時間:2023-04-18 17:51:38
序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇深基坑施工范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
深基坑工程的設計是作為指導施工的決定性文件,在進行設計是,我們應綜合各方面的因素,采取最佳的設計方案,來節省工程的開支與施工時間,同時需要注意的是一定要對施工過程中可能出現的問題進行預知,從而最大限度的避免施工質量問題的產生,使大家獲得最大的收益。
1 深基坑支護的設計方案
深基坑支護是建筑工程中的基礎,其質量的好壞將直接影響工程整體的質量,在設計時應充分考慮各方面因素的影響及施工過程中可能遇到的問題及解決對策,確保工程能夠及時高效的完成,因此設計方案十分重要。往往一個工程要設計多份方案備用,然后根據實際情況最后敲定方案,設計方案中應全面包括整個工程建設中各個細節,以確保萬無一失。
2 深基坑支護的技術
深基坑支護不僅要求確保邊坡的穩定,保證基坑內正常作業安全,而且要滿足變形控制要求,以確保基坑周圍的建筑物、地下管線、道路等的安全。近年來出現了許多新的支護結構形式與穩定邊坡的方法。根據不同的地質情況與現場邊界條件,常用的支護結構有深層攪拌水泥土樁結構、排樁內支撐結構、鉆孔灌注樁和旋噴樁結構、土釘墻支護結構及支錨工程等,下面將重點介紹前三中技術在深坑支護中的應用。
2.1 深層攪拌水泥土樁在深基坑支護中的應用
深層攪拌水泥土樁擋墻設計,參照以往類似工程經驗,充分考慮土體側向壓力及墻頂周圍的施工荷載,按重力式擋墻進行設計并驗算抗傾覆和側向位移。坑外側向壓力按水、土壓力分算,其中土壓力采用朗肯土壓力理論,坑內土壓力計算采用m法計算土體反力。
墻底主動土壓力強度:料斗容量,保證首灌后導管底埋入混凝土中大于1 m以上。在料斗內放滿混凝土后,剪斷鐵絲,隔水栓埋入底部混凝土,此時后續混凝土澆搗必須及時跟上,保證混凝土連續施工。澆搗過程中,檢查導管提升、拆除等必須保證管底在混凝土中的埋置深度,宜控制在2 m~6 m。并應通過測量確定,不能盲目估計,避免撥空。在混凝土面上升將要接近鋼筋籠底部時,應放慢澆搗的速度,減少導管埋深以降低混凝土上升的沖擊力。
2.2 排樁內支撐在深基坑支護中的應用
排樁內支撐支護是我國沿海地區應用較多的一種聯合支護形式。支護樁有多種類型,鉆孔灌注樁用于較深基坑的支護;沉管樁工程造價低,但抗彎性能差,且易擾動軟土;預制樁也容易擾動土體。而內支撐系統可根據基坑形狀自由組合,能較好地支撐整體,也可在拆除后再次利用排樁內支撐支護的優點是支護系統較安全可靠。內支撐的布置應盡量簡潔,方便基坑挖土和地下室施工。此外,慎重選擇經濟合理的支護樁樁型和樁長,對支護的工程造價和安全也有很大影響。
2.3 鉆孔灌注樁和旋噴樁在深基坑支護中的應用
鉆孔灌注樁排樁式擋土墻作為板式支護體系的一種,主要應用于當基坑工程開挖深度較大時,或開挖場地附近有較重要的建筑,或地下管線對變形控制有嚴格要求時,或施工場地十分狹窄時,考慮到施工穩定性的保證、變形控制的要求和對施工場地的要求,采用放坡大開挖甚至采用重力式支護措施可能都難以保障開挖順利進行的情況。樁間高壓旋噴樁是指利用鉆機把帶有噴嘴的注漿管鉆進至土層的預定位置,以高壓使漿液或水形成高壓流從旋轉鉆桿的噴嘴中噴射出來,沖擊破壞土體。當能量大、速度快和呈現脈動狀噴射流的動壓超過土體結構強度時,土粒便從土體剝落下來。一部分細小土粒隨著漿液冒出水面,其余土粒在噴射流作用下與漿液攪拌混合,并按一定比例和土粒質量大小有規律的重新排列。漿液凝固,便在土中形成一個固結體。一般用于當擋土深度較深,超過一般水泥攪拌樁的施工深度時(18 m--20 m),可以在灌注樁間設高壓旋噴樁,其止水深度可達幾十米。我國實踐證明,在砂類土、黏性土、黃土和淤泥中進行噴射加固,效果較好。
3 深基坑支護的施工
在深基坑支護的施工中,未來保證工程的質量及進度,會借助一系列高科技手段以確保工程的順利進行,主要有現代通訊確保數據傳輸,工程測量確保施工的精確度
3.1 數據通信及穩定技術
深基坑施工數據通信及穩定技術專用于深基坑鋼支撐軸力自適應支撐系統的實時補償與監控,作為數據采集和控制指令發送的橋梁,起著十分關鍵的重要作用。該項技術采用CAN總線來實現數據采集和控制指令發送,站與站之間采用方便的接插件技術并賦以新型可靠的穩定技術,確保數據傳輸可靠、安全,同時滿足了工地現場的方便使用。
3.2 工程測量在深基坑施工中的應用
當前,基坑支護設計尚無成熟的方法用以計算基坑周圍的土體變形,施工中通過準確及時的監測,可以指導基坑開挖和支護,有利于及時采取應急措施,避免或減輕破壞性的后果?;又ёo監測一般需要進行下列項目的測量:(1)監控點高程和平面位移的測量;(2)支護結構和被支護土體的側向位移測量;(3)基坑坑底隆起測量;(4)支護結構內外土壓力測量;(5)支護結構內外孔隙水壓力測量;(6)支護結構的內力測量;(7)地下水位變化的測量;(8)鄰近基坑的建筑物和管線變形測量等。
3.3 復合土釘技術在深基坑施工中的應用
復合土釘支護技術是將土釘墻與其他支護形式或施工措施聯合應用于土體開挖和邊坡穩定的一種新的擋土技術。它將土釘墻與預應力錨桿等結合起來,使得土釘墻技術在深基坑中應用及垂直土釘墻成為現實,并改善了土釘墻支護形式變形較大的缺陷。
