時間:2023-02-28 15:59:08
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1.1加強對工程設計研究性試驗的重視
大量的實驗研究對于高層建筑的施工方案成型有著重要的意義,它能夠為設計施工方案的實用性和準確性提供必要的實驗數據支持,以供相關的工程設計人員進行參考。但是從當前情況來看,我國高層建筑深基坑支護施工技術的工程設計研究性試驗還處于初級階段,并沒有在此方面形成一個完整的系統,并且相關方面的監督管理措施也未被完善地建立起來。如在高層建筑深基坑支護施工方案設計之前,相關的施工設計人員需要到現場對諸如地下水位、土壤密度、地質構造等數據進行充分的收集,然后在此實地考察分析的基礎上對施工方案的設計和相關的工程設計研究性試驗進行指導,才能獲得可靠準確的數據。但是現階段的相關施工設計人員并沒有對數據進行足夠的收集,數據的匱乏使得工程設計研究性試驗的科學分析很難獲得可靠的結果,所以就很在施工方案的設計和施工階段為其作出良好的數據支撐。
1.2運用現代化的設計理念
我國高層建筑深基坑支護施工方案是設計中有很多地方還需要國家進一步頒布相關的標準予以明確,如計算方法的不同一就是其中的一個例子,與此同時在設計規格方面的模糊也是我國高層建筑深基坑支護施工過程中長出問題的原因之一。依據上述論述,現階段為了促進高層建筑深基坑支護技術的高校利用,相關設計人員在理念方面要重視對現念的把握,在促進計算方法和設計規格統一的方面做出努力,這種努力不僅還有利于檢測的進行,而且對于工程的現實需要也能做到更加契合,從而保證設計的適用性和支護施工的質量。
1.3重視對設計中變形的控制
高層建筑深基坑支護的施工是在科學合理的施工方案指導下進行的,因此在相關的施工方案設計中一定要重視對施工現場的考查和數據的分析,以在設計高層建筑深基坑支護施工設計階段就對施工過程中可能出現的變形問題做到控制,如在考察時要重視對施工地面附近的超載現象,空間與平面效應之間的變化關系等作出重點分析,將其考慮到施工方案設計的過程中去,以保證此后施工的安全性和施工效果。
2高層建筑深基坑支護施工要點工藝的分析
隨著經濟和社會的不斷發展,高層建筑也開始不斷地增加。并且隨著我國城市化進程的不斷加快,未來出現的高層建筑會更多,而在這種趨勢作用下,社會對高層建筑深基坑支護施工工藝的要求也會越來越高,下面我們就對高層建筑深基坑支護施工工藝重點技術做一番分析
2.1支護樁施工分析
承載外力是支護樁的主要作用,其在深基坑的支護中也占有重要的地位。其施工過程重要是由人工挖孔樁和鋼筋混凝土護壁兩部分組成,前者是主要為滿足支護要求而由施工人員自己施工。如以灌注樁為例進行說明,在這個過程中吊桶的方法多是被相關施工人員用來完成挖掘人物的主要方法,任務結束之后,監控此后諸如鋼筋籠環節的安裝等各個施工環節的質量就成為了主要的任務,在這個施工的過程中,施工人員一定要加強各個環節的重視,因為深基坑支護作用的水平很可能直接受到支護樁中任何一個環節的影響,甚至在某些嚴重的情況下還會造成較嚴重的事故。
2.2土方開挖分析
在深基坑支護的過程中這是施工的重點部分,通俗地說就是將基坑中的土完全挖出的過程。在施工的過程中施工人員要注意一下幾點:第一,在土方開挖的過程中要將挖出的土全部清理出施工場地,避免對后續施工產生影響;第二,在施工的過程中有可能會出現地下電纜或者其他異物,這時候相關的施工人員要立即上報,帶上級部門作出妥善全面的處理之后再開始施工。
2.3排樁加環撐分析
支護樁依據一定形式的排列是高層建筑深基坑支護施工過程中需要關注的重點之一,這種排列能夠形成基坑支護結構,而且在其實際應用的過程中要搭配環形支護以形成最終的支護結構。工字鋼樁、挖孔樁和鉆孔灌注樁是相關的施工人員在施工過程中可以選擇使用的主要方式,但是不管施工人員最終選擇了那個鋼樁,排列規則在其中的應用都是必不可少的,這樣高層建筑地下建設施工的科學合理才能得到一定的保證。最終的支護結構在排樁加環撐的技術處理之后就會成為一個圓形的結構,這種技術手段能夠為支護結構的安全穩定做出重要的貢獻。
2.4基坑支護監測分析
相關人員對高層建筑深基坑支護施工的實時監測能夠為施工單位提供相關施工的實時狀況,對于重點的部分要給予更多的關注,如支護樁的強度性能、變形狀況和其位移狀況等,檢測的頻率一般而言為2~3天一次,如果發現施工中出現了問題,就要采取應急措施,及時地解決,同時在這段時間內還要提高檢測的頻率,以保證施工單位對相關狀況的及時掌握。
公路建設中的深基坑具有以下特點:首先是聯系性的特點,主要是指在公路建設中進行深基坑的操作時,一定要將施工工地的工程情況、水文地質、進度計劃、主要工序以及土方開挖等進行綜合考量,做好合理的總體施工組織計劃,將多重影響因素進行整合,確保工程實施的綜合質量。其次是施工短暫性的特點,即深基坑本身就是一種臨時性的結構,而其施工安全問題不容小覷,必須高度重視。施工的短暫性,卻給整個公路建設項目帶來了長遠的便捷。第三則是施工專業性強的特點,深基坑施工難度大,技術要求高,專業強,由于受到施工自然環境條件的限制,深基坑的面積不能再擴大,那么就給深基坑技術帶來了更高的技術難度。這就要求相關施工人員能夠提升自身的專業技能和綜合素質,確保在公路建設深基坑施工中的每個環節都有保障,做到高效、安全、優化,從而使整個建設項目達到增值的目的。
(2)公路建設深基坑的支護基本類型分析
當前,應用于公路建設領域的深基坑類型主要包括錨桿支護、內支撐支護、放坡開挖支護以及土釘支護等四大類,其中,應用最為廣泛的便是土釘支護,其主體是基于土釘的邊批防護,在實際操作的過程中,通過支護錨桿以及土釘的配合使用。其次,內支撐基于鋼筋混凝土結構,變形程度小而整體結構大的特點也使其得到了一定的應用。從整體上來說,在選擇深基坑類型的時候,更多的是要選取適合本公路建設工程的技術類型,才能真正保證深基坑與公路建設的穩定性。
2公路深基坑施工中土方開挖的問題
(1)深基坑土方開挖分析
遵循深基坑土方開挖原則,施工前詳細確定挖土方案和施工方案,并遵循“開槽支撐,先撐后挖,分層開挖,嚴禁超挖”的原則。并進行必要的監測和保護,并應有應急措施。在施工過程中一旦出現險情,需要及時搶救。橫向支撐設備必須安裝檢測儀器,逐日記錄,采用動態管理的原則,進行動態控制。筆者建議,土方開挖長度盡量不要過長,適中最為適宜。在進行深基坑土方開挖之前,需要制定出詳細的具體的設計標高,當開挖操作得到既定值時,為了最大限度地降低深基坑的變形值,就需要在墊層中進行混凝土的澆筑,而最佳的實施效果要求在一周之內進行底板混凝土的澆筑。除此之外,整個土方開挖過程中要保障受力平衡才能增強工程的安全性,也減少其變形。
(2)深基坑開挖邊坡失穩問題分析
深基坑開挖時間較長,容易引起邊坡失穩,如果施工場地排水不良,則會加劇邊坡不穩現象的發生,此外,施工中應注意及時清理基坑邊緣堆放土方和施工機械等,也是防止發生事故的重要措施。隨時觀察地裂與挖土之間的關系,當發現挖土后隆起的現象,必須停止挖土。如果出現地裂,當檢查降水是否達標等問題,施工單位應及早做好準備。筆者建議:一旦遇到緊急情況,可采用立即回填反壓處理,在任何情況下未處理完畢,不允許繼續挖土,待專家或相關技術人員論證后方可繼續作業。
