護結構實際受力的規(guī)律,為建立深基坑支護結構設計的新理論和新方法打下了良好的基礎。但是,對于深基坑支護結構的設計,國內外至今尚沒有一種精確的計算方法,目前仍處于摸索和探討階段。我國也沒有統(tǒng)一的支護結構設計規(guī)范,土壓力分布還按庫倫或朗肯理論確定,支護樁仍用“等值梁法”進行計算,其計算結果與深基坑支護結構的實際受力懸殊較大,既不安全也不經濟。由此可見,深基坑支護結構的設計不應再采用傳統(tǒng)的“結構荷載法”,而應徹底改變傳統(tǒng)的設計觀念,逐步建立以施工監(jiān)測為主導的信息反饋動態(tài)設計體系,這也是工程設計人員需要加強的科研攻關方向。
(二)建立變形控制的新的工程設計方法
目前,設計人員用的極限平衡原理是一種簡便實用的常用設計方法,其計算結果具有重要的參考價值。但是,將這種設計方法用于深基坑支護結構,只能單純滿足支護結構的強度要求,而不能保證支護結構的剛度。眾多工程事故就是因為支護結構產生過大的變形而造成的,由此可見,評價一個支護結構的設計方案優(yōu)劣,不僅要看其是否滿足強度的要求,而且還要看其變形大小。鑒于工程實際,在建立新的變形控制設計法時,還應著重研究支護結構變形控制的標準、空間效應轉化為平面應變和地面超載的確定及其對支護結構的影響等。
(三)大力開展支護結構的試驗研究
正確的理論必須建立在大量試驗研究的基礎上,但是,在深基坑支護結構方面,我國至今還缺乏系統(tǒng)的科學試驗研究。一些支護結構工程成功了,也講不出具體成功之處;一些支護結構工程失敗了,也說不清失敗的真實原因。在支護工程施工的過程中積累的技術資料很豐富,但缺少科學的測試數(shù)據(jù),無法進行科學分析,不能上升到理論的高度,這是一個很大的缺陷。開展支護結構的試驗研究(包括實驗室模擬試驗和工程現(xiàn)場試驗)。雖然要耗費部分資金,但由于深基坑支護工程投資巨大。如經過科學試驗再進行設計時,肯定會節(jié)省可觀的經費。因此,工程現(xiàn)場試驗是非常必要的。通過工程實踐積累大量的測試數(shù)據(jù),可對同類工程的成功打好基礎,為理論研究和建立新的計算方法提供可靠的第一手資料。
(四)探索新型支護結構的計算方法
高層建筑的飛速發(fā)展給深基坑支護結構帶來一場技術革命。在鋼板樁、鋼筋混凝土板樁、鉆孔灌注樁擋墻、地下連續(xù)墻等支護結構成功應用后,雙排樁、土釘、組合拱帷幕、旋噴土錨、預應力鋼筋混凝土多孔板等新的支護結構型式也相繼問世。但是,這些支護結構型式的計算模型如何建立、計算簡圖怎樣選取、設計方法如何趨于科學,仍是當前新型支護結構設計中急需解決的問題。目前,深基坑支護結構正在向著綜合性方向發(fā)展,即受力結構與水力結構相結合、臨時支護結構與永久支護結構相結合、基坑開挖方式與支護結構型式相結合。這幾種結合必然使支護結構受力變得更加復雜。所以,建立新型支護結構的計算模型和方法,已成為深基坑工程設計技術的當務之急。
三、基坑支護施工簡述
(一)基坑支護結構施工
施工順序: 定位放線水泥深層攪拌樁隔水帷幕鉆孔灌注樁挖上層土鋼筋混凝土鎖口梁基坑內土方開挖;水泥深層攪拌樁要做好質量控制措施, 在施工之前要通過試樁確定水泥漿的最終水灰比、泵送時間、攪拌機的提升速度, 嚴格控制第一次下沉的預攪速度, 使土體完全預攪切碎, 同水泥漿均勻攪合; 土方開挖前要制定好開挖方案, 根據(jù)工程的具體情況, 確定土方開挖順序及分層開挖厚度, 使之與支護結構設計工況一致, 同時挖土施工期間, 圍護壓頂上嚴禁堆放重物。
(二)深層攪拌樁施工
根據(jù)設計要求的支護關系,先施工深層攪拌樁止水帷幕,再施工支護灌注樁。深層攪拌樁施工采用二噴四攪施工工藝,深層攪拌水泥土墻采取搭接法施工。
(三)支護灌注樁施工
支護灌注樁采用回轉鉆進、水下灌注混凝土的施工工藝。施工完成7 d 后,進行樁頭開挖清理,在錨索成孔注漿完成后,進行樁頂冠梁施工。
(四)高壓旋噴樁施工
基坑東側在灌注樁樁間需要插打高壓旋噴樁進行加固和止水。高壓旋噴樁采用二重管發(fā),施工時,軸線與支護樁位軸線要重合,與支護樁應保證良好搭接,搭接長度應不小于400 mm。
(五)錨索施工
灌注樁及高壓旋噴樁施工完成后,進行錨索施工,錨索施工工藝采用全套管跟進施工,二次高壓注漿的施工工藝。冠梁施工完成具備一定強度后,進行錨索鎖定。張拉設備采用穿心式液壓千斤頂,逐級加載直至設計拉力,在壓力表穩(wěn)定后鎖定。
(六)內支撐施工
在基坑第一層土方開挖前,把內支撐安設完成。鋼支撐在加工車間提前制作完成,安裝前運至施工現(xiàn)場進行拼裝,整體拼裝完成后與冠梁內的預埋件焊接連接。
深基坑是建筑工程中重要的組成部分,對建筑工程的施工質量有較大的影響。為了確保建筑工程的順利進行,需要做好深基坑支護設計工作,為深基坑施工提供安全的作業(yè)條件。在深基坑支護設計工作中,做好護壁的安全設計,在確?;觾仁┕ぐ踩幕A上,還要保證基坑附近建筑物以及地下管線的安全性。做好深基坑支護設計工作,為建筑工程施工的安全進行奠定了堅實的基礎。文章首先對深基坑工程的現(xiàn)狀以及深基坑支護工程設計的技術要求進行了簡要的分析,然后對深基坑支護設計中存在的問題以及處理對策進行了探討,對于提高建筑深基坑支護設計水平具有重要的意義。
關鍵詞:
建筑工程;深基坑;支護設計;技術要求
隨著城市化進程的加快,建筑的數(shù)量以及規(guī)模不斷提升,由此對于建筑的施工質量要求越來越嚴格。在土地資源有限的情況下,現(xiàn)階段主要以高層建筑居多,由此需要進行深基坑施工,基坑施工是建筑工程的基礎,其施工質量直接關系到整個建筑的質量。在進行深基坑施工的過程中,需要做好支護設計,確?;觾茸鳂I(yè)環(huán)境的安全性,同時還需要注意基坑旁各個建筑以及地下管線等的安全。所以在進行建筑深基坑支護設計工作時,需要深入第一現(xiàn)場,獲取第一手的數(shù)據(jù)資料,然后根據(jù)現(xiàn)場的實際勘察情況,設計出優(yōu)秀的深基坑支護方案,為深基坑工程的順利進行創(chuàng)造安全的作業(yè)環(huán)境。
1深基坑工程現(xiàn)狀分析
1.1深基坑設計在城市發(fā)展中的重要性在城市建筑密度越來越高的形勢下,新建的建筑面臨越來越大的難度,因為在進行深基坑支護設計工作中,需要將周圍的各種要素都要考慮進來,確?;觾纫约盎又車陌踩浴kS著地下空間的不斷開發(fā)利用,深基坑支護設計工作變得越來越重要,需要做好充分而全面的現(xiàn)場勘察工作,為深基坑支護設計提供有利的數(shù)據(jù)資料。
1.2基坑周圍環(huán)境復雜在城市發(fā)展的過程中,隨著各項基礎設施的建設,土地資源越來越少,而建筑投資方為了獲取經濟效益,就會將目標放在地下空間的開發(fā)上,所以基坑工程發(fā)展的越來越深,但是在規(guī)模以及安全標準上還需要嚴格按照城市管理的規(guī)定執(zhí)行,所以深基坑支護設計是確保工程安全性的重要保障。在深基坑施工中,會對鄰近的建筑、管線以及道路等造成一定的影響,所以需要不斷提高設計水平,設計優(yōu)秀的設計方案。
1.3基坑支護方法眾多在深基坑支護設計工作中,有多種支護方法可以選擇,但是采用何種支護方法才能夠滿足深基坑安全性的標準是需要考慮的重要問題。所以在進行深基坑支護設計工作時,需要對現(xiàn)場進行深入的勘察,獲取全面而準確的數(shù)據(jù)資料,然后綜合各方面因素制定出優(yōu)秀的設計方案。1.4基坑工程的風險性大深基坑工程具有極大的風險性,因為是在地下施工,而周圍的環(huán)境又比較復雜,所以一旦基坑支護設計方案水平不高,在施工中就會導致坍塌等事故的發(fā)生,對深基坑自身以及周圍的建筑都會造成極大的威脅。所以說深基坑支護的設計方案具有重要的意義,需要不斷提升設計水平,創(chuàng)新設計理念和思維,為深基坑施工的安全進行創(chuàng)造有利的條件。
2深基坑支護工程設計基本的技術要求
2.1做好準備工作在進行設計工作之前,需要做好充足的準備工作,為設計工作提供詳細的數(shù)據(jù)資料。所以需要對施工現(xiàn)場進行勘察工作,勘察地質水文條件,了解周圍的建筑部署,詳細掌握周邊各種管線的分布圖,然后制定出地下工程的平面圖以及剖面圖等各種設計圖紙,并且嚴格按照規(guī)定的安全等級來設計。
2.2動態(tài)設計因為設計工作是在工程開始之前進行的,而隨著工程的不斷施工,很多因素都會發(fā)生變化,并且是在設計時無法預見的,原有的設計方案就無法繼續(xù)運行,由此就需要創(chuàng)新設計理念,采用動態(tài)設計方法。所謂的動態(tài)設計就是在設計方案完成之后,根據(jù)工程在實際施工中遇到的與設計方案不符的地方可以隨時調整設計參數(shù),對工程進行全面的監(jiān)測,確保工程的順利進行。
2.3支護結構的選擇在深基坑支護設計工作中,包含多種形式的支護結構,但是應該秉承一定的設計原則。第一,安全性,根據(jù)施工現(xiàn)場的實際狀況選擇合理的支護結構形式,確保施工期間不會發(fā)生允許范圍外的變形,不會產生結構性破壞。第二,經濟性,因為支護結構只是在深基坑施工中的臨時性工程,在深基坑完工后就會失去應用價值,所以在保證安全性的基礎上要盡量節(jié)省成本。第三,方便性,支護結構設計要方便施工的進行。所以在實際設計時,應該根據(jù)實際狀況選擇適宜的支護結構形式。
3深基坑支護設計中存在的問題