4 深基坑支護中對安全的要求
任何工程建設都是將安全放在首位,但是近年來隨著城市建筑向高空發展,高層或超高層建筑越來越多,周圍環境越來越復雜,導致施工越來越難,而由深基坑施工誘發的事故也經常發生。較為常見的事故即邊坡失穩坍塌事故所包含的基坑破壞主要有五類:一是傾覆破壞;二是整體穩定破壞;三是剪切破壞;四是滲透破壞,流砂、流土或管涌;五是局部隆起破壞,特別是整體圓弧滑動,塌方量大,破壞力強,已引起業內人士的高度重視。要確保深基坑施工的安全,必須掌握以下要點:(1)要重視深基坑支護的方案和設計工作。在選擇支護方案時,必須結合實際情況確定,必須根據某一工程的地質環境、地下情況以及周圍環境而定。同時,應組織專家對深基坑支護結構進行論證,確保其安全性、經濟性和可操作性。(2)必須十分重視深基坑開挖所在地的地形、地貌和工程地質特點的勘察,在勘察工作中事先摸清可能導致邊坡土體滑坡的各種因素;對支護結構的穩定性和安全性造成威脅的重要地段、重點層和重要的土質指標要保證其可靠性;查明場地內地下水的類型、水位、補給條件和動態變化及其滲透性。(3)選擇具有豐富深基坑支護設計經驗的設計單位進行設計。設計單位的選擇關系到整個基坑支護工程的大局,一個好的設計不僅考慮其經濟性,而且考慮其安全性,還應結合場地特點實現其可操作性。(4)注重地下水的處理。地下水處理不當往往會造成基坑倒塌事故,同時還會給周圍環境造成不良影響。在基坑開挖過程中,地下水采用何種方式進行處理,首先要看建筑物所在地的工程地質和水文地質情況及周圍的環境而定,不能因為基坑降水而引起地面下沉給周邊建筑物及管線造成破壞。(5)確保基坑支護工程的施工質量。深基坑支護屬于地下工程,具有不可視性,其出現工程質量事故的概率也比較大,一旦出現質量問題,事后糾正和補救比較困難。因此,必須招專業的施工隊伍進行施工,嚴把質量關。
5 結語
隨著時代的發展,城市建筑物注定向更高更多發展,這就要求建筑技術要有更好的提升,雖然目前深基坑支護技術已經比較完善,但隨著科技的發展嗎,更多的先進技術會被應用到深基坑技術中來,我相信未來深基坑技術會更加完善更加具有安全性。
參考文獻:
關鍵詞:深基坑;設計施工;壓力
Abstract: This paper starts from the deep foundation pit design theory, characteristics, analyzes some problems existing in the design and construction of deep foundation pit, and the technology of deep foundation pit engineering in the future are discussed, for reference.
Key words: deep foundation pit design and construction; pressure;
中圖分類號:S611文獻標識碼:A 文章編號:
前言
深基坑開挖與支護結構是一個系統工程,涉及工程地質、水文地質、工程結構、施工工藝和施工管理.它是集土力學、水力學和結構力學于一體的綜合性學科。支護結構又是由若干具有獨立功能的體系組成的整體、正因為如此,無論是結構設計還是施工組織都應從整體功能出發,將各部分協調好,才能達到安全可靠、經濟合理的目的。
1基坑支護的設計
基坑支護體設計要根據實際施工需求,結合基坑側壁安全等級及重要性系數科學嚴謹的制定設計方案,應充分做到以下幾點:
1.1充分利用新技術、新理念,具體事物具體分析,不要生搬硬套傳統的設計理念。
在現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別其他設計領域,要改變傳統觀念,利用施工監測反饋動態信息指引設計體系。
1.2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據,但缺少科學的測試數據,無法形成理論,我們以后一定要重視。
1.3勇于創新,設計支護結構時,開拓思路,多進行新的嘗試。
在施工中深基坑支護結構各元素往往是相互結合的,各結構相互結合,這就要求我們從全局出發,尋求新的設計思路,探索更好的計算方法。
基坑支護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,要根據具體問題,具體分析,從而選擇經濟適用的支護結構。
2 基坑工程的特點
基坑工程是一項綜合性很強的系統工程,它不僅需要巖土工程的知識,也需要結構工程的知識,它需要巖土工程與結構工程技術人員密切配合才能創造出良好的工程?;庸こ躺婕巴亮W中穩定、變形及滲流三個基本課題,三者熔融在一起,需要綜合處理。根據筆者的總結,深基坑工程的主要特點有以下五點:
(1)建筑傾向高層化,基坑向大深度方向發展。
(2)基坑開挖面積大,長度與寬度有的達數百米,給支撐體系帶來了較大的難度。
(3)在軟弱的土層中,基坑開挖會產生較大的位移和沉降,對周圍建筑物、市政建設和地下管線造成影響。
(4)深基坑施工工期長,場地狹窄,降雨、重物堆放等對基坑穩定性不利。