(3)深基坑地下水處理情況分析
如:沖孔樁、素混凝土樁與鋼筋混凝土樁相間咬合搭接分布的混凝土灌注排樁,并與鎖口梁、內支撐、噴錨等組成聯合支護體系,從而在防止邊坡失隱和阻止地下水側向滲漏方面,取得較好的應用效果。除此之外,在進行具體的公路建設施工之前,一定要對當地的水位以及降水進行全面的科學的分析,才能保障整個降水過程是可控制的。
3公路建設中深基坑技術應用中的注意事項
(1)深基坑施工前的準備與計劃工作
首先做好的準備工作,一定要在施工前就制定出完善、科學的計劃,并做好相關準備工作。其次做好測量工作,測量過程中一定要注意細節,盡量減小誤差。同時,要結合實際情況,反復演算一定程度的尺寸誤差,帶來的實際施工的不同效果,才能更好地適應工程的實施。再者是利用機械設備科學、合理地組織開挖。從而發揮施工最高效率。
(2)深基坑施工中要注重內支撐的狀態
在進行深基坑操作的過程中,要充分考慮到內支撐的狀態。第一做好實時的監控與防護。為了更好地確保鋼板與支撐之間的緊密聯系,就需要確保每一個工作操作程序的正確性與規范化。如果在操作過程中不慎挖到了內支撐的相關部件,就需要及時地停工整頓。第二個關鍵程序是對支撐與鋼板進行安裝與防護。與此同時,要對每一個操作環節進行細致的檢查,確保施工問題的減少與工程質量的提高。
(3)深基坑施工過程中的其他注意事項
在深基坑施工過程中,一定要做好內部控制與過程管理,對于深基坑周邊的堆積物,要及時進行恰當的處理,例如利用大型貨車運送,從而保障深基坑2m之內沒有堆載物的出現,從而為整個工程的實施營造一個良好的環境。其他如安全狀態、邊坡穩定以及整體支護效果等問題,都需要進行實時的監測。只有在這樣完善的施工計劃與監控之下,才能夠真正促進深基坑技術在公路建設中的發展應用。
工程圍護結構地下連續墻施工灌注樁(含格構柱)、旋噴樁、水泥攪拌樁施工第一步土方開挖(至冠梁底)冠梁及混凝土支撐施工打井、降水及降水試驗基坑開挖條件驗收第二~五步土方開挖鋼支撐安裝土方開挖至槽底人工清槽綜合接地施工基槽驗收完成后,墊層施工底板結構施工底板達到設計強度后,拆除第四道鋼支撐地下二層側墻結構施工側墻達到設計強度后,在地下二層施做換撐,拆除第三道鋼支撐,剩余地下二層側墻、中柱、中板結構施工中板達到設計強度后,拆除第二道鋼支撐地下一層側墻、中柱、頂板結構施工混凝土支撐拆除頂板防水層及抗浮梁施工回填土。降水及基坑監測為主體結構施工全過程。
2圍護結構施工
地下連續墻施工在管線影響部位的施工、成槽精度和垂直度的控制、槽壁的穩定性控制、固壁泥漿的各項指標、連續墻接頭的處理、大型超重鋼筋籠的起吊等諸多方面進行了重點控制。地下連續墻在施工前,制定專項地下連續墻施工方案和鋼筋籠吊裝方案。按規劃對施工場地采用C25混凝土進行硬化,厚度25cm,配單層鋼筋準,熱力管道上部配雙層雙向準鋼筋網片,以滿足履帶吊等重載設備行走。按方案部署施工完導墻,在完成前期施工后,在導墻上放出單元槽段大樣,順序標好單元槽段編號,開始施工地下連續墻。成槽施工時安排專人,嚴格按照規定的取樣頻率、部位對泥漿質量進行檢測并進行控制,確保配置的泥漿指標符合施工要求,成槽完成后進行超聲波檢測,檢測槽段的垂直度,每個槽段3次。成槽后進行相鄰槽段接頭刷壁,刷壁次數不少于20次,刷壁的標準是刷壁器上無雜物即為刷壁完成。地下連續墻鋼筋籠制作采用6步驗收法進行驗收,在按照吊裝方案完成吊裝后,在接頭位置填砂袋,砂袋填至基坑底以下3m時下放鎖扣管,之后下放導管。待以上工序完成后,循環槽內泥漿使泥漿指標達到規范要求后開始澆筑混凝土。地下連續墻施工過程中,項目安全專業技術人員現場值班并詳細、真實記錄施工工程。洞庭路站共計完成地下連續墻87幅,依據《天津地鐵建設工程地下連續墻質量評估辦法》規定,結合施工記錄和監理記錄綜合分析判定:A級86幅,B級1幅(D32#)。
3基坑降水
采用疏干降水井,對坑內埋深較淺的潛水層進行疏干降水,有效降低被開挖土體含水量。本車站基坑開挖已經揭穿第一承壓含水層,基坑圍護結構地下連續墻已將該承壓含水層隔斷。共布置16口疏干井,其中盾構井位置各2口井深24m,標準段位置12口井深22m,均為管徑400mm無砂管。布置12口觀測井,其中坑外潛水觀測井6口井深14m管徑400mm無砂管,坑外第一承壓水觀測井6口井深24m管徑273mm鋼管。通過降水試驗分析,結論如下:單井初期出水量約3m3/h,群井試驗期間單井出水量基本穩定在2m3/h;單井抽水影響范圍約20m;試驗抽水期間,基坑內疏干井出水量穩定,各井均未出現斷流。群井試驗坑外觀測井水位變化幅度較小。基坑內降水運行9d,基坑內潛水水位標高約-15.88~-16.15m,滿足基坑開挖到底板標高-13.6~-15.6m的要求。4土方開挖土方開挖遵循“時空效應”理論,嚴格遵守分層、分段、平衡開挖,先撐后挖的施工原則。嚴格控制每步土的開挖深度,不得超挖。嚴格控制每一工況挖土地下連續墻暴露長度,做到上撐與開挖之間的時間不得超過8h。開挖前進行探挖同時結合降水試驗,及時發現并判定漏水位置,做到開挖前不留隱患。嚴格控制每步土的開挖深度(支撐下60mm),不得超挖。嚴格控制每層土方開挖起始點的基坑暴露長度,不得超過10m。基坑開挖前,按審定的應急預案備齊應急搶險設備、物資。土方開挖前首先使用120挖掘機在地下連續墻接縫處進行探挖,探挖到其下一步土深度,觀察檢測接縫處有無異常,如出現異常及時用反壓土封堵處理,如未見異常再進行下部土的土方開挖。地下連續墻評估中B級墻(D32#)為探挖重點。61、61t1、61t5層粉質粘土均為軟~流塑土質,根據天津地區地質分布特點該層土中結合水很強,因此計劃采用提前降水,利用基底下粉土層做一次性降水,不分層降水。開挖中對淤泥土采取局部工程土換填的方法防挖掘機沉降。土方開挖過程中應對臨時邊坡范圍內的立柱與降水井管采取保護措施,除在交底中貫徹保護要求外,上述位置隨施工進度設置標的警示物,防止意外磕碰;在開挖降水井、立柱樁周邊土體時小挖掘機清理不到位的統一由人工配合清理,嚴禁采用長臂挖掘機及小挖掘機盲目開挖導致對立柱、降水井、支撐的碰撞損壞。臨時立柱、降水井周邊50cm土體采用人工清除,避免立柱承受不均勻的側向土壓力并在臨時立柱和降水井上粘貼紅黃相間的反光警示標識。基坑底部土方開挖至設計標高后,立即施做綜合接地,完成后進行基槽驗收,及時澆筑250mmC25P8混凝土墊層。澆筑墊層前,檢驗坑底表面平整度,要求槽底表面應堅硬無積水與地下連續墻接觸面進行鑿毛處理并清刷干凈,使新老混凝土接合牢固。施工時嚴格控制好頂面標高,振搗密實并用鐵抹子抹平、抹光,做到表面平順光潔,無蜂窩麻面裂縫。澆筑完約24h后,方可進行底板防水及底板、底縱梁的施工。
二、施工監測
