時(shí)間:2023-02-28 15:59:08
序論:速發(fā)表網(wǎng)結(jié)合其深厚的文秘經(jīng)驗(yàn),特別為您篩選了11篇深基坑施工論文范文。如果您需要更多原創(chuàng)資料,歡迎隨時(shí)與我們的客服老師聯(lián)系,希望您能從中汲取靈感和知識!
1.1加強(qiáng)對工程設(shè)計(jì)研究性試驗(yàn)的重視
大量的實(shí)驗(yàn)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?yàn)樵O(shè)計(jì)施工方案的實(shí)用性和準(zhǔn)確性提供必要的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支持,以供相關(guān)的工程設(shè)計(jì)人員進(jìn)行參考。但是從當(dāng)前情況來看,我國高層建筑深基坑支護(hù)施工技術(shù)的工程設(shè)計(jì)研究性試驗(yàn)還處于初級階段,并沒有在此方面形成一個(gè)完整的系統(tǒng),并且相關(guān)方面的監(jiān)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(hù)施工方案設(shè)計(jì)之前,相關(guān)的施工設(shè)計(jì)人員需要到現(xiàn)場對諸如地下水位、土壤密度、地質(zhì)構(gòu)造等數(shù)據(jù)進(jìn)行充分的收集,然后在此實(shí)地考察分析的基礎(chǔ)上對施工方案的設(shè)計(jì)和相關(guān)的工程設(shè)計(jì)研究性試驗(yàn)進(jìn)行指導(dǎo),才能獲得可靠準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。但是現(xiàn)階段的相關(guān)施工設(shè)計(jì)人員并沒有對數(shù)據(jù)進(jìn)行足夠的收集,數(shù)據(jù)的匱乏使得工程設(shè)計(jì)研究性試驗(yàn)的科學(xué)分析很難獲得可靠的結(jié)果,所以就很在施工方案的設(shè)計(jì)和施工階段為其作出良好的數(shù)據(jù)支撐。
1.2運(yùn)用現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)理念
我國高層建筑深基坑支護(hù)施工方案是設(shè)計(jì)中有很多地方還需要國家進(jìn)一步頒布相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)予以明確,如計(jì)算方法的不同一就是其中的一個(gè)例子,與此同時(shí)在設(shè)計(jì)規(guī)格方面的模糊也是我國高層建筑深基坑支護(hù)施工過程中長出問題的原因之一。依據(jù)上述論述,現(xiàn)階段為了促進(jìn)高層建筑深基坑支護(hù)技術(shù)的高校利用,相關(guān)設(shè)計(jì)人員在理念方面要重視對現(xiàn)念的把握,在促進(jìn)計(jì)算方法和設(shè)計(jì)規(guī)格統(tǒng)一的方面做出努力,這種努力不僅還有利于檢測的進(jìn)行,而且對于工程的現(xiàn)實(shí)需要也能做到更加契合,從而保證設(shè)計(jì)的適用性和支護(hù)施工的質(zhì)量。
1.3重視對設(shè)計(jì)中變形的控制
高層建筑深基坑支護(hù)的施工是在科學(xué)合理的施工方案指導(dǎo)下進(jìn)行的,因此在相關(guān)的施工方案設(shè)計(jì)中一定要重視對施工現(xiàn)場的考查和數(shù)據(jù)的分析,以在設(shè)計(jì)高層建筑深基坑支護(hù)施工設(shè)計(jì)階段就對施工過程中可能出現(xiàn)的變形問題做到控制,如在考察時(shí)要重視對施工地面附近的超載現(xiàn)象,空間與平面效應(yīng)之間的變化關(guān)系等作出重點(diǎn)分析,將其考慮到施工方案設(shè)計(jì)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(hù)施工要點(diǎn)工藝的分析
隨著經(jīng)濟(jì)和社會的不斷發(fā)展,高層建筑也開始不斷地增加。并且隨著我國城市化進(jìn)程的不斷加快,未來出現(xiàn)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(hù)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(hù)施工工藝重點(diǎn)技術(shù)做一番分析
2.1支護(hù)樁施工分析
承載外力是支護(hù)樁的主要作用,其在深基坑的支護(hù)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(hù)壁兩部分組成,前者是主要為滿足支護(hù)要求而由施工人員自己施工。如以灌注樁為例進(jìn)行說明,在這個(gè)過程中吊桶的方法多是被相關(guān)施工人員用來完成挖掘人物的主要方法,任務(wù)結(jié)束之后,監(jiān)控此后諸如鋼筋籠環(huán)節(jié)的安裝等各個(gè)施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量就成為了主要的任務(wù),在這個(gè)施工的過程中,施工人員一定要加強(qiáng)各個(gè)環(huán)節(jié)的重視,因?yàn)樯罨又ёo(hù)作用的水平很可能直接受到支護(hù)樁中任何一個(gè)環(huán)節(jié)的影響,甚至在某些嚴(yán)重的情況下還會造成較嚴(yán)重的事故。
2.2土方開挖分析
在深基坑支護(hù)的過程中這是施工的重點(diǎn)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(diǎn):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(xù)施工產(chǎn)生影響;第二,在施工的過程中有可能會出現(xiàn)地下電纜或者其他異物,這時(shí)候相關(guān)的施工人員要立即上報(bào),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(huán)撐分析
支護(hù)樁依據(jù)一定形式的排列是高層建筑深基坑支護(hù)施工過程中需要關(guān)注的重點(diǎn)之一,這種排列能夠形成基坑支護(hù)結(jié)構(gòu),而且在其實(shí)際應(yīng)用的過程中要搭配環(huán)形支護(hù)以形成最終的支護(hù)結(jié)構(gòu)。工字鋼樁、挖孔樁和鉆孔灌注樁是相關(guān)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(gè)鋼樁,排列規(guī)則在其中的應(yīng)用都是必不可少的,這樣高層建筑地下建設(shè)施工的科學(xué)合理才能得到一定的保證。最終的支護(hù)結(jié)構(gòu)在排樁加環(huán)撐的技術(shù)處理之后就會成為一個(gè)圓形的結(jié)構(gòu),這種技術(shù)手段能夠?yàn)橹ёo(hù)結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定做出重要的貢獻(xiàn)。
2.4基坑支護(hù)監(jiān)測分析
相關(guān)人員對高層建筑深基坑支護(hù)施工的實(shí)時(shí)監(jiān)測能夠?yàn)槭┕挝惶峁┫嚓P(guān)施工的實(shí)時(shí)狀況,對于重點(diǎn)的部分要給予更多的關(guān)注,如支護(hù)樁的強(qiáng)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(fā)現(xiàn)施工中出現(xiàn)了問題,就要采取應(yīng)急措施,及時(shí)地解決,同時(shí)在這段時(shí)間內(nèi)還要提高檢測的頻率,以保證施工單位對相關(guān)狀況的及時(shí)掌握。
公路建設(shè)中的深基坑具有以下特點(diǎn):首先是聯(lián)系性的特點(diǎn),主要是指在公路建設(shè)中進(jìn)行深基坑的操作時(shí),一定要將施工工地的工程情況、水文地質(zhì)、進(jìn)度計(jì)劃、主要工序以及土方開挖等進(jìn)行綜合考量,做好合理的總體施工組織計(jì)劃,將多重影響因素進(jìn)行整合,確保工程實(shí)施的綜合質(zhì)量。其次是施工短暫性的特點(diǎn),即深基坑本身就是一種臨時(shí)性的結(jié)構(gòu),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(gè)公路建設(shè)項(xiàng)目帶來了長遠(yuǎn)的便捷。第三則是施工專業(yè)性強(qiáng)的特點(diǎn),深基坑施工難度大,技術(shù)要求高,專業(yè)強(qiáng),由于受到施工自然環(huán)境條件的限制,深基坑的面積不能再擴(kuò)大,那么就給深基坑技術(shù)帶來了更高的技術(shù)難度。這就要求相關(guān)施工人員能夠提升自身的專業(yè)技能和綜合素質(zhì),確保在公路建設(shè)深基坑施工中的每個(gè)環(huán)節(jié)都有保障,做到高效、安全、優(yōu)化,從而使整個(gè)建設(shè)項(xiàng)目達(dá)到增值的目的。
(2)公路建設(shè)深基坑的支護(hù)基本類型分析
當(dāng)前,應(yīng)用于公路建設(shè)領(lǐng)域的深基坑類型主要包括錨桿支護(hù)、內(nèi)支撐支護(hù)、放坡開挖支護(hù)以及土釘支護(hù)等四大類,其中,應(yīng)用最為廣泛的便是土釘支護(hù),其主體是基于土釘?shù)倪吪雷o(hù),在實(shí)際操作的過程中,通過支護(hù)錨桿以及土釘?shù)呐浜鲜褂谩F浯?,?nèi)支撐基于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),變形程度小而整體結(jié)構(gòu)大的特點(diǎn)也使其得到了一定的應(yīng)用。從整體上來說,在選擇深基坑類型的時(shí)候,更多的是要選取適合本公路建設(shè)工程的技術(shù)類型,才能真正保證深基坑與公路建設(shè)的穩(wěn)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(xì)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(yán)禁超挖”的原則。并進(jìn)行必要的監(jiān)測和保護(hù),并應(yīng)有應(yīng)急措施。在施工過程中一旦出現(xiàn)險(xiǎn)情,需要及時(shí)搶救。橫向支撐設(shè)備必須安裝檢測儀器,逐日記錄,采用動態(tài)管理的原則,進(jìn)行動態(tài)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(jìn)行深基坑土方開挖之前,需要制定出詳細(xì)的具體的設(shè)計(jì)標(biāo)高,當(dāng)開挖操作得到既定值時(shí),為了最大限度地降低深基坑的變形值,就需要在墊層中進(jìn)行混凝土的澆筑,而最佳的實(shí)施效果要求在一周之內(nèi)進(jìn)行底板混凝土的澆筑。除此之外,整個(gè)土方開挖過程中要保障受力平衡才能增強(qiáng)工程的安全性,也減少其變形。
(2)深基坑開挖邊坡失穩(wěn)問題分析
