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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。
二深基坑施工技術分析
考慮到本工程中深基坑施工作業實施期間所處的周邊環境條件比較復雜,且工期緊張,施工過程當中存在大量的干擾性因素,由此給深基坑施工作業的開展帶來了很大的局限性以及比較不利的影響。在選擇施工技術方案時,需要非常的仔細與謹慎。本工程中,最終選擇套打連續墻、攪拌樁配合高壓旋噴樁以及壓密注漿處理的施工技術方案。選擇該方案的主要優勢在于:從技術上來說,傳統的深基坑施工方案不同程度上存在圍護體數量較多,占用面積較大,對土質要求較為嚴苛,基坑變形質量可控性差,施工難度大,工期長,基坑變形問題嚴重且潛在一定安全隱患的問題,而本工程中所選擇的施工方案則能夠確保深基坑結構受力的合理性,對變形有良好的控制效果,整體來說性能安全且可靠;從過程中安全性上來說,本方案開挖過程當中由于遵循了分層、分塊的基本原則,同時對開挖區域進行了單元劃分,對施工投入進行了科學有序安排,因而對本工程基坑圍護的安全性提供了有效保證;從工期上來說,采用平行施工的方法,多臺成樁機械同時施工,在土方開挖階段應用盆式抽條挖土與盆邊抽條挖土相結合的方案展開開挖作業,將混凝土澆筑試件控制在24h內完成,工序安排合理且緊湊,最大限度在滿足質量、安全要求的前提下實現快速施工以達到節約工期的目標。本方案實施期間的技術要點總結如下。
1)圍護結構技術方案
圍護結構施工期間遵循以下工作流程:首先套打連續墻兩側截面積為650.0mm的三軸攪拌樁,然后進行地下連續墻的施工作業,然后在施工截面積為850.0mm的鉆孔灌注樁,再完成連續墻內側截面積為850.0mm的三軸攪拌樁以及截面積為700.0的兩軸攪拌樁,最后最高壓旋噴樁以及壓密注漿處理。
2)開挖技術方案
本工程深基坑開挖作業實施期間遵循分層、分塊、留土護壁、對稱、同時限時開挖的基本工作原則。根據設計方以及周邊工程施工方的要求,將靠近地鐵8#線的一側自基坑開挖至第二道混凝土澆筑作業的時間控制在16h內完成,其他部分的工程則在24h時間內完成。根據較為緊張的工程施工要求,開挖期間所采取的技術方案可以概括為:將本項目中一期基坑劃分為A、B兩個獨立的開挖工作區,A工作區應用盆式抽條挖土方案開挖,B工作區應用盆邊抽條挖土方案開挖。開挖完成后及時進行混凝土支撐工作。根據分區標準對支撐澆筑時間進行合理控制。
3)混凝土澆筑技術方案
本工程中結合項目實際情況,采用亞硝酸鈉加氯化鈉復合抗凍劑的抗凍混凝土作為澆筑混凝土,其目的是提高混凝土的抗凍性能。澆筑期間,首先用鋼管在已經綁扎的鋼筋間距內將頂板以及梁鋼筋下存在的霜雪剁散,然后在地下室1層內按照250.0m2的間隔距離設置加溫點,升高室內溫度,使其達到8.0~10.0℃標準,然后應用二次振搗方法對表面泌水進行排除,提高混凝土整體抗拉強度。充分振搗后通過覆蓋薄膜并加墊保溫毯的方式進行養護。
三環境保護技術分析
1對既有建筑的保護技術分析
針對本深基坑西側與地鐵9#盾構邊線間隔距離過短的問題,在本項目施工過程當中使用水泥土攪拌樁墻法進行加固處理,原維護樁體結構與樁基之間則通過壓密注漿的方式進行土體固結處理,以達到穩固建筑結構的效果考慮到本工程中,商業裙樓部分與既有居民樓相鄰,采用條形基礎施工,埋深深度按照0.8m標準進行控制,共設置6根框架柱,測定其與基坑邊線的最小距離不足2.5m。針對這一問題,在本次深基坑施工作業實施期間對其進行加固處理。采取兩個加固方案:一是在條形基礎下打設壓密注漿孔,共布置15個孔位,打孔深度按照18.0m進行控制,做壓密注漿加固處理;二是在每根框架柱下打設低壓旋噴鋼管樁,共打設10根(2~4根為一組),打入長度按照18.0m標準進行控制,每根低壓旋噴鋼管樁內噴入2.7m3單位漿液,然后將每一節6.0m長度的鋼管壓入地基內,借助于擴頭裝置將截面積為50.0mm2的小孔擴大至400.0~600.0mm,至上而下達到預定深度,最后在原基礎與鋼管結構之間做封端處理,發揮此類樁體結構較大的承載力優勢,同時兼顧環保經濟方面的優勢。
2對周邊環境的保護技術分析