綜合考慮基坑的安全等級,施工階段,施工區域影響范圍,監測對象的特點及設計和規范要求等因素,確定如下監測頻率:地下連續墻施工期間周邊道路沉降監測1次/3d;降水期間對坑外水位監測1次/d,其他測項1次/2d;基坑開挖期間H≤5m,1次/2d;5m<H≤10m,1次/d;10m<H,2次/d,;底板澆筑后≤7d,2次/d;7~28d,1次/d;>28d后,1次/3d;支撐拆除期間1次/d;應急狀況下的監測頻率4次/d或更高。當變形速率或變形超過警戒值時,及時與監理、設計、業主溝通,及時采取措施,保證基坑及周圍建筑物的安全。
地鐵工程具有幾大顯著特點,即周邊環境復雜,各種建構筑物、地下管線多,且對施工變形控制要求高;工程地質與水文地質復雜,不確定因素多;結構形式較多,施工方法交叉變換多,施工難度大;施工工期壓力較大等,這些特點都集中表現為工程的高風險性。因此,通過主動的、系統化的風險分解、分類,識別工程的致險因子、風險事件和后果對地鐵及地下工程建設風險源進行辨識是具有重大意義的。根據地鐵土建工程的特點,安全風險的分解按照工程所處的地質條件、周邊環境、工程實施等的各個階段進行分解。從自然環境、工程條件、技術等方面分析擬建工程的特點及相應的潛在風險。
本文以廣州地鐵五號線建設風險管理的實踐,并以基坑開挖為重點,分析地鐵基坑開挖地質風險分類。
1)在軟土地層、淤泥質土體進行基坑開挖施工引起地面沉陷的風險。
明挖基坑施工沿線存在很大厚度具有低強度和高壓縮性的軟土、淤泥質土體時,很難控制好地面沉降及鄰近地下管線、構筑物的位移,容易引起一定的地面沉陷,給地面建筑、構筑物、地下管線帶來危害。因此更會導致諸多連環性質的工程災害,如:管線爆裂滲水進而導致暗挖段土體力學參數急劇下降,承載能力大幅下降和變形急劇擴大,如此惡性循環后必將出現災難性后果。
2)明挖時,容易因失水造成地面塌陷。
一般在基坑開挖時,需要進行坑內降水,這需要防止土體失水引起的地面塌陷風險。砂土地區應該防止因降水引起水土流失導致的地面塌陷。
如果地層失水嚴重,上伏軟土則會引起大幅沉降,特別是沿線地表均存在相當厚度的軟土或淤泥土,明挖施工時淺層地下水可能透過巖石層的裂隙進行滲漏,如果滲水過多則會引起地表沉降過大。
3)粉細砂層容易發生液化、流砂、涌砂現象,給明挖造成危險。工作面前方遭遇流砂或發生管涌,這種現象的發生對于基坑施工都是災難性的后果。
4)花崗巖各風化帶遇水軟化、崩解,給施工帶來很大風險。結構設計過程中,一般不會將花崗巖各風化帶遇水軟化、崩解作為荷載驗算工況。因此,如果施工過程中發生巖石崩解,將威脅明挖施工的安全。
5)巖層風化帶的巖面起伏問題對車站差異沉降的影響。沿線地質中,花崗巖各風化帶的巖面起伏問題相當嚴重并且普遍。一般而言,根據現行GB50157-2003地鐵設計規范設計方都會在車站主體結構方向設置1道~3道變形縫,間距約50m。而巖面的起伏造成車站底板分別坐落于不同地層,甚至造成有的底板坐落于砂層、軟土層,有的底板坐落于巖層。這種巨大的差異會造成:同一埋深范圍內土體強度和剛度不一,使得主體結構縱向沉降差異顯著增大,當變形縫兩側主體結構的差異沉降超過軌道允許的最大沉降差時,會嚴重影響地鐵車輛的運行。
6)地下結構在巖面起伏的地質中地震響應的風險。
上軟下硬、巖面起伏的地質使得盾構隧道的地震響應比較復雜,尤其是盾構屬于地下超長結構,其地震響應更加復雜,不僅受到縱向地震波的影響,還受到折射波的影響,并且隨地震波的入射角度不同而存在不同的地震響應給工程帶來較大設計和運營風險。
7)斷層破碎帶中進行地下工程施工的風險。
在各斷裂的斷層破碎帶之中,基坑開挖施工容易受到地質斷裂帶中沿巖石裂隙面滑動的滑動力不利影響,這種滑動也會帶來很大的風險。明挖基坑在計算基坑側壁滑裂面時,應考慮本斷裂面的不利工況。施工過程中對圍巖的破壞程度、工序銜接的快慢、施工技術措施是否得當等,均有很大的關系。
8)斷層活動的風險(包括抗震和地震響應等方面)。
斷層活動對廣州地區第四系覆蓋區的全新統可液化砂層和可能發生震陷的淤泥層有著重要影響,因而也往往容易沿這些斷層造成地基失效。因此,在工程建設中應注意抗震問題。
廣州地區斷層的活動性較弱,現代跨斷層的形變觀測表明其活動速率較小,不可能孕發強震,對地面建筑破壞較輕,但不排除在局部地段或地區,尤其是砂層或淤泥層較厚的珠江沿岸及其西部一帶,發生砂土液化和淤泥震陷等震害的可能性。
9)地下水腐蝕地下結構的風險。
沿線地下水對混凝土結構工程無腐蝕性,但對結構中的鋼筋具有弱腐蝕性。此種腐蝕性會隨著時間的增長,加速結構的老化過程。特別是地鐵結構一般均處于高應力狀態,鋼筋受到腐蝕會影響結構的安全性。
10)隱伏溶溝、溶槽、地質漏斗、風化深槽等的風險。
在斷裂發生地帶多隱伏溶溝、溶槽、漏斗等,這種地質“空洞”,改變了地質應力分布狀態,使得土體經開挖后處于松散狀態而發生坍塌。
11)爆破震動引起砂層和淤泥質土層震陷的風險。
由于各站站址均下臥巖石層,施工時使用微型爆破或鉆孔設備時,施工機具的頻繁振動或爆破震動傳至砂層或上層淤泥質土層時,易產生液化、涌砂現象。
12)缺乏地質超前預報帶來的風險。
廣州地質條件相對復雜,突發性地質事件很多,缺乏地質超前預報易帶來很多風險。巖溶、斷裂、隱伏風化深槽等地質勘探、預報局限性也會帶來風險。
廣州地區存在巖溶、斷裂、隱伏風化深槽等大量的不良地質,這些均需要做大量的地質勘探工作。根據五號線的勘探實踐經驗,巖溶地質勘探很難反映溶洞的分布,這給施工帶來很大的困難和風險。
13)明挖基坑穿越上軟下硬復合地層(土、石交界面)的風險。
明挖基坑大多穿越上軟下硬復合地層(土、石交界面),因而此類問題具有很大的普遍性。此時,軟土地層應力逐漸增大,而硬巖、風化巖地層則突然減小。此類基坑的支撐設計階段也應考慮到這種變化。
14)流砂的風險。
廣州部分地區砂層較厚,基坑遭遇流砂危害的可能性也較大。雖然圍護結構都設置了樁間止水措施,但難免存在空隙滲漏流砂。
15)硬巖層內成樁困難的風險。
根據現場工程條件,為確保公路交通正常及相鄰房屋安全,確定采用土釘墻支護方案。
二、土釘墻支護的特點
1.能合理利用土體的自承能力,將土體作為支護結構的不可分割部分。
2.結構輕型,柔性大,有良好的抗振性和延性。
3.施工便捷、安全,土釘的制作與成孔簡單易行,且靈活機動,便于根據現場監測變形數據和特殊情況,及時變更設計。
4.施工不需單獨占用場地,對于施工場地狹小,放坡困難,有相鄰建筑,大型護坡施工設備不能進場時,該技術顯示出獨特的優越性。
5.穩定可靠,支護后邊坡位移小,水平位移一般為0.1%~0.2%,最大不超過0.3%,超載能力強。
6.總工期短,可以隨開挖隨支護,基本不占用施工工期。
7.與其他深基坑支護類型相比費用低,經濟,可降低造價10%~40%。
三、施工方法
1.施工準備。學習規范,熟悉圖紙,確定基坑開挖線、軸線定位點、水準基點、變形觀測點等。選擇合適的施工機具,并檢查設備運轉情況,安排現場水、電、照明及施工工作面,材料進場后做好原材料的檢驗與砼、水泥漿的試配。
2.開挖。(1)應按照規范規定的分層深度按作業順序施工,在完成土層作業面的土釘與噴射砼以前,不得進行下一層深度的開挖。分層深度按照邊坡土質以每層一道或兩道土釘為宜,使土釘均勻分布于層間;(2)在支護分層開挖深度和施工的作業順序上,應保證修整后的邊坡能在規定的時間內保持自立并在限定的時間內完成支護。盡量縮短邊壁土體的時間,對于自穩能力差的土體如高含水量的粘性土和無天然粘結力的砂土必須立即進行支護。