深基坑開挖時(shí)間較長,容易引起邊坡失穩(wěn),如果施工場地排水不良,則會加劇邊坡不穩(wěn)現(xiàn)象的發(fā)生,此外,施工中應(yīng)注意及時(shí)清理基坑邊緣堆放土方和施工機(jī)械等,也是防止發(fā)生事故的重要措施。隨時(shí)觀察地裂與挖土之間的關(guān)系,當(dāng)發(fā)現(xiàn)挖土后隆起的現(xiàn)象,必須停止挖土。如果出現(xiàn)地裂,當(dāng)檢查降水是否達(dá)標(biāo)等問題,施工單位應(yīng)及早做好準(zhǔn)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(xù)挖土,待專家或相關(guān)技術(shù)人員論證后方可繼續(xù)作業(yè)。
(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(nèi)支撐、噴錨等組成聯(lián)合支護(hù)體系,從而在防止邊坡失隱和阻止地下水側(cè)向滲漏方面,取得較好的應(yīng)用效果。除此之外,在進(jìn)行具體的公路建設(shè)施工之前,一定要對當(dāng)?shù)氐乃灰约敖邓M(jìn)行全面的科學(xué)的分析,才能保障整個(gè)降水過程是可控制的。
3公路建設(shè)中深基坑技術(shù)應(yīng)用中的注意事項(xiàng)
(1)深基坑施工前的準(zhǔn)備與計(jì)劃工作
首先做好的準(zhǔn)備工作,一定要在施工前就制定出完善、科學(xué)的計(jì)劃,并做好相關(guān)準(zhǔn)備工作。其次做好測量工作,測量過程中一定要注意細(xì)節(jié),盡量減小誤差。同時(shí),要結(jié)合實(shí)際情況,反復(fù)演算一定程度的尺寸誤差,帶來的實(shí)際施工的不同效果,才能更好地適應(yīng)工程的實(shí)施。再者是利用機(jī)械設(shè)備科學(xué)、合理地組織開挖。從而發(fā)揮施工最高效率。
(2)深基坑施工中要注重內(nèi)支撐的狀態(tài)
在進(jìn)行深基坑操作的過程中,要充分考慮到內(nèi)支撐的狀態(tài)。第一做好實(shí)時(shí)的監(jiān)控與防護(hù)。為了更好地確保鋼板與支撐之間的緊密聯(lián)系,就需要確保每一個(gè)工作操作程序的正確性與規(guī)范化。如果在操作過程中不慎挖到了內(nèi)支撐的相關(guān)部件,就需要及時(shí)地停工整頓。第二個(gè)關(guān)鍵程序是對支撐與鋼板進(jìn)行安裝與防護(hù)。與此同時(shí),要對每一個(gè)操作環(huán)節(jié)進(jìn)行細(xì)致的檢查,確保施工問題的減少與工程質(zhì)量的提高。
(3)深基坑施工過程中的其他注意事項(xiàng)
在深基坑施工過程中,一定要做好內(nèi)部控制與過程管理,對于深基坑周邊的堆積物,要及時(shí)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)奶幚恚缋么笮拓涇囘\(yùn)送,從而保障深基坑2m之內(nèi)沒有堆載物的出現(xiàn),從而為整個(gè)工程的實(shí)施營造一個(gè)良好的環(huán)境。其他如安全狀態(tài)、邊坡穩(wěn)定以及整體支護(hù)效果等問題,都需要進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測。只有在這樣完善的施工計(jì)劃與監(jiān)控之下,才能夠真正促進(jìn)深基坑技術(shù)在公路建設(shè)中的發(fā)展應(yīng)用。
工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)地下連續(xù)墻施工灌注樁(含格構(gòu)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(yàn)基坑開挖條件驗(yàn)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(yàn)收完成后,墊層施工底板結(jié)構(gòu)施工底板達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,拆除第四道鋼支撐地下二層側(cè)墻結(jié)構(gòu)施工側(cè)墻達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)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(cè)墻、中柱、中板結(jié)構(gòu)施工中板達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,拆除第二道鋼支撐地下一層側(cè)墻、中柱、頂板結(jié)構(gòu)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(jiān)測為主體結(jié)構(gòu)施工全過程。
2圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工
地下連續(xù)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(wěn)定性控制、固壁泥漿的各項(xiàng)指標(biāo)、連續(xù)墻接頭的處理、大型超重鋼筋籠的起吊等諸多方面進(jìn)行了重點(diǎn)控制。地下連續(xù)墻在施工前,制定專項(xiàng)地下連續(xù)墻施工方案和鋼筋籠吊裝方案。按規(guī)劃對施工場地采用C25混凝土進(jìn)行硬化,厚度25cm,配單層鋼筋準(zhǔn),熱力管道上部配雙層雙向準(zhǔn)鋼筋網(wǎng)片,以滿足履帶吊等重載設(shè)備行走。按方案部署施工完導(dǎo)墻,在完成前期施工后,在導(dǎo)墻上放出單元槽段大樣,順序標(biāo)好單元槽段編號,開始施工地下連續(xù)墻。成槽施工時(shí)安排專人,嚴(yán)格按照規(guī)定的取樣頻率、部位對泥漿質(zhì)量進(jìn)行檢測并進(jìn)行控制,確保配置的泥漿指標(biāo)符合施工要求,成槽完成后進(jìn)行超聲波檢測,檢測槽段的垂直度,每個(gè)槽段3次。成槽后進(jìn)行相鄰槽段接頭刷壁,刷壁次數(shù)不少于20次,刷壁的標(biāo)準(zhǔn)是刷壁器上無雜物即為刷壁完成。地下連續(xù)墻鋼筋籠制作采用6步驗(yàn)收法進(jìn)行驗(yàn)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(shí)下放鎖扣管,之后下放導(dǎo)管。待以上工序完成后,循環(huán)槽內(nèi)泥漿使泥漿指標(biāo)達(dá)到規(guī)范要求后開始澆筑混凝土。地下連續(xù)墻施工過程中,項(xiàng)目安全專業(yè)技術(shù)人員現(xiàn)場值班并詳細(xì)、真實(shí)記錄施工工程。洞庭路站共計(jì)完成地下連續(xù)墻87幅,依據(jù)《天津地鐵建設(shè)工程地下連續(xù)墻質(zhì)量評估辦法》規(guī)定,結(jié)合施工記錄和監(jiān)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(nèi)埋深較淺的潛水層進(jìn)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(jīng)揭穿第一承壓含水層,基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)地下連續(xù)墻已將該承壓含水層隔斷。共布置16口疏干井,其中盾構(gòu)井位置各2口井深24m,標(biāo)準(zhǔn)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(yàn)分析,結(jié)論如下:單井初期出水量約3m3/h,群井試驗(yàn)期間單井出水量基本穩(wěn)定在2m3/h;單井抽水影響范圍約20m;試驗(yàn)抽水期間,基坑內(nèi)疏干井出水量穩(wěn)定,各井均未出現(xiàn)斷流。群井試驗(yàn)坑外觀測井水位變化幅度較小。基坑內(nèi)降水運(yùn)行9d,基坑內(nèi)潛水水位標(biāo)高約-15.88~-16.15m,滿足基坑開挖到底板標(biāo)高-13.6~-15.6m的要求。4土方開挖土方開挖遵循“時(shí)空效應(yīng)”理論,嚴(yán)格遵守分層、分段、平衡開挖,先撐后挖的施工原則。嚴(yán)格控制每步土的開挖深度,不得超挖。嚴(yán)格控制每一工況挖土地下連續(xù)墻暴露長度,做到上撐與開挖之間的時(shí)間不得超過8h。開挖前進(jìn)行探挖同時(shí)結(jié)合降水試驗(yàn),及時(shí)發(fā)現(xiàn)并判定漏水位置,做到開挖前不留隱患。嚴(yán)格控制每步土的開挖深度(支撐下60mm),不得超挖。嚴(yán)格控制每層土方開挖起始點(diǎn)的基坑暴露長度,不得超過10m?;娱_挖前,按審定的應(yīng)急預(yù)案備齊應(yīng)急搶險(xiǎn)設(shè)備、物資。土方開挖前首先使用120挖掘機(jī)在地下連續(xù)墻接縫處進(jìn)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(xiàn)異常及時(shí)用反壓土封堵處理,如未見異常再進(jìn)行下部土的土方開挖。地下連續(xù)墻評估中B級墻(D32#)為探挖重點(diǎn)。61、61t1、61t5層粉質(zhì)粘土均為軟~流塑土質(zhì),根據(jù)天津地區(qū)地質(zhì)分布特點(diǎn)該層土中結(jié)合水很強(qiáng),因此計(jì)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(jī)沉降。土方開挖過程中應(yīng)對臨時(shí)邊坡范圍內(nèi)的立柱與降水井管采取保護(hù)措施,除在交底中貫徹保護(hù)要求外,上述位置隨施工進(jìn)度設(shè)置標(biāo)的警示物,防止意外磕碰;在開挖降水井、立柱樁周邊土體時(shí)小挖掘機(jī)清理不到位的統(tǒng)一由人工配合清理,嚴(yán)禁采用長臂挖掘機(jī)及小挖掘機(jī)盲目開挖導(dǎo)致對立柱、降水井、支撐的碰撞損壞。臨時(shí)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(cè)向土壓力并在臨時(shí)立柱和降水井上粘貼紅黃相間的反光警示標(biāo)識?;拥撞客练介_挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后,立即施做綜合接地,完成后進(jìn)行基槽驗(yàn)收,及時(shí)澆筑250mmC25P8混凝土墊層。澆筑墊層前,檢驗(yàn)坑底表面平整度,要求槽底表面應(yīng)堅(jiān)硬無積水與地下連續(xù)墻接觸面進(jìn)行鑿毛處理并清刷干凈,使新老混凝土接合牢固。施工時(shí)嚴(yán)格控制好頂面標(biāo)高,振搗密實(shí)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(jìn)行底板防水及底板、底縱梁的施工。
二、施工監(jiān)測