環保理念的提出是現代建筑施工的新準則,也是保證建筑項目工程收益最大化的基礎。考慮到大型深基坑項目施工的各項投資較多,竣工后的處理工作不當將會給現場環境帶來較大的破壞。因此,在施工期間就需要關注對周邊環境的保護,以實現工程的可持續發展。期間應當重點關注如下幾個方面的問題:第一,深基坑開挖中常見土堆過多的現象,對周邊環境有不良影響。因此,針對深基坑開挖期間產生的土壤,施工方需要盡快組織安排車輛將其運到施工場地外,盡量避免現場形成過多的土堆。同時,也需要做好對機械設備的保養管理工作,杜絕因漏油等問題造成土壤環境被污染。第二,分部或分項工程作業完成后,施工方需要安排專業人員對現場材料進行回收處理,對施工期間所產生包括塑料品,以及化學劑在內的各種廢棄物,需要回收并對有價值的部分做二次回收處理。通過二次回收的方式達到降低成本消耗,更高利用資源的目的。第三,要求施工作業人員根據深基坑開挖期間的具體情況,對基坑內部力度較小的位置進行支護穩定,對監護范圍選擇基礎托換、結構補強、地基加固等加固處理。
2水利工程深基坑技術管理存在的問題
2.1建筑項目施工不規范
水利工程項目的施工人員和設計人員對水利工程施工的技術規范和管理要求把握不夠透徹,不能把技術規范和制度體現到施工的各個步驟當中,這提升了發生水利工程深基坑施工事故和工程質量問題的頻率。
2.2水利工程深基坑的施工方式不合理
目前我國存在一些水利工程承包商由于自身條件不足等原因將項目分包和轉包給施工單位的情況,在分包和轉包項目后有可能承包公司的施工人員素質不夠高,導致水利工程深基坑施工方式不能達到所要求的質量。尤其是這些承包公司對一些先進機械的使用還處于比較落后的狀態,施工的精度和方法上還存在比較大的缺陷,這會使水利工程深基坑施工質量急劇下降。
2.3水利工程深基坑的施工材料管理
現在的水利工程深基坑施工中存在原材料管理不到位的問題。原材料管理不到位將會給水利工程深基坑的施工質量造成巨大的負面影響,不但會使水利工程深基坑施工工期增加,還會給水利工程深基坑承包方和主體帶來財務上的損耗。
2.4水利工程深基坑施工中安全管理存在漏洞
有些水利工程深基坑施工公司對于安全管理往往直接忽視掉,這使得水利工程深基坑施工中安全管理在某些情況下成為一個形式,甚至不乏有些水利工程深基坑施工公司干脆不對施工人員進行安全教育,只是進行簡單的戴個安全帽,使得水利工程深基坑施工中存在很多嚴重的安全隱患,這對水利工程項目施工的整體都造成了嚴重的影響。
3水利工程深基坑施工技術管理措施
3.1對施工成本和工期做好控制
水利工程深基坑施工的顯著特點是工程量大,投入的資金和時間多,所以在深基坑項目施工前,要依照整體工程的造價,把工程精確為幾個部分,對每一部分都做出相應的成本預算,在保證工程質量的前提條件下,盡可能地減少施工成本和工期。
3.2采用先進的技術和機械
因為水利工程深基坑作業深度較大,對于各種起吊機械和運輸機械都有很高的要求。因此,在對水利工程深基坑進行施工時要求施工人員會運用先進的機械設備來實現整個工程的機械化操作,用機械操作取代人力操作。這樣不僅能提高施工效率還能提高精度從而保障施工質量。
3.3提高管理和技術人員的素質
在水利工程施工技術管理中,技術人員和管理人員的素質對工程的質量好壞有極大的作用,進而影響到整個水利工程的質量。要從根本上提高工程施工技術的管理水平,就要在施工過程中提高管理和技術人員的素質。因此,要求盡可能提高技術人員的專業水平,加強對他們的專業培訓。隨著科技的發展,水利工程施工中會越來越頻繁的用到各種先進的機械,因此也需要對技術人員在先進機械的操作能力上進行培訓,不斷提升他們的技術能力和素質。管理人員負擔著施工過程和質量的監督和審核,必須嚴格按照規范制度對施工的各個步驟進行控制,從而保證水利工程的質量。
3.4加強安全管理
水利工程深基坑的施工人員應該有強烈的安全意識。管理人員要加強水利工程深基坑施工的安全管理,對一些工程中存在的安全隱患進行防范和消除,定期檢查并維護各種機械設備使其能正常運行,確保其在水利工程項目施工中不會因故障導致人員傷亡。對于水利工程項目必需用到的臨時結構需要嚴格的進行檢查才能使用。
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。
1.1施工的順序按照支護體系設計的特點,結合施工道路周邊環境,工程土方可以分成三階段進行開挖,而施工的順序為:平整場地、開挖土方、支撐施工、支撐養護、再次開挖、再次支撐施工、再次支撐養護、最后開挖、最后墊層封底、最后地下室的結構施工。
1.2開挖的方法支護體系支撐設計時要注意基坑開挖時,在土方運輸方面的機械需要,可以把圓拱鋼筋砼環梁作為支護體系的內支撐,再利用砼的受壓特點,使基坑內的無支撐的區域達到75%以上,這就為挖土機械運輸提供了作業條件。減少基坑挖運送土時間,還要減小時空效應的不利影響。使用挖掘機從南到北分段開挖,而土方要做到隨挖隨運,不能使用機械開挖位置,可以安排人工的開挖和修整。