(5)在相鄰場地的施工中,打樁、降水、挖土及基礎澆注混凝土等工序會相互制約與影響,增加協調工作的難度。
3 基坑施工中遇到的問題
3.1基坑邊坡坍塌。
這種情況一般發生在基坑施工階段和基坑支護施工剛結束不久。在北京朝陽區洼里某一工地,基坑支護剛完工不到兩天,邊坡從上至下整體坍塌,長度達五十余米。究其原因,支護施工單位沒有經過合理的設計,也沒有嚴格按設計施工,從坍塌的坡面看,盡管是土釘支護,但是沒有按土釘支護規范進行。大多數土釘沒有注漿,只是打了一些孔把鋼筋去;有些土釘雖然注了漿,但是孔內漿體沒有注滿;有些土釘孔位置根本沒有打孔,只是將土釘桿體直接擊入土體。
3.2邊坡水平位移較大。
一些基坑邊坡水平位移較大,達到4cm以上,并且經監測,水平位移還在繼續加大。面對此種情況,結構主體施工單位停止了地下主體施工,業主不得不立即召集基坑支護設計、施工單位和專家對基坑重新進行穩定性分析,并就出現的問題提出處理措施。
3.3附近建筑物變形。
在城市建設中,很多基坑緊鄰建筑物,處理稍有不當,附近建筑物就極易變形。一般來說,建筑物變形都是其地基沉降引起的。建筑物出現較大變形后,不僅危及樓上的居民或工作人員的安全,而且也對在施的工程造成威脅,使得工程難以繼續進行下去。
4深基坑支護的土壓力及計算方法
4.1土壓力
土強度指標的選擇土的抗剪強度指標C,與土的固結度有密切的關系,土的固結過程就是土中孔隙水壓力的消散過程,對于同一種土,在不同排水條件下進行試驗,可以得出不同的抗剪指標c,故試驗條件的選取應盡可能反映地基土的實際工作狀態。
在基坑支護設計施工中,對于黏性土,計算圍護結構背后由自重應力而產生的主動土壓力,采用三軸不排水剪指標較合理。特別對于軟黏性土,最好采用現場十字板的原位測試方法確定C和ф,因為室內試驗的擾動影響太明顯,強度指標偏低,使設計過于保守。計算基坑內被動土壓力時,一般宜采用三軸固結不排水剪。對于砂土,由于排水固結迅速,對于任何情況,均可采用排水剪指標,或采用固結不排水剪經孔隙水壓力修正后的c值來計算土壓力。
4.2土壓力計算理論及方法
擋土結構物的作用是用來擋住墻后的填土并承受夾自垃土的壓力。以下討論土壓力的大小和分布規律的確定方法。以下圖分別為三種不同情況的土壓力圖。當認為墻后填土達到極限平衡狀態時,與墻背接觸的任一土單元體都處于極限平衡狀態,然后根據土單元體處于極限平衡狀態時足的條件來建立土壓力的計算公式。假設墻本身是剛性的,不考慮墻身的變形、墻后填土延伸到無限遠處,填土表面水平值為0、墻背垂直光滑。用O1、O2作摩爾應力圓,如圖中應力圓i所示
(1)試驗結果證實了太沙基理論的定性結論,土壓力大小取決于位移的大小和位移方向。
(2)實測結果表明,當變形小于5%H(H為開挖深度)時,被動土壓力仍然能得到充分發揮,所以說,對于深基坑工程的實際變形情況而言,套用一些經驗的位移指標來判斷墻前土體是否達到被動極限狀態,是有局限性的。
(3)在黏性土上的許多基坑支護工程,護坡樁鋼筋強度未完全發揮,實際鋼筋應力還低于鋼筋的設計強度,造成很大浪費,而造成鋼筋應力低的原因主要是計算土壓力大于實際土壓力。實驗還表明,把基坑支護結構視為平面不合理,因為基坑工程的“角效應”即士壓力的空間效應,對墻移有明顯的抑制作用。利用這種空間效應可以在兩邊折減樁數或減少配筋量。
4.3支護結構計算方法
支護結構的計算方法很多,有:靜力平衡法,等值梁法,彈性地基梁的m法,彈塑有限元法等等。在此介紹常用的一種情況下的算法,彈性地基梁的m法:
基坑工程彈性地基粱法取單位寬度的擋墻作為豎直放置的彈性地基梁,支撐簡化為與截面面積、彈性模量和計算長度等有關的二力桿彈簧。彈性地基梁法中土對支擋結構的抗力(地基反力)用土彈簧模擬,地基反力的大小與擋墻的變形有關,即地基反力由水平地基反力系數同該深度擋墻變形的乘積確定。~f=mzy,其中,f為土對支擋結構的水平地基反力,kN/m2;m為比例系數,kN/m4;z為計算深度,m;y為計算點處擋墻的水平位移,m。彈性地基梁的m法優點是考慮了支護結構與土體的變形協調。工程實踐表明,在軟土中的懸臂樁支護計算采用m法,計算位移與實測位移有很大差異,實測位移是計算值的好幾倍這說明樁后土體變形已不再屬于彈性范圍。另外,m法無法直接確定支護結構的插入深度,通常假定試算有很大的隨意性,有時樁底落在軟弱土層中,還需經驗來修正。
[關鍵詞]基坑開挖;監測方法;監測設備;數據處理
1概述
基坑長167.2m,兩端寬30.3m,標準段寬18.6m,開挖深度14.76m,采用混凝土灌注樁加內支撐的支護方法,按設計要求,為保證基坑開挖及結構施工安全,基坑施工應與現場監測相結合,根據現場所得的信息進行分析,及時反饋并通知有關人員,以便及時調整設計、改進施工方法、達到動態設計與信息化施工的目的。
該基坑的監測內容主要有:圍護樁的水平位移觀測(測斜);圍護樁頂的水平位移觀測;鋼支撐的軸力測試;基坑周圍土體及建筑物的沉降監測;圍護樁體主筋應力監測。通過基坑位移與支撐的軸力監測,基本上可以了解基坑的穩定情況。
該工程通過監測小組與駐地監理、設計、業主及相關各方建立良性的互動關系,積極進行資料的交流和信息的反饋,優化設計,調整方案,保證了工程施工的順利進行。
2監測系統的設置原則
施工監測工作是一項系統工程,監測工作的成敗與監測方法的選取及測點的布設直接相關。監測系統的設計原則可歸納為以下5條。