3.1土體的物理力學參數(shù)選擇不當在深基坑支護設計中,各項技術參數(shù)都需要嚴格按照規(guī)范要求的標準執(zhí)行,才能夠確保設計方案的安全性。其中的土體壓力是對安全性影響最大的技術參數(shù),但是由于土體壓力的計算存在一定的難度,因為需要結合含水率、內摩擦角以及粘聚力等參數(shù),但是這三個量是不固定的,隨著工程的進展會不斷的發(fā)生變化,由此支護結構所能夠承受的受力狀況無法得出準確的結果,這就在很大程度上影響到深基坑設計的安全性。目前主要用到庫倫公式以及朗肯公式,但由于受到以上三個變量的影響,所以在土體壓力數(shù)值計算的精準性方面還有所欠缺,直接影響到深基坑施工的安全性,這是目前在深基坑支護設計中存在的物理力學參數(shù)的問題。
3.2基坑土體的取樣具有不完全性為了確保深基坑支護設計方案的合理性,在設計之前需要對土體進行取樣分析,從而獲取土體的物理學技術參數(shù),為設計方案提供有利的數(shù)據(jù)依據(jù)。但是由于深基坑工程中地質情況復雜多變,一般情況下會在開挖區(qū)域進行鉆孔取樣,但是在很多情況下會受到經濟性的限制,所以土體樣本具有隨機性,在試驗數(shù)據(jù)方面具有不完整性,沒有代表性,所以直接影響到支護設計的技術參數(shù),最終影響到工程的安全性。
3.3基坑開挖存在的空間效應考慮不周大量的實測資料表明:基坑周邊向基坑內發(fā)生的水平位移是中間大兩邊小。深基坑邊坡的失穩(wěn),常常以長邊的居中位置發(fā)生。說明深基坑開挖是一個空間問題。傳統(tǒng)的深基坑支護結構的設計是按平面應變問題處理的。對一些細長條基坑來講,這種平面應變假設是比較符合實際的,而對近似方形或長方形深基坑則差別比較大。所以,在未進行空間問題處理前而按平面應變假設設計時,支護結構要適當進行調整,以適應開挖空間效應的要求。
3.4支護結構設計計算與實際受力不符目前,深基坑支護結構的設計計算仍基于極限平衡理論,但支護結構的實際受力并不那么簡單。有的支護結構按極限平衡理論設計計算的安全系數(shù),從理論上講是絕對安全的,但有時卻發(fā)生破壞;有的支護結構安全系數(shù)雖然比較小,甚至達不到規(guī)范的要求,但在實際工程中卻滿足要求。極限平衡理論是深基坑支護結構的一種靜態(tài)設計,而實際上開挖后的土體是一種動態(tài)平衡狀態(tài),也是一個土體逐漸松弛的過程,隨著時間的增長,土體強度逐漸下降,并產生一定的變形。所以,在設計中必須充分考慮到這一點。
4深基坑支護設計應做到以下幾點
4.1充分利用新技術、新理念,具體事物具體分析,不要生搬硬套傳統(tǒng)的設計理念。在現(xiàn)今的深基坑支護結構的設計領域,還沒有公認的、權威的的計算公式,基本上都是摸著石頭過河。深基坑支護結構的設計要區(qū)別其他設計領域,要改變傳統(tǒng)觀念,利用施工監(jiān)測反饋動的態(tài)信息指引設計體系。
4.2重視支護結構理論和材料的試驗研究,實踐是檢驗真理的唯一標準。正確的理論必須建立在大量試驗研究的基礎之上。在深基坑支護結構的實驗方面,我國與發(fā)達國家有較大距離,還有大量的路要走。不過,我國由于經濟的飛速發(fā)展,大量高層超高層建筑拔地而起,所以積累了擁有大量的第一手施工數(shù)據(jù),但缺少科學的測試數(shù)據(jù),無法形成理論,我們以后一定要重視。
4.3隨著建筑業(yè)的快速發(fā)展,深基坑工程會面臨越來越難的挑戰(zhàn),所以為了保證深基坑工程施工的安全性,應該不斷的創(chuàng)新深基坑支護設計理念,不斷學習國內外先進的設計技術,并且在設計思維方面不斷創(chuàng)新,提高設計水平,為深基坑工程的安全進行奠定堅實的基礎。
5結語
深基坑支護設計是確保建筑工程深基坑施工能夠安全進行的重要基礎,所以需要不斷提高深基坑支護設計水平。深基坑支護設計工作不僅是確保深基坑施工安全的重要保障,同時也是確保深基坑周邊環(huán)境安全的重要因素。而在深基坑支護設計過程中,存在佷多的影響因素,需要不斷的改進設計方法,創(chuàng)新設計理念,提高設計水平,切實保障深基坑工程施工的安全性。
參考文獻
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關鍵詞:深基坑技術 支護技術 研究分析
隨著城市的發(fā)展,建筑可用的土地也在日益減少,呈不斷下降的趨勢。而且隨著土地資源餓稀缺,低價也在不斷的上漲之中。這就不得不讓人們對于土地資源進行重新的規(guī)劃和整體的考慮。更加充分的去利用這些土地,在這方面,人們更多考慮的就是地上和地下的空間,從這兩個方面進行有效的發(fā)掘和開展。比如建筑商們需要增加建筑總高度和地下室層數(shù),這樣一來也使基礎埋深大大增加。在另外一個方面,我們知道由于建筑高度的增加,必然的它會使得水平荷載(如風荷或地震力)引起的傾覆力矩也相應的增加,所以,為減少建筑物的整體傾斜,防止傾覆和水平滑移,保障建筑工程的安全,我們就需要對基礎埋深也有較高的要求。當在較軟弱地基上修建高層建筑時更是要求基礎有較大埋深。所以,深基坑工程是近十多年來國內巖土工程領域不能回避的問題之一。 S`]k>' l
一、深基坑支護技術的安全性和必要性
在工程項目的開發(fā)管理中必須加強安全的管理,特別是對建筑行業(yè)來說,安全問題和質量問題更加顯得重要。深基坑支護技術作為一項系統(tǒng)性和科學性高度結合的技術,對于建筑行業(yè)的發(fā)展而言具有重要的意義,在工程的建設過程中,深基坑支護技術是對地下機構的一個重要維護,對后續(xù)的工程建設起著重要的保護作用。
在現(xiàn)在建筑工程中,基坑支護是施工的一個重要的保證。首先的一點就是保證地下結構施工及基坑以及周邊環(huán)境的安全的主要防護工程,其主要是對基坑側壁采取的支擋、加固與保護措施。在近年來,隨著建筑技術的不斷發(fā)展,支護技術也相應的需要在安全、經濟、工期等方面達到更高的要求,在實際工程中采用的支護結構型式也越來越多。所以,施工方在施工中為了能夠在基坑支護工程中采用最先進的技術,在經濟合理的條件下,一定要全面的進行考慮,進一步確?;又苓吔ㄖ?、基坑開挖深度、基坑邊坡、道路和地下設施的安全,就必須要在綜合考慮場地工程地質與水文地質條件、降排水條件、地下室的要求、施工季節(jié)、支護結構使用期限、周邊環(huán)境和周邊荷載等因素,因地制宜采用合理的支護形式和施工技術。
通過深基坑支護技術的分析,并在實際的建設過程中進行有效的運用,這對于整個建設工程的發(fā)展來說意義重要,可以說為后續(xù)的整個工程建設打下了良好的基礎,提供了可靠的保障。也在一定程度上保證了工程建設的質量,進而實現(xiàn)了安全生產和安全管理。由此可見進行深基坑的相關技術分析具有重要的意義,對于整個工程建設來說是十分必要的。
二、基坑支護技術的相關分析
1.基坑支護結構的基本型式
1.1樁墻結構的分析
通常在基坑開挖前,沿著基坑邊緣施工成排的樁,或者地下連續(xù)墻,與此同時也使其底端嵌入到基坑底面以下的結構,這就是我們所說的樁墻結構。我們在基坑的分層向下開挖的過程中,就需要在樁墻的表面設置好支點,在選擇支點型式時,還可以根據(jù)工程的需要而進行確定。在這方面我們一般可以采用內支撐,當然也可以采用錨桿。因為受到樁墻結構側壁上土的壓力的作用,所以,樁墻結構的受力形式其實與梁板結構是相似的,內支撐可安裝具體結構型式完成結構設計的計算。但是,錨桿一般是需要進行單獨的承載力設計計算。當然,如果這種結構不用設置支點,那就是懸臂梁結構,然而懸臂結構一般只是適用于基坑深度較淺,而且周邊環(huán)境對支護結構水平位移要求不高的情況。在現(xiàn)代建筑工程中常采用的樁墻結構型式主要有:地下連續(xù)墻一錨桿結構、排樁一內支撐結構、排樁一錨桿結構、地下連續(xù)墻一內支撐結構等。樁的類型主要有各種工藝的沖孔樁、鉆孔樁、沉管樁或挖孔樁等。當攪拌樁內插入型鋼時,也可以納入這種受力結構型式。
1.2土釘墻結構的分析
一般來說最常用的土釘墻結構,主要是在分層分段挖土的情況下,分層分段施做土釘和配有鋼筋網的噴射混凝土面層。在這過程中需要保證每一施工階段基坑的穩(wěn)定性,與此同時需要保證挖土與土釘施工是交叉作業(yè)。一般來說,要把土釘?shù)乃脚c豎向間距,要有一定的控制,而且要合理。其基本的受力特點是通過斜向土釘對基坑邊坡土體的加固,來進一步增加邊坡的抗滑力矩和抗滑力,以便能夠完全滿足基坑邊坡穩(wěn)定的要求,這種結構往往會采用鉆孔中內置鋼筋,然后在孔中注漿的土釘,坡面通常會用配有鋼筋網的噴射混凝土形成的土釘墻。
1.3重力式結構分析
一般來說,重力式的結構對抗滑移和抗傾覆有著較高的要求,這是因為其可以在基坑側壁形成一個具有相當厚度而且重量的剛性實體結構,這樣以來,就可以通過其重量來抵抗基坑的側壁土壓力。
1.4對于拱墻結構的相關分析。
通常我們把基坑挖成弧形平面,比如圓形或者是橢圓形等,這也就是我們所說的拱墻結構。同時沿基坑側壁的分層逆作鋼筋混凝土拱墻,也可以充分的發(fā)揮拱的作用,進而把垂直于墻體的土壓力進行轉換,變成拱墻內的切向力。這樣以來,就可以充分的利用墻體混凝土的受壓強度。因為一般來說墻體內力主要是壓應力,所以我們需要把墻體厚度做薄些,因為在很多的時候,不用錨桿或者是內支撐就完全可以滿足承載力和穩(wěn)定的要求。
1.5放坡的相關分析。
我們把基坑挖成人工的邊坡,這是放坡的相關要求。但是也需要全面的考慮基坑的深度,因為基坑過深的話,我們就可以考慮分級放坡,與此同時還需要保證邊坡自身能夠穩(wěn)定。一般坡體需要選擇某種形式的護面進行保護。如果坡體還存有一定的地下水,那就必須要在坡面設置相應的泄水孔,這樣就能夠減少水壓力對邊坡的負面和不利影響。總之,上述的幾種支護結構的基本型式,都有著自己的受力特點和適用條件,所以這也需要設計和施工人員按照相關的技術標準和工程實際需要進行合理選擇。
2.應掌握的基本技術資料