1.3降排水方法依據支護設計、地質水文的具體情況,在基坑開挖前,就要做好基坑與周邊截水和疏水工作。在開挖后期,要配合坑底井點的降水措施,幫助施工現場實現無水情況下的施工。
2市政道路工程深基坑施工的質量控制
市政道路工程的深基坑施工中,因為場地過于分散,施工技術人員水平不高等原因,對施工的管理會造成很大困難,使施工質量與施工安全無法得到保證。施工中一定要采取一定的措施,做好施工質量的控制,才能保證深基坑順利的開挖。市政道路工程的深基坑在開挖前,施工單位就要組織技術人員,了解近年來類似的施工資料,尤其對資料和數據中存在的不足或者缺陷之處,一定要重新進行統計,統計后發現,基坑開挖,基坑坡頂出現水平位移,出現問題的比例是最高的,達到了72%,問題的根本是,施工地面的超載與基坑中使用的降排水措施不當。而且,土方開挖順序不正確、開挖速度過快、支撐砼的養護時間過短等原因也有很大關系。從以上分析可以看出,市政道路工程施工在參考已施工資料的同時,還要結合工程具體的情況,在開挖時,對于不同的開挖工序一定要采取相應的施工預防措施。
2.1土方開挖的措施
(1)可以借用場外空地當作臨時的工程材料堆場,這樣更方便土方隨挖與隨運,幫助基坑周圍完成零堆載,而且基坑的周圍是不允許大型機械設備停滯的。
(2)在基坑開挖過程,也可以采取分段和分層的方法,以分層開挖為主,開挖厚度控制在2m內,當開挖達到水平支撐的條件后,要注意支撐系統中鋼筋砼的跟進施工,快速完成支撐體系支護工作,支撐系統砼未達成設計強度以前,不可以進入下一道土方開挖工作。
(3)土方開挖以后,一定要按照施工方案完成施工順序,要保持均衡速度推進施工,不允許亂挖,這樣,就可以幫助支護體系保持住均勻受力。施工過程中,可以設立一些專職人員,負責測量的控制工作,對槽底測量,從而控制開挖標高,預防超挖情況出現。
(4)基坑在土方開挖進行的不同階段,在支護結構前,都要留出適量被動土,基坑側土方開挖完成后,再挖掉這部分土體。這種措施可以有效降低基坑支護結構的變形,防止荷載的積累。
(5)基坑坑底標高上200-300mm的土層是留作保護層,要采用人工開挖,注意保持坑底土體的結構,防止坑底出現超挖的情況。在開挖到保護層時,可以把勞動力可機械設備集中管理,做到開挖到哪,就將墊層鋪設到哪,控制人為與自然等方面的原因造成的擾動,降低坑底土的暴露時間,從而形成坑底支撐,避免坑底土體隆起,才能保證基坑整體具有穩定性。
2.2降排水措施
(1)地表水可以由集水明排的方法進行處理。當第一道支撐的施工與養護完成,就可以沿基坑支護樁進行環形排水明溝的處理,有效防止地表水的倒流,防止進入基坑。
(2)坑壁滲水問題,這種問題,雖然可以通過設計以止水的措施控制,但是,止水樁的位置由于施工工藝局限性,不可能做到準確無誤,所以,坑壁水滲水問題無法避免。要對坑壁滲水問題采取預防,可以使用堵、疏的方法,第二次支撐梁可以沿著基坑周圍設置排水溝,在坑底周圍設置卵石盲溝和盲井。可以使用海綿和導流管保證疏導的完成。還要組織排水進入到集水坑,而滲水量過大,可以將土體進一步保留壓實,保持平衡基坑的內外水壓,以注漿的措施把滲水堵死。
2.3監測措施土方開挖前,一定要對周圍的建筑物和所有資料進行全面了解、分析,對于裂縫等相關問題,也要提前準備標記與備案。施工中要對變形的發展情況做出定時觀測,而且,一定要及時發現問題,并且,采取一定措施完成補救。基坑開挖過程中,可以加強支護的結構體系,加強基坑穩定性監測,做到每步深挖都進行監測,而監測樁頂的位移和樁側斜、沉降的監測值。對監測值要做好分析與反饋的同時,監測值如果出現突變,基坑支護結構可能承受過大壓力,要放慢開挖速度,必要時,停止開挖。待基坑變形穩定,再繼續施工。可見,土方開挖和降排水等措施,能使基坑周圍完成無堆載和無坑壁重大滲漏的現象發生。基坑坡頂發生水平位移與土體深層的位移增長十分緩慢,一定要控制在設計和施工允許的范圍內。
中圖分類號:TU198文獻標識碼: A
一、深基坑支護施工中存在的問題
1.1 邊坡修理沒有達到標準
由于施工管理人員的管理不到位或機械的操作人員操作水平不符合要求而造成的,這樣就會出現深基坑的多挖或者少挖的情況。在利用機械開挖后,造成邊坡的表面平整度和順直度不規則,而人工的修理過程中,由于條件的受限,無法達到深基坑的設計標準,這樣就會在的擋土支護后出現欠挖和超挖的情況。