A、可靠性原則
可靠性原則是監測系統設計中所要考慮的最重要的原則。為了確保其可靠,必須做到:第一,系統需采取可靠的設備。一般而言,機械式測試儀器的可靠性高于電子測試式儀器,所以如果使用電測儀器,則通常要求具有目標系統或與其他機械式儀器互相校核;第二,應在監測期間內保護好測點。
B、 多層次監測原則
多層次監測原則的具體含義有4點:
(1) 在監測對象上以位移為主,但也考慮其他物理量監測;
(2) 在監測方法上以儀器監測為主,并輔以巡檢的方法;
(3) 在監測儀器選型上以機測式儀器為主,輔以電測式儀器,為了保證監測的可靠性,監測系統還應采用多種原理不同的方法和儀器。
(4) 考慮分別在地表、基坑土體內部及鄰近受影響建筑物與設施處布點以形成具有一定測點覆蓋率的監測網。
C、 重點監測關鍵區原則
據研究,在不同支護方法的不同部位,其穩定性是各不相同的。一般地說,穩定性差的部位容易失穩塌方,甚至影響相鄰建筑物的安全。因此,應將易出問題而且一旦出問題就將帶來很大損失的部位,列為關鍵區進行重點監測,并盡早實施。
D、 方便實用原則
為了減少監測與施工之間的相互干擾,監測系統的安裝和測讀應盡量做到方便實用。
E、 經濟合理原則
考慮到多數基坑監測都是臨時工程,基坑施工結束后監測儀器也完成其任務。所以在監測系統時應盡量考慮實用而低價的儀器,不必過分追求儀器的“先進性”,以降低監測費用。
3測點布置及監測方法
2.1測點布置
按設計要求,在基坑周邊共布置23個測斜監測點,39個鋼支撐軸力監測點,12個樁頂水平位移監測點,6個鋼筋應力監測點。
2.2監測方法
⑴ 支護結構樁墻頂位移監測
支護結構樁頂位移常用經緯儀和全站儀監測。其原理為:應用水平角全圓方向觀測法,測出各點水平角度,然后計算出各點水平位移。具有測試簡單,費用低,數據量適用等特點。
⑵ 支護結構傾斜監測
支護結構沿基坑深度方向傾斜常用測斜儀監測。在樁身或地下連續墻中埋設測斜管,測斜管底端插入樁墻底以下,使用測斜儀由底到頂逐段測量管的斜率,從而得到整個樁身水平位移曲線。
⑶ 支護結構應力監測
用鋼筋應力計或混凝土應變計沿樁身鋼筋、冠梁和腰梁中較大應力斷面處監測主鋼筋應力或混凝土應變,對監測應力和設計值進行比較,判斷樁身、冠梁、腰梁內應力是否超過設計值。
⑷ 支撐結構應力監測
對于鋼支撐,在支撐施加預應力前,將鋼筋應力計焊接在鋼管外壁,對于混凝土支撐,在鋼筋籠綁扎時,將鋼筋計焊接在主鋼筋上,隨基坑開挖,量測支撐軸力的變化。
⑸ 鄰近建筑物的沉降觀測
在深基坑開挖過程中,為了掌握鄰近建筑物的沉降情況,應進行沉降觀測。在被觀測建筑物上設置測點,在開挖影響范圍外的建筑物上埋設基準點或通過鉆孔至基巖內設置深埋式基準點?;鶞庶c個數2-3個。測點布置間距以15-20m為宜。采用精密水準儀,測出觀測點的高程,再計算沉降量。
4主要監測設備(見表1)
表1主要監測設備
監測對象 監測項目 傳感器 接收儀器
基坑側壁
穩定性 樁體變形 測斜管 測斜儀
樁體鋼筋應力 鋼筋計 頻率讀數儀
樁頂水平位移
樁頂監測點 徠卡TCRA1201R300全站儀
變形觀測專用銦鋼尺
支撐穩定性 鋼支撐軸力 軸力計 頻率讀數儀
地表變形 地表沉降 地表監測點 水準儀
建筑物 建筑物沉降觀測 地表監測點 水準儀
5監測頻率與預警值
監測頻率根據施工進度確定,在基坑開挖階段,每天一次,其余可每隔2-3天測一次,當監測結果超過預警值時應加密監測,當有危險事故征兆時連續監測,并及時通知有關人員立即采取應急措施。
為確保基坑安全,設計要求加強基坑監測,將監測數據及時反饋給有關人員,實行信息化施工,對各監測項目按規范要求設置預警值,超出預警值時迅速報有關部門處理(見表2)。
表2基坑監測設計預警值
序號 工 程 項 目 監控值(mm) 設計值(mm) 位移速率控制(mm/d)
1 樁頂位移 30且
≤0.2%H 40 2 mm/天
2 地面沉降 30 50 2 mm/天
3 建筑物沉降 樁基礎建筑物 10 10 2 mm/天
4 天然地基建筑物 30 6 mm/天
5 普通磚石基礎局部傾斜 0.002 0.002
6 鋼管支撐軸力 ≤80%設計值
7 測斜管 曲線上出現明顯的折點應報警
6監測數據處理及反饋
每次監測后,將原始數據及時整理成正式記錄,并對各監測斷面內的監測項目進行如下資料整理:
⑴ 原始記錄表及實際測點圖;
⑵ 位移(應力)值隨時間及開挖深度的變化圖;
⑶ 位移速度、累積位移隨時間及開挖面變化圖。
將監測數據全部輸入計算機,由計算機計算并描繪出各監測對象的變化曲線,然后反饋給有關單位和人員。
參考文獻
1王奎,安全監測預報技術在基坑支護施工中的應用研究,吉林大學,2004.10
2唐孟雄 陳如桂 陳偉,深基坑工程變形控制,中國建筑工業出版社,2006.12
【關鍵詞】基坑檢測技術;深基坑施工;應用
在我國城市建設發展過程中,隨著地價的逐漸增加。為了更加充分的對土地資源進行開發利用,建筑基坑的深度越來越深,這給基坑工程施工安全增加了風險。另外,我國城市地鐵、地下商城、地下排水排氣管道等的施工,都是基坑施工的一部分。在基坑施工中,需要應用基坑監測技術,對基坑施工地質進行詳細的了解,為基坑施工安全提供技術支持。
1 深基坑施工中進行基坑監測的意義