3.清理邊坡。基坑開挖后,基坑的邊壁宜采用小型機具或鏟鍬進行切削清坡,以達到設計規定的坡度。
4.孔位布點。土釘成孔前,應按設計要求定出孔位并做出標記編號,孔位的允許偏差不大于150mm。
5.成孔。一般采用人工洛陽鏟成孔,孔徑、孔深、孔距、傾角必須滿足設計標準,其誤差符合《基坑土釘支護技術規程》CECS96︰97的要求。如出現邊坡土體含水量較大,雜填土較厚,松散砂層等情況而不宜進行人工成孔時,可采用鋼管代替鋼筋,利用機械打入土層,鋼管上可每隔300mm鉆直徑8~10mm的出漿孔,梅花形布置,并以∠30角鋼呈倒刺狀焊于孔邊,以防打管時散落土粒堵塞出漿孔,同時增加其抗拔力,鋼管前端做成錐形,以減少打入時的摩擦阻力。成孔過程中如遇障礙物需調整孔位時,不得影響支護安全,成孔后要進行清孔檢查,對塌孔處應及時處理。
6.置釘及注漿。(1)置釘。在直徑8~32mm的Ⅱ級或Ⅲ級鋼筋上設置定位架,保證鋼筋處于孔中心部位,支架沿釘長的間距為2~3m左右,支架的構造應不妨礙注漿時漿液的自由流動;(2)注漿。成孔后應及時將土釘鋼筋置入孔中,可采用重力低壓(0.4~0.6MPa)或高壓(1~2MPa)方法按配比將水泥(砂)漿注入孔內。重力注漿以滿為止,但需1~2次補漿;壓力注漿采用二次注漿法,并在鉆孔口設置止漿塞和排氣孔;注漿導管應先插入孔底,以低壓注漿,同時將導管以勻速緩慢撤出,導管的出漿口應始終處在孔中漿體的表面以下,保證孔中氣體能全部逸出。導管離孔口0.5~1m時采用高壓注滿,并保持高壓3~5Min;采用鋼管時應使用高壓注漿,注滿后及時封堵,讓壓力緩慢擴散;注漿時需加入早強劑和膨脹劑以提高注漿體早期強度和增大其與孔壁土體的摩擦力。
7.鋪設鋼筋網片。鋼筋網片可用直徑6~8mm盤條鋼筋焊接或綁扎而成,網格尺寸150~300mm;在噴射砼之前,面層內的鋼筋網片應牢固固定在邊壁上并符合規定要求的保護層厚度。鋼筋網片可用插入土中的鋼筋固定,在砼噴射下應不出現振動。
8.噴射砼面層。(1)噴射砼強度宜采用C20砼。施工順序應自下而上,噴頭與受噴面距離宜控制在0.8~1.5m范圍內,射流方向垂直指向噴射面,在鋼筋部位應先噴鋼筋后方,然后再噴填鋼筋前方,防止在鋼筋背面出現空隙。也可在鋪設鋼筋網片之前初噴一次,鋪設網片之后再進行復噴,一次噴射厚度不宜小于40mm,噴射砼前應先向邊壁土層噴水潤濕;噴射時應加入速凝劑以提高砼的凝結速度,防止砼塌落;(2)噴射砼面層厚度采用180mm。為保證噴射砼的厚度,可用插入土內用以固定鋼筋網片的鋼筋作為標志加以控制。當面層厚度超過100mm時應分兩次噴射,每次噴射厚度宜為50~70mm。繼續進行下步噴射砼作業時,應仔細清除預留施工縫接合面上的浮漿層和松散碎屑,并噴水使之潮濕,為使砼施工縫搭接方便,每層下部300mm可噴成45°的斜面形狀;(3)噴射砼終凝后2h,應根據當地條件,采取連續噴水養護5~7d;(4)土釘墻支護最下一步的噴射砼面層宜插入基坑底部以下,深度不小于0.2m,在基坑頂部也宜設置寬為1~2m的噴射砼護頂。
9.排水系統。(1)土釘墻支護宜在排除地下水的條件下施工,應采取的排水措施包括地表排水,支護內部排水,以及基坑排水,以避免土體處于飽和狀態并減輕作用于面層上的靜水壓力;(2)基坑頂部四周可做散水各排水溝,坑內應設置排水溝和集水坑,并與邊壁保留0.5~1.0m的距離,集水坑內積水應及時抽出;(3)如基坑側壁水壓較大時,可在支護面層背部插入長度400~600mm,直徑不小于40mm的水平導水管,外端伸出支護面層,間距1.5~2.0m,以便將砼面層后積水排出。
四、質量控制
具體操作應執行《基坑土釘支護技術規程》CECS96︰97中的有關規定。對原材料、注漿強度及噴射砼強度、噴射砼厚度、土釘抗拔力進行嚴格試驗或檢驗,確保符合相關規范要求。
施工中還應嚴格進行施工監測,土釘墻支護的施工監測至少應包括:支護位移的測量、地表開裂狀態(位置、裂縫寬度)觀察、附近建筑物和重要管線等設施的變形測量和裂縫觀察、基坑滲漏水和基坑內外的地下水位變化等。
五、結語
項目施工完成后,立即邀請有關人員進行了現場檢驗,整體質量符合規范要求,整個施工過程中未出現任何事故,該項目現已順利同車,在同類工程施工中可供參考使用。
中圖分類號:TV551文獻標識碼: A 文章編號:
1 基坑開挖穩定性影響因素
基坑支護的目的是為了保證基坑周圍土體的穩定,若基坑較淺土質好,放樣后就可以直接豎立開挖,基坑周圍土體往往能夠自己穩定。
基坑過深,不采取一定的支護措施就要產生坍塌。早期方法是采用砌石塊擋土結構,但這種方法僅適用于土質好基坑不太深的情況。高層建筑基坑僅在開挖施工基礎過程中起作用,回填土后就不起多大作用,所以它服務時間短,都采用砌石擋土就不經濟,改用其他簡易方法是可行的,如草袋、蛇皮袋裝砂石、土工布裹體壓實等。
隨著城市對高層或超高層建筑的需要,傳統方法受到了局限。如場地環境、擋土承載力不足等,也就相繼出現了灌注樁、攪拌樁、挖孔樁、沉管樁、地下連續墻等基坑支護結構。這些支護結構承載力大為提高,樁徑可達4m以上,承載力也達到1000kN以上。
2深基坑開挖過程中存在問題及措施
2.1 支護結構設計計算問題
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,從理論上講是絕對安全的,但卻發生破壞;有的支護結構卻恰恰相反,即安全系數雖然比較小,甚至達不到規范的要求,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設計,而實際上開挖后的土體是一種動態平衡狀態,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生。
2.2 支護結構的空間效應問題
深基坑開挖中大量的實測資料表明:基坑周邊向基坑內發生的水平位移是中間大兩邊小。深基坑邊坡失穩常常在長邊的居中位置發生,這說明深基坑開挖是一個空間問題。
目前, 支護結構中支撐的形式很多,但主要有兩類:內撐式和拉錨式。對于拉錨式,每根錨桿單獨作用,靠土體的錨固作用形成水平承載力,錨桿之間僅靠腰梁聯系,維持圍護樁墻的平衡。對于內撐式,通常采用井字梁加立柱,這樣,排樁墻、支撐梁和立柱就形成一個空間框架結構。尤其當有兩道以上的水平支撐時,空間效應就更加明顯,這時,水平支撐梁就不僅起單根支撐作用,而是以整體結構的形式起支撐作用。然而,目前在支護結構設計中,完全沒有考慮內撐式支護結構的這一空間效應,將內撐式和拉錨式同等看待,即僅僅提供一個水平支撐力,是不合理的。
傳統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,這種平面應變假設比較符合實際,而對近似方形或長方形深基坑則差別比較大。所以,在未能進行空間問題處理前而需按應變假設設計時,支護結構的構造要適當調整,以適應開挖空間效應的要求。