1.2 施工過程與施工設計的差異大
在深基坑支護工程的施工中,經常會應用到深層攪拌樁,而深層攪拌樁的水泥摻量大多不足,這樣就會影響到水泥土的支護強度,嚴重的還會造成水泥土產生裂縫。在實際的施工中,存在偷工減料的現象,在深基坑的設計中會對挖土的程序進行嚴格的要求,這樣可以減少深基坑支護結構的變形,而且還需要進行圖紙交底工作,但是在實際的施工中,為了縮短工期和局部的利益,施工單位不會依照施工設計的要求進行施工,存在著偷工減料的現象。深基坑的開挖是一個空間問題,而傳統而對深基坑的設計依照平面問題進行處理的,而且需要進行平面應變假設,調整支護結構,從而適應開挖的空間的需求。設計和實際的施工存在差距,因此需要引起足夠的重視。
1.3 支護結構整體失穩
在松軟的地層環境中,當基坑平面范圍較廣,就容易致使作為支護結構的板樁墻插入深度達不到預期標準,或者在施工時其對接處的幾何形狀和相互連接情況達不到要求,使得受力支撐位置不恰當,支撐與圍檁系統結合不夠牢固,板樁墻產生位移過大,墻體就會發生前傾或后仰,導致基坑外土體大滑坡,支護結構系統整體被破壞而失穩[1]。
1.4 支護結構平面變形大于可承受限度
由于支護結構平面變形超過上限,或是因為降水而造成周圍土體滑坡沉降,會使基坑的土體發生垂直或者水平的位移。有時,這種變形即使沒有對支護結構本身帶來直接影響,也會對鄰近建筑物或地下管線產生不利的影響,造成建筑物下沉、傾斜、開裂,造成上、下水管、煤氣管、供電和通訊電纜變形、張緊或斷裂等等一系列不穩定的問題。
二、建筑工程深基坑施工現存問題的解決方案
2.1 施工前的全工程把控措施
(1)分析地質勘察報告。施工前應該對工程的地質勘察報告進行認真的分析研究,充分考慮挖土深度范圍之內的不同土質物理性能和地下水位的現狀,特別實在地下水豐水期開始投入施工的項目,同時注重選擇相應的土方開挖、穩定的支護結構以及應對降水的方案。應該事先對基坑支護結構的承載能力的上線進行計算,同時,檢驗基坑周邊環境和支護結構的可承受變形程度。在確定了詳細的施工方案之后要及時對全體參與施工人員進行安全教育和技術安排。
(2)勘察基坑周圍的建筑物。勘察基坑周圍建筑物在深基坑開挖之前是否已經存在傾斜、裂縫、使用不正常等等會對工程造成不利影響的情況,可以通過拍攝現場環境照片、繪圖等手段收集有關資料,有需要時還應考慮邀請有資質的單位對基坑周圍的建筑物進行分析鑒定。對于距離深挖坑邊緣較近的地下管線等等應當事先加固或者采取其他相應的保護措施。
(3)根據實際情況,選擇和確定切實可行的施工方案。根據基坑經過勘探后呈現的實際情況來選擇安全可靠的施工計劃案,并邀請各種專家進行方案評析。對于地質條件并不是非常有利于開挖的地段,比如軟土地基、松雜填土地基,或者開挖坑邊距離周圍的地下管線或者建筑物比較近時,應該盡量選擇排樁或地下連續墻支護結構,避免選擇土釘墻支護結構,并相應的計劃出安全應急預案[2]。
(4)對基坑周圍的場地進行預先硬化處理。對設計開挖的基坑周圍場地周圍的地面預先進行硬化處理,在其中設置完善的排水系統以備雨季大量雨水涌入基坑而導致塌陷,或者滲透到基坑周邊的坡狀土體中,對其結構造成破壞而降低邊坡土體的穩定性。
2.2 在施工過程中的必要控制措施
(1)測量定位與監測控制。測量定位應確保工程的邊線、軸線、標高等數據的精準,同時對周邊的管線和建筑物做好監測記錄,尤其是地下水位的高度以及需要采取降水方案的深基坑施工地段。同時,對基坑周邊是否會發生沉降進行觀測,以防過量降水造成基坑周邊環境出現沉降開裂。
(2)對具體施工方案的監控。參與施工的全體人員必須嚴格按照報批的施工方案組織施工,未經允許不得任意改變任何細節。如果實在需要進行變更,也需要先匯報審批,再按審批后的方案進行施工。另外,基坑坑頂邊緣不得安置任何土方、材料及設備,特別是會產生振動作用的設備,避免增加坑頂邊緣不穩定處的荷載作用。
(3)對施工全過程的監控。對于采用錨桿支護結構的深基坑建設施工,基坑開挖和錨桿施工應按要求,自上而下、分段分層,但是要做到同時同步進行,以備錨桿施工跟不上土方開挖的進度,形成坑壁暴露進間過長而遭受風吹雨淋日曬等風化作用,這不僅僅易被剝蝕而且容易會增加整個工程的不穩定性。
2.3 全程控制深基坑支護施工的質量