綜合考慮基坑的安全等級,施工階段,施工區(qū)域影響范圍,監(jiān)測對象的特點(diǎn)及設(shè)計(jì)和規(guī)范要求等因素,確定如下監(jiān)測頻率:地下連續(xù)墻施工期間周邊道路沉降監(jiān)測1次/3d;降水期間對坑外水位監(jiān)測1次/d,其他測項(xiàng)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(yīng)急狀況下的監(jiān)測頻率4次/d或更高。當(dāng)變形速率或變形超過警戒值時(shí),及時(shí)與監(jiān)理、設(shè)計(jì)、業(yè)主溝通,及時(shí)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(diǎn),即周邊環(huán)境復(fù)雜,各種建構(gòu)筑物、地下管線多,且對施工變形控制要求高;工程地質(zhì)與水文地質(zhì)復(fù)雜,不確定因素多;結(jié)構(gòu)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(diǎn)都集中表現(xiàn)為工程的高風(fēng)險(xiǎn)性。因此,通過主動的、系統(tǒng)化的風(fēng)險(xiǎn)分解、分類,識別工程的致險(xiǎn)因子、風(fēng)險(xiǎn)事件和后果對地鐵及地下工程建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行辨識是具有重大意義的。根據(jù)地鐵土建工程的特點(diǎn),安全風(fēng)險(xiǎn)的分解按照工程所處的地質(zhì)條件、周邊環(huán)境、工程實(shí)施等的各個(gè)階段進(jìn)行分解。從自然環(huán)境、工程條件、技術(shù)等方面分析擬建工程的特點(diǎn)及相應(yīng)的潛在風(fēng)險(xiǎn)。
本文以廣州地鐵五號線建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)管理的實(shí)踐,并以基坑開挖為重點(diǎn),分析地鐵基坑開挖地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)分類。
1)在軟土地層、淤泥質(zhì)土體進(jìn)行基坑開挖施工引起地面沉陷的風(fēng)險(xiǎn)。
明挖基坑施工沿線存在很大厚度具有低強(qiáng)度和高壓縮性的軟土、淤泥質(zhì)土體時(shí),很難控制好地面沉降及鄰近地下管線、構(gòu)筑物的位移,容易引起一定的地面沉陷,給地面建筑、構(gòu)筑物、地下管線帶來危害。因此更會導(dǎo)致諸多連環(huán)性質(zhì)的工程災(zāi)害,如:管線爆裂滲水進(jìn)而導(dǎo)致暗挖段土體力學(xué)參數(shù)急劇下降,承載能力大幅下降和變形急劇擴(kuò)大,如此惡性循環(huán)后必將出現(xiàn)災(zāi)難性后果。
2)明挖時(shí),容易因失水造成地面塌陷。
一般在基坑開挖時(shí),需要進(jìn)行坑內(nèi)降水,這需要防止土體失水引起的地面塌陷風(fēng)險(xiǎn)。砂土地區(qū)應(yīng)該防止因降水引起水土流失導(dǎo)致的地面塌陷。
如果地層失水嚴(yán)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(dāng)厚度的軟土或淤泥土,明挖施工時(shí)淺層地下水可能透過巖石層的裂隙進(jìn)行滲漏,如果滲水過多則會引起地表沉降過大。
3)粉細(xì)砂層容易發(fā)生液化、流砂、涌砂現(xiàn)象,給明挖造成危險(xiǎn)。工作面前方遭遇流砂或發(fā)生管涌,這種現(xiàn)象的發(fā)生對于基坑施工都是災(zāi)難性的后果。
4)花崗巖各風(fēng)化帶遇水軟化、崩解,給施工帶來很大風(fēng)險(xiǎn)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,一般不會將花崗巖各風(fēng)化帶遇水軟化、崩解作為荷載驗(yàn)算工況。因此,如果施工過程中發(fā)生巖石崩解,將威脅明挖施工的安全。
5)巖層風(fēng)化帶的巖面起伏問題對車站差異沉降的影響。沿線地質(zhì)中,花崗巖各風(fēng)化帶的巖面起伏問題相當(dāng)嚴(yán)重并且普遍。一般而言,根據(jù)現(xiàn)行GB50157-2003地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)計(jì)方都會在車站主體結(jié)構(gòu)方向設(shè)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(nèi)土體強(qiáng)度和剛度不一,使得主體結(jié)構(gòu)縱向沉降差異顯著增大,當(dāng)變形縫兩側(cè)主體結(jié)構(gòu)的差異沉降超過軌道允許的最大沉降差時(shí),會嚴(yán)重影響地鐵車輛的運(yùn)行。
6)地下結(jié)構(gòu)在巖面起伏的地質(zhì)中地震響應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)。
上軟下硬、巖面起伏的地質(zhì)使得盾構(gòu)隧道的地震響應(yīng)比較復(fù)雜,尤其是盾構(gòu)屬于地下超長結(jié)構(gòu),其地震響應(yīng)更加復(fù)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(yīng)給工程帶來較大設(shè)計(jì)和運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)。
7)斷層破碎帶中進(jìn)行地下工程施工的風(fēng)險(xiǎn)。
在各斷裂的斷層破碎帶之中,基坑開挖施工容易受到地質(zhì)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(fēng)險(xiǎn)。明挖基坑在計(jì)算基坑側(cè)壁滑裂面時(shí),應(yīng)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(shù)措施是否得當(dāng)?shù)?均有很大的關(guān)系。
8)斷層活動的風(fēng)險(xiǎn)(包括抗震和地震響應(yīng)等方面)。
斷層活動對廣州地區(qū)第四系覆蓋區(qū)的全新統(tǒng)可液化砂層和可能發(fā)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(shè)中應(yīng)注意抗震問題。
廣州地區(qū)斷層的活動性較弱,現(xiàn)代跨斷層的形變觀測表明其活動速率較小,不可能孕發(fā)強(qiáng)震,對地面建筑破壞較輕,但不排除在局部地段或地區(qū),尤其是砂層或淤泥層較厚的珠江沿岸及其西部一帶,發(fā)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(jié)構(gòu)的風(fēng)險(xiǎn)。
沿線地下水對混凝土結(jié)構(gòu)工程無腐蝕性,但對結(jié)構(gòu)中的鋼筋具有弱腐蝕性。此種腐蝕性會隨著時(shí)間的增長,加速結(jié)構(gòu)的老化過程。特別是地鐵結(jié)構(gòu)一般均處于高應(yīng)力狀態(tài),鋼筋受到腐蝕會影響結(jié)構(gòu)的安全性。
10)隱伏溶溝、溶槽、地質(zhì)漏斗、風(fēng)化深槽等的風(fēng)險(xiǎn)。
在斷裂發(fā)生地帶多隱伏溶溝、溶槽、漏斗等,這種地質(zhì)“空洞”,改變了地質(zhì)應(yīng)力分布狀態(tài),使得土體經(jīng)開挖后處于松散狀態(tài)而發(fā)生坍塌。
11)爆破震動引起砂層和淤泥質(zhì)土層震陷的風(fēng)險(xiǎn)。
由于各站站址均下臥巖石層,施工時(shí)使用微型爆破或鉆孔設(shè)備時(shí),施工機(jī)具的頻繁振動或爆破震動傳至砂層或上層淤泥質(zhì)土層時(shí),易產(chǎn)生液化、涌砂現(xiàn)象。
12)缺乏地質(zhì)超前預(yù)報(bào)帶來的風(fēng)險(xiǎn)。
廣州地質(zhì)條件相對復(fù)雜,突發(fā)性地質(zhì)事件很多,缺乏地質(zhì)超前預(yù)報(bào)易帶來很多風(fēng)險(xiǎn)。巖溶、斷裂、隱伏風(fēng)化深槽等地質(zhì)勘探、預(yù)報(bào)局限性也會帶來風(fēng)險(xiǎn)。
廣州地區(qū)存在巖溶、斷裂、隱伏風(fēng)化深槽等大量的不良地質(zhì),這些均需要做大量的地質(zhì)勘探工作。根據(jù)五號線的勘探實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),巖溶地質(zhì)勘探很難反映溶洞的分布,這給施工帶來很大的困難和風(fēng)險(xiǎn)。
13)明挖基坑穿越上軟下硬復(fù)合地層(土、石交界面)的風(fēng)險(xiǎn)。
明挖基坑大多穿越上軟下硬復(fù)合地層(土、石交界面),因而此類問題具有很大的普遍性。此時(shí),軟土地層應(yīng)力逐漸增大,而硬巖、風(fēng)化巖地層則突然減小。此類基坑的支撐設(shè)計(jì)階段也應(yīng)考慮到這種變化。
14)流砂的風(fēng)險(xiǎn)。
廣州部分地區(qū)砂層較厚,基坑遭遇流砂危害的可能性也較大。雖然圍護(hù)結(jié)構(gòu)都設(shè)置了樁間止水措施,但難免存在空隙滲漏流砂。
15)硬巖層內(nèi)成樁困難的風(fēng)險(xiǎn)。
根據(jù)現(xiàn)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(hù)方案。
二、土釘墻支護(hù)的特點(diǎn)
1.能合理利用土體的自承能力,將土體作為支護(hù)結(jié)構(gòu)的不可分割部分。
2.結(jié)構(gòu)輕型,柔性大,有良好的抗振性和延性。
3.施工便捷、安全,土釘?shù)闹谱髋c成孔簡單易行,且靈活機(jī)動,便于根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測變形數(shù)據(jù)和特殊情況,及時(shí)變更設(shè)計(jì)。
4.施工不需單獨(dú)占用場地,對于施工場地狹小,放坡困難,有相鄰建筑,大型護(hù)坡施工設(shè)備不能進(jìn)場時(shí),該技術(shù)顯示出獨(dú)特的優(yōu)越性。
5.穩(wěn)定可靠,支護(hù)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(qiáng)。
6.總工期短,可以隨開挖隨支護(hù),基本不占用施工工期。
7.與其他深基坑支護(hù)類型相比費(fèi)用低,經(jīng)濟(jì),可降低造價(jià)10%~40%。
三、施工方法
1.施工準(zhǔn)備。學(xué)習(xí)規(guī)范,熟悉圖紙,確定基坑開挖線、軸線定位點(diǎn)、水準(zhǔn)基點(diǎn)、變形觀測點(diǎn)等。選擇合適的施工機(jī)具,并檢查設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況,安排現(xiàn)場水、電、照明及施工工作面,材料進(jìn)場后做好原材料的檢驗(yàn)與砼、水泥漿的試配。
2.開挖。(1)應(yīng)按照規(guī)范規(guī)定的分層深度按作業(yè)順序施工,在完成土層作業(yè)面的土釘與噴射砼以前,不得進(jìn)行下一層深度的開挖。分層深度按照邊坡土質(zhì)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(hù)分層開挖深度和施工的作業(yè)順序上,應(yīng)保證修整后的邊坡能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)保持自立并在限定的時(shí)間內(nèi)完成支護(hù)。盡量縮短邊壁土體的時(shí)間,對于自穩(wěn)能力差的土體如高含水量的粘性土和無天然粘結(jié)力的砂土必須立即進(jìn)行支護(hù)。