在支護結構中,支撐的形式及位置對結構的變形和內力有顯著的影響。選擇合理的支撐形式及位置,對圍護結構的穩定性,減少位移及降低造價有很大的作用。
一般的支護結構中,圍護樁墻的頂部都設有壓頂圈梁,壓頂圈梁不但將各單樁聯系起來,增強樁間的整體性,而且作為施工人員的通道,為施工提供方便。對排樁墻來說,壓頂圈梁加角撐作為第一道水平支撐,與一般水平支撐梁不同,它主要靠梁的抗彎剛度而不是靠鋼筋混凝土的抗壓剛度提供支撐力。如果基坑的平面形狀接近圓形和正方形,則將壓頂圈梁及腰梁設計成圓環形是最適合的,這樣可以改善支撐梁的受力條件,將彎矩轉化為軸力,充分利用混凝土的抗壓強度,從而大大降低工程造價,同時擴大坑內的施工空間,方便了施工。
支護樁墻的穩定性及位移,在開挖面以上可以用內支撐和外拉錨加以控制,在開挖面以下則主要受制于基坑底部土的抗力和樁墻的入土深度。基坑底部土質較硬,將樁墻插入硬土層,就會明顯地抑制樁墻的位移和提高其穩定性。樁墻的入土深度對其穩定性及變形也有顯著的影響,但入土深度到達一定時,其效果就越來越小。故對于深厚的軟土層,不能靠無限增加入土深度來提高支護穩定性和控制位移。
2.3 支護墻的滲水與漏水問題
土方開挖后支護墻出現滲水或漏水,對基坑施工帶來不便,如滲漏嚴重時則往往會造成土顆粒流失,引起支護墻背地面沉陷甚至支護結構坍塌。例如某銀行,基坑開挖深度為 –7.4m,支護樁為鉆孔灌注樁¢800@1000,樁長13m,其后設直徑0.3m的旋噴樁作止水帳幕,地下水位在地表下1m處。由于鉆孔樁和止水樁質量差,未形成止水帳幕,基坑開挖后,樁間出現大量涌泥和流砂,支護樁向基坑內側傾斜達200mm以上,樁后形成的地面裂縫達 50~100mm,邊坡滑移,嚴重開裂破壞,被迫停止拆除。
對滲、漏水量很大的情況,應查明原因,采取相應的措施:如漏水位置離地面不深處,可將支護墻背開挖至漏水位置下500~l000mm,在支護墻后用密實混凝土進行封堵。如漏水位置埋探較大,則可在墻后采用壓密注漿方法,漿液中應摻入水玻璃,使其能盡早凝結,也可采用高壓噴射注漿方法。采用壓密注漿時應注意,
其施工對支護墻會產生一定壓力,有時會引起支護墻向坑內較大的側向位移,這在重力式或懸臂支護結構中更應注意,必要時應在坑內局部回填土后進行,待注漿達到止水效果后再重新開挖。如現場條件許可,還可在坑外增設并點降水,以降低水位、減小水頭壓力。
2.4 斷樁及漏樁問題
在成樁過程中有時會遇到無法清除的地下障礙, 使支護樁形成斷樁或漏樁現象, 在鉆孔灌注樁施工中也會遇到坍孔等原因造成斷校。這對支護墻的受力會帶來影響, 斷樁或漏樁處也易造成嚴重漏水。
對于施工過程中已知的或懷疑可能發生的斷樁或漏樁,在基坑開挖前,應先行對該樁位及樁背進行壓密注漿或高壓噴射注漿,保證其在開挖后不發生嚴重漏水,以便開挖后處理。斷樁如發生在基坑底面以上,則在開挖后,可將斷樁部位的泥漿、粘土、浮漿及不密實的混凝土鑿干凈,支模后用混凝土補澆填實。如樁發生在基坑底面以下,則應在基坑開挖前在該被前或樁后,增加2~3根樁,樁徑可比原校適當減少,樁長一般與原樁相同。
對于施工過程中未知的斷樁或漏樁,開挖發現后應先進行止水處理,再用混凝土補澆填實,如止水有困難,也可采用“引流一修補”的方法,先在斷樁處設一引流管,再將斷樁修補,混凝土修補時可將引流管埋入其中,但引流管兩端不可封死,應保證引流暢通,防止壓力水對引流管邊修補的混凝土產生微裂縫。在混凝土達到強度后,可封住引流管。
施工階段未知的斷樁,其位置又發生在基坑底面以下,一般很難發現也難以修復。如開挖后發生坑底支護樁邊有嚴重管涌、冒砂或土體隆起現象,應懷疑下部斷樁或漏樁,此時,應先行堵漏,查明原因,如確系斷樁,則可采用高壓噴射注漿(定噴或擺噴)予以修補。
3 結束語
綜上所述,隨著目前深基坑施工中出現問題增多及未來城市化進程會進一步加快,而隨之而來的房產開發將會出現更棘手的問題,從本文我們大概可以預測到未來房產建筑的發展方向,可能出現的問題,有助于防患于未然,使得以后的高層建筑施工中的深基坑問題得以更快、更有效地解決。
參考文獻
0 引言
隨著時代的發展和人民的生活水平的提高,建筑物的重要性和安全等級越來越高,且深基坑的開挖深度也越來越大,合理的基坑支護技術是保障建筑物安全施工的關鍵,為了確保建筑物的穩定性,建筑基礎必須要滿足地下埋深嵌固的規范要求。建筑結構主體越高,其埋置深度也就越深,對基坑工程施工要求也就越高,隨之存在問題也越來越多,這給建筑施工帶來了很大的困難。
1 深基坑支護施工中存在的問題
現今深基坑支護結構的設計理論雖然有了很大發展,但是在實際施工中仍然存在許多不足的地方,主要表現為如下幾個方面。
1.1 邊坡修理不達標
在深基坑施工中經常存在挖多或挖少的現象,這都是由于施工管理人員管理的不到位以及機械操作手的操作水平等多種因素的影響,使得機械開挖后的邊坡表面的平整度和順直度不規則,而人工修理時又由于條件的限制不可能作深度挖掘,故經常性的會出現擋土支付后出現超挖和欠挖現象。這是深基坑支護工程施工中較為常見的不足之處。
1.2 施工過程與施工設計的差別大
在深基坑中需要支護施工時,會用到深層攪拌樁,但其水泥摻量會不夠,這就影響水泥土的支護強度,進而使得水泥土發生裂縫,另外,在實際施工中,偷工減料的現象也時常發生,深基坑挖土設計中常常對挖土程序有所要求來減少支護變形,并進行圖紙交底,而實際施工中往往不管這些框框,搶進度,圖局部效益,這往往就會造成偷工減料現象的發生。深基坑開挖是一個空間問題。傳統的深基坑支護結構的設計是按平面應變問題處理的。在未能進行空間問題處理之前而需按平面應變假設設計時,支護結構的構造要適當調整,以適應開挖空間效應的要求。這點在設計與實際施工相差較大,也需要引起高度的重視。
1.3 土層開挖和邊坡支護不配套
當土方開挖技術含量較低時,組織管理也相對容易。而擋土支護的技術含量較高,施工組織和管理都比土方開挖復雜。所以在實際的施工過程中,大型的工程一般都是由專業的施工隊伍來完成的,而且絕大部分都是兩個平行的合同。這樣,在施工過程中協調管理的難度大,土方施工單位搶進度,拖延工期,開挖順序較亂,特別是雨天期間施工,甚至不顧擋土支護施工所需要工作面,留給支護施工的操作面幾乎是無法操作,時間上也無法去完成支護工作,對屬于巖土工程的地下施工項目,資質限制不嚴格,基坑支護工程轉手承包較為普遍,一些施工單位不具備技術條件,為了追求利潤而隨意修改工程設計,降低安全度。現場管理混亂,以致出現險情,未做到信息化施工和動態化管理。這也是深基坑支護施工中常見的問題之一。
2 深基坑支護實施策略
2.1 轉變傳統深基坑支護工程設計理念
Abstract: This paper analyzes the deep excavation support design, proposed construction problems and recommendations.Key words: deep pit; support; construction; design