對于基坑的監測,主要指的是對建筑基坑以及其周邊的環境進行檢查和監控,監測的時間為基坑施工過程以及建筑施工期限內。
在基坑施工前,一定要利用基坑監測技術,對基坑的施工地質條件進行詳細的了解,為基坑施工提供相關的指導,也為基坑施工規劃提供數據支持。這主要是因為基坑地質中土體、負荷等因素都存在很大的不確定性,必須進行基坑監測。
對于深基坑施工中基坑監測技術的應用發揮了很大的作用,主要表現在以下幾個方面:(1)通過施工前對基坑地質的監測信息,可以對工程施工進行指導;(2)在施工過程中,通過實時監控的數據分析,可以了解到基坑施工的強度,為工程控制成本提供有力的依據;(3)通過基坑監測技術,施工人員可以清楚的了解基坑地下的情況,了解地下管道、線路等的分布情況,在進行基坑施工過程中,就能避免基坑施工對其他路政設施造成影響;(4)在深基坑施工的過程中,通過基坑監測技術,可以對施工可能發生的風險進行預測,及時的進行調整就能避免事故的發生,提高基坑施工的安全。
2 深基坑監測技術手段
對深基坑施工的基坑監測技術手段,主要是通過專業的基坑監測設備,由專業的監測人員進行操作。對于監測設備來說,其量程以及精度一定要能滿足基坑施工的要求,并且穩定性要好。對于基坑監測,需要利用好多種監測技術,結合傳輸系統,將監測到的信息數據傳輸到專家監控系統以及智能控制系統中,進行統計、分析。
3 深基坑施工中進行檢測的主要內容
深基坑進行施工中,進行基坑監測的內容包括對地下水位的監測、對基坑橫向縱向位移的監測、對基坑深層水平位移的監測、對基坑傾斜的監測、對基坑裂縫的監測、對基坑周圍土體壓力的監測、對基坑孔隙的水壓力監測等。
對于基坑位移的監測,包括水平與豎向位移的監測。對于基坑水平位移的監測,其方法如下:(1)對于像任意方向發生水平位移的基坑監測,可以采用極坐標或者前方交匯等方法;(2)利用投點法或者小角度法可以進行基坑向某一水平方向進行位移的監測;(3)當基坑與基坑監測點的距離較遠時,可以利用GPS測量的方法,實現對基坑的監測。對于基準點的埋設位置,應該盡量的避開低洼積水的地方。另外還要不斷的提升監測設備的精度以及量程,保證監測結構的真實可靠。對于基坑豎向位移的監測,一般用到液體靜力水準以及幾何水準的方法進行監測,但是在進行監測過程中,需要注意的有幾點:(1)為了保證監測結果的客觀性,要修正傳遞高程的一些工具;(2)要在基坑的底部回彈區設置監測點;(3)進行檢測時,要堅持客觀的原則,保證監測結果的可靠性。
對于基坑施工中的裂縫監測,就是對裂縫的位置進行確定,了解裂縫的長寬以及深度,監測裂縫的數量以及各自的走向。對于深基坑施工中的主要部分,要對這些部位的裂縫進行重點監測,并采取一定的措施以消除裂縫對工程施工的影響。對裂縫的長寬進行檢測過程中,可以在裂縫的兩側鐵石膏餅或者劃平行線,然后利用專業的測量工具進行測量。目前對于裂縫深度的監測,一般都是利用超聲波技術,這樣可以得到較為準確的數據信息。
對于基坑土壓力的監測一般都是使用土壓力計進行,采用的手段也主要是接觸法以及埋入法。進行土壓力監測過程中需要注意的事項包括以下幾點:(1)在進行埋入式監測時,要始終保持壓力模的垂直;(2)進行監測時要及時的進行相關的記錄,避免信息變動;(3)監測結束后,還要檢查土壓力計與壓力膜,避免兩者出現損害。
為了保證基坑承受水壓的能力,就必須對基坑孔隙的水壓力進行監測。進行監測過程中要用到孔隙水壓力計,對于壓力計的選擇最好是選用埋設鋼弦式的,因為這種水壓力計可以保證得到的數據完整準確。
對于基坑地下水位的監測,主要是為了提供基坑地下詳細的水文信息,避免深基坑施工受到地下水的影響。對地下水位的監測,常常會用到水位計。為了保證對基坑地下地下水監測的整體性,要在基坑中選擇合適的位置安置水位計進行監測。在利用水位計進行檢測的過程中,要適時的水位計的位置進行調整,確??梢缘玫酵暾谋O測數據信息。另外,必須對水位計的刻度以及精確度進行檢驗,確保使用其進行水位檢測的可靠性。
需要注意的是,基坑監測的最終目的是為了保證施工安全,確保施工人員的生命安全,所以在基坑監測過程中,要堅持“以人為本”的基本原則?;颖O測是一種通過監測結果比較的方式,所以就必須定期對監測設備進行校準和維護,確保監測設備的精確性,保證監測結果的真實可靠性。基坑的各項監測還具有實時性的特點,所以進行監測時要按照一定的頻率進行,當受到外界干擾后,應該適當的對其頻率進行調整。進行基坑監測需要多個方面的人員進行緊密的配合,才能確保監測能夠順利的進行,并保證監測數據的準確適用性。有時候,進行基坑監測工作,需要對周邊的環境進行檢測,這時就需要施工人員與相關單位做好協商等溝通工作,避免出現對監測工作有影響的因素。
4 總結
基坑施工中常常應用到基坑監測技術,完成對基坑地質的詳細了解,采取適當的措施,消弱地下地質對基坑施工的影響,增強基坑施工的安全性能。對于深基坑的監測主要包括對其水平、豎向的位移監測、對基坑裂縫的監測、對基坑土壓力監測、對基坑孔隙水壓力監測、對基坑地下水位的監測等,通過對上述內容的監測,可以了解到基坑施工個各項地質情況,實現了基坑施工的全方位監控,保證了基坑施工的安全,提高了其施工的效率和質量。
【參考文獻】
[1]黃海波.基坑監測技術在深基坑中的應用探討[J].科技創新與應用,2012,28(10):209-210.