3.清理邊坡?;娱_挖后,基坑的邊壁宜采用小型機(jī)具或鏟鍬進(jìn)行切削清坡,以達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的坡度。
4.孔位布點(diǎn)。土釘成孔前,應(yīng)按設(shè)計(jì)要求定出孔位并做出標(biāo)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(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),其誤差符合《基坑土釘支護(hù)技術(shù)規(guī)程》CECS96︰97的要求。如出現(xiàn)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(jìn)行人工成孔時(shí),可采用鋼管代替鋼筋,利用機(jī)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(shí)散落土粒堵塞出漿孔,同時(shí)增加其抗拔力,鋼管前端做成錐形,以減少打入時(shí)的摩擦阻力。成孔過程中如遇障礙物需調(diào)整孔位時(shí),不得影響支護(hù)安全,成孔后要進(jìn)行清孔檢查,對塌孔處應(yīng)及時(shí)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(shè)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(gòu)造應(yīng)不妨礙注漿時(shí)漿液的自由流動;(2)注漿。成孔后應(yīng)及時(shí)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(nèi)。重力注漿以滿為止,但需1~2次補(bǔ)漿;壓力注漿采用二次注漿法,并在鉆孔口設(shè)置止?jié){塞和排氣孔;注漿導(dǎo)管應(yīng)先插入孔底,以低壓注漿,同時(shí)將導(dǎo)管以勻速緩慢撤出,導(dǎo)管的出漿口應(yīng)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(dǎo)管離孔口0.5~1m時(shí)采用高壓注滿,并保持高壓3~5Min;采用鋼管時(shí)應(yīng)使用高壓注漿,注滿后及時(shí)封堵,讓壓力緩慢擴(kuò)散;注漿時(shí)需加入早強(qiáng)劑和膨脹劑以提高注漿體早期強(qiáng)度和增大其與孔壁土體的摩擦力。
7.鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片。鋼筋網(wǎng)片可用直徑6~8mm盤條鋼筋焊接或綁扎而成,網(wǎng)格尺寸150~300mm;在噴射砼之前,面層內(nèi)的鋼筋網(wǎng)片應(yīng)牢固固定在邊壁上并符合規(guī)定要求的保護(hù)層厚度。鋼筋網(wǎng)片可用插入土中的鋼筋固定,在砼噴射下應(yīng)不出現(xiàn)振動。
8.噴射砼面層。(1)噴射砼強(qiáng)度宜采用C20砼。施工順序應(yīng)自下而上,噴頭與受噴面距離宜控制在0.8~1.5m范圍內(nèi),射流方向垂直指向噴射面,在鋼筋部位應(yīng)先噴鋼筋后方,然后再噴填鋼筋前方,防止在鋼筋背面出現(xiàn)空隙。也可在鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片之前初噴一次,鋪設(shè)網(wǎng)片之后再進(jìn)行復(fù)噴,一次噴射厚度不宜小于40mm,噴射砼前應(yīng)先向邊壁土層噴水潤濕;噴射時(shí)應(yīng)加入速凝劑以提高砼的凝結(jié)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(nèi)用以固定鋼筋網(wǎng)片的鋼筋作為標(biāo)志加以控制。當(dāng)面層厚度超過100mm時(shí)應(yīng)分兩次噴射,每次噴射厚度宜為50~70mm。繼續(xù)進(jìn)行下步噴射砼作業(yè)時(shí),應(yīng)仔細(xì)清除預(yù)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(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件,采取連續(xù)噴水養(yǎng)護(hù)5~7d;(4)土釘墻支護(hù)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(shè)置寬為1~2m的噴射砼護(hù)頂。
9.排水系統(tǒng)。(1)土釘墻支護(hù)宜在排除地下水的條件下施工,應(yīng)采取的排水措施包括地表排水,支護(hù)內(nèi)部排水,以及基坑排水,以避免土體處于飽和狀態(tài)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(nèi)應(yīng)設(shè)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(nèi)積水應(yīng)及時(shí)抽出;(3)如基坑側(cè)壁水壓較大時(shí),可在支護(hù)面層背部插入長度400~600mm,直徑不小于40mm的水平導(dǎo)水管,外端伸出支護(hù)面層,間距1.5~2.0m,以便將砼面層后積水排出。
四、質(zhì)量控制
具體操作應(yīng)執(zhí)行《基坑土釘支護(hù)技術(shù)規(guī)程》CECS96︰97中的有關(guān)規(guī)定。對原材料、注漿強(qiáng)度及噴射砼強(qiáng)度、噴射砼厚度、土釘抗拔力進(jìn)行嚴(yán)格試驗(yàn)或檢驗(yàn),確保符合相關(guān)規(guī)范要求。
施工中還應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行施工監(jiān)測,土釘墻支護(hù)的施工監(jiān)測至少應(yīng)包括:支護(hù)位移的測量、地表開裂狀態(tài)(位置、裂縫寬度)觀察、附近建筑物和重要管線等設(shè)施的變形測量和裂縫觀察、基坑滲漏水和基坑內(nèi)外的地下水位變化等。
五、結(jié)語
項(xiàng)目施工完成后,立即邀請有關(guān)人員進(jìn)行了現(xiàn)場檢驗(yàn),整體質(zhì)量符合規(guī)范要求,整個(gè)施工過程中未出現(xiàn)任何事故,該項(xiàng)目現(xiàn)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(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:
1 基坑開挖穩(wěn)定性影響因素
基坑支護(hù)的目的是為了保證基坑周圍土體的穩(wěn)定,若基坑較淺土質(zhì)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(wěn)定。
基坑過深,不采取一定的支護(hù)措施就要產(chǎn)生坍塌。早期方法是采用砌石塊擋土結(jié)構(gòu),但這種方法僅適用于土質(zhì)好基坑不太深的情況。高層建筑基坑僅在開挖施工基礎(chǔ)過程中起作用,回填土后就不起多大作用,所以它服務(wù)時(shí)間短,都采用砌石擋土就不經(jīng)濟(jì),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(shí)等。
隨著城市對高層或超高層建筑的需要,傳統(tǒng)方法受到了局限。如場地環(huán)境、擋土承載力不足等,也就相繼出現(xiàn)了灌注樁、攪拌樁、挖孔樁、沉管樁、地下連續(xù)墻等基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)。這些支護(hù)結(jié)構(gòu)承載力大為提高,樁徑可達(dá)4m以上,承載力也達(dá)到1000kN以上。
2深基坑開挖過程中存在問題及措施
2.1 支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算問題
目前,深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算仍基于極限平衡理論,但支護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力并不那么簡單。工程實(shí)踐證明,有的支護(hù)結(jié)構(gòu)按極限平衡理論計(jì)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(hù)結(jié)構(gòu)卻恰恰相反,即安全系數(shù)雖然比較小,甚至達(dá)不到規(guī)范的要求,但在實(shí)際工程中卻獲得成功。
極限平衡理論是深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的一種靜態(tài)設(shè)計(jì),而實(shí)際上開挖后的土體是一種動態(tài)平衡狀態(tài),也是一個(gè)松弛過程,隨著時(shí)間的增長,土體強(qiáng)度逐漸下降,并產(chǎn)生一定的變形。這說明在設(shè)計(jì)中必須給予充分的考慮,但在目前的設(shè)計(jì)計(jì)算中卻常被忽視。
支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮由于超孔隙水壓力對土體的影響,對土的各項(xiàng)物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)取值要慎重,為了使取值更加可靠,最好在工程樁結(jié)束后,對土體做原位測試,以取得第一手資料,積累經(jīng)驗(yàn),提高工程的設(shè)計(jì)與施工水平,預(yù)防和避免事故的發(fā)生。
2.2 支護(hù)結(jié)構(gòu)的空間效應(yīng)問題
深基坑開挖中大量的實(shí)測資料表明:基坑周邊向基坑內(nèi)發(fā)生的水平位移是中間大兩邊小。深基坑邊坡失穩(wěn)常常在長邊的居中位置發(fā)生,這說明深基坑開挖是一個(gè)空間問題。
目前, 支護(hù)結(jié)構(gòu)中支撐的形式很多,但主要有兩類:內(nèi)撐式和拉錨式。對于拉錨式,每根錨桿單獨(dú)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(lián)系,維持圍護(hù)樁墻的平衡。對于內(nèi)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(gè)空間框架結(jié)構(gòu)。尤其當(dāng)有兩道以上的水平支撐時(shí),空間效應(yīng)就更加明顯,這時(shí),水平支撐梁就不僅起單根支撐作用,而是以整體結(jié)構(gòu)的形式起支撐作用。然而,目前在支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,完全沒有考慮內(nèi)撐式支護(hù)結(jié)構(gòu)的這一空間效應(yīng),將內(nèi)撐式和拉錨式同等看待,即僅僅提供一個(gè)水平支撐力,是不合理的。
傳統(tǒng)的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是按平面應(yīng)變問題處理的。對一些細(xì)長條基坑來講,這種平面應(yīng)變假設(shè)比較符合實(shí)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(jìn)行空間問題處理前而需按應(yīng)變假設(shè)設(shè)計(jì)時(shí),支護(hù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要適當(dāng)調(diào)整,以適應(yīng)開挖空間效應(yīng)的要求。