在施工的過程控制中,一旦發現問題需要及時的解決。嚴格的依照施工方案組織施工,在工程的開工前,需要施工人員熟悉當地的施工環境、施工設計的標準以及施工現場的地質條件。在具體的施工中確保施工設計適應施工的現場的情況,施工單位不得隨意的更改設計方案,如果設計方案需要變更,需要經過相關部門的審核,在審核通過之后才可以變更。基坑支護施工單位需要和挖土單位進行密切的配合,依照分層分段開挖和分層分段支護的原則進行施工。在深基坑的施工中,對于施工的順序和施工的工藝要嚴格的依照設計的要求進行,嚴格的遵守“開槽支撐,先撐后挖,分面開挖,嚴禁超挖”的原則。在具體的施工中盡量的減少土體的擾動。而且需要縮短開挖卸荷載后基坑的暴露時間,需要合理的進行基坑的開挖,對稱和均勻開挖,并且充分的考慮土體開挖過程中移位的可能。在深基坑的開挖中,防止出現對支護結構的碰撞、擾動基地原土的情況。在施工中出現異常的情況需要停工,及時的查找原因,并且采取補救措施。在深基坑開挖完工后,需要建設單位組織勘查、質檢和監理,嚴禁基坑的長時間的暴露。
2.4 選擇適合的土方支護結構
在建筑深基坑施工中,采用什么樣的支護結構也是非常重要的。當土方開挖之后,要想減少土方機械施工對邊坡穩定性的影響,必須要采取一定的支護措施。對邊坡進行支護的形式主要有土釘墻、錨桿樁和水泥攪拌樁等幾種,每種支護結構和形式都有其特點,也都有其適用的范圍。應該根據建筑工程所在地的地質條件,考慮到整個工程的規模和性質等因素,采用既能夠保證邊坡穩定,又能保證工程經濟效益的支護結構。
三、結束語
深基坑建設是當前建筑工程施工中最主要的建筑施工之一,一旦深基坑工程出現質量等問題,對整個建筑工程的施工過程都會產生不容忽視的負面影響。因此,在建筑工程施工之前,務必要做好深基坑周邊環境的勘探和隱患排查工作工程,以保證工程的順利高效進行。
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
1.深基坑工程施工的特點
1.1 基坑深度不斷增加為了使用方便、節約土地,為了符合城市管理規定及人防需要等,建筑不斷向地下發展。 過去建 l-2 層地下室,在大城市也不普遍,中等城市則更為少見。 現在大城市、沿海地區尤其是特區,地下 34 層已經很平常, 5-6 層也很多見。因此,基坑開挖深度多在 10m-16m 之間,深度在 20m 左右的也很多。
1.2 建筑工程地質條件越來越差,基坑周圍環境復雜
在某些沿海經濟開發區,建筑工程所處的地質條件差的問題較為突出。 城市中,高層和超高層建筑集中在人口稠密、建筑物密集的地方,并緊靠重要市政公路。而一般情況下,這些地方的原有建筑結構陳舊,地上與地下管線密布。 因此,基坑開挖不僅要保證基坑本身的穩定,也要保證周圍的建筑物和構筑物不受破壞。
1.3 基坑支護方法多
現在,深基坑支護的方法越來越多,如混凝土灌注樁、人工挖孔樁、預制樁、深層攪拌樁、鋼板樁、地下連續墻、錨釘墻等,還有各種樁、板、墻、管、撐同錨桿聯合支護。
1.4 基坑支護工程的事故隱患較大
深基坑支護工程技術較復雜,而且當基坑支護失效時,會造成鄰近房屋、地下管線及道路的開裂,引發工程糾紛,甚至出現嚴重的破壞,造成重大的經濟損失及人員的傷亡。 因此,在具體的工程實踐中,科學設計和處理深基坑支護結構,并采用安全合理的支護技術措施保證深基坑施工至關重要。
2.水對基坑開挖與支護的影響
在飽和軟土或地下水位較高的基坑工程中,開挖深基坑時,應特別重視防止水滲透引起基坑過坡坍塌。 傳統的降排水方法有:明溝排水法、一級輕型井點降水法、二級或多級輕型井點降水法、噴射井點降水法、電滲井點降水法、大井管降水法等。采用何種方法排水應視現場的情況而定,如對飽和軟粘土施工,由于滲透系數小,排水速度慢,僅采用單排水技術往往不經濟,可采用復合排水技術。 如以井點排水為主,再輔以電滲排水。 基坑內有水,在施工期間必須排除。 排水與降水總會使周圍土層產生沉降,沉降過大會影響鄰近建筑物的使用。 最為理想的方法是使基坑內的水既降低又排走,而基坑外側的地下水位卻又維持原狀,這就是所用的止水帷幕法。 如將擋土護坡樁的間距稍大于樁徑,Φ1000 的灌注樁間距可選為 Φ1200,相鄰兩樁的外側(坑內為內側)筑一根 Φ400 的混凝土止水樁,為預防兩樁間連接不密實,可在大小樁連線上進行高壓灌漿。 另一種方法是回灌井點技術,在井點降水時,降水井點與原存在建筑物之間打回灌井和做回灌溝,在降水和排水的同時,將水注入回灌溝而流進回灌井中,使靠近建筑物一側的地下水位得以減小,從而有效控制地面沉降。 當地下水的滲流自下而上時,產生向上的浮力,其作用與土粒的自重作用是相反的。當遇見砂土時,若上浮力大于土粒自重則會使土粒懸浮起來,隨著動力壓力增大,水夾雜砂粒涌出坑底產生管涌現象。承壓水層或坑底土層存在粉、細砂層或粘性很低的砂質粉土時,一旦引起動力壓力,就十分容易產生管涌現象,施工中應充分考慮其對深基坑開挖的影響。