為了確保基坑支護工程的質量,在確定方案、設計和施工之前,相關部門需要組織設計、施工、監(jiān)理和建設單位的相關人員,對施工和設計需要掌握的技術資料進行分析研究,通過資料分析保證技術選擇的正確性。一般來說在深基坑支護施工中需要掌握的基本技術資料有:工程地質和水文地質情況;基坑周邊環(huán)境情況;擬建的建筑相關要求;施工條件;相關技術規(guī)范、規(guī)程和當?shù)毓芾聿块T的有關規(guī)定;類似工程的調研等。下文主要對工程地質和水文地質條件、基坑周邊環(huán)境情況、擬建工程建筑、結構和基礎的相關要求這三個方面進行探討。
2.1工程地質和水文地質條件
在這個環(huán)節(jié)中,地質勘察單位擔負主要的責任,其在現(xiàn)場勘察、室內試驗和編制勘察報告工作中,不僅需要滿足主體結構的勘察,還需要有應針性的對具體的基坑支護工程的特殊要求進行勘察。應根據(jù)開挖深度及場地的巖土工程條件確定勘察范圍,排除環(huán)境限制無法實施的因素,需要在開挖邊界外,按照開挖深度的l-2倍范圍布置勘探點,如果是軟土層,那就需要擴大勘察范圍。如果遇到開挖邊界外無法布置勘探點,那就需要通過調查取得相應的地質資料。按照相關的基坑支護結構設計要求,正常的勘察孔深度應該是基坑深度的兩倍以上,如果遇到軟土地層,就需要穿越軟土層,如果地層分布均勻,那在勘探點間距上,可以控制在一定的范圍之間。假如地層變化起伏較大,那需要根據(jù)實際情況來增加密勘探點,以便能夠確定土層分布規(guī)律。
如果遇到地下水,那就必須要查明各含水層的水位分布、性質和各含水層的補給排瀉條件和水力聯(lián)系。分析施工過程中水位變化對支護結構和基坑周邊環(huán)境的影響,需要以試驗得到各含水層的滲透系數(shù)和影響半徑為主要的依據(jù)。
2.2基坑周邊環(huán)境情況
在建筑施工中,我們通常也會面臨一些突發(fā)的情況,諸如基坑開挖、降水和支護結構位移等,都極有可能會引起地面沉降和水平位移,此時將會道路和地下管線,特別是對周邊建筑物造成極大的影響,而且地下管線、周邊建筑物地下室和基礎等,也會對支護結構施工帶來很大的影響,比如說在錨桿或土釘成孔時,可能會遇到周邊建筑物地下室、基礎或地下管線,此時就不能繼續(xù)成孔。所以,需要在支護方案制定和設計的過程中,對周邊環(huán)境進行詳細調查,結合工程的技術要求,選擇科學合理的方案和施工措施,來盡可能的避免支護結構與周邊環(huán)境的相互影響。周邊環(huán)境調查的內容主要是包括以下幾個方面:
1、支護結構影響范圍內建筑物的距離、層數(shù)、結構類型、基礎型式和埋深、建筑物荷載和結構使用狀況。
2、基坑周邊所有的地下設施,包括供水管線、電力電訊管線、燃氣管線、污水雨水管線和熱力管線等的位置尺寸和使用性狀。
3、場地周邊范圍內的地表水匯流和排瀉情況,原有地下水管滲漏情況等。
4、基坑周邊道路的距離和車輛載重情況。
2.3擬建工程建筑、結構和基礎的相關要求。在工程的建設過程中,為了確保建筑工程的支護結構,與此同時也符合設計的相關要求,符合地下室正常施工的要求,在進行支護結構的設計時,我們就有必要考慮建筑物地下室的情況和相關要求。按照事先發(fā)現(xiàn)問題、協(xié)商解決的原則,盡量避免完成支護結構施完后,才發(fā)現(xiàn)與主體結構之間的矛盾,造成事后處理的被動的局面出現(xiàn)。設計前應該考慮的因素主要包括這幾個方面:
1、基坑邊緣尺寸應保證建筑物地下室外墻、底板和承臺邊緣的尺寸及外墻模板安裝空間的要求。
2、應該考慮外墻防水作法來處理基坑邊緣與地下室外墻距離。
3、在進行支撐、錨桿和腰梁的標高時,需要考慮與地下室各層樓板的關系、是否利用樓板結構作為支撐、是否拆除錨桿和腰梁、拆除時間與樓層施工的關系等問題。
4、支護結構的設計受力條件是否受靠近基坑邊的基礎或樁基的施工影響。
5、地下室內外管線接口位置的標高是否與支護結構有矛盾;地下室車道出人口的支護措施。
三、深基坑支護方案的選擇
由于場地周圍存在一定的放坡空間,結合場地的地層及基坑開挖深度,基坑西側采用兩級支護,上部采用土釘墻支護,下部采用樁錨支護。由于地下水埋深介于13~25m,基本在基坑底以下,所以基坑支護不設止水帷幕,樁基施工時可采用坑內降水井降水。 y,,dCca
>$/本基坑支護段主要為雜填土層,所以土釘墻部分設計采用鋼花管土釘,土釘按梅花形布置;下部采用人工挖孔樁+預應力錨索支護,預應力錨索設置在兩樁的中間位置??禹斁己奢d取10KPa,通過驗算,各項安全系數(shù)均滿足規(guī)范要求,支護結構及
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w;基坑上部放坡段采用邊開挖邊噴射砼(摻入一定比例的速凝劑)掛網進行隔水,鑒于基坑范圍內的水文地質條件較為簡單,地下水位較低(低于基坑底面),除特殊情況外,砼為一次噴射完成?;觾扰潘稍诨觾韧谠O臨時降水坑,進行抽排水降低坑內水位及排大氣降水,以保證基坑開挖和支護施工的順利作業(yè)?;釉O坡頂、坡腳排水明溝排水??觾扰潘畢R集到坡腳集水井,抽排至三級沉淀池沉淀后排入市政管道。 E,x+JeKV
關于bI9~j基坑的監(jiān)測 ~/iKh1 1
3
J0{p#3、結語
工程的建設和施工是一項復雜的過程,所以必須做好沒一個環(huán)節(jié),實現(xiàn)全面的監(jiān)控和安全生產,在這方面我們在工程的建設過程中采用深基坑支護技術也是一樣,必須對其的相關技術知識全面把握,對每一個細節(jié)嚴格要求。每一種施工工藝都是需要嚴格施工組織,需要科學合理的施工原理的指導,需要施工單位有效的施工安排,在深基坑支護施工中,相關技術部門需要綜合各方的實際情況,一切從實際出發(fā),與此同時不斷結合自身的施工實際,對施工的相關技術進行廣泛的探討,最終選定有效的施工方案。最終把工程的建設做的更好,更有保障,而對基坑的技術發(fā)展而言,也能夠在實際的工作中不斷的完善和豐富。
參考文獻:
[1] 李鐘. 深基坑支護技術現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(一)[J]. 巖土工程界,2001(01).
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[3] 龔曉南,高有潮,深基坑工程設計施工手冊.北京:中國建筑工業(yè)出版社
某建筑工程平面呈長方形,基礎采用預應力鋼筋混凝土管樁PHC500(100)AB—C80I樁長20m,單樁承載力750kN。采用鋼筋混凝土框架結構,地上四層(加坡頂),局部為五層(加坡頂),層高3.6m,地下一層,層高5.1m,總用地面積4185mz,地上建筑面積約4935m2,地下室面積1842m2。底板包括承臺厚度為1.2m,基坑開挖深度6.37.9m,建筑平面尺寸73mx36m,開挖面積約2185m2,周長約220m?;A邊線距北側河岸最近處約14.5m;距南側兩棟七層的居民樓外墻最近處約18.Om;距西側一棟三層磚混辦公樓最近處約6.Om;東面場地比較空曠,距一棵保護大樹最近處約4.5m。因此,基坑施工要在保證支護結構的安全下,采取有效措施以確保北側駁岸及周邊建筑物、道路的安全。
1.1地質條件
根據(jù)巖土工程勘察報告,場地較平整,地形起伏較小,地勢基本呈北高南低。場地地面標高為11.03~12.Olin。擬建場地范圍內依次分布近期人工填土層、新近期沖積形成的粘性土及粉土層、晚期沖積形成的粘性土及砂土層,具體如下:①~雜填土:濕,松散,以粉質粘土混建筑垃圾為主;①雜填土:濕,松散,以粉土、粉質粘土為主,夾少量碎磚瓦礫,局部夾淤質填土;②..粉質粘土:可塑,局部軟塑,粉質較重,局部夾粉土;②粉土:很濕,稍密,夾較多粉質粘土薄層;③一,粉質粘土:可塑~硬塑,局部粘土;③。粉砂:飽和,中密,局部夾較多粉土。
1.2水文條件
場地地下水主要為孔隙潛水和微承壓水。微承壓水存于③。層粉砂中,對本工程基本無影響,不予考慮。孔隙潛水主要存于①層填土和②層粉土中。地下水主要是降水入滲和河水補給,以蒸發(fā)和向河水補充為主,受季節(jié)性變化影響明顯。年最高水位埋深1.OOm左右,穩(wěn)定水位埋深2.80~3.70m。
2基坑支護設計
2.1支護和支撐方案選擇
本工程處于市區(qū),社會影響較大。因基坑挖深較深,場地土質較差,周邊是重點保護的駁岸和建筑物,對變形控制要求比較嚴格。本基坑采用鉆孔灌注樁加一層鋼筋混凝土內支撐支護方案,安全等級按Ⅱ級考慮。針對本基坑平面形狀,將支撐布置成“桁架”對撐和角撐,支護結構與主體結構相對獨立,以利于基坑土方開挖和地下窀結構施工,減小基坑變形。
2.2支護結構計算
根據(jù)地質報告中土工試驗結果匯總表,計算參數(shù)如內摩擦角、粘聚力及土的重度值是按每層土質的實際值取值。
(1)土壓力計算:主動土壓力采用矩形分布模式,被動土壓力采用三角形模式,并分層計算。粉土、粘性土采用水合算。
(2)支護結構計算:單支點按抗傾覆要求確定支護樁長度,根據(jù)樁身最大彎矩進行樁配筋設計;止水樁長按抗?jié)B、抗管涌要求確定。
(3)基坑降水計算:按基坑四周有止水幃幕情形計算。
2.3基坑支護布置
(1)根據(jù)基坑平面形狀將支撐形式布置為“桁架”對撐和角撐,支撐梁500mmx650mm,主筋2~4+25,腰筋2x2+20,箍筋+8@200,聯(lián)系梁450mm~550mm,主筋2~4+20,腰筋2x2+18,箍筋+8@200,壓頂梁1200ramx600mm,主筋2x4+20,腰筋2×2+18,箍筋+8@200。混凝土強度等級均為C30(圖1)。