在支護(hù)結(jié)構(gòu)中,支撐的形式及位置對結(jié)構(gòu)的變形和內(nèi)力有顯著的影響。選擇合理的支撐形式及位置,對圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,減少位移及降低造價(jià)有很大的作用。
一般的支護(hù)結(jié)構(gòu)中,圍護(hù)樁墻的頂部都設(shè)有壓頂圈梁,壓頂圈梁不但將各單樁聯(lián)系起來,增強(qiáng)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(shè)計(jì)成圓環(huán)形是最適合的,這樣可以改善支撐梁的受力條件,將彎矩轉(zhuǎn)化為軸力,充分利用混凝土的抗壓強(qiáng)度,從而大大降低工程造價(jià),同時(shí)擴(kuò)大坑內(nèi)的施工空間,方便了施工。
支護(hù)樁墻的穩(wěn)定性及位移,在開挖面以上可以用內(nèi)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?;拥撞客临|(zhì)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(wěn)定性。樁墻的入土深度對其穩(wěn)定性及變形也有顯著的影響,但入土深度到達(dá)一定時(shí),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(hù)穩(wěn)定性和控制位移。
2.3 支護(hù)墻的滲水與漏水問題
土方開挖后支護(hù)墻出現(xiàn)滲水或漏水,對基坑施工帶來不便,如滲漏嚴(yán)重時(shí)則往往會造成土顆粒流失,引起支護(hù)墻背地面沉陷甚至支護(hù)結(jié)構(gòu)坍塌。例如某銀行,基坑開挖深度為 –7.4m,支護(hù)樁為鉆孔灌注樁¢800@1000,樁長13m,其后設(shè)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(zhì)量差,未形成止水帳幕,基坑開挖后,樁間出現(xiàn)大量涌泥和流砂,支護(hù)樁向基坑內(nèi)側(cè)傾斜達(dá)200mm以上,樁后形成的地面裂縫達(dá) 50~100mm,邊坡滑移,嚴(yán)重開裂破壞,被迫停止拆除。
對滲、漏水量很大的情況,應(yīng)查明原因,采取相應(yīng)的措施:如漏水位置離地面不深處,可將支護(hù)墻背開挖至漏水位置下500~l000mm,在支護(hù)墻后用密實(shí)混凝土進(jìn)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(yīng)摻入水玻璃,使其能盡早凝結(jié),也可采用高壓噴射注漿方法。采用壓密注漿時(shí)應(yīng)注意,
其施工對支護(hù)墻會產(chǎn)生一定壓力,有時(shí)會引起支護(hù)墻向坑內(nèi)較大的側(cè)向位移,這在重力式或懸臂支護(hù)結(jié)構(gòu)中更應(yīng)注意,必要時(shí)應(yīng)在坑內(nèi)局部回填土后進(jìn)行,待注漿達(dá)到止水效果后再重新開挖。如現(xiàn)場條件許可,還可在坑外增設(shè)并點(diǎn)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(shí)會遇到無法清除的地下障礙, 使支護(hù)樁形成斷樁或漏樁現(xiàn)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(hù)墻的受力會帶來影響, 斷樁或漏樁處也易造成嚴(yán)重漏水。
對于施工過程中已知的或懷疑可能發(fā)生的斷樁或漏樁,在基坑開挖前,應(yīng)先行對該樁位及樁背進(jìn)行壓密注漿或高壓噴射注漿,保證其在開挖后不發(fā)生嚴(yán)重漏水,以便開挖后處理。斷樁如發(fā)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(shí)的混凝土鑿干凈,支模后用混凝土補(bǔ)澆填實(shí)。如樁發(fā)生在基坑底面以下,則應(yīng)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(dāng)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(fā)現(xiàn)后應(yīng)先進(jìn)行止水處理,再用混凝土補(bǔ)澆填實(shí),如止水有困難,也可采用“引流一修補(bǔ)”的方法,先在斷樁處設(shè)一引流管,再將斷樁修補(bǔ),混凝土修補(bǔ)時(shí)可將引流管埋入其中,但引流管兩端不可封死,應(yīng)保證引流暢通,防止壓力水對引流管邊修補(bǔ)的混凝土產(chǎn)生微裂縫。在混凝土達(dá)到強(qiáng)度后,可封住引流管。
施工階段未知的斷樁,其位置又發(fā)生在基坑底面以下,一般很難發(fā)現(xiàn)也難以修復(fù)。如開挖后發(fā)生坑底支護(hù)樁邊有嚴(yán)重管涌、冒砂或土體隆起現(xiàn)象,應(yīng)懷疑下部斷樁或漏樁,此時(shí),應(yīng)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(bǔ)。
3 結(jié)束語
綜上所述,隨著目前深基坑施工中出現(xiàn)問題增多及未來城市化進(jìn)程會進(jìn)一步加快,而隨之而來的房產(chǎn)開發(fā)將會出現(xiàn)更棘手的問題,從本文我們大概可以預(yù)測到未來房產(chǎn)建筑的發(fā)展方向,可能出現(xiàn)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(xiàn)
0 引言
隨著時(shí)代的發(fā)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(hù)技術(shù)是保障建筑物安全施工的關(guān)鍵,為了確保建筑物的穩(wěn)定性,建筑基礎(chǔ)必須要滿足地下埋深嵌固的規(guī)范要求。建筑結(jié)構(gòu)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(hù)施工中存在的問題
現(xiàn)今深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理論雖然有了很大發(fā)展,但是在實(shí)際施工中仍然存在許多不足的地方,主要表現(xiàn)為如下幾個(gè)方面。
1.1 邊坡修理不達(dá)標(biāo)
在深基坑施工中經(jīng)常存在挖多或挖少的現(xiàn)象,這都是由于施工管理人員管理的不到位以及機(jī)械操作手的操作水平等多種因素的影響,使得機(jī)械開挖后的邊坡表面的平整度和順直度不規(guī)則,而人工修理時(shí)又由于條件的限制不可能作深度挖掘,故經(jīng)常性的會出現(xiàn)擋土支付后出現(xiàn)超挖和欠挖現(xiàn)象。這是深基坑支護(hù)工程施工中較為常見的不足之處。
1.2 施工過程與施工設(shè)計(jì)的差別大
在深基坑中需要支護(hù)施工時(shí),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(hù)強(qiáng)度,進(jìn)而使得水泥土發(fā)生裂縫,另外,在實(shí)際施工中,偷工減料的現(xiàn)象也時(shí)常發(fā)生,深基坑挖土設(shè)計(jì)中常常對挖土程序有所要求來減少支護(hù)變形,并進(jìn)行圖紙交底,而實(shí)際施工中往往不管這些框框,搶進(jìn)度,圖局部效益,這往往就會造成偷工減料現(xiàn)象的發(fā)生。深基坑開挖是一個(gè)空間問題。傳統(tǒng)的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是按平面應(yīng)變問題處理的。在未能進(jìn)行空間問題處理之前而需按平面應(yīng)變假設(shè)設(shè)計(jì)時(shí),支護(hù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要適當(dāng)調(diào)整,以適應(yīng)開挖空間效應(yīng)的要求。這點(diǎn)在設(shè)計(jì)與實(shí)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(hù)不配套
當(dāng)土方開挖技術(shù)含量較低時(shí),組織管理也相對容易。而擋土支護(hù)的技術(shù)含量較高,施工組織和管理都比土方開挖復(fù)雜。所以在實(shí)際的施工過程中,大型的工程一般都是由專業(yè)的施工隊(duì)伍來完成的,而且絕大部分都是兩個(gè)平行的合同。這樣,在施工過程中協(xié)調(diào)管理的難度大,土方施工單位搶進(jìn)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(hù)施工所需要工作面,留給支護(hù)施工的操作面幾乎是無法操作,時(shí)間上也無法去完成支護(hù)工作,對屬于巖土工程的地下施工項(xiàng)目,資質(zhì)限制不嚴(yán)格,基坑支護(hù)工程轉(zhuǎn)手承包較為普遍,一些施工單位不具備技術(shù)條件,為了追求利潤而隨意修改工程設(shè)計(jì),降低安全度?,F(xiàn)場管理混亂,以致出現(xiàn)險(xiǎn)情,未做到信息化施工和動態(tài)化管理。這也是深基坑支護(hù)施工中常見的問題之一。
2 深基坑支護(hù)實(shí)施策略
2.1 轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)深基坑支護(hù)工程設(shè)計(jì)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(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:2095-2104(2012)04-0020-0
一、深基坑支護(hù)施工設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀分析
目前的建筑施工,其中的深基坑支護(hù)因其專業(yè)性較強(qiáng),一般都分包給了巖土專業(yè)施工公司,比較大的公司一般是當(dāng)?shù)氐目辈煸O(shè)計(jì)施工單位,另外,還有一些規(guī)模和實(shí)力較強(qiáng)的專業(yè)公司,當(dāng)前市場上,個(gè)人巖土公司也有一些。從設(shè)計(jì)和施工資質(zhì)上看:比較大的巖土專業(yè)施工公司既有施工資質(zhì)又有設(shè)計(jì)資質(zhì);而一些小的巖土專業(yè)施工公司只有施工資質(zhì),而沒有設(shè)計(jì)資質(zhì),這種情況在當(dāng)前的巖土工程施工中為數(shù)較多。