中圖分類號:TU973+.3 文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2012)04-0020-0
一、深基坑支護施工設計的現狀分析
目前的建筑施工,其中的深基坑支護因其專業性較強,一般都分包給了巖土專業施工公司,比較大的公司一般是當地的勘察設計施工單位,另外,還有一些規模和實力較強的專業公司,當前市場上,個人巖土公司也有一些。從設計和施工資質上看:比較大的巖土專業施工公司既有施工資質又有設計資質;而一些小的巖土專業施工公司只有施工資質,而沒有設計資質,這種情況在當前的巖土工程施工中為數較多。
最近兩年,一些業主為了提前開工等多種因素,在招標時改變常規,對地下巖土工程部分在結構主體招標前先進行招標,隨之而來出現了一些新現象:許多大的建筑總承包單位為了搶占市場,紛紛參與了投標,一些大的建筑總承包單位進入了巖土工程施工。然而,不論是業主還是監理單位,他們都忽視了建筑總承包單位一般都沒有巖土工程設計資質的問題,這給將來的施工造成了很多隱患。從承包模式看:基坑支護施工一般都實行分包,有些是業主直接將基坑工程分包給了專業公司,然后納入總承包單位管理;而另一種模式是業主將基坑任務交給了總承包單位,而由總承包單位進行分包。前一種模式因業主將任務直接分包,故在總包單位管理時易出現管理難的問題,而后一種模式容易出現工程質量問題。
從深基坑工程特點看:深基坑開挖深度大,很多深基坑緊鄰其它建筑物(或構筑物),施工難度較大,除了合理設計外,必須加強施工管理,確保嚴格按設計和相關規范施工,必須對基坑邊坡和周圍建筑物(或構筑物)加強監測,實現信息化施工。
二、深基坑支護工程施工中常見問題
現今深基坑支護結構的設計理論雖然有了很大發展,但是在實際施工中仍然存在許多不足的地方,主要表現為如下幾個方面。
1、邊坡修理不達標
在深基坑施工中經常存在挖多或挖少的現象,這都是由于施工管理人員管理的不到位以及機械操作手的操作水平等多種因素的影響,使得機械開挖后的邊坡表面的平整度和順直度不規則,而人工修理時又由于條件的限制不可能作深度挖掘,故經常性的會出現擋土支付后出現超挖和欠挖現象。這是深基坑支護工程施工中較為常見的不足之處。
2、施工過程與施工設計的差別大
在深基坑中需要支護施工時,會用到深層攪拌樁,但其水泥摻量會不夠,這就影響水泥土的支護強度,進而使得水泥土發生裂縫,另外,在實際施工中,偷工減料的現象也時常發生,深基坑挖土設計中常常對挖土程序有所要求來減少支護變形,并進行圖紙交底,而實際施工中往往不管這些框框,搶進度,圖局部效益,這往往就會造成偷工減料現象的發生。深基坑開挖是一個空間問題。傳統的深基坑支護結構的設計是按平面應變問題處理的。在未能進行空間問題處理之前而需按平面應變假設設計時,支護結構的構造要適當調整,以適應開挖空間效應的要求。這點在設計與實際施工相差較大,也需要引起高度的重視。
3、土層開挖和邊坡支護不配套
當土方開挖技術含量較低時,組織管理也相對容易。而擋土支護的技術含量較高,施工組織和管理都比土方開挖復雜。所以在實際的施工過程中,大型的工程一般都是由專業的施工隊伍來完成的,而且絕大部分都是兩個平行的合同。這樣,在施工過程中協調管理的難度大,土方施工單位搶進度,拖延工期,開挖順序較亂,特別是雨天期間施工,甚至不顧擋土支護施工所需要工作面,留給支護施工的操作面幾乎是無法操作,時間上也無法去完成支護工作,對屬于巖土工程的地下施工項目,資質限制不嚴格,基坑支護工程轉手承包較為普遍,一些施工單位不具備技術條件,為了追求利潤而隨意修改工程設計,降低安全度。現場管理混亂,以致出現險情,未做到信息化施工和動態化管理。這也是深基坑支護施工中常見的問題之一。
三、深基坑支護施工設計的建議措施
針對深基坑支護施工中出現的一些情況,為了后續的結構主體施工能夠順利、安全、有序地進行,特對深基坑支護設計和施工提出如下幾點建議:
1、專項施工方案的編制與下發
在基坑支護施工時,應編制專項施工方案。考慮到上報、審閱與返回周期,專項施工方案應在施工前幾天編制,并及時上報監理。監理應抓緊批復,在批復后及時返回施工單位,以便施工單位能夠及時準確下發到各相關部門和人員。施工單位在接到正式批復的施工方案前不得進行施工。在當前的基坑支護施工中,施工方案未批復前就開始施工的情況時有發生,這作為深基坑支護規范化施工是應當避免的。
2、施工過程控制
深基坑支護施工中,應加強過程控制。施工中必須嚴格按照基坑支護設計、基坑支護施工組織設計、技術交底和相關規范等進行施工。施工中如出現異常情況,應由現場技術負責人根據情況的性質和大小,向基坑支護設計人匯報,設計人應及時根據現場實際情況進行設計變更,將問題消滅在萌芽中。
3、投標和施工時提交基坑支護設計
深基坑支護施工的依據是深基坑支護設計,故加強深基坑工程設計的審核和監督非常必要。無論在基坑支護投標時還是在基坑支護施工之前,都應單獨提交基坑支護設計,設計封面和設計圖上均應有設計人、審核人和審批人簽字。這樣,在基坑支護施工中如出現問題需做設計變更時,才能夠很快找到設計人,也便于快速解決問題,同時也便于追究責任。
4、明確基坑支護設計單位
1.高層建筑深基坑支護的重要性
由于高層建筑大多都是在城市的中心地段建設,但是其周邊的建筑都基本已經建設完畢,在進行深基坑開挖施工的時候就會對周邊的建筑產生一定的影響。因此,做好高層建筑深基坑支護的施工工作是必不可少的一個環節,當穩定的土體被開挖以后,想要確保高層建筑的邊坡穩定,大多采用的方法就是采用各種支護,才確保基坑四周的穩定。由此可見,深基坑支護施工技術在整個高層建筑當中具有至關重要的作用。
2.深基坑支護施工中存在的問題
2.1施工偷工減料,實際施工與施工設計存在差異
在高層建筑深基坑支護施工當中,一般情況下會用到深層攪拌樁,但是在摻和水泥的時候,都會因為摻和量不足而導致水泥土的支護輕度受到影響,從而導致水泥土出現裂縫。除此之外,在高層建筑深基坑施工中,會發現許多偷工減料的行為,一些深基坑挖土會為了確保支護不發生變形而對挖土的程序有所要求,但是在實際的施工中,許多施工人員為了趕進度,就會不按照程序來執行,出現偷工減料的問題。
2.2深基坑開挖不平整、不規則
在高層建筑深基坑施工中,常常會出現挖多挖少的情況,這都是因為施工技術人員操作水平不高和操作的不到位,使得高層建筑深基坑所開挖的邊坡出現不平整和不規則的情況。當人工修理的時候,又因為條件的限制不可能進行深度的開挖,所以導致經常出現超挖和欠挖的情況,由此可見,邊坡修理不達標也是造成高層建筑深基坑支護施工存在問題的主要因素。
2.3土層開挖和邊坡支護不配套
高層建筑在實際施工過程中,一般大型的工程都是安排給施工隊伍來完成,這就使得在施工過程中協調管理的難度較大,土方施工單位為了搶進度,造成開挖的順序較亂,特別是在雨天,給高層建筑深基坑支護施工的操作面較少,時間上也不能夠去完成支護工作。除此之外,高層建筑深基坑支護施工中,一些施工單位不具備技術的條件,只是為了追求利潤,導致土層開挖和邊坡支護不配套,從而降低了施工現場的安全度,使整個高層建筑深基坑支護施工存在較大的問題。
3.深基坑支護的主要施工技術
3.1錨桿技術