(2)因東北角設計消防水池,此段豎向支護采用+800@1000鉆孔灌注樁,樁長16.5m,西側鄰近建筑物,此段豎向支護采用+800@1000鉆孔灌注樁,樁長13.5m,主筋16+20均勻配筋,箍筋+8@200,加強筋16+2000,其它部位采用+700@1000鉆孔灌注樁,樁長13.5m,主筋14+18均勻配筋,箍筋+8@200,加強筋16+2000,樁身混凝土強度等級C30(圖2)。
(3)基坑止水帷幕根據(jù)地區(qū)水文地質資料,場地地卜水和秦淮河水聯(lián)系密切,水位變化隨河水升降影響十分明顯,采用雙排雙軸深攪樁進入③層粉質粘土不透水層形成全封閉止水帷幕進行止水,樁徑700ram,問距l(xiāng)O00mm,樁體縱向搭接200ram,樁深13~15m。
(4)基坑排水坑內降水對坑外水位下降影響很小,對周圍環(huán)境影響較小,基坑內采用管井結合明溝加集水坑方式進行疏干,管井抽排地下水,明溝排基坑地表水。同時在地表采用明溝排水,以阻斷和排除流向基坑的地表水,基坑四周用磚砌200mmx2OOmm的排水明溝,表面粉1:2.5水泥砂漿.在四角設集水坑。少基坑暴露時間,達到有效控制支護結構變形。因施工場地較小,挖出的土嚴禁堆放在基坑四周,應及時運走,嚴禁挖土設備碰撞或停放在支撐桿件或支護樁上,注意保護已施工的工程樁。不得局部一次開挖過深,以免引起支護樁產生過大位移。因地下室結構整體澆筑,內支撐先于主體結構施工前拆除。拆前,在基坑支護樁與地下室底板問澆筑500mm厚C20混凝土替代支撐,同時加強監(jiān)測,如有異常情況,分析原因,在其薄弱點加臨時支撐。
3基坑支護工程施工監(jiān)測
由于基坑位于秦淮河邊,地下水特別豐富,四周有建筑物,在施工期間應加強基坑變形監(jiān)測,主要內容是支護樁水平位移、土體的深層水平位移、支撐軸力、水位變化、沉降觀測。據(jù)主體結構施工結束的所有監(jiān)測數(shù)據(jù)整理分析,支護結構的圈梁水平位移最大是15.46ram,土體深層側位移最大變形是21.66ram,支撐軸力最大是398.8kN,周圍環(huán)境沉降量最大1.51mm,地下水位基本沒有變化,所有監(jiān)測數(shù)據(jù)均在設計控制范圍內,均滿足設計及有關規(guī)范規(guī)定,證明支護結構安全可靠,結構變形小,整體功能較好,支護方案取得較好的效果。
關鍵詞:基坑支護;內支撐;建筑方案;工程策劃;分區(qū)開挖;分坑
樁基坑支護設計及項目整體開發(fā)策劃對于每一個項目而言均具有非常重要的作用,它受制于多個方面,關乎著整個項目的開發(fā)銷售計劃和工程的順利實施。文章以深圳灣填海片區(qū)的地鐵紅樹灣物業(yè)開發(fā)項目(即深灣匯云中心項目)基坑工程為例,重點介紹了臨近地鐵車站、隧道的超大深基坑在進行支護結構的設計選型時,除了保證自身的穩(wěn)定和安全的同時,重點考慮注意事項,并主動適應業(yè)態(tài)復雜的大型地鐵上蓋綜合體,在前期面對建筑方案調整、分期開挖、分期銷售的整體開發(fā)需求,又可以控制地鐵的位移變形,使其不超過相關規(guī)定。
1工程概況
紅樹灣物業(yè)開發(fā)項目位于深圳灣南側,東臨深灣二路,南臨白石四道,西臨深灣一路,北臨白石三道。擬建項目用地面積約6.8萬m2,為辦公、酒店、公寓及大型商業(yè)功能的大型地鐵上蓋綜合體項目,總建筑面積近60萬m2;項目中間被配套的市政道路分為東西兩區(qū),東西區(qū)在地下相通;東區(qū)為4層地下室,其中地下一、二層與上部四層裙房形成一個近10萬m2的大型購物中心,南側9/11號線車站與北側2號線下沉廣場通過項目地下二層斜向聯(lián)通實現(xiàn)站外換乘。周邊環(huán)境相對復雜,西南側地下室邊線距離地鐵11號線隧道邊線僅4.4~6.8m,南側大部分(除西南側)地下室邊線緊貼9號線與11號線換乘車站;東北側地下室邊線距離地鐵2號線隧道邊線約7~28m,西北側緊鄰地鐵2號線車站(局部位置緊鄰下沉廣場)。該項目基坑東西長約320m、東西長約分別是190m/130m,平面形狀大致呈較不規(guī)則的四邊形,支護周長約980m,基坑開挖深度約為12.34~20.08m,基坑面積約5.4萬m2,其余大部分占地為地鐵車站共用,是典型的臨近地鐵的超大深基坑(見圖1)。
2項目建筑方案演變過程
紅樹灣項目2014年初確定了中標方,其建筑方案為南北側地鐵通過地上、地下敞開式斜交換乘的方式將地塊分為兩片(見圖2)。在2014年底通過公開招標的方式引入合作開發(fā)方萬科后,設計單位與方案深化單位結合萬科開發(fā)理念,針對項目原方案商業(yè)面積零散不滿足設置體量較大的商業(yè)Mall的需求,以及商業(yè)和公寓各類出入口不能在四周主干道設置的現(xiàn)實情況,在項目地塊中間代建的市政配套道路上設置出入口,并實現(xiàn)東西側功能上的動靜隔離。初步確定了西側4棟公寓加一棟辦公,東區(qū)兩棟較矮辦公和一棟350m超高層辦公的平面格局,但保留了地上、地下的換乘通道(見圖3)。后期由于地上地下的換乘通道對地下商業(yè)的影響和總平出入口影響太大而被迫放棄(見圖4)。再后期由于西區(qū)公寓景觀和視線的要求,以及新消防規(guī)范的實施而。
3對支護設計選型的影響和演變
3.1圍護結構的選型過程
紅樹灣項目基坑支護設計和工程管理工作在開展初期,結合項目南北側臨近已運營地鐵線路、周邊道路、場地地質條件等情況進行常規(guī)設計,在初步優(yōu)化方案的基礎上,將地下室邊界條件實現(xiàn)穩(wěn)定?;颖眰扰R近已運營的地鐵2號線,基坑南側緊鄰即將運營的地鐵9號線及11號線,初步分析不具備采用常規(guī)放坡或排樁錨索的條件,基坑在填海區(qū)范圍內且整體基坑面積超過5萬m2。為了避免開挖過程中大面積卸載和開挖后的空間效應不對地鐵造成較大的影響,要求圍護結構必須要有足夠的剛度,所以在南北兩側的維護結構首選地下連續(xù)墻;而東西兩側靠近市政道路,具備放坡或設置排樁錨索的條件,從整體支護和經濟角度初步選擇排樁錨索體系。同時,止水在基坑工程中起著至關重要的作用。由于地連墻需穿越砂層等強透水層,若止水效果不佳,坑內發(fā)生滲漏甚至繞滲現(xiàn)象等引起的涌水涌砂,將導致基坑位移過大,抗傾覆、抗隆起及整體穩(wěn)定等安全系數(shù)均大幅度降低,嚴重影響基坑安全,并使臨近的地鐵產生較大的變形及沉降甚至隧道管片結構受損,造成極大的安全隱患。故最終否決了基坑東西兩側采用排樁加錨索的維護結構。特別需要說明的是,由于南側9號線和11號線車站是兩線換乘共用一個車站,其開挖深度與開發(fā)項目基坑深度相當。根據(jù)南側地鐵9號線原設計單位提供的圖紙,原地連墻的嵌固深度基本滿足要求,且考慮到該車站是一個寬約40m、長約600m的大型地下剛體。該地連墻承受的水、土壓力遠小于東西兩側,如果在南側為項目基坑設置一道地連墻對項目地下室的布局和功能也影響非常大。在基坑設計單位復核了原地連墻嵌固深度和內支撐條件,并經車站原設計確認,并得到地鐵相關部門和技術專家多輪溝通、協(xié)調后,本著受力明晰、可靠、經濟合理的原則,南側的圍護結構利用了這道既有的地下連續(xù)墻。根據(jù)以上分析情況,為了保證圍護結構的剛度及整體止水效果,本基坑的圍護結構確定采用地下連續(xù)墻來兼具擋土及截水的雙重作用。其中,南側利用既有的地下連續(xù)墻,西側及西北側新設計地下連續(xù)墻(見圖6)。新舊地連墻連接處設置若干旋噴樁的型式來進行銜接和補強。圖中地下連續(xù)墻的嵌固深度和截面,以及配筋,由于建筑方案地下室的層數(shù)和深度不穩(wěn)定,而無法準確的設計;但此時可以做一些前期工程準備工作和場地清理等工作。
3.2分坑樁的提出和內支撐結構的設置思路
在保證基坑安全的同時,需要嚴格控制地鐵的變形位移使其不超過相關的保護規(guī)定是本項目基坑內支撐設計的重中之重,所以本基坑的支撐體系由設計、業(yè)主、施工方原則上確定為剛度較大的鋼筋混凝土內支撐。在前期結合圖3方案中各個塔樓的相對位置,使得所設計的內支撐盡量減少對塔樓地下結構的干擾;以及盡早實現(xiàn)開工的目的,在穩(wěn)定了方案地下室輪廓后由業(yè)主配合設計單位積極開展支護結構地下連續(xù)墻的設計及施工準備。由于基坑東西向長約320m、南北向約130~190m,基坑的變形具有長邊效應,即基坑在開挖過程中,其長邊中間位置附近的變形位移往往是最大的。本基坑北側長邊的中部,正好緊貼地鐵二號線紅樹灣車站與盾構隧道的交界處,車站的剛度顯然遠大于由預制管片拼裝的隧道結構,判斷分析后認為該處為基坑周邊最薄弱和敏感的部位,在與地鐵技術委員會初步溝通時被地鐵相關專家所認可,并要求在此處設置一道分坑樁。同時,本基坑西側和東側的支護深度和層數(shù)也均不相同而且施工進度要求不一致,場地西側的開發(fā)施工進度較為急迫,完工時間預定要比東側提前約一年左右。再者在項目西側的2號線車站與項目有約100m長、10m深的下沉廣場范圍是空缺,無法有效為基坑內支撐體系提供反力,使得北側的水、土壓力不能直接有效的傳遞和平衡到南側。因此,針對本基坑的需求和特點,設計單位在項目中間代建的市政道路位置,也即基坑東西區(qū)在地下室三層與四層交界處設置一道分坑樁,形成東側和西側兩個相對較小的基坑,能獨立施工互不影響,且可以有效的控制和減小地鐵車站和隧道連接處的變形。內支撐的布置需要結合本項目的特點,應對其具體的型式進行深入細致的分析,在分坑樁的基礎上,提出了三種內支撐的型式。由于建筑方案和工程策劃一直在演變和細化中,也需要開發(fā)商各個職能部門多角度、多維度的深度參與,內支撐方案最初是常規(guī)意義上的概念設計選型,采用環(huán)型砼內支撐(見圖7)、單環(huán)加對撐和角撐(見圖8)、對撐和角撐(見圖9)等形式。中東區(qū)環(huán)撐雖讓出了超高成塔樓,但環(huán)撐直徑太大達到近150m,西區(qū)小環(huán)撐沒考慮下沉廣場的不利影響,以及對撐超長不穩(wěn)定,后經設計院復核計算上述三個方案均有較多技術問題和限制條件而調整了設計思路。