最近兩年,一些業(yè)主為了提前開工等多種因素,在招標(biāo)時(shí)改變常規(guī),對地下巖土工程部分在結(jié)構(gòu)主體招標(biāo)前先進(jìn)行招標(biāo),隨之而來出現(xiàn)了一些新現(xiàn)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(biāo),一些大的建筑總承包單位進(jìn)入了巖土工程施工。然而,不論是業(yè)主還是監(jiān)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(shè)計(jì)資質(zhì)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(hù)施工一般都實(shí)行分包,有些是業(yè)主直接將基坑工程分包給了專業(yè)公司,然后納入總承包單位管理;而另一種模式是業(yè)主將基坑任務(wù)交給了總承包單位,而由總承包單位進(jìn)行分包。前一種模式因業(yè)主將任務(wù)直接分包,故在總包單位管理時(shí)易出現(xiàn)管理難的問題,而后一種模式容易出現(xiàn)工程質(zhì)量問題。
從深基坑工程特點(diǎn)看:深基坑開挖深度大,很多深基坑緊鄰其它建筑物(或構(gòu)筑物),施工難度較大,除了合理設(shè)計(jì)外,必須加強(qiáng)施工管理,確保嚴(yán)格按設(shè)計(jì)和相關(guān)規(guī)范施工,必須對基坑邊坡和周圍建筑物(或構(gòu)筑物)加強(qiáng)監(jiān)測,實(shí)現(xiàn)信息化施工。
二、深基坑支護(hù)工程施工中常見問題
現(xiàn)今深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理論雖然有了很大發(fā)展,但是在實(shí)際施工中仍然存在許多不足的地方,主要表現(xiàn)為如下幾個(gè)方面。
1、邊坡修理不達(dá)標(biāo)
在深基坑施工中經(jīng)常存在挖多或挖少的現(xiàn)象,這都是由于施工管理人員管理的不到位以及機(jī)械操作手的操作水平等多種因素的影響,使得機(jī)械開挖后的邊坡表面的平整度和順直度不規(guī)則,而人工修理時(shí)又由于條件的限制不可能作深度挖掘,故經(jīng)常性的會出現(xiàn)擋土支付后出現(xiàn)超挖和欠挖現(xiàn)象。這是深基坑支護(hù)工程施工中較為常見的不足之處。
2、施工過程與施工設(shè)計(jì)的差別大
在深基坑中需要支護(hù)施工時(shí),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(hù)強(qiáng)度,進(jìn)而使得水泥土發(fā)生裂縫,另外,在實(shí)際施工中,偷工減料的現(xiàn)象也時(shí)常發(fā)生,深基坑挖土設(shè)計(jì)中常常對挖土程序有所要求來減少支護(hù)變形,并進(jìn)行圖紙交底,而實(shí)際施工中往往不管這些框框,搶進(jìn)度,圖局部效益,這往往就會造成偷工減料現(xiàn)象的發(fā)生。深基坑開挖是一個(gè)空間問題。傳統(tǒng)的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是按平面應(yīng)變問題處理的。在未能進(jìn)行空間問題處理之前而需按平面應(yīng)變假設(shè)設(shè)計(jì)時(shí),支護(hù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要適當(dāng)調(diào)整,以適應(yīng)開挖空間效應(yīng)的要求。這點(diǎn)在設(shè)計(jì)與實(shí)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(hù)不配套
當(dāng)土方開挖技術(shù)含量較低時(shí),組織管理也相對容易。而擋土支護(hù)的技術(shù)含量較高,施工組織和管理都比土方開挖復(fù)雜。所以在實(shí)際的施工過程中,大型的工程一般都是由專業(yè)的施工隊(duì)伍來完成的,而且絕大部分都是兩個(gè)平行的合同。這樣,在施工過程中協(xié)調(diào)管理的難度大,土方施工單位搶進(jìn)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(hù)施工所需要工作面,留給支護(hù)施工的操作面幾乎是無法操作,時(shí)間上也無法去完成支護(hù)工作,對屬于巖土工程的地下施工項(xiàng)目,資質(zhì)限制不嚴(yán)格,基坑支護(hù)工程轉(zhuǎn)手承包較為普遍,一些施工單位不具備技術(shù)條件,為了追求利潤而隨意修改工程設(shè)計(jì),降低安全度?,F(xiàn)場管理混亂,以致出現(xiàn)險(xiǎn)情,未做到信息化施工和動態(tài)化管理。這也是深基坑支護(hù)施工中常見的問題之一。
三、深基坑支護(hù)施工設(shè)計(jì)的建議措施
針對深基坑支護(hù)施工中出現(xiàn)的一些情況,為了后續(xù)的結(jié)構(gòu)主體施工能夠順利、安全、有序地進(jìn)行,特對深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)和施工提出如下幾點(diǎn)建議:
1、專項(xiàng)施工方案的編制與下發(fā)
在基坑支護(hù)施工時(shí),應(yīng)編制專項(xiàng)施工方案??紤]到上報(bào)、審閱與返回周期,專項(xiàng)施工方案應(yīng)在施工前幾天編制,并及時(shí)上報(bào)監(jiān)理。監(jiān)理應(yīng)抓緊批復(fù),在批復(fù)后及時(shí)返回施工單位,以便施工單位能夠及時(shí)準(zhǔn)確下發(fā)到各相關(guān)部門和人員。施工單位在接到正式批復(fù)的施工方案前不得進(jìn)行施工。在當(dāng)前的基坑支護(hù)施工中,施工方案未批復(fù)前就開始施工的情況時(shí)有發(fā)生,這作為深基坑支護(hù)規(guī)范化施工是應(yīng)當(dāng)避免的。
2、施工過程控制
深基坑支護(hù)施工中,應(yīng)加強(qiáng)過程控制。施工中必須嚴(yán)格按照基坑支護(hù)設(shè)計(jì)、基坑支護(hù)施工組織設(shè)計(jì)、技術(shù)交底和相關(guān)規(guī)范等進(jìn)行施工。施工中如出現(xiàn)異常情況,應(yīng)由現(xiàn)場技術(shù)負(fù)責(zé)人根據(jù)情況的性質(zhì)和大小,向基坑支護(hù)設(shè)計(jì)人匯報(bào),設(shè)計(jì)人應(yīng)及時(shí)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)變更,將問題消滅在萌芽中。
3、投標(biāo)和施工時(shí)提交基坑支護(hù)設(shè)計(jì)
深基坑支護(hù)施工的依據(jù)是深基坑支護(hù)設(shè)計(jì),故加強(qiáng)深基坑工程設(shè)計(jì)的審核和監(jiān)督非常必要。無論在基坑支護(hù)投標(biāo)時(shí)還是在基坑支護(hù)施工之前,都應(yīng)單獨(dú)提交基坑支護(hù)設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)封面和設(shè)計(jì)圖上均應(yīng)有設(shè)計(jì)人、審核人和審批人簽字。這樣,在基坑支護(hù)施工中如出現(xiàn)問題需做設(shè)計(jì)變更時(shí),才能夠很快找到設(shè)計(jì)人,也便于快速解決問題,同時(shí)也便于追究責(zé)任。
4、明確基坑支護(hù)設(shè)計(jì)單位
1.高層建筑深基坑支護(hù)的重要性
由于高層建筑大多都是在城市的中心地段建設(shè),但是其周邊的建筑都基本已經(jīng)建設(shè)完畢,在進(jìn)行深基坑開挖施工的時(shí)候就會對周邊的建筑產(chǎn)生一定的影響。因此,做好高層建筑深基坑支護(hù)的施工工作是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié),當(dāng)穩(wěn)定的土體被開挖以后,想要確保高層建筑的邊坡穩(wěn)定,大多采用的方法就是采用各種支護(hù),才確?;铀闹艿姆€(wěn)定。由此可見,深基坑支護(hù)施工技術(shù)在整個(gè)高層建筑當(dāng)中具有至關(guān)重要的作用。
2.深基坑支護(hù)施工中存在的問題
2.1施工偷工減料,實(shí)際施工與施工設(shè)計(jì)存在差異
在高層建筑深基坑支護(hù)施工當(dāng)中,一般情況下會用到深層攪拌樁,但是在摻和水泥的時(shí)候,都會因?yàn)閾胶土坎蛔愣鴮?dǎo)致水泥土的支護(hù)輕度受到影響,從而導(dǎo)致水泥土出現(xiàn)裂縫。除此之外,在高層建筑深基坑施工中,會發(fā)現(xiàn)許多偷工減料的行為,一些深基坑挖土?xí)榱舜_保支護(hù)不發(fā)生變形而對挖土的程序有所要求,但是在實(shí)際的施工中,許多施工人員為了趕進(jìn)度,就會不按照程序來執(zhí)行,出現(xiàn)偷工減料的問題。
2.2深基坑開挖不平整、不規(guī)則
在高層建筑深基坑施工中,常常會出現(xiàn)挖多挖少的情況,這都是因?yàn)槭┕ぜ夹g(shù)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(xiàn)不平整和不規(guī)則的情況。當(dāng)人工修理的時(shí)候,又因?yàn)闂l件的限制不可能進(jìn)行深度的開挖,所以導(dǎo)致經(jīng)常出現(xiàn)超挖和欠挖的情況,由此可見,邊坡修理不達(dá)標(biāo)也是造成高層建筑深基坑支護(hù)施工存在問題的主要因素。
2.3土層開挖和邊坡支護(hù)不配套
高層建筑在實(shí)際施工過程中,一般大型的工程都是安排給施工隊(duì)伍來完成,這就使得在施工過程中協(xié)調(diào)管理的難度較大,土方施工單位為了搶進(jìn)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(hù)施工的操作面較少,時(shí)間上也不能夠去完成支護(hù)工作。除此之外,高層建筑深基坑支護(hù)施工中,一些施工單位不具備技術(shù)的條件,只是為了追求利潤,導(dǎo)致土層開挖和邊坡支護(hù)不配套,從而降低了施工現(xiàn)場的安全度,使整個(gè)高層建筑深基坑支護(hù)施工存在較大的問題。
3.深基坑支護(hù)的主要施工技術(shù)
3.1錨桿技術(shù)
巖土錨桿是埋進(jìn)底層深處的一種受拉桿件,它的一端連接到工程結(jié)構(gòu)內(nèi)部,另一端則錨固在地層內(nèi)部。通過對其施加預(yù)應(yīng)力,來承受由土壓力、水壓力等所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)拉力,以保證工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。巖土錨固技術(shù)可以使巖土能量得到充分的發(fā)揮,在提高巖土自身強(qiáng)度和自穩(wěn)能力的同時(shí)還能很大程度的減輕結(jié)構(gòu)自身的重量,既減少了工程材料的浪費(fèi),也能保證施工的安全性,能從整體上為工程帶來經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。錨桿技術(shù)在工程實(shí)施的過程中可采用的方式有很多種,如按錨桿機(jī)理分為粘結(jié)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(shù)已經(jīng)在我國的城市建筑工程中得到了廣泛的應(yīng)用。
3.2逆作法施工技術(shù)