巖土錨桿是埋進底層深處的一種受拉桿件,它的一端連接到工程結構內部,另一端則錨固在地層內部。通過對其施加預應力,來承受由土壓力、水壓力等所產生的結構拉力,以保證工程結構的穩定性。巖土錨固技術可以使巖土能量得到充分的發揮,在提高巖土自身強度和自穩能力的同時還能很大程度的減輕結構自身的重量,既減少了工程材料的浪費,也能保證施工的安全性,能從整體上為工程帶來經濟效益和社會效益。錨桿技術在工程實施的過程中可采用的方式有很多種,如按錨桿機理分為粘結型錨桿、摩擦型錨桿、端頭錨固型錨桿及混合型錨桿等等。 近幾年,錨桿技術已經在我國的城市建筑工程中得到了廣泛的應用。
3.2逆作法施工技術
逆作法施工技術主要分為“封閉式逆作法”和“開敞式逆作法”。是以地面一層樓的樓面結構是封閉還是敞開為依據的施工方法。“封閉式逆作法”可以從地面上或是下同時進行施工,而“開敞式逆作法”則不能做到這一點,只能夠由上而下的逐層進行施工,待上部施工進行到若干層后,地下各層的基礎工作也將全部竣工。逆作法主要適應與城市建筑中的高層建筑施工,它能夠在施工環境惡劣的情況下進行施工。在基坑施工時,通過地下結構自身的支護能力,也就是利用地下結構的樁、柱、梁、板作為支撐,既能產生很好的經濟效益還能保證其穩定性。逆作法的工藝原理是:首先沿著建筑物的地下室軸線或者其他支護結構,給建筑物內部的柱子或是隔墻相交處等相關位置進行澆注或是打下支撐柱,將其作為施工期間底板的荷載支撐,然后逐層向下進行開挖土方和澆注結構的工作,直至底板封底。地面一層樓面結構的完成為上部的結構施工提供了有利條件,因此可以上、下一起施工。
3.3基坑支護監測
基坑支護的監測工是施工中的重要環節。基坑支護的檢測內容主要是主供水管及靜壓樁與支護交叉的施工安排。在對施工進行監測時,一定要根據施工的進度,分層分段的嚴格檢測,不放過任何一個細節問題,以保證施工的安全性。
高層建筑的基坑支護的質量控制措施主要是通過施工中基坑支護的質量監測來提高基坑的剛度和穩定性。在高層建筑基坑施工,如果施工方法不當,施工質量存在問題會引發一些不必要的事故,例:基坑結構發生變形,土體結構發生沉降現象,支護產生隆起或裂縫;這類質量問題都會對高層建筑的整體結構產生深遠的影響。所以,在基坑支護施工時需要專業人員進行質量監測,根據基坑開挖期間監測到的數據來對比巖土變化,設計預期性變化,全面系統的對數據進行動態分析,并掌所致移位變化的方向、大小、變化幅度,做好警戒標準,以防止事故的發生。深基坑支護結構工程監測的主要內容有:支護結構頂部水平位移;支護結構沉降和裂縫;臨近建筑物、道路的沉降、傾斜和裂縫;基坑底隆起的觀測等。以上監測除每天進行目測之外,一般每8m~16m設一個監測點,關鍵部位適當加密,開挖后每天監測2次,位移大時應適當加密。
4.深基坑支護工程中應注意的問題
4.1雨季挖土施工技術注意事項
基礎底板后澆帶的分布狀況決定深基坑的主要施工環境有八個,建筑中的每層土都必須按照先東、西,后中間的開發的順序進行施工,而且要由南向北推進,最終在深基坑的北邊中部收尾。在雨季時,基底土層會出現橡皮土的可能性較大,如果出現這種情況,施工人員要在基地上鋪設合適厚的碎石并且夯實,讓表面土結實。開挖基坑時如果出現流沙河,首先要在流沙的局部使用重石,來穩定流沙,進而減少動水壓力,與此同時要加施工速度快速度,迅速開挖基坑。其次,在此土體部位使用一些手段,保持水流壓力朝下,讓土體處在平衡穩定的狀態,在這種情況下迅速施工。施工前要確保雨季施工的每個環節安全,從而防止邊坡塌方,全面確保基坑施工的安全。
4.2圍護結構的監測
在檢測時首先確保圍護結構完整性及其強度。如果是把灌注樁作為支擋結構,對樁身縮頸、夾泥、斷裂、離析等缺陷程度以及缺的陷部位用變動測法檢測。如果是以旋噴樁、水泥攪拌樁作為支擋結構,檢測樁身強度以及其均勻性時使用變法或輕便觸探法進行檢測。其次要做好對圍護結構頂部水平位移監測。深基坑剛開挖過程中,每隔2-3天時間段內進行監測一次,并且監測要伴隨開挖的整個過程,可根據實際情況調整監測次數。圍護結構頂部水平位移能夠直接體現圍護結構的變形,是深基坑監測工作中的重點。
5.結語
高層建筑工程中深基坑的支護施工過程是循序漸進的,相關施工單位必須嚴格按照施工規范、設計規范以及后施工的程序進行施工,并且對工程要做到邊施工邊監督。在整個施工過程中,要時刻嚴格加強對深基坑的施工控制,確保深基坑施工按照相應規范順利進行,高質量的高標準的完整施工任務。
1. 深基坑支護結構工程特點
1.1 基坑深度越來越大
為提高有限的建筑地塊的利用率,很多建筑都朝著地下空間發展,地下3~4層已屬常見[1],6~7層的地下室也不斷出現,基坑深度多大于10m,有些建筑的深基坑深度甚至已經超過地面建筑高度。
1.2 地質條件較差
隨著城市化進程的不斷推進,城市中的建筑物需要在有限的空間內根據城市規劃需要進行相應的建設,因此,很多深基坑工程只能建設在地質條件較差的位置,極大地增加了深基坑支護結構工程的設計和施工難度。
1.3 深基坑支護結構工程周圍環境復雜
在很多情況下,建筑企業在基坑周邊已經建成或者正在建設其它工程,而在這種情況下,再次進行深基坑支護結構工程的建設,不僅導致深基坑支護結構自身安全可能難以保證,同時還可能對周邊建筑物的安全產生影響。
2. 深基坑支護結構優化方案設計
2.1 深基坑支護結構優化方案的選擇
表1 常見深基坑支護結構形式特點
[結構形式\&適用條件和特點\&土釘墻\&施工快速、成本低,但是一般應用在基坑深度小于15m的深基坑
支護工程中,而且在軟土基坑中不能應用。\&水泥土墻\&利用攪拌樁和旋噴組合形式施工,
適用于深度小于6m的基坑支護工程。\&排樁\&適用于規模小以及排樁樁頂要求較低的基坑。\&雙排樁\&剛度較大,尤其適用于地下存在障礙物無法施工的情況。\&地下連續墻\&整體性較強,適用于地質條件較差的基坑支護工程。\&]
在深基坑支護結構工程支護方案的優化選擇時,需要綜合考慮不同地層土壤特性差異以及地下水等因素所產生的影響。對此,需要綜合考慮施工地點的實際地質條件來選擇最優的支護方案,表1給出了常用支護結構形式的適用條件和特點。
2.2 支護結構方案的優化
深基坑支護結構工程的設計方案主要包括成本、工期、環境、可靠性、復雜度等因素的影響,其中的部分因素屬于模糊因素,可以通過多目標決策模糊集理論進行評價,從而獲取最佳的基坑支護結構方案。
根據指標總權重,對實際工程中各支護方案對優的隸屬度的大小分別進行計算,然后對計算結果進行比較,最后選擇對優隸屬度值最大的支護方案作為深基坑工程支護結構方案。
3. 結語
論文分析了基于多目標決策的模糊層次分析方案進行深基坑支護結構方案的優化設計,通過實踐的應用,證明該方法能夠很好地實現深基坑支護結構方案的優選和設計,對保證工程質量具有一定的參考價值。
參考文獻:
[1] 周傳波. 武漢地鐵站深基坑支護結構參數優化系統研究[J]. 地下空間與工程學報, 2012(06): 1267-1275.
[2] 李軍權. 深基坑支護結構的優化設計[J]. 中外建筑, 2016(02):112-113.