3.常見深基坑問題及對策
3.1 支護結構設計計算問題及對策
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。
3.2 支護結構的空間效應問題及對策
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。
3.3 支護墻的滲水與漏水問題與對策
近年來,隨著建筑業的飛速發展,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。
一、深基坑工程的技術要求和施工現場的檢查要點
1、深基坑圍護必須根據設計要求,深度及現場環境工程進度來確定施工方案,紡制后經單位總工程師審批,并報總監理工程師審批,符合規范及法律法規要求才能施工。
2、深基坑施工必須解決地下水位,一般采用經型井點抽水,使地下水位降到基坑底1.0米以下,須有專人負責24小時,值班抽水,并應做好抽水記錄,當采取明溝排水時,施工期間不得間斷排水,當構筑物未具備抗浮條件時,嚴禁停止排水。
3、深基坑土方開挖時,多臺挖土機之間間距應大于10m,挖土由上而下,逐層進行,不得深挖。
4、深基坑上下應挖好階梯或支撐靠梯,禁止踩踏支撐上下作業,坑四周應設置安全欄桿。
5、人工吊運土方時應檢查起吊工具,工具是否牢靠,吊斗下面不得站人。
6、在深基坑邊上側堆放材料及移動施工機械時,應與挖土邊緣保持一定距離,當質良好時,應離開0.8米以外,高度不得超過1.5米。
7、雨季施工,坑四周地面水必須設排水措施,防止雨水及地面水流入深基坑,雨季開挖土方應在基坑標高以上留15―30cm泥土,待天晴后再開挖。
8、深基坑回填土要四周對稱回填,不能一邊填滿后延伸,并做好分層夯實。
9、深基坑施工中,現場工程技術人員要堅持跟班作業,及時解決施工中出現的安全、質量問題,確保每道工序在安全保證的前提下才能抓質量、進度。
10、對深基坑施工中的關鍵部位,必須嚴格控制,前道工序未驗收簽證,后道工序絕不允許施工。
11、對深基坑施工中的危險源部位要有預見性及防止措施方案。
二、深基坑支護施工中存在的問題
目前深基坑支護技術雖然發展迅速,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、深基坑支護實施策略
1、轉變傳統深基坑支護工程設計理念
目前我國在深基坑支護技術上已經積累很多實踐經驗,初步摸索出巖土變化支護結構實際受力的規律,為建立健全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。但對于巖土深基坑支護結構的實際設計和施工方法仍處于摸索和探討階段,而且,目前我國還沒有統一的支護結構設計的相關規范和標準。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。這些陳舊的計算理論所計算出的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。因此,深基坑支護結構的施工工程設計不應該再采用以往傳統的“結構荷載法”,而應徹底改變傳統的設計觀念,逐步建立以施工監測為主導的信息反饋動態設計體系。
2、重視變形觀測,并注意及時補救
巖土工程中深基坑支護結構變形觀測的內容包括:基坑邊坡的變形觀測、及周圍建筑物及地下管線變形觀測等。通過對監測數據可以及時分析并及時了解土方開挖及支護設計在實際應用中的情況,分析其存在的偏差便可以及時的了解基坑土體變形狀況以及土方開挖影響的沉降情況還有地下管線的變形情況等。對設計中存在的偏差,在下部施工中及時校正設計參數,對已施工的部位采取恰當的補救和控制措施,為此,要求現場變形觀測的數據必須準確、可靠、及時,要求變形觀測人員嚴格按照預定設計方案精心測量、認真負責,保證觀測質量。如果在實際測量中確實發現異常情況,就需要即時研究采取措施以防止其惡化。而一旦出現大的變形或滑動,立即分析主要原因,做出可靠的加固設計和施工方案,使加固工作快速而有效,防止變形或滑動繼續發展。研究和應用已有的基坑工程行業的和地區性規范以及當地的工程經驗。對于重大復雜的基坑工程目前國內采用專家論證的形式,對保證工程安全、降低造價是有效和現實的一種方法。
3、全程控制基坑支護的施工質量
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.