關鍵詞:深基坑;施工;降水措施
深基坑開挖絕大多數情況都需要進行人工降低地下水。要降低地下水水位,就要合理的選擇降水方法,在此基礎上進行人工降水的方案設計,以及進行降水方案的水位預測,通過預測進行降水方案的優化,從而得到最佳的降水方案。
1 人工降水與深基坑支護和開挖
深基坑施工中降水可以改善勞動強度,實現機械化施工。由于降低了地下水水位,使基坑開挖范圍內的巖土層,不但不含有重力水,而且使其含水量大大降低,這樣就為機械化施工創造了良好的環境,從而改善了人們的勞動強度,使工程得以快速進行。降水可以縮短工期,降低造價,加快工程建設。由于人工降水,實現機械化施工,從而縮短了工期,同時又降低了成本造價,實現工程建設的多快好省。采用有效經濟的降水方法,疏干地下水,保持巖土體的邊坡穩定。人工降水的方法有多種,必須結合具體工程選擇有效的、經濟的人工降水方法,這樣才能達到疏干地下水、滿足深基坑開挖的目的。基坑邊坡地下水的疏干增加了基坑邊坡的穩定性。降水有利于巖土工程施工。例如邊坡支護中的人工挖孔樁,由于人工降低地下水位,改變了挖孔樁的施工條件,使其能順利施工。
深基坑開挖是基礎工程和地下工程施工中一個綜合性的巖土工程難題,既涉及土動力學中典型的強度與穩定問題,又包含了變形問題及疏干地下水問題,同時涉及到土與支護結構的共同作用問題。這些問題都與深基坑開挖這一巖土工程問題緊密聯系在一起,既互相聯系,又相互制約。在某些情況下,由于人工降水,深基坑邊坡不需要進行支護,或者改變了邊坡支護的類型,從而降低工程費用,由此可見人工降水在深基坑開挖中的地位和作用。因此,不難看出人工降水是保證深基坑開挖的基礎工作,它能增加開挖邊坡的穩定性,使某些情況下基坑開挖不需要支護或采用簡單的支護類型。
2 基坑工程的降水措施
在基坑工程施工中,對地下水的治理一般可從兩個方面進行,一是降低地下水位;二是堵截地下水。降低地下水位的常用方法可分為明排降水和井點降水兩類。明排降水由于其制約條件較多,尚不能得到廣泛應用;而井點降水的適用條件較廣,并經過二十多年來的應用、發展和改進,已形成了多種井點降水方法,如輕型井點、噴射井點、管井點、引滲井點、電滲井點、輻射井點等,這些有效的降水方法現已被廣泛用于各種降水工程中。但由于降低地下水位后,可能帶來一些不良影響,如地面沉降、鄰近已有建筑物或構筑物的安全穩定及殘留滯水的處理等。因此,必須充分考慮降水所帶來的有關問題,在不具備采用降低地下水位的情況下,可采用堵截法,將地下水體分隔開后,進行基坑施工。常用的堵截法有:鋼板樁、稀漿槽、夾心墻、防滲垂直帷幕、防滲水平帷幕、冷凍法等。為了更好地治理地下水,為工程施工服務,必須很好地研究場區的工程、水文地質條件,熟悉各種治理地下水的技術、原理和方法,根據降水工程的任務要求,采用合理的降水方案和施工工藝,進行全面質量管理,以達到安全、快速、經濟地治理地下水的目的。
2.1 明排降水
明排降水的適用條件及特點明排降水是指在基坑內設置排水明溝或滲渠和集水井,使進入基坑內的地下水沿排水溝渠流人集水井中,然后用水泵將水抽出基坑外的降水方法。明排降水一般適用于土層比較密實,坑壁較穩定,基坑較淺,降水深度不大,坑底不會產生流砂和管涌等的降水工程。具體在選用明排降水時,應根據場地的水文地質特征,基坑開挖方法及邊坡支護形式等綜合分析確定,當具備如下條件時,一般可以采用明排降水方案。
2.2 井點降水
在地下水位以下施工基坑工程時,通常采用井點(垂直井點和水平井點)降水法來降低地下水位。垂直井點常沿基坑四周布設,水平井點則可穿越基坑四周和底部,井點深度大于要求降水深度,通過井點抽水或引滲來降低地下水位,實現基坑外暗降,保證基坑工程的施工。經井點降水后,能有效地截住地下滲流,降低地下水位,克服基坑的流砂和管涌現象,防止邊坡和基坑底面的破壞;減少側土壓力,增加挖掘邊坡的穩定性,有利于邊坡的支護和施工;防止基底隆起和破壞,加速地基土的固結作用;有利于提高工程質量,加快施工進度及保證施工安全。目前常用的井點降水方法有:輕型井點、噴射井點、電滲井點、管井點、引滲井點,輻射井(或水平井)點等。
2.3 堵截治水
由于基坑降水常會帶來一些不良影響,如地面沉降,臨近已有建筑物或構筑物的安全穩定及殘留滯水的存在而影響邊坡穩定等。為了避免這些問題的產生,可以采用堵截法將地下水體分隔開,在基坑內進行降水,基坑外的地下水位保持不變或變化很小。國內外對地下水進行堵截的方法有鋼板樁、稀漿槽、夾心墻、防滲垂直帷幕、防滲水平帷幕及冷凍等。
3 降水施工中常見問題
施工中要根據實際情況對原有方案進行修改補充,使降水方案更加完善。在井點施工時,由于填入濾料不合適,在粉、細砂含水層中造成井內涌砂嚴重,不能進行洗井和抽水。一旦發現這種現象,應立即更換濾料或包紗網,以阻止流砂的進入;對于已打成的井點,只需將泥漿洗出后,就暫停洗井,以免涌砂后造成井孔周邊地層塌陷,甚至影響邊坡的穩定。當井點不出水或出水量很小的時,對于輕型井點類,可向井管內送人高壓清水,以沖動孔內濾料,將泥漿和泥皮稀釋、破壞、再送氣吹揚洗井或接上真空泵抽吸。對于管井點,可在井孔周邊10~30cm處用工程鉆機打孔至含水層部位,從孔中送入高壓清水直接沖洗孔壁的濾料,或邊送水邊送氣吹洗,將井孔附近的砂和濾料吹出地面,待送入清水暢快流入井中后,從孔中填入新濾料,并重新進行井內洗井。此外,由于地下水水位的下降,使土層中含水量減少,浮托力減小,等于增加了附加荷重,使土產生固結、壓縮,使建筑物基礎發生不均勻沉降;如在井點施工和抽水過程中發生井孔坍塌和涌砂,將會加大其不均勻沉降。如控制不好,將會直接影響到鄰近建(構)筑物的安全,所以必須特別重視。在降水時要隨時注意抽出的地下水是否有混濁現象。抽出的水中帶走的細顆粒不但會增加周圍的沉降,而且還會使井管堵塞、井點失效。為此首先應根據周圍土層的情況選用合適的濾網,同時應重視埋設井管時的成孔和回填濾料的質量。在同樣的降水深度前提下,降水漏斗線的坡度越平緩,影響范圍越大,而所產生的不均勻沉降就越小,因而降水影響區內的地下管線和建筑物受損傷的程度也愈小。