3.3內支撐結構分區(qū)支護設計的優(yōu)化
在東西兩個基坑的前提下,考慮下沉廣場的不利因素,將西區(qū)基坑將內支撐的形式穩(wěn)定在四個邊角處,設置了四塊大角撐。起初在其中部區(qū)域,設置了呈十字狀的兩個大對稱來平衡兩側的土壓力。在南邊既有地下連續(xù)墻的區(qū)域,由于緊貼著地體9號線和11號線的換乘車站的結構剛體,土壓力并不大,所以僅設置邊桁架來進行支撐。在北邊2號線下沉廣場的區(qū)域,由于基坑外側并無實土來提供相應的支撐反力,故在這一區(qū)域不設置內支撐。為了保證足夠的支撐剛度且滿足中部高層塔樓的順利施工,結合場地形狀,東區(qū)內支撐結構采用雙圓環(huán)的環(huán)撐型式(見圖10)。支撐型式帶來的問題是西區(qū)基坑中東西向起到主撐作用的中部對撐,長度超過180m,對于對撐的剛度削弱較大,控制變形特別是平衡環(huán)撐的能力很低,不能有效的抵抗東區(qū)環(huán)撐傳來的巨大推力且影響了部分塔樓地下室結構的施工。針對上述缺點,以及開挖施工、方便拆換撐的考慮下,逐步進行了相應的優(yōu)化(見圖11)。①西側基坑取消十字狀大對撐,僅在四個邊角處設置四塊大對撐,加強了支護剛度,并有利于塔樓地下室結構的施工;②根據(jù)下沉廣場處的最新建筑調整方案,將其與本項目的地下室直接連通,僅設置高壓旋噴樁進行止水,地連墻斷開處可通過設置若干根灌注樁組成的“墩體結構”來進行加強。但支撐型式在技術層面仍然存在一定的缺點:不管是角撐還是圓環(huán)撐,都設置了過多的連系梁,導致產生了過多的冗余結構,使得傳力體系過于繁復不明晰;同時也加大了施工和拆撐難度,降低了施工效率,也較多的將西區(qū)B棟塔樓壓在東南角撐下面,東區(qū)環(huán)撐也對超高層巨柱有所限制。
3.4內支撐結構對項目整體開發(fā)策劃的影響
后續(xù)隨著建筑方案的逐步穩(wěn)定,將西區(qū)局部車庫、公交場站上提至地面裙房的方案調整,使得西區(qū)地下室減少一層從而大大減少土方開挖深度和土方量,同時也使西區(qū)內支撐的道數(shù)也穩(wěn)定為兩道,項目整體策劃分期開發(fā)和施工銷售節(jié)奏也越來越明晰、投資方立足于市場大環(huán)境計劃將一期四棟公寓率先推出銷售,實現(xiàn)資金的部分回籠。為此西區(qū)基坑和結構主體先期施工對基坑支護設計提出了更高的要求,設計方案在業(yè)主工程管理方、營銷方、成本和施工方的共同介入下,為滿足上述目標設計單位結合建筑平面各棟塔樓的具置,將內撐盡量錯開塔樓,錯不開的進行局部轉換,經計算復核共同確定下述原則:西區(qū)采用相對獨立可單獨拆除的角撐,并實現(xiàn)西區(qū)坑內空間最大化,使得后續(xù)地下室施工時不受內支撐拆換撐和地下室結構施工限制的B、C、D、E棟公寓產品,屬于一期分期圖(見圖12),可以順利往上施工塔樓結構,以便于快速達到銷售所需要的施工節(jié)點,同時也可先施工西區(qū)的角撐并實現(xiàn)土方開挖,和主體柱基礎的施工。東區(qū)采用環(huán)撐可以使得東區(qū)工期最長的J座超高層塔樓的核心筒不受環(huán)撐影響,個別受影響的巨柱在環(huán)撐處的砼撐結構局部預留孔洞,在孔洞周邊就近實現(xiàn)結構轉換和補強。在東區(qū)由于根據(jù)需要設置三道環(huán)撐,在完成底板施工后350m超高陳塔樓的結構也不受整體拆換撐和地下室結構施工的影響而直接可以順利沖出地面,對超高層塔樓的主體結構的快速施工奠定了基礎。優(yōu)化圖(見圖13)。后期在支撐型式基礎上,施工方提出盡量規(guī)整、施工和拆除方便,以及施工場地少、希望在撐上提供一些材料堆場及交通運輸?shù)慕M織的需求。以及從施工策劃角度西區(qū)基坑先土方開挖施工至首道撐底,再施工支撐樁和塔樓樁基礎,然后施工二道撐、再開挖土方和其下底板各工序;東區(qū)基坑比西區(qū)相對較慢,從而在東西區(qū)各工序間可以順利實現(xiàn)流水。根據(jù)施工方的部分意見以及后期精細化計算后,進行了下面兩方面的相關優(yōu)化:①西區(qū)減少了一些基坑角撐的連系梁,使其傳力體系更加明晰;②東區(qū)取消了圓環(huán)撐的三角形連系梁,直接將輻射撐支承在圓環(huán)撐上,受力簡單明確、有利于土壓力的傳遞。由于本工程的圓環(huán)撐(內徑125m、外徑140m)在圖13東、西區(qū)砼內支撐優(yōu)化中平面示意圖二深圳乃至國內都尚無較多先例,在滿足計算的前提下,于三道環(huán)形內支撐和角撐上部重要部位加設結構樓板,以增加環(huán)撐和角撐的整體面外剛度,同時也可基本滿足施工方提出的施工場地不足的問題;后續(xù)經過設計方的精心計算和參與各方的共同努力,在大部分受力較大的角部區(qū)域增加了300厚結構加強板,最終演變成的內支撐施工圖(見圖14)。
3.5地鐵保護對支護方案的要求和影響
由于地鐵設施對沉降和變形是按毫米級別來控制的,所以基坑支護設計的重中之重是采用何種方式有效控制地鐵設施的變形,并取得地鐵集團技術中心的認可。本項目基坑支護設計基本完善前后,主動按深圳地鐵保護條例的要求,與地鐵技術委員會專家溝通并上會審議。經專家評審,在基坑西南角的AC段(基坑與地鐵11號線隧道間)和基坑北側的OP段(基坑與2號線隧道間西側)土體先采用袖閥管注漿進行加固后才開始基坑的施工。根據(jù)地鐵保護條例的要求設計單位還提交了華南理工大學采用大型巖土有限元軟件—MIDAS/GTS建立三維模型進行整體模擬的計算結果,最終的支護方案計算結果滿足地鐵相關要求。同時要求在基坑開挖、地下室施工的全過程對地鐵車站、隧道和基坑進行有效不間斷的監(jiān)測;后期第三方隧道監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示隧道的變形比理論計算要大,但仍在可控范圍內,根據(jù)地鐵技術委員會的再次審議,建議在北側2號線隧道與基坑間土體在原設計部分加固的基礎上,整體進行了隧道外袖閥管注漿加固,并要求在穩(wěn)定隧道變形的前提下方可完成三道環(huán)撐下靠近地鐵隧道的土方(見圖15)。
4結束語
本基坑工程于2015年5月開始施工,目前西區(qū)基坑已完成地下室及上部主體的施工,而東區(qū)基坑已完成第三道支撐和其下土方的施工,正在進行后續(xù)底板的澆搗。根據(jù)施工現(xiàn)場的反饋,基坑內部無滲漏、支護結構變形較小,地鐵結構的變形也在地鐵相對可控范圍內,整體支護效果良好。
4.1本基坑支護設計主要從下面幾個方面來綜合考慮
(1)審慎對待臨近的地鐵設施,無論在基坑支護設計、施工、建筑方案的深化以及后續(xù)的樁基礎施工過程中,都要將保護地鐵放在首要位置;同時需要與地鐵相關部門做好充分的溝通和協(xié)調。(2)支護結構是否受周邊場地,地塊道路、地鐵等限制條件,能否采用排樁錨索、放坡等支護形式,在兩三種可選方案的情況下應進行綜合比選,應選用安全性較高的方案,建議在臨近地鐵的基坑優(yōu)先采用較為可靠的內支撐受力體系。(3)基坑東西向單邊長度約320m,為避免長邊效應采用分倉法設計,便于分坑分區(qū)域施工;從工程策劃角度使得地下室較淺、公寓較低的西區(qū)實現(xiàn)提前施工;考慮東區(qū)基坑更深、還有施工周期最長的350m超高層塔樓等因素,支護方案應重點考慮在拆除時對項目整體施工組織以及各工序合理流水的影響。(4)重視支護結構平面定位與地下室外邊線和項目紅線及周邊環(huán)境的關系合理設計。(5)基坑支護應配合業(yè)主各個相關方,充分溝通,共同介入和研究建筑方案,避免被動接受輸入條件;及時溝通和掌握相關規(guī)劃、報建方面的信息,盡可能將施工速度最快、銷售有前置需求的單元或塔樓,盡量布置在不受內支撐影響的范圍內。(6)對于支護樁、地連墻及后期工程樁的選型和施工方法也需要采用考慮減少抽降水和振動的成樁工藝,最大限度的減少對周邊地鐵的影響。
4.2本工程實踐總結
項目前期,在滿足建筑規(guī)劃需求的前提下,多從工程策劃、營銷、施工等多角度調整建筑布局和方案,使得西區(qū)塔樓的平面布局盡量避開內支撐,并提前考慮各個塔樓的樁基礎的設計是很有必要的;在首道撐梁底標高處基本可以具備各個塔樓樁基礎的施工,盡快開挖并施工第二道內支撐,從而在不完成西側全部地下室封底的施工策劃下,最終實現(xiàn)不受內支撐影響的4棟塔樓(B、C、D、E)從規(guī)劃報建、分期、到提前介入塔樓的施工、完成具備銷售形象、到實現(xiàn)快速銷售的目的是有可以實現(xiàn)的。在整個過程中對基坑設計逐步調整和優(yōu)化,要避免由支護設計方單方面設計的局面,需要在業(yè)主設計部、項目部、工程部、營銷部以及施工方等全面、及時、持續(xù)介入的情況下,讓基坑設計方綜合各方意見,逐步達到以營銷、設計、施工為前置的項目基坑支護設計和工程策劃目標,為項目整體開發(fā)奠定堅實可控的基礎。經過2015年4月基坑開始支護設計開始,到后期的西區(qū)基坑的開挖施工,比常規(guī)工程策劃和設計管理思路實施的施工進度提前約6個月,至2016年底,項目西區(qū)銷售型公寓基本具備銷售的形象進度、東區(qū)基坑底板封底的目標,取得了良好的經濟效益和社會效應,為項目后續(xù)的開發(fā)建設奠定了堅實基礎。根據(jù)過程中第三方監(jiān)測數(shù)據(jù)反映,基坑的變形在設計可控范圍內,但北側地鐵2號線隧道想基坑內的水平位移和沉降超過計算值,這與模擬計算有較大不符。這可能與填海區(qū)在沿道路下有較多拋石層,在施工樁基礎和后期西區(qū)拆除內支撐時局部采用炮擊破除法引起的震動有關,需繼續(xù)探討相關因素和計算模擬的假定合適與否。類似工程應多加關注和避免。