深基礎施工是大型和高層建筑施工中極其重要的分項工程,而深基坑支護結構技術無疑是保證深基礎順利施工的關鍵。高層建筑為滿足承載力、埋深要求,考慮建筑功能和成本,其基礎多設計帶有地下室的深基礎,且大部分施工場地窄小,不能采用基坑邊緣放坡,只能采用樁柱、墻等特殊支護結構。做好基坑支護的質量控制對保證施工安全、臨近建筑物及施工人員生命、財產安全極其重要。
1.基坑支護施工組織設計方案
深基坑支護結構選擇,應優先考慮施工單位現有施工技術水平,優先考慮工程基礎樁相同類型樁作為基坑支護結構,如果工程樁采用鋼筋混凝土灌注樁,則基坑支擴結構應盡量選用這種樁型,其直徑可相應選用較小直徑,這樣可減少機械設備進場費用。當基坑較深圍護樁布置位置允許時,應盡量選用兩排支護樁,種布置方式力學性能好,前后排樁與樁頂圈梁形成剛架結構,樁間土參與支護工作,改善圍護樁的受力狀況,達到減少樁的配筋數量。當圍護樁要求達到防滲要求,基坑深度小于 7m,地表回填土中固體碎片含量較多時,不宜單獨選用水泥攪拌樁,應采用水泥灌注漿。
基坑支護施工組織設計與施工要綜合考慮工程地質與水文條件、基礎類型、基坑開挖深度、降排水條件、周邊環境、基坑周邊荷載、施工季節、支護結構使用期限等因素。基坑支護施工控制的關鍵是基坑上部坑沿的穩定性、地面變形及地下水的控制、防止基坑周邊隆起、管涌與流砂等險情,并要根據地質、環境因素的變化及時地調整支護方案。深基坑支護結構的主要作用是擋土,使基坑在開挖和基礎施工的全過程中能安全順利地進行,并保證對臨近建筑、公共設施和周邊環境不產生危害。目前國內深基坑支護技術有:地下連續墻排柱支護、水泥攪拌柱、土釘墻及復合土釘墻、噴錨網支護、逆作法與半逆作法施工、環形支護結構等等。實踐中根據土質條件、基坑深度、地下水情況等,結合不同支護方式的優缺點,選擇經濟合理的施工組織設計。
2.深基坑支護的基本要求
噴錨網支護是目前深基坑支護工程中采用較多的一種支護方式它是噴射混凝土、錨桿、鋼筋網聯合支護的簡稱,作為一種先進的支護加固技術,在巖土質高邊坡,特別是在不良地質條件下,已得到了廣泛的應用。噴錨網支護,是通過在巖土體內施工一定長度和分布的錨桿與巖土體共同作用形成復合體,彌補巖土體局部強度不足并發揮錨拉作用,使巖土體自身結構強度潛力得到充分利用,保證邊坡的穩定。坡面設置鋼筋網噴射混凝土,起到約束邊坡表面變形的作用,使整個坡面形成一個整體。為做到及時支護、有效地保持土體強度,噴錨網支護的施工要緊跟開挖,隨挖隨支,每層開挖高度,隨地質條件而定,一般為 1.5m~2.5m。采用噴錨網支護的主要特點是:結構簡單承載力高安全可靠:可用于多種土層,適應性強;施工機具簡單施工靈活污染小噪聲低,對周圍環境的影響小;可與土方開挖同步進行,工期短,本身不需要打樁,支護費用低。
控制要點是必須重視前期地質勘察工作,要熟悉并掌握工程的地質勘察報告,熟悉基坑開挖地的地形、地貌和地質特點,分析深基坑可能導致邊坡土體滑坡的各種可能,對影響邊坡穩定性的關鍵地段、地層和土質技術指標做到心中有數。論文參考網。由于地質勘察資料不一定很詳細而且與實際情況往往有出入,在基坑開挖中還要經常比對現場的地質情況與地質勘察報告差異很大時要及時書面告知建設單位,由建設單位通知勘察和設計單位,必要時調整施工組織設計。施工組織設計方案必須經過專家組技術論證:由具備設計資質的支護施工單位自行設計或施工單位委托設計單位負責設計。