在基坑施工,如護坡樁、挖土、錨桿等施工過程中,常常會造成降水井點的損壞,特別是影響滲井的滲水效果。施工護坡樁時,由于機械碾壓破壞井口,孔口坍塌與井孔連通后泥漿進入井中,造成井孔堵塞;大量注水使地下水位抬升,增加降水時間;當有砂層時,可能使井中出現涌砂等。挖土時,特別是挖第一步土和車道過程中,對于狹窄場地,井點距基坑很近,常出現挖壞井管;甩土時將泥、上掉人井中等。因此,必須加強降水井的保護。
參考文獻
關鍵詞: 軟土地基 深基坑 質量控制
0 前言
軟土泛指抗剪強度低、壓縮性大的軟弱土層,主要為飽和軟粘土,在天然地層剖面上,它往往與泥炭或粉砂交錯沉積。由于它的低強度、高壓縮性和弱透水性,作為地基,常常成為棘手的工程地質問題。深基坑支護工程雖屬臨時性工程,但其技術復雜性卻不遜于永久性的結構工程,本文結合工程實例,對于利用復合土釘進行深基坑支護的設計與施工作一探討,并對處理效果予以評述。
1工程概況
1.1 支護體系及場施工
某工程的情況為,地上二十六層,地下兩層。基坑平面尺寸為83.65m×53.70m,開挖面積約為4500m2,,大面積開挖深度為9.45m,中部樓電梯井剪力墻筒芯處承臺加深3.9m,形成“坑中坑”。支護體系設計上采用內撐式排樁支護結構:支護樁為Φ700鉆孔灌注樁,水平內撐為兩層鋼筋砼結構,支護樁間采用做止水的Φ500高壓旋噴樁。
1.2 場地地質情況
本工程場地地勢較平坦,平整后標高約為6.60m,根據巖土工程勘察報告,場地土層由上往下分為:
①雜填土:厚度0.80~2.10m;
②粉質粘土:厚度一般0.80~2.70m;
③淤泥:厚度一般3.00~8.60m;
④中砂夾淤泥:厚度一般0.90~7.30m;
⑤淤泥夾中砂/中砂夾淤泥:層厚一般16.15~22.40m;
⑥礫砂:厚度1.50~6.70m。
基坑開挖范圍內巖土層主要為①雜填土、②粉質粘土、③淤泥、④中砂夾淤泥,坑底土層主要為④中砂夾淤泥,局部為③淤泥。
場地地下水的穩定水位為5.05~5.87m,對基坑開挖有影響的地下水主要賦存于第①雜填土的上層滯水及第④中砂夾淤泥中的微承壓水,根據抽水試驗,④中砂夾淤泥層的滲透系數為3.7m/d,水位埋深6.8~8.0米。
2 基坑施工
深基坑工程施工的關鍵工序是土方開挖和降排水,必須慎重對待。由于基坑自土方開挖就處于動的狀態,支護結構的受力狀態、大小、位移變形都隨著開挖深度的增加而增加,而且由于軟土流變特性,隨著基坑暴露時間越久,基坑支護體系的位移變形越大,稍有不慎隨時都可能會發生事先估計不到的事故。因此軟土地區基坑開挖應特別重視時空效應問題,認真做好施工組織設計及工期安排,盡量縮短基坑暴露的時間,減少時空效應對基坑支護結構的不利影響。
2.1 施工進度
根據支護體系的設計特點及要求,結合場地和周邊環境的實際狀況,本工程土方共分三階段進行開挖,施工順序如下:
平整場地——第一階段土方開挖——第一道支撐及東側斜撐施工——第一道支撐養護——第二階段土方開挖——第二道支撐施工——第二道支撐養護——第三階段土方開挖——封底墊層——地下室結構施工。
2.2 開挖方法
由于支護體系內支撐設計充分考慮到基坑挖運土機械化施工的需要,以圓拱形鋼筋砼環梁作為支護體系的內支撐,充分利用砼的受壓特性,使得基坑平面內無支撐區域達75%以上,為挖運土的機械化施工提供了良好的作業條件。另外基坑北側約7~8m為院內道路,可在北向中間對撐兩側留設兩個挖運土坡道,以實現大規模、高度機械化的開挖,盡最大限度地減少基坑挖運土的時間,降低時空效應對基坑支護結構的不利影響。
基坑開挖采用3臺CAT320型反鏟挖掘機和3臺小型挖掘機,由南向北逐步分段分層開挖,土方隨挖隨運。開挖以分層為主,東側與門診大樓地下室相鄰處可結合采用分段方法開挖;支護樁邊、格構柱附近及支撐梁底和基底、地梁等無法進行機械開挖部位的土方安排人工開挖、修整。
2.3 質量控制
在基坑開挖之前,技術人員詳細調查了近年來已施工的類似深基坑工程,并對其監測數據中表明的不足與缺陷進行統計,做成排列圖如下:
根據圖表顯示,已往施工的類似深基坑工程中基坑坡頂水平位移存在不足與缺陷所占的比例最高,為72.50%。究其因由,主要是地面超載及基坑降排水不當造成的,與土方開挖順序不合理、開挖速度過快及支撐砼養護時間不足也存在一定的關系。針對上述調查結果,結合本工程實際及施工場地較為狹小的情況,在基坑開挖期間對不同的工序采取對應的施工預防措施:
2.4. 土方開挖措施
1)借用場外飛地作為臨時工程材料堆場及加工廠、土方隨挖隨運,以實現基坑四周的零堆載,同時基坑周邊嚴禁停滯大型機械。
2)基坑開挖采用分段、分層相結合并以分層為主的開挖方法,分層開挖厚度嚴格控制在2m之內;開挖至水平支撐位置后,及時跟進支撐系統鋼筋砼的施工,以盡快形成水平支撐體系;在支撐系統砼未達到設計強度等級前,嚴禁進行下一道土方的開挖。
3)土方開挖必須嚴格按施工方案的順序均衡推進,嚴禁亂挖以保證支護體系均勻受力。施工中配備專職人員進行測量控制,及時將基槽開挖下口線測放到槽底,以控制開挖標高,避免超挖。