參考文獻:
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關鍵詞:建筑;基坑支護技術;問題;施工要點
建筑工程深基坑技術作為建筑地基工程建設中非常重要的一項施工技術,在建筑工程地基施工質量的提升起著非常重要的作用,它有很多優(yōu)點,比如具有牢固地基、獨特性、抵抗損害能力較強等,在建筑工程項目建設施工中,它的應用范圍十分廣泛,所以必須要合理應用建筑工程深基坑技術。
一、建筑基坑支護技術存在的問題
1、支護結構設計計算參數(shù)選擇問題
對于基坑支護結構的設計,國內外至今尚沒有一種精確的計算方法,同時由于土體結構的情況一般比較復雜,且容易隨環(huán)境發(fā)生變化,因此在施工前的實際階段很難做到在實際施工中精確計算,總的來說現(xiàn)階段的深基坑受力計算方案多數(shù)是處于摸索和探討階段。對于支護結構中的土體的物理參數(shù)的選擇上,基坑開挖后,粘聚力、含水率以及內摩擦角是變化的,所以對于支護接受所承受的力也沒有確定的計算值?;又ёo設計時對各因素的受力情況分析不明確,容易致使整個支護系統(tǒng)的受力參數(shù)達不到實際的要求,數(shù)據(jù)表明,如果內摩擦值的誤差為5度的話,最后產生的主動土壓力是不一樣的,其他因素的改變也會有相同的影響。
2、基坑支護土體的取樣沒有代表性
對于基坑支護工程來說,土體取樣是一項比較基本的操作,通過對土體的取樣分析,能夠獲得比較準確的物理學指標,對于支護結構的承受力等條件展開評估,知道基坑支護的設計。目前,我國采用的土體取樣方法為鉆探取樣,一般建筑工程為了降低成本,鉆探的數(shù)量會相對較少,又因為地質條件的多變性和隨機性,會導致土體的取樣沒有代表性,最終也會導致基坑支護設計的失誤。
3、基坑開挖存在的空間效應考慮不周
對于一個確定的基坑支護工程來說,對于基坑支護的空間效應一定要考慮到位,如果空間效應效率不周,容易導致基坑周圍的邊坡失穩(wěn),發(fā)生坍塌現(xiàn)象。經過實驗數(shù)據(jù)表明,比較科學的空間布置是基坑的四周向基坑的內部產生的水平位移是中間比較大,兩邊相對較小。所以,基坑支護設計一定要考慮吧到空間效應,合理設計。
4、支護結構設計計算與實際受力不符
對于我國基坑支護施工設計來說,主要采取的設計方法還是極限平衡理論,但是對于一個支護工程要考慮到的受力情況并不僅僅局限于此。在實際的施工中,開始施工后的土體是一個變化的過程,土體的結構逐漸松弛,所以土體的強度也隨之變化,極易發(fā)生變形。而用極限平衡法來設計時,是以一個靜態(tài)的眼光來計算的,明顯不符合實際施工的需要。
二、建筑基坑支護技術的施工要點
1、灌注樁施工技術要點
(1)施工準備。鉆孔設備就位后,應當對其進行平正、穩(wěn)固,保證施工中鉆機不出現(xiàn)傾斜或是移動等情況。
(2)鉆孔。準備工作就緒后,鉆機先不要立即鉆入土中,應當在部分泥漿進入后,方可進行鉆進;鉆孔的過程中,若無特殊原因不得隨意停止,要確保鉆進的連續(xù)性;接長鉆桿時,應當先將方形套卸去,然后提升鉆桿露出鉆盤,遵循先卸后裝的原則;如果鉆進時遇到淤泥層,應當減慢鉆進速度,并增加泥漿的濃度,這樣能夠有效防止塌孔和縮孔等情況的發(fā)生。
(3)清孔。鉆孔完畢后,要及時進行清孔。清孔可以分兩次進行,首次清孔應當在成孔后立即進行,二次清孔則可在鋼筋籠下放到位、導管安裝完畢后進行;清孔應定期進行,并在清孔過程中對泥漿指標進行測定,確保清孔后的泥漿密度小于1.15。
2、護坡樁施工技術
護坡樁施工技術與土釘墻技g不同,采用的技術主要是鉆孔壓技術。用水泥漿護壁,把由碎石和無砂混凝土混合而成的樁基礎投入其中。施工時必須要保證施工不違背設計方案規(guī)定的要求和標準,尤其是施工一定要得到主工程師的確認和簽字,做好這些才能使建筑深基坑工程的整體質量得到保證,從而讓鉆孔壓技術在護坡樁施工中發(fā)揮更大的作用。鉆孔壓技術主要采用水泥漿澆筑的辦法,這樣可以產生護壁的作用。水泥漿澆筑之后投放碎石和無砂混凝土,以便形成樁基礎。護坡樁施工技術主要施工流程為:采用螺旋鉆桿鉆到設計規(guī)定的位置后,鉆桿可以自孔底向孔內從下至上注入提前準備好的水泥漿。在水泥漿注入到規(guī)定深度后,需要把鉆桿提出,并將鋼筋籠和骨料放入孔中。對孔內重復注入高壓紙漿一直到完全制成樁為止。進行護坡樁技術施工時,主要使用了多次鉆孔壓漿技術。
3、土層錨桿施工技術
土層錨桿技術主要使用的是錨桿鉆機,通過錨桿鉆機讓鉆機鉆達到預先設定的位置,完成這個工作后,把水泥漿向孔里倒注,這就是有護壁功能的土層錨桿施工技術的工作原理。做好這些基本的操作后,還要把鋼絞線穿入其中,不斷補漿,升到安全位置之后再鎖定。測量實際錨桿位置,調整達到規(guī)定位置的錨桿位置,保證錨桿在一個合格的位置,這時開始鉆孔。這整個調整錨桿位置的過程就是具體的錨桿技術的施工方法。還有一個地方需要我們注意。在鉆孔的過程中,一定要密切注意鉆孔的過程中是否有障礙物,如果發(fā)現(xiàn)了障礙物要及時讓技術人員了解,以便他們可以及時做出處理。這時候鉆孔工作要暫停,只有完全沒有問題才可以繼續(xù)開展工作,問題的存在并不能保證施工的質量。最后,要想取下錨索一定要在孔進入確定的位置后進行,并且還要做好錨索的隱蔽工作。
4、土釘墻施工技術要點
本文對房屋的基坑支護技術在實際的施工中存在的一些問題進行分析并提出注意的方面,對基坑支護的類型做了詳細的介紹,然后通過一個實際的工程案例進一步說明了基坑支護技術對房屋建筑工程的重要性。
關鍵詞:
房屋施工;基坑支護;成孔注漿
1房屋施工中的基坑支護系統(tǒng)
1.1擋土系統(tǒng)擋土系統(tǒng)一般包括鋼板樁、鉆孔灌注樁、深層攪拌樁、地下連續(xù)墻、鋼筋混凝土板樁等,這些方法的功能是在基坑中形成支護排樁,或者形成支護擋土墻,以抵抗外土壓力。
1.2擋水系統(tǒng)擋水系統(tǒng)一般包括壓密注漿、鎖口鋼板樁、地下連續(xù)墻、深層水泥攪拌樁、旋噴樁等,主要的功能就是抵抗外滲水。
1.3支撐系統(tǒng)支撐系統(tǒng)一般包括鋼筋混凝土內支撐、鋼管與型鋼內支撐、鋼管與鋼筋混凝土組合支撐等,主要的功能就是防止圍護結構出現(xiàn)位移,保護圍護結構側力。
2房屋施工中的基坑支護結構類型
房屋基坑施工中,不同的基坑的深度、地質條件、基坑土層的荷載能力需要結合實際情況采用不同的基坑支護結構,常用的房屋基坑支護技術有以下幾種:
2.1深層攪拌樁支護這種方法是將石灰、水泥等材料作為固化劑,通過攪拌機械把軟土和這些固化劑強制攪拌,然后軟土和這些固化劑會產生一定的化學反應和物理反應,可以使軟土凝結形成樁體,也就是平常所說的水泥攪拌樁,采用攪拌樁形成基坑的支護結構,它具有很強的穩(wěn)定性、整體性以及強度。水泥攪拌樁適合各種類型的粘性土,比如,淤泥質土、粉質粘土、飽和黏性土等,對其加固的深度可以從幾米到十幾米。通過以往的工程基坑施工經驗,由于這種基坑支護技術的抗拉強度要比抗壓強度小很多,所以一般適用于基坑深度在5-7m之間,或者是重力式擋墻結構形式的基坑。采用這種支護結構可以體現(xiàn)出很好的防水性能,在實際的施工中可以不設置支撐,基坑可以直接開挖,能夠發(fā)揮很好的經濟效益。
2.2排樁支護排樁的形式一般有人工挖孔樁、鋼筋混凝土板樁、鋼板樁以及鉆孔灌注樁等。支護的形式一般有:第一種是柱列式排樁支護,主要是以挖孔樁或者是稀疏的鉆孔灌注樁作為支護結構,主要適用于地下水位比較低或者是邊坡土質非常好的條件下,可以充分發(fā)揮土拱。第二種是連續(xù)排樁支護,支護樁需要排列緊密且連續(xù),在各個樁體之間做好樹根樁或者注漿防水,一般采用鋼筋混凝土板樁或者是鋼板樁,這種支護結構在軟土中一般不能形成土拱。第三種是組合式排樁支護,一般采用水泥攪拌樁防滲墻或者是鉆孔灌注樁排樁的組合形式,適合地下水位比較高的軟土地層。房屋基坑施工中,如果基坑開挖的深度小于6m時,而且不能采用重力式深層攪拌樁的情況下,這時就可以采用600mm的密排鉆孔樁支護結構,在樁后用樹根樁做好防護,也可以選擇打入鋼板樁或者是預制混凝土板樁,板樁用攪拌樁或者注漿做好防滲,在頂部設置圈梁做好支撐。如果基坑開挖的深度在6-10m,一般會采用800-1000mm的鉆孔樁,樁后進行注漿防水或者深層攪拌,同時設置2-3道支撐。如果基坑開挖的深度超過10m,一般會采用地下連續(xù)墻加支撐的支護的方式,采用800-1000mm的鉆孔樁,樁后加深攪拌樁以防水,同時設置多道支撐。
2.3地下連續(xù)墻支護房屋的基坑施工如果是軟土層,基坑的開挖深度超過10m、而且對周圍的相鄰建筑的沉降和位移以及地下管線的要求比較高時,可以采取地下連續(xù)墻作為基坑的支護結構。這種基坑支護形式主要的優(yōu)點有:結構整體性能非常好、墻體剛度比較大、地基不容易變形,適用于基坑深度比較深的支護結構;也適用于多種地質條件,尤其是遇到砂卵石地層或者是風化巖層,如果采用鋼板樁就很難施工,采用這種地下連續(xù)墻支護技術就能達到理想的效果;這種方法在施工過程中對環(huán)境帶來很小的影響,但是需要的成本會比較高,對廢漿液的處理也非常困難。
2.4土釘墻支護這種基坑支護技術是把比較密、細、長的桿件釘在基坑土體中,然后在坡面上鋪設鋼筋網混凝土層面。這樣就可以把土體、土釘以及混凝土層面充分的結合,形成復合土體,以達到基坑穩(wěn)定的目的。房屋基坑施工采用這種技術需要對施工現(xiàn)場及時做好監(jiān)測,對施工現(xiàn)場的實際情況以及監(jiān)測到的數(shù)據(jù)選擇合適的支護組合方式,以便于施工順利。這種土釘墻支護技術一般適用于基坑開挖深度不大,周圍的相鄰建筑的沉降和位移以及地下管線的要求不高的基坑施工情況,施工過程比較簡單便捷,而且經濟可靠,在實際的基坑施工中普遍采用。