逆作法施工技術(shù)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(jié)構(gòu)是封閉還是敞開為依據(jù)的施工方法。“封閉式逆作法”可以從地面上或是下同時(shí)進(jìn)行施工,而“開敞式逆作法”則不能做到這一點(diǎn),只能夠由上而下的逐層進(jìn)行施工,待上部施工進(jìn)行到若干層后,地下各層的基礎(chǔ)工作也將全部竣工。逆作法主要適應(yīng)與城市建筑中的高層建筑施工,它能夠在施工環(huán)境惡劣的情況下進(jìn)行施工。在基坑施工時(shí),通過地下結(jié)構(gòu)自身的支護(hù)能力,也就是利用地下結(jié)構(gòu)的樁、柱、梁、板作為支撐,既能產(chǎn)生很好的經(jīng)濟(jì)效益還能保證其穩(wěn)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(hù)結(jié)構(gòu),給建筑物內(nèi)部的柱子或是隔墻相交處等相關(guān)位置進(jìn)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(jìn)行開挖土方和澆注結(jié)構(gòu)的工作,直至底板封底。地面一層樓面結(jié)構(gòu)的完成為上部的結(jié)構(gòu)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(hù)監(jiān)測
基坑支護(hù)的監(jiān)測工是施工中的重要環(huán)節(jié)。基坑支護(hù)的檢測內(nèi)容主要是主供水管及靜壓樁與支護(hù)交叉的施工安排。在對施工進(jìn)行監(jiān)測時(shí),一定要根據(jù)施工的進(jìn)度,分層分段的嚴(yán)格檢測,不放過任何一個(gè)細(xì)節(jié)問題,以保證施工的安全性。
高層建筑的基坑支護(hù)的質(zhì)量控制措施主要是通過施工中基坑支護(hù)的質(zhì)量監(jiān)測來提高基坑的剛度和穩(wěn)定性。在高層建筑基坑施工,如果施工方法不當(dāng),施工質(zhì)量存在問題會引發(fā)一些不必要的事故,例:基坑結(jié)構(gòu)發(fā)生變形,土體結(jié)構(gòu)發(fā)生沉降現(xiàn)象,支護(hù)產(chǎn)生隆起或裂縫;這類質(zhì)量問題都會對高層建筑的整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。所以,在基坑支護(hù)施工時(shí)需要專業(yè)人員進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)測,根據(jù)基坑開挖期間監(jiān)測到的數(shù)據(jù)來對比巖土變化,設(shè)計(jì)預(yù)期性變化,全面系統(tǒng)的對數(shù)據(jù)進(jìn)行動態(tài)分析,并掌所致移位變化的方向、大小、變化幅度,做好警戒標(biāo)準(zhǔn),以防止事故的發(fā)生。深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)工程監(jiān)測的主要內(nèi)容有:支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部水平位移;支護(hù)結(jié)構(gòu)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(jiān)測除每天進(jìn)行目測之外,一般每8m~16m設(shè)一個(gè)監(jiān)測點(diǎn),關(guān)鍵部位適當(dāng)加密,開挖后每天監(jiān)測2次,位移大時(shí)應(yīng)適當(dāng)加密。
4.深基坑支護(hù)工程中應(yīng)注意的問題
4.1雨季挖土施工技術(shù)注意事項(xiàng)
基礎(chǔ)底板后澆帶的分布狀況決定深基坑的主要施工環(huán)境有八個(gè),建筑中的每層土都必須按照先東、西,后中間的開發(fā)的順序進(jìn)行施工,而且要由南向北推進(jìn),最終在深基坑的北邊中部收尾。在雨季時(shí),基底土層會出現(xiàn)橡皮土的可能性較大,如果出現(xiàn)這種情況,施工人員要在基地上鋪設(shè)合適厚的碎石并且夯實(shí),讓表面土結(jié)實(shí)。開挖基坑時(shí)如果出現(xiàn)流沙河,首先要在流沙的局部使用重石,來穩(wěn)定流沙,進(jìn)而減少動水壓力,與此同時(shí)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(wěn)定的狀態(tài),在這種情況下迅速施工。施工前要確保雨季施工的每個(gè)環(huán)節(jié)安全,從而防止邊坡塌方,全面確?;邮┕さ陌踩?。
4.2圍護(hù)結(jié)構(gòu)的監(jiān)測
在檢測時(shí)首先確保圍護(hù)結(jié)構(gòu)完整性及其強(qiáng)度。如果是把灌注樁作為支擋結(jié)構(gòu),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(jié)構(gòu),檢測樁身強(qiáng)度以及其均勻性時(shí)使用變法或輕便觸探法進(jìn)行檢測。其次要做好對圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂部水平位移監(jiān)測。深基坑剛開挖過程中,每隔2-3天時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行監(jiān)測一次,并且監(jiān)測要伴隨開挖的整個(gè)過程,可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整監(jiān)測次數(shù)。圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂部水平位移能夠直接體現(xiàn)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形,是深基坑監(jiān)測工作中的重點(diǎn)。
5.結(jié)語
高層建筑工程中深基坑的支護(hù)施工過程是循序漸進(jìn)的,相關(guān)施工單位必須嚴(yán)格按照施工規(guī)范、設(shè)計(jì)規(guī)范以及后施工的程序進(jìn)行施工,并且對工程要做到邊施工邊監(jiān)督。在整個(gè)施工過程中,要時(shí)刻嚴(yán)格加強(qiáng)對深基坑的施工控制,確保深基坑施工按照相應(yīng)規(guī)范順利進(jìn)行,高質(zhì)量的高標(biāo)準(zhǔn)的完整施工任務(wù)。
1. 深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)工程特點(diǎn)
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(fā)展,地下3~4層已屬常見[1],6~7層的地下室也不斷出現(xiàn),基坑深度多大于10m,有些建筑的深基坑深度甚至已經(jīng)超過地面建筑高度。
1.2 地質(zhì)條件較差
隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn),城市中的建筑物需要在有限的空間內(nèi)根據(jù)城市規(guī)劃需要進(jìn)行相應(yīng)的建設(shè),因此,很多深基坑工程只能建設(shè)在地質(zhì)條件較差的位置,極大地增加了深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)和施工難度。
1.3 深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)工程周圍環(huán)境復(fù)雜
在很多情況下,建筑企業(yè)在基坑周邊已經(jīng)建成或者正在建設(shè)其它工程,而在這種情況下,再次進(jìn)行深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)工程的建設(shè),不僅導(dǎo)致深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)自身安全可能難以保證,同時(shí)還可能對周邊建筑物的安全產(chǎn)生影響。
2. 深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案設(shè)計(jì)
2.1 深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案的選擇
表1 常見深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)形式特點(diǎn)
[結(jié)構(gòu)形式\&適用條件和特點(diǎn)\&土釘墻\&施工快速、成本低,但是一般應(yīng)用在基坑深度小于15m的深基坑
支護(hù)工程中,而且在軟土基坑中不能應(yīng)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(hù)工程。\&排樁\&適用于規(guī)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(xù)墻\&整體性較強(qiáng),適用于地質(zhì)條件較差的基坑支護(hù)工程。\&]
在深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)工程支護(hù)方案的優(yōu)化選擇時(shí),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(chǎn)生的影響。對此,需要綜合考慮施工地點(diǎn)的實(shí)際地質(zhì)條件來選擇最優(yōu)的支護(hù)方案,表1給出了常用支護(hù)結(jié)構(gòu)形式的適用條件和特點(diǎn)。
2.2 支護(hù)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化
深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)方案主要包括成本、工期、環(huán)境、可靠性、復(fù)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(biāo)決策模糊集理論進(jìn)行評價(jià),從而獲取最佳的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)方案。
根據(jù)指標(biāo)總權(quán)重,對實(shí)際工程中各支護(hù)方案對優(yōu)的隸屬度的大小分別進(jìn)行計(jì)算,然后對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較,最后選擇對優(yōu)隸屬度值最大的支護(hù)方案作為深基坑工程支護(hù)結(jié)構(gòu)方案。
3. 結(jié)語
論文分析了基于多目標(biāo)決策的模糊層次分析方案進(jìn)行深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì),通過實(shí)踐的應(yīng)用,證明該方法能夠很好地實(shí)現(xiàn)深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)選和設(shè)計(jì),對保證工程質(zhì)量具有一定的參考價(jià)值。
參考文獻(xiàn):
[1] 周傳波. 武漢地鐵站深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化系統(tǒng)研究[J]. 地下空間與工程學(xué)報(bào), 2012(06): 1267-1275.