4)每一階段基坑土方開挖,在支護結構前均留置適量的被動土,待基坑內側土方開挖完畢后再挖除此部分土體,以減少基坑支護結構變形和荷載的積累。
5)坑底標高以上200~300mm留作保護層,采用人工開挖,以保持坑底土體的原狀結構、避免坑底超挖。開挖保護層時集中勞動力和配套設備,開挖一片,鋪設一片墊層,以避免人為及自然因素造成擾動,減少坑底土的暴露時間,及時在坑底形成“水平支撐”,避免發生支護樁“踢腳”及坑底土體隆起等現象,確?;拥恼w穩定。
3施工中出現的問題及對策
3.1 地面沉降
當基坑開挖到底,準備進行大面積澆搗坑底砼墊層時,路面及教學樓E開始出現裂縫,為了摸清本工程基坑在土方開挖過程中的實況,項目部技術人員對現場的監測數據進行詳細分析,對監測數據中表明的不足與缺陷進行統計,做成排列圖如下:
根據圖表顯示,基坑坡頂水平位移存在不足的問題已得到有效控制,而坡頂、周邊建筑物、道路的沉降問題比較明顯,原由主要是基坑初期大規模降水造成的,根據這種情況,為消除降水的不利影響,決定采取以下措施:
1)在基坑北側靠近住院部附近增設5口回灌井,將坑底抽排上來的地下水經沉淀過濾后回灌入地層,以平衡地下水位。
2)嚴密監測降水井出水量及地下水位變化,在不超過預警水位的前提下逐步降低整個基坑抽水系統的工作強度,盡量減少抽水量或降低抽水頻率;同時根據各降水井的出水量,有組織有針對性地進行抽水,確保整個基坑的地下水位處于相對均勻穩定的平衡狀態。通過上述措施,在整個基坑施工過程中,路面及教學樓E的裂縫發展得到較有效地控制,效果明顯,基坑穩定與安全得到有效保障。
1.1邊坡整修問題深基坑實際施工過程中,機械開挖深度較淺或者深度太深的現象經常出現,由此造成對開挖方數量進行控制難度很大。此外,機械開挖過程中,因為深度增加,導致邊坡平順度以及平整度質量受到影響。采用人工方式開展深基坑開挖,施工難度很大,這是由于人工整修受到各方面的限制,特別是安全施工限制性很大,因此造成深度較大的基礎開挖,不僅施工難度大,同時施工質量也無法保障。
1.2基坑開挖進度控制不當深基坑施工過程中,出現頻率最高的一個問題是開挖過程中,由于施工隊伍整體素質偏低,施工技術以及施工條件差,另外施工企業為了獲取更多項目收益,還會隨意修改施工設計,不僅造成規范性與科學性均很低,同時還會影響工程應有安全度,使其越來越低。
1.3基坑邊坡支護事故設計方案不合理、基坑降水措施不到位、土方開挖程序不合理;邊坡頂部堆在超過設計要求,邊坡錨桿深度不足或預應力張拉過早且不到位,孔內水泥灌注不飽滿、邊坡監測不到位造成邊坡塌陷。。
2建筑工程深基坑施工處理措施
2.1做好深基坑工程施工前準備工作在深基坑工程施工前,需要做好以下幾個方面的準備工作:(1)認真審核施工圖紙。有施工方組織相應的技術人員,根據施工合同相關內容對施工圖紙進行仔細審議,并根據施工圖紙內容,與相關人員取得聯系,將工程細化,明確各方的責任以及工作范圍。建設方將審議結果呈交給業主以及監理單位,做好工程設計變更工作。(2)制定完善的施工管理制度,使深基坑施工中各階段工作有章可循。(3)明確工程質量目標,樹立全員質量意識,制定完善的質量計劃,落實相應施工的質量標準。(4)制定科學的施工方案,根據工程特點以及周邊地質條件,征求每一方參建人員意見,對各方意見進行綜合,確定切實可行的深基坑施工方案。(5)開挖前必須組織各方做好開挖條件驗收,要求逐條達到設計要求的開挖條件,如支撐強度、降水深度等,才允許開挖施工。(6)施工前應完成監測點的布設并讀取初始數據。
2.2提高土方開挖的合理性(1)在施工點,相關施工人員需要對地質條件、周邊環境等進行詳細的了解,確認施工區域內地下管道、線路分布情況等。(2)根據地質勘察報告具體情況,并根據深基坑工程的實際要求,確定土方開挖的速度與步驟,同時做好相應的環境保護措施,避免對周邊環境造成惡劣影響。開挖的順序和方案必須與設計工況一致,并遵循“開槽支撐,先撐后挖,分層開挖,嚴禁超挖”的原則。(3)施工單位需要做好土方開挖的監測工作,推行信息化施工,確保土方開挖的合理性,避免出現基坑主體結構樁基變為等問題。(4)為防止深基坑挖土后土體回彈變性過大,在基坑開挖過程中和開挖后,應保證井點降水正常進行,在挖至設計標高后,要盡快澆筑墊層和底板,減少基坑暴露時間。必要時,可對基礎結構下部土層進行加固。
2.3加強深基坑施工質量管理與監測深基坑工程包括土方開挖、支護、防水、基坑圍護等多個環節,任何一個環節出現質量問題,對整個基坑工程質量都會造成巨大的影響,甚至釀成安全事故。所以,施工單位要做好每一個階段的施工管理工作,確保每一階段的施工嚴格按照施工圖紙進行,落實施工質量計劃。如在土方開挖過程中,檢查是否采用了與施工方案相匹配的施工方法與步驟,在膨脹土地區是否避免了在雨季開挖,在軟土地區開挖時,基坑大小是否適宜等。在支護階段,要檢查基坑底部隆起情況、支護結構頂部的水平位移情況以及支護結構的支撐軸力、地下水位、支撐立柱沉降等,如果發現異常情況應及時采取措施進行處理。
2.4做好深基坑施工應急預案深基坑工程是建筑工程施工中的重點與難點,在施工過程中常常出現不可預見的工程問題,為了避免這些問題對工程質量造成太大的影響,施工單位就需要做好相應的施工應急預案。如基坑排水應急預案、氣象異常預案、地下障礙物預案等等,只有全方面的工程應急預案,才能在緊急情況發生時的第一時間提出解決對策,為工程施工提供保障。
3總結