3基坑支護常見的問題
3.1土層開挖與邊坡支護不配套房屋基坑施工中,經??梢钥吹街ёo施工與土方開挖施工沒有同時進行,支護施工比較滯后,導致需要進行二次回填或者搭設架子才能進一步完成支護工作。通過以往的實際經驗,土方開挖一般沒有什么技術含量,施工工序也非常簡單,組織管理工作也比較容易,但是邊坡支護要求的技術水平一般比較高,施工工序會比較復雜。所以,在這樣的施工過程中,對兩個方面的施工項目管理協(xié)調難度比較大,土方施工經常為了搶工期,造成開挖順序非?;靵y,尤其是雨季施工,對擋土支護的施工面沒有充分考慮,對支護工作帶來很大影響。解決的措施是要把支護施工與土方開挖施工充分結合,不能相互影響,對一些規(guī)模比較大房屋建設需要由專業(yè)的施工團隊分別進行擋土支護施工以及土方開挖。
3.2邊坡修理達不到設計、規(guī)范要求房屋基坑施工中,經常可以看到超挖或者是欠挖的情況,施工人員沒有做好技術交底工作,機械操作人員操作水平比較低,管理人員對施工管理不到位,導致基坑分層分段開挖的高度不一致,機械開挖以后的邊坡表面的順直度以及平整度達不到施工要求,對深度的挖掘采用人工修理也達不到要求,沒有經過嚴格的檢查就進行初噴,造成擋土支護出現(xiàn)超挖或者是欠挖的情況。解決的措施是深基坑開挖時,采用機械開挖,然后進行人工簡單的修坡,達到施工要求以后進行擋土支護并進行混凝土初噴工序。
3.3成孔注漿不到位、土釘或者錨桿受力達不到設計要求房屋基坑施工中,如果沒有對基坑的土層質量以及土體的具體情況進行詳細的研究,鉆孔時很容易造成出渣不盡、殘渣沉積,從而影響注漿,嚴重的造成孔洞坍塌、成孔困難或者無法進行插筋施工和注漿。另外,注漿過程中對配料的沒有嚴格要求,注漿管沒有插到位,壓力不夠對注漿的長度以及充盈度造成一定的影響,從而使土釘或者錨桿受力達不到設計要求。解決的措施是對基坑土質做好詳細的勘測和數(shù)據(jù)記錄,最好采用直徑為100-150的鉆機成孔,注漿的配料要嚴格按照設計要求進行。
4工程案例
某一汽車配件廠房施工,建筑面積為4310m2,基坑深度為6.5m,基坑土質以及厚度從上到下分為:素填土厚度為2.5m,淤泥層厚度為5.6m,粉質粘土厚度為2.6m,測量的地下水水位埋深為0.65-0.78m,依據(jù)這些土質情況以及地下水文相關資料,該項廠房的基坑支護系統(tǒng)采用單排攪拌樁內插工字鋼的支護結構,采用攪拌樁護技術是為了進行防水,內插工字鋼結構是為了抵抗土方開挖后的土壓力。在基坑的外部設置直徑為600mm、間距為400mm、長度為11m的攪拌樁,內插入型號為400*144*12.5*16.5、間距為500mm、長度為12m的工字鋼。在基坑內部-2m的位置采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土支撐梁,以提高基坑支護系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。對基坑的底部土質進行處理,采用直徑為600mm、間距為400mm、長度為3m的水泥攪拌樁以井字型對底部土質進行改良。從廠房的整個施工過程來看,采用支護攪拌樁以及工字鋼進行結合應用,不僅達到了基坑支護要求,而且有效的阻止了地下水,對一些工期非常緊張工程建設是非常有效的施工技術。
5總結
隨著近幾年經濟的發(fā)展,我國的房屋建設規(guī)模逐漸增大,為了保證建筑物整體結構的穩(wěn)定性以及工程質量,人們對基坑支護施工技術提出了更高的要求。在實際的基坑施工中,要對施工現(xiàn)場的地質情況進行嚴格的勘測,選擇合適的基坑支護技術或者復合形式的支護技術,以加強基坑的穩(wěn)定性和可靠性,為房屋建筑的整體質量提供基礎保障。
參考文獻
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關鍵詞:深基坑;支護技術;問題
中圖分類號:TU753 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2013)12-0161-02
20世紀末期經濟快速發(fā)展,城市化建設大幅度進行,使得土地資源越來越緊張。為了滿足發(fā)展需要,高空建筑和向地下建筑逐漸發(fā)展起來,此時也開始了基坑工程的研究。20世紀90年代以來,隨著高層和超高層的建筑的出現(xiàn),深基坑工程也越來越多。由于城市中密集的建筑物,復雜的深基坑形式,深基坑開挖的條件也是越來越復雜。為了保證所挖基坑的安全以及周圍的建筑和將要建設的建筑的安全,開挖的深基礎基本上都要滿足設計的深度要求。現(xiàn)在所建的建筑物逐漸增加其高度,為了保證期性能安全,所以其基礎的要求就比較高,開挖的深度也會比較深,這就會面臨許多的問題和困難。
1 深基坑工程的特點
1.1 深基坑施工面臨的問題
①周圍環(huán)境復雜。城市中,建筑物密集,有些高層建筑緊靠公路。尤其在沿海的經濟開發(fā)地方,地質條件存在一些突出的問題。同時在這些區(qū)域原有的建筑物結構均比較破舊,地上與地下的管線布置比較密集。開挖時不但需要確?;颖旧淼姆€(wěn)定,而且需要確?;又車慕ㄖ荒苁艿接绊?。
②深度不斷增加。土地資源的日益緊張,為了增大使用面積,建筑有向地下發(fā)展的趨勢。同時必須符合相關的城市管理相關規(guī)定和人防的需要等一些要求,建筑需要的基坑深度不斷增大。
③安全隱患較大。由于地下地質條件復雜,深基坑的支護考慮因素比較繁多?;又ёo一旦失效,施工人員的安全就不能保證,同時基坑周圍附近的房屋建筑以及周圍的管道線也容易受到影響,嚴重時造成道路發(fā)生開裂?;庸こ痰钠茐氖沟媒洕鷷l(fā)生一定損失,也會造成一定的人員傷亡。
1.2 基坑支護系統(tǒng)
①支撐結構。它主要是用來平衡圍護結構承受的側力以及防止圍護結構發(fā)生位移。在開挖的時候起到擋土和擋水的功能,能夠使工程的施工正常,同時確保附近其他建筑物或者構筑物發(fā)生毀壞。通常情況下,支護結構是臨時性結構,有些可以回收重復利用。一般使用的支護結構:鋼材與混凝土進行的組合支撐、鋼管與型鋼之間結合的內支撐。
②擋土結構。它主要是用來形成支護結構來阻擋基坑周圍的土壓力,避免周圍土層發(fā)生移動。一般使用的擋土結構:鋼筋混凝土制成的板樁、通過鉆孔形成孔洞的灌注砂漿形成的樁、砌筑形成的地下連續(xù)墻。
③擋水結構。它主要是用來防止基坑周圍向坑內滲水,確??觾雀稍?。一般使用的擋水結構:砌筑形成的地下連續(xù)墻、較深層的水泥攪拌形成的樁、鎖口的鋼板樁。
2 常用深基坑支護技術
2.1 深層攪拌水泥樁支護
水泥樁支護即采用水泥材料當成是固化劑,經過機械式的攪拌,強行與軟土劑進行拌和。拌合后它們之間發(fā)生一系列反應從而逐漸硬化,形成水泥樁墻。根據(jù)其形成過程,確保其具有相應的強度,并具有穩(wěn)定性和整體性。
2.2 鋼板樁支護
將鋼板樁彼此相連即可構成鋼板樁墻,這種支護大多用于擋土和擋水。由于鋼板樁的施工比較容易,所以使用比較多。但是鋼板樁的施工的震動對周邊的環(huán)境影響比較大,有可能引發(fā)周圍附近的地基發(fā)生變形。由此在人員比較密集或者建筑比較密集的地方,會受到相應的限制。同時又由于鋼板樁自身的柔性就比較大,它的變形會因支撐或者錨拉位置不適當產生很大影響,因此要考慮基坑的支護深度。地下室施工時使用的鋼板樁在工程結束后應該拔出,此時需要考慮拔出鋼板樁時附近的地基土和地表土產生的相應影響。
2.3 地下連續(xù)墻
地下連續(xù)墻有著廣泛的應用,因為其整體剛度比較大、防水效果好、適應復雜環(huán)境能力強。在基坑底面下面存在深層軟土時,地下連續(xù)墻可以插入很深??茖W技術的進步和施工機械的創(chuàng)新,配合合適的施工技術和相應的措施,就可以很好地限制土層的變形。但是在比較堅硬的土體中,地下連續(xù)墻挖槽的難度比較大,遇到巖層時則會使用比較特殊的機械裝置,使用的費用就比較高。
2.4 土層錨桿支護
土層錨桿即是在墻面鉆孔,當達到設計的深度以后擴大所鉆孔的端部,使端部形成柱狀或其他形狀。適用的墻面可以是還沒有開挖過的基坑的墻面,也可以是已經深深進行開挖過的地下室所對應的墻面。土錨桿能與土體一起承擔比較大的拉力,確保相應結構的穩(wěn)定性。也可以在使用的高強鋼材施加預應力,有效控制變形量。使用土層錨桿,可以節(jié)省大量的勞動力,加快項目工程的進度,有很好的經濟效益。
3 深基坑支護技術存在的問題
目前在全國大范圍內已進行深基坑支護的工程,收獲了很多成功的經驗。但隨著現(xiàn)代化經濟建設的需要,基坑支護技術仍存在一些問題。
3.1 邊坡支護和土層開挖不匹配
在開挖過程中,基坑的支護不能及時跟進土方施工的情況經常出現(xiàn),所以經常采用搭設架子或者二次回填來完成基坑的支護。通常情況下,開挖土方的工序比較容易,沒有太多的技術。但是作為深基坑發(fā)揮擋土或者擋水用的支護結構,工序久相對比較復雜,也需要一定的技術。因此在施工過程中,大型的工程一般由不同的專業(yè)施工隊分別完成土方開挖工作和擋土支護工作。兩個施工隊是平行的合同,土方開挖的單位開挖順序又比較亂,即加大了施工的管理協(xié)調難度。在雨期施工時這種現(xiàn)象更加明顯,土方開挖單位不管擋土支護施工單位的工作面要求,完全按照自己的意愿進行施工,造成支護施工沒有操作面完成鉆孔、注漿等工作,多數(shù)情況下也無法保證時間,導致支護工作落后于土方開挖工作。
3.2 邊坡達不到設計和規(guī)范要求