3.深基坑支護的過程控制
按設計方案組織施工施工前,有關人員應熟悉地質資料、設計圖紙及周圍環境,降水系統應確保正常工作及儲備應急搶險排水系統,保證必須的施工設備正常運轉。施工單位在施工過程中不得隨意改變錨桿位置、長度、型號、數量,鋼筋網間距,加強筋范圍,放坡系數等。設計方案變更時必須重新評審。校準水準點及坐標控制點的正確性和實施保護措施。審查施工單位的水平及豎向施工放線是否正確,開挖過程中要隨時督促施工單位對基坑的開挖尺寸、水平標高和邊坡坡度進行檢查,注意基坑周邊的土體變化。測量觀測站要日夜值班,出現險情立即報告。堅持見證取樣制度,對進場材料嚴格把關。做好隱蔽工程驗收:監理工程師應對錨桿位置、鉆孔直徑、深度及角度、錨桿插入長度,注漿配比、壓力及注漿量,噴錨墻面厚度及強度,錨桿應力等進行檢查,按規定留置混凝土試塊、水泥漿試塊,錨桿抗拔力實驗。采用機械開挖時,應預留 0.3m~0.4m原始土層,人工鏟除修整坡面,盡量減少邊坡超挖和擾動邊坡土體,使之表面平整,坡角符合設計要求。鋼筋網的鋼筋直徑和間距要符合設計要求,鋼筋網綁扎隨開挖分層進行時,搭接長度要符合要求,一般為一個網格邊長。
錨桿鉆孔應按設計傾角和孔深進行。論文參考網。當鉆孔遇到障礙物無法鉆進時,允許適當改變鉆孔方向。當土層為軟土時允許加大傾角,將錨桿嵌入持力的土層中:當鉆孔深度達不到要求時,應在該孔的左右或下方按錨桿抗拔力等同的原則補強加固。嵌入錨桿前應將孔內松土、泥漿等清除干凈,方可送入錨桿。下錨桿時,應把注漿管、錨桿和止漿袋一起放入孔內。注漿要嚴格控制混凝土配合比,并根據注漿情況多次注漿,以保證漿液充滿孔壁,使錨桿具有較高的抗拔力。當錨固體強度達到設計強度的 70%以上且不小于 3 天,方可開挖下—層土方。 噴射混凝土要攪拌均勻,垂直作業面盡量從底部逐步向上部施噴,混凝土厚度要符合設計要求,噴射面要留置試塊,每組不小于 3 塊。
基坑支護施工要與挖土互相配合,合理安排工序及工期,土方開挖的順序、方法必須與設計相一致,并遵循開槽支撐,先撐后挖,分層開挖,嚴禁超挖的原則,減少開挖過程中原土體的擾動范圍,縮短基坑開挖卸荷后無支撐的暴露時間,對稱開挖,均衡開挖,合理利用土體自身在開挖過程中控制位移的能力。基坑開挖過程中,應防止碰撞支護結構、工程樁或撓動基底原始土層。發生異常情況時,應立即停止挖土,并應立即查清原因和采取措施,方可繼續挖土。基坑開挖完成后,應提醒建設單位及時組織勘察、設計、質監、監理、施工等部門進行驗槽,及早開始地下結構工程的施工,嚴禁基坑長時間暴露。基坑回填前,支護層不能破壞,特別是坡腳部分。地下結構工程完工一層基坑及時回填有利于邊坡穩定,注意地下水或自來水或排水系統水患的影響。
深基坑支護的應急準備預案:做好預測、信息采集與反饋、控制與決策等方面的內容。由于深基坑開挖過程中,邊坡穩定存在很多潛在的危險和破壞的突然性,地下工程受各種水文、地質、雨水等復雜條件的影響,特別在基坑旁有基礎埋置較淺的建筑,或有重要的地下電纜和市政管線,很難預估出現的問題。論文參考網。因此,必須加強觀測,出現問題,立即按深基坑支護的應急準備預案進行救險施工,根據土層位移的時空效應,及時掌握土體變形特性、邊坡的穩定狀態和支護效果,發現異常情況及時采取措施,預防邊坡失穩和臨近建筑沉降等事故發生。
4.結語