[2] 李軍權(quán). 深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 中外建筑, 2016(02):112-113.
中圖分類號:TU4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
前言
隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,城市中的用地越來越緊張,這突出表現(xiàn)在密集型的大城市,所以改造開發(fā)大型的地下空間來解決用地緊張的問題在這幾年已經(jīng)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(fā)愈來愈大,開挖深度也逐年加深,對深基坑支護(hù)技術(shù)的需求日益旺盛,要求也越來越高。同時(shí),高樓越蓋越高,高樓的穩(wěn)固與深基坑技術(shù)也密不可分?,F(xiàn)在,在全國的不同地區(qū),在不相同的地質(zhì)條件下,深基坑支護(hù)技術(shù)已經(jīng)取得不少的成功經(jīng)驗(yàn),但是仍存在一些問題需進(jìn)一步改進(jìn)或提高,以適應(yīng)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要。比如在軟土上進(jìn)行基坑建設(shè)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(shè)計(jì)時(shí)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(gòu))筑物或各種地下設(shè)施,從而造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會影響。因此,在軟土地基上進(jìn)行支護(hù)工程設(shè)計(jì)時(shí)必須充分考慮軟土的工程特性和深基坑工程的復(fù)雜性,確?;拥姆€(wěn)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(hù)建設(shè)中的土壓力
所謂土壓力,就是在工程建設(shè)中,作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)和土體界面上的壓力,是作用于擋土支護(hù)結(jié)構(gòu)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(chǎn)生的。在大型的深基坑工程建設(shè)中,很重要的一項(xiàng)工作就是準(zhǔn)確的估算土壓力,這對整個(gè)基坑建設(shè)的順利圓滿完成具有不可忽視的重要作用。根據(jù)擋土墻的位移情況和墻前土體所處的應(yīng)力狀態(tài),傳統(tǒng)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(hù)中土壓力影響因素的分析
土壓力的大小和分布的規(guī)律是同支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移方向和大小、土的性質(zhì)、開挖深度及支護(hù)結(jié)構(gòu)物的剛度等眾多的影響因素相關(guān),具體的來說。我們可以把它分為以下幾種:
一是深基坑建設(shè)場地的巖石、土壤的成分狀態(tài)及其性質(zhì)特點(diǎn)。不同的地區(qū)的土地因?yàn)槭懿煌臍夂颦h(huán)境,地理環(huán)境,人為因素的影響會產(chǎn)生不同的巖石和土壤。它們的組成成分,結(jié)構(gòu)構(gòu)造,水分含量等等都是各不相同的,對基坑建設(shè)中所產(chǎn)生的土壓力自然也有著不同的影響,從而產(chǎn)生不同的土壓力。
二是不同施工單位在建設(shè)基坑支護(hù)時(shí)對設(shè)計(jì)參數(shù)的選取和測試方法的不同所產(chǎn)生的影響。不同的建設(shè)單位有著不同的水平和高度,對建設(shè)工程所抱有的理念和設(shè)計(jì)思想也是不一樣的,他們在建設(shè)工程的過程中,依據(jù)自身的經(jīng)驗(yàn)在設(shè)計(jì)時(shí)所選取的參數(shù)和測試的方法是不一樣的。并且,試樣都是從建設(shè)施工區(qū)域的局部取出來的,不同的單位會選取不一樣的區(qū)域。這就導(dǎo)致對施工現(xiàn)場的巖石和土壤的測試所得到的指標(biāo)是不一樣的,這為接下來工程建設(shè)所提供的資料和信息也是不一樣的,從而使得在施工的時(shí)候,采取不一樣的施工方式,所產(chǎn)生的土壓力也就必然是不一樣的了。
三是施工現(xiàn)場的深基坑支護(hù)產(chǎn)生的土壓力的計(jì)算方法的影響。土壓力的計(jì)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(jì)算方法;考慮開挖深度變化的土壓力計(jì)算公式;根據(jù)樁身彎矩反分析土壓力的數(shù)值分析方法;考慮時(shí)間因素和擋墻位移變化的土壓力計(jì)算方法等等。不同的計(jì)算方法極有可能得到不一樣的土壓力值,可見,對計(jì)算方法的選取也是一件相當(dāng)重要的事情。
四是基坑的施工現(xiàn)場支護(hù)體與土體之間的摩擦力也會對土壓力的分布和大小產(chǎn)生影響。不同的支護(hù)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(qiáng)度也就是不一樣的,支護(hù)的剛度、形狀、和坑體作用力都會使兩者之間的摩擦力產(chǎn)生變化,從而導(dǎo)致土壓力的大小和分布情況產(chǎn)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(shí)間長度,施工人員的經(jīng)驗(yàn),能力和素質(zhì)以及各種天氣等等因素都時(shí)時(shí)刻刻的對基坑的施工現(xiàn)場產(chǎn)生影響,是土壓力的大小和分布發(fā)生變化。
對軟土地基的基坑建設(shè)中的土壓力的一些看法和相關(guān)解決措施
一是切實(shí)加強(qiáng)對土壓力相關(guān)問題的理論研究。理論永遠(yuǎn)是實(shí)踐最好的指明燈,當(dāng)然也不是空泛的探討理論,要結(jié)合基坑建設(shè)的具體實(shí)踐,配合長期的觀察,資料統(tǒng)計(jì)來進(jìn)行研究,爭取在計(jì)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(guān)知識的研究等等也必須是相伴的,只有在這些小的細(xì)節(jié),各個(gè)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(qū)域性巖土信息管理系統(tǒng)。借助地理信息技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù),建立全國范圍內(nèi),尤其是大中城市區(qū)域性的巖土信息管理系統(tǒng)。該信息系統(tǒng)主要包括地層、水系的賦存特征,巖土的結(jié)構(gòu)、組成、力學(xué)指標(biāo)、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(jiān)測結(jié)果,外加適當(dāng)?shù)难a(bǔ)勘成果。擬建工程,可查詢相關(guān)區(qū)域工程特性信息并做必要的補(bǔ)勘修正即可,不僅工程類比性好,且可減小巖土區(qū)域性和個(gè)性的影響。
三是盡量采用擾動較少的原位測試法獲取設(shè)計(jì)參數(shù),并選擇有代表性的區(qū)域進(jìn)行實(shí)際土壓力的監(jiān)測,利用這些實(shí)測的土壓力反分析設(shè)計(jì)參數(shù),并和原位測試獲得的設(shè)計(jì)參數(shù)對比,建立其試驗(yàn)參數(shù)的修正關(guān)系。
四是加強(qiáng)基坑建設(shè)過程中的監(jiān)測力度和水平,要實(shí)時(shí)的動態(tài)的監(jiān)測現(xiàn)場施工的流程和情況變化,對每個(gè)階段完成后的土壓力及與其相關(guān)的因素都做細(xì)致的研究,一段發(fā)生變化,及時(shí)反映情況,做出應(yīng)對舉措,并把參數(shù)變化的結(jié)果記錄在案,為以后的土壓力研究提供實(shí)際的有效的參考資料和數(shù)據(jù),為下一次的工程建設(shè)提供參考意見和指導(dǎo)。
五是采用動態(tài)支護(hù)技術(shù)的變形控制理念。基坑工程是一個(gè)典型的不確定性系統(tǒng)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(zhǔn)確度量各因素可能的影響大小是非常困難的。設(shè)計(jì)中只能做到向真實(shí)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(hù)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(shù)很大的支護(hù)方法,浪費(fèi)成本和延長工期。實(shí)踐中可考慮采用能隨土壓力增減變化而相應(yīng)動態(tài)調(diào)節(jié)支護(hù)能力的支護(hù)工藝。
五.結(jié)語
基坑開挖與支護(hù)技術(shù)的發(fā)展水平,在一定程度上標(biāo)志著一個(gè)國家工業(yè)建設(shè)和建筑水平的高度,它從一個(gè)側(cè)面反映了這個(gè)國家城市建設(shè)人員的能力和素質(zhì)水平。從整個(gè)全球的發(fā)展和趨勢看,我國工程建設(shè)技術(shù),尤其在基坑支護(hù)水平上,還是有所欠缺的,為了適應(yīng)經(jīng)濟(jì)的告訴發(fā)展水平,還必須繼續(xù)深入研究和開發(fā)這方面的技術(shù)。軟土地基不僅在空間上發(fā)生了變化,而且隨著時(shí)間的變化其性質(zhì)也在發(fā)生變化。眾多不確定因素的影響,造成了理論分析結(jié)果與實(shí)際的差異。因此,在處理軟土地基時(shí),應(yīng)認(rèn)真進(jìn)行調(diào)查,重視施工過程中的動態(tài)觀測,隨時(shí)進(jìn)行調(diào)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(jìn)行。在基坑開挖與支護(hù)領(lǐng)域中,人們已應(yīng)用各種手段和技術(shù)措施,集中解決了一個(gè)又一個(gè)工程問題和難題。相信今后在不斷完善、認(rèn)識和提高深化的過程中,必定會將這一工程領(lǐng)域的技術(shù)水平推向更新的高度,為巖土工程總體增添更加豐富的內(nèi)容。通過本文,對軟土地基深基坑支護(hù)中的土壓力做了相應(yīng)系統(tǒng)而又全面的介紹,對其產(chǎn)生原因和解決措施探討的比較深入。然而,土壓力相關(guān)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(shè)中的重要地位,對其的研究是不能停止的,各個(gè)研究者的相互交流探討也是相當(dāng)重要的。希望土壓力的研究在未來的幾年時(shí)間內(nèi)能有長足的進(jìn)步,為基坑建設(shè)提供更好的參考依據(jù)。
參考文獻(xiàn)
[1]田高超 李維濱 軟土地基深基坑支護(hù)工程設(shè)計(jì) (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(hù)的模糊綜合評判優(yōu)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(hù)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(hù)工程的施工技術(shù)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(hù)技術(shù)探討 [期刊論文] 《科學(xué)之友》 -2010年18期