通常情況下,進行深基坑的開挖都是使用機械設備,然后由人工進行修坡。修坡完成后,才開始初噴混凝土來實現(xiàn)擋土支護的效果。在現(xiàn)實施工開挖過程中,部分負責管理工作的人員不到位,有時也沒有充分進行技術交底,機械設備的操作人員水平不高等原因。機械設備開挖之后呈現(xiàn)的邊坡不是很平,邊坡也不是很平坦,開挖的基坑深度分層分段不能一致,與設計和規(guī)范的要求不符合。人工修理的過程中,只可以在機械設備開挖后的表面進行簡單修整,進行深度挖掘不大可能。管理不嚴的情況下,沒有通過嚴格驗收就開始初噴,這就造成工程的質量問題,支護后會常有超挖或者欠挖的現(xiàn)象發(fā)生。
3.3 錨桿強度、成孔注漿達不到要求
開挖的深基坑進行土層錨桿支護時,通常使用直徑為100~150 mm毫米的鉆桿來進行鉆孔,成孔的深度通常是5~20 m。一般情況下,鉆孔過程中穿過的土質條件不相同,如果沒有認真的探索研究鉆孔所穿土體的具體,那么在鉆孔過程中即將出現(xiàn)出渣不盡、殘渣沉積等一些現(xiàn)象。這將影響到注漿的質量,甚至有些情況下會造成孔洞毀壞的情況??锥醋{時的配料沒有統(tǒng)一的嚴格規(guī)定,有時砂漿強度不能滿足要求。同時注漿管沒有插到位,注漿壓力達不到要求都會造成注漿的充盈度不足。錨桿(土釘)的抗拔力不能達到設計的要求,也會影響工程的質量。
3.4 設計情況與實際情況差異較大
深基坑進行支護的擋土壓力與傳統(tǒng)的擋土墻土壓力并,并不相同。現(xiàn)在還沒有完整的土壓力理論進行指導,所以在設計的過程中仍然采用傳統(tǒng)的理論進行計算,不可避免的產生誤差。一般都是經過傳統(tǒng)理論進行土壓力計算,然后結合工程的經驗進行修正,以此來達到設計的要求。按照經驗進行調整是一個非常復雜的課題,要充分結合工程的實際情況。但一些經驗系數(shù)沒有充分考慮工程的地質條件、工程的地面荷載差異,只是按照一般的系數(shù)進行套用即會導致與實際脫離的變形后果。
4 結 語
深基坑支護的結構選型需要充分考慮周邊的環(huán)境條件,也要考慮對應場地土的分類等其他重要因素。如果合理選擇支護結構類型,就可以保證整個基坑以及整個建筑物的安全性,同時也會帶來經濟效益與社會效益。要合理選擇基坑的支護結構,不然會影響基坑的穩(wěn)定,而且會影響到周邊的建筑物環(huán)境。選擇合理結構類型后,還要針對該結構類型面臨的問題進一步研究,確保其質量安全。
參考文獻:
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[關鍵詞]深基坑 支護結構 計算方法
[中圖分類號]TU [文獻碼]B [文章編號]1000-405X(2013)-6-240-2
1 深基坑工程的主要內容
(1)巖土工程勘察與工程調查。確定巖土參數(shù)與地下水參數(shù);測定鄰近建筑物、周圍地下埋設物(管道、電纜、光纜等)、城市道路等工程設施的工作現(xiàn)狀,并對其隨地層位移的限值作出分析。(2)支護結構設計。包括擋土墻圍護結構(如連續(xù)墻、柱列式灌注樁擋墻)、支承體系(如內支撐、錨桿)以及土體加固等。支護結構的設計必須與基坑工程的施工方案緊密結合,需要考慮的主要依據(jù)有:當?shù)亟涷?,土體和地下水狀況,四周環(huán)境安全所允許的地層變形限值,可提供的施工設施與施工場地,工期與造價等。(3)基坑開挖與支護的施工。包括土方工程、工程降水和工程的施工組織設計與實施。(4)地層位移預測與周邊工程保護。地層位移既取決于土體和支護結構的性能與地下水的變化,也取決于施工工序和施工過程。如預測的變形超過允許值,應修改支護結構設計與施工方案,必要時對周邊的重要工程設施采取專門的保護或加固措施。(5)施工現(xiàn)場量測與監(jiān)控。根據(jù)監(jiān)測的數(shù)據(jù)和信息,必要時進行反饋設計,用信息化來指導下一步的施工。
2 深基坑支護結構類型
2.1 鋼板樁支護
鋼板樁應用于建筑深基坑的支護,是一種施工簡單,投資經濟的支護方法。在上海軟土地區(qū)過去應用較多,但由于鋼板樁本身柔性大,如支撐或錨拉系統(tǒng)設置不當,其變形會很大。因此對基坑支護深度達7m以上軟土地層,基坑支護不宜采用鋼板樁支護,除非設置多層支撐或錨拉桿,但應考慮到地下室施工結束后鋼板樁拔除時對周圍地基和地表變形的影響。
2.2 地下連續(xù)墻
地下連續(xù)墻是在泥漿護壁的條件下分槽段構筑的鋼筋混凝土墻體,地下連續(xù)墻最早于1950年開始應用于巴黎和米蘭市的地下建筑工程。我國在20世紀60年代初開始應用于水壩的防滲墻。后來國內將地下連續(xù)墻用于城市深基坑的圍護結構最早是廣州白天鵝賓館,現(xiàn)在全國各地已用得比較普遍,如地下連續(xù)墻的施工深度國內已有超過80m,厚度達1.4m。由于地下連續(xù)墻具有整體剛度大和防滲性好,適用于地下水位以下的軟粘土和砂土多種地層條件和復雜的施工環(huán)境,尤其是基坑底面以下有深層軟土需將墻體插入很深的情況。
2.3 柱列式灌注樁排樁支護
柱列式間隔布置包括:樁與樁之間有一定的凈距的疏排布置形式和樁與樁相切的密排布置形式。為降低工程造價和施工方便,柱列式灌注樁作為擋土圍護結構有很好的剛度,但各樁之間的連系差,必須在樁頂澆筑較大截面的鋼筋混凝土帽梁加以可靠連結。為防止地下水并夾帶土體顆粒從樁間空隙流入坑內,應同時在樁間或樁背采用高壓注漿、設置深層攪拌樁、旋噴樁等措施,或在樁后專門構筑防水帷幕。灌注樁施工時無振動,對周圍鄰近建筑物、道路和地下管線影響危害比較少。具有一定的優(yōu)越性,但缺點是樁的施工速度較慢,且場地泥漿處理較困難,工期長。
2.4 內支撐和錨桿
作為基坑圍護結構墻體的支承,內支撐(水平橫撐、角撐、斜撐等)和錨桿(斜錨桿、錨碇板拉桿等)的作用對保證基坑穩(wěn)定和控制周圍地層變形極為重要。目前支護結構的內支撐,常用的有鋼結構支撐和鋼筋混凝土結構支撐兩類,鋼結構支撐多用圓鋼管和大規(guī)格的型鋼。為減少擋墻的變形,用鋼結構支撐時可用液壓千斤頂施加預應力。鋼筋混凝土支撐是近幾年在上海地區(qū)等深基坑施工中發(fā)展起來的一種支撐形式,它多用土模或模板隨著挖土逐層現(xiàn)澆,截面尺寸和配筋根據(jù)支撐布置和桿件內力大小而定,它剛度大,變形小,能有力的控制擋墻變形和周圍地面的變形,宜用于較深基坑或周圍環(huán)境要求較高的地區(qū)。
2.5 土釘墻支護
土釘墻圍護結構是邊開挖基坑,邊在土坡面上鋪設鋼筋網,并通過噴射混凝土形成混凝土面板,從而形成加筋土重力式擋墻起到擋土作用。適用于地下水位以上或人工降水后的粘性土、粉土、雜填土,不適用于淤泥質及地下水位下且未經降水處理的土層,周圍管線密集的基坑也應慎用。
2.6 深層攪拌水泥土樁支護
深層攪拌水泥土樁是用特制的進入土深層的深層攪拌機將噴出的水泥漿固化劑與地基土進行原位強制拌合制成水泥土樁,相互搭接,硬化后即形成具有一定強度的壁狀擋墻既可擋土又可形成隔水帷幕,對于平面呈任何形狀、開挖深度不很深的基坑,皆可用作支護結構,比較經濟。
2.7 旋噴樁帷幕墻支護
它是鉆孔后將鉆桿從地基土深處逐漸上提,同時利用插入鉆桿端部的旋轉噴嘴,將水泥漿固化劑噴入地基土中形成水泥土樁,樁體相連形成帷幕墻,可用作支護結構擋墻。在較狹窄地區(qū)亦可施工。它與深層攪拌水泥土樁一樣是重力式擋土墻,只是形成水泥土樁的工藝不同。
3 支護結構計算方法
現(xiàn)有的基坑支護結構的內力變形計算的方法很多,如靜力平衡法、等值梁法、連續(xù)介質有限元法以及彈性地基桿系有限元法等等。靜力平衡法是最常用的方法,其要點是選擇一定的入土深度以滿足整體穩(wěn)定,抗隆起和抗?jié)B要求的前提下用經典土力學理論計算主動土壓力和被動土壓力,然后對重力式剛性擋墻驗算其抗傾覆、抗滑移穩(wěn)定性,安全系數(shù)沿用設計規(guī)范中對普通擋土墻的規(guī)定;或者計算柔性擋墻的內力,對墻身和支錨結構進行設計。這種方法對于普通擋土墻或開挖深度不深的鋼板樁是比較成熟的。但對深基坑,特別是軟土中的深基坑支護結構設計就難以考慮更為復雜的條件和難以分析支護結構的整體性狀。等值梁法把圍護結構簡化成兩根梁進行計算,雖然不能準確計算圍護結構的位移,是典型的強度控制設計方法,但由于其計算簡單,在單支撐的基坑工程中仍然用到這一方法,隨著計算機的普及,有限元兼有廣泛通用性和靈活性。
4 深基坑技術未來的發(fā)展
(1)基坑向著大深度、大面積方向發(fā)展,周邊環(huán)境更加復雜,深基坑開挖與支護的難度愈來愈大。因此,從工期和造價的角度看兩墻合一的逆作法將是今后發(fā)展的主要方向。但逆作法施工受樁承載力的限制很大,采用逆作法時不能采用一柱一樁,而是一柱多樁。增加了成本和施工難度。
(2)土釘支護方案的大量實施,使得噴射混凝土技術得以充分運用和發(fā)展。為減少噴射混凝土的回彈量以及保護環(huán)境的需要,濕式噴射混凝土將逐步取代干式噴射混凝土。
(3)目前,在有支護的深基坑工程中,基坑開挖大多以人工挖土為主,效率不高,今后必須大力研究開發(fā)小型、靈活、專用的地下挖土機械,以提高工效,加快施工進度,減少時間效應的影響。
(4)為減小基坑工程帶來的環(huán)境效應(如因降水引起的地面附加沉降),或出于保護地下水資源的需要,有時基坑采用帷幕型式進行支護。除地下連續(xù)墻外,一般采用旋噴樁或深層攪拌樁等工法構筑成止水帷幕。目前,有將水利工程中防滲墻的工法引入到基坑工程中的趨勢。
(5)在軟土地區(qū),為避免基坑底部隆起,造成支護結構水平位移加大和鄰近建(構)筑物下沉,可采用深層攪拌樁或注漿技術對基坑底部土體進行加固,即提高支護結構被動區(qū)土體的強度的方法。
參考文獻
[1]余志成,施文華,深基坑支護設計與施工,北京,中國建筑工業(yè)出版社,1999年.