中圖分類號:TU4 文獻標識碼:A 文章編號:
前言
隨著我國經濟的發展,城市中的用地越來越緊張,這突出表現在密集型的大城市,所以改造開發大型的地下空間來解決用地緊張的問題在這幾年已經逐漸成為一種趨勢,隨著這種趨勢的愈演愈烈,地下空間的開發愈來愈大,開挖深度也逐年加深,對深基坑支護技術的需求日益旺盛,要求也越來越高。同時,高樓越蓋越高,高樓的穩固與深基坑技術也密不可分。現在,在全國的不同地區,在不相同的地質條件下,深基坑支護技術已經取得不少的成功經驗,但是仍存在一些問題需進一步改進或提高,以適應現代化經濟建設的需要。比如在軟土上進行基坑建設所要面臨的一系列問題就是我們必須盡快解決的問題。假如在設計時稍有不慎,在施工過程中不僅會危及基坑本身安全,可能還會殃及臨近的建(構)筑物或各種地下設施,從而造成巨大的經濟損失和不良的社會影響。因此,在軟土地基上進行支護工程設計時必須充分考慮軟土的工程特性和深基坑工程的復雜性,確保基坑的穩固安全。其中對土壓力的研究是極為重要的。
什么是軟土地基深基坑支護建設中的土壓力
所謂土壓力,就是在工程建設中,作用在支護結構和土體界面上的壓力,是作用于擋土支護結構中的主要荷載,它的形成是由土層的自身重量,土層所承受的長期的壓力所產生的。在大型的深基坑工程建設中,很重要的一項工作就是準確的估算土壓力,這對整個基坑建設的順利圓滿完成具有不可忽視的重要作用。根據擋土墻的位移情況和墻前土體所處的應力狀態,傳統土壓力分為靜止土壓力、主動土壓力、被動土壓力三種(圖2-1)。
對影響軟土地基深基坑支護中土壓力影響因素的分析
土壓力的大小和分布的規律是同支護結構的水平位移方向和大小、土的性質、開挖深度及支護結構物的剛度等眾多的影響因素相關,具體的來說。我們可以把它分為以下幾種:
一是深基坑建設場地的巖石、土壤的成分狀態及其性質特點。不同的地區的土地因為受不同的氣候環境,地理環境,人為因素的影響會產生不同的巖石和土壤。它們的組成成分,結構構造,水分含量等等都是各不相同的,對基坑建設中所產生的土壓力自然也有著不同的影響,從而產生不同的土壓力。
二是不同施工單位在建設基坑支護時對設計參數的選取和測試方法的不同所產生的影響。不同的建設單位有著不同的水平和高度,對建設工程所抱有的理念和設計思想也是不一樣的,他們在建設工程的過程中,依據自身的經驗在設計時所選取的參數和測試的方法是不一樣的。并且,試樣都是從建設施工區域的局部取出來的,不同的單位會選取不一樣的區域。這就導致對施工現場的巖石和土壤的測試所得到的指標是不一樣的,這為接下來工程建設所提供的資料和信息也是不一樣的,從而使得在施工的時候,采取不一樣的施工方式,所產生的土壓力也就必然是不一樣的了。
三是施工現場的深基坑支護產生的土壓力的計算方法的影響。土壓力的計算方法有很多,除了Rankine和Coulomb土壓力理論外,目前具有代表性的一些研究成果有:考慮施工過程的土壓力增量分析計算方法;考慮開挖深度變化的土壓力計算公式;根據樁身彎矩反分析土壓力的數值分析方法;考慮時間因素和擋墻位移變化的土壓力計算方法等等。不同的計算方法極有可能得到不一樣的土壓力值,可見,對計算方法的選取也是一件相當重要的事情。
四是基坑的施工現場支護體與土體之間的摩擦力也會對土壓力的分布和大小產生影響。不同的支護體與土體之間的接觸方式是不一樣的,抵抗土壓力作用的位置和強度也就是不一樣的,支護的剛度、形狀、和坑體作用力都會使兩者之間的摩擦力產生變化,從而導致土壓力的大小和分布情況產生變化。
五是各種其他因素之間的相互作用的影響,包括周圍建筑物,施工的時間長度,施工人員的經驗,能力和素質以及各種天氣等等因素都時時刻刻的對基坑的施工現場產生影響,是土壓力的大小和分布發生變化。
對軟土地基的基坑建設中的土壓力的一些看法和相關解決措施
一是切實加強對土壓力相關問題的理論研究。理論永遠是實踐最好的指明燈,當然也不是空泛的探討理論,要結合基坑建設的具體實踐,配合長期的觀察,資料統計來進行研究,爭取在計算方法上能有新的更好的突破,對水土本身特征的了解,對壓力相關知識的研究等等也必須是相伴的,只有在這些小的細節,各個單元部分上有所掌握和思考,才有可能在整體上找到突破。
二是建立區域性巖土信息管理系統。借助地理信息技術和數據庫技術,建立全國范圍內,尤其是大中城市區域性的巖土信息管理系統。該信息系統主要包括地層、水系的賦存特征,巖土的結構、組成、力學指標、流場的變化等。信息來源可通過大量已建在建工程的勘探、施工、監測結果,外加適當的補勘成果。擬建工程,可查詢相關區域工程特性信息并做必要的補勘修正即可,不僅工程類比性好,且可減小巖土區域性和個性的影響。
三是盡量采用擾動較少的原位測試法獲取設計參數,并選擇有代表性的區域進行實際土壓力的監測,利用這些實測的土壓力反分析設計參數,并和原位測試獲得的設計參數對比,建立其試驗參數的修正關系。
四是加強基坑建設過程中的監測力度和水平,要實時的動態的監測現場施工的流程和情況變化,對每個階段完成后的土壓力及與其相關的因素都做細致的研究,一段發生變化,及時反映情況,做出應對舉措,并把參數變化的結果記錄在案,為以后的土壓力研究提供實際的有效的參考資料和數據,為下一次的工程建設提供參考意見和指導。
五是采用動態支護技術的變形控制理念。基坑工程是一個典型的不確定性系統工程,受不確定因素影響顯著” 。完全考慮到所有可能的影響因素并準確度量各因素可能的影響大小是非常困難的。設計中只能做到向真實土壓力的無限接近,工程中只能借助于足夠安全可靠的支護措施。但不確定因素引起的土壓力變化既可能增大,也可能減小,不能一味采用安全系數很大的支護方法,浪費成本和延長工期。實踐中可考慮采用能隨土壓力增減變化而相應動態調節支護能力的支護工藝。
五.結語
基坑開挖與支護技術的發展水平,在一定程度上標志著一個國家工業建設和建筑水平的高度,它從一個側面反映了這個國家城市建設人員的能力和素質水平。從整個全球的發展和趨勢看,我國工程建設技術,尤其在基坑支護水平上,還是有所欠缺的,為了適應經濟的告訴發展水平,還必須繼續深入研究和開發這方面的技術。軟土地基不僅在空間上發生了變化,而且隨著時間的變化其性質也在發生變化。眾多不確定因素的影響,造成了理論分析結果與實際的差異。因此,在處理軟土地基時,應認真進行調查,重視施工過程中的動態觀測,隨時進行調整。軟土地基的處理一定要遵照“因地制宜、綜合考慮”的原則進行。在基坑開挖與支護領域中,人們已應用各種手段和技術措施,集中解決了一個又一個工程問題和難題。相信今后在不斷完善、認識和提高深化的過程中,必定會將這一工程領域的技術水平推向更新的高度,為巖土工程總體增添更加豐富的內容。通過本文,對軟土地基深基坑支護中的土壓力做了相應系統而又全面的介紹,對其產生原因和解決措施探討的比較深入。然而,土壓力相關的問題不僅僅只有這些,各方面的看法和理解也是各不相同的,鑒于土壓力問題在基坑建設中的重要地位,對其的研究是不能停止的,各個研究者的相互交流探討也是相當重要的。希望土壓力的研究在未來的幾年時間內能有長足的進步,為基坑建設提供更好的參考依據。
參考文獻
[1]田高超 李維濱 軟土地基深基坑支護工程設計 (被引用 3 次) [期刊論文] 《山西建筑》 -2007年28期
[2]趙寧剛 李朋 軟土地基深基坑支護的模糊綜合評判優選模型 (被引用 2 次) [期刊論文] 《山西建筑》 -2007年5期
[3]吳銘炳 軟土地基深基坑支護中的土壓力 (被引用 14 次) [期刊論文] 《工程勘察》 ISTIC PKU -1999年2期
[4]張虹翔 軟土地基深基坑支護工程的施工技術分析 [期刊論文] 《廣東科技》 -2009年10期
[5]黃茂興 軟土地基深基坑支護技術探討 [期刊論文] 《科學之友》 -2010年18期