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【摘 要】 深基坑支护技术是特殊土质道路施工过程中常常遇见的工程,虽已在全国不同地区、不同的地质条件下取得了不少成功经验,甚至在一些施工技术中达到了国际水平,但仍然存在一些问题需进一步研究或提高,以适应现代化经济建设的需要。
本文以某集团总医院新建内科病房楼基坑支护工程为例,从方案审查、施工过程控制以及基坑边坡安全等方面,结合现场实际,论述了在基坑支护工程中的控制工作,并对支护技术的发展趋势进行了展望。
【关键词】 深基坑工程;支护方案;排桩支护;锚杆;井点降水;沉降观测
一、工程概况
某总医院新建内科病房楼,建筑面积19599.82平方米,地上十一层、地下二层。建筑物南北长54.8米、东西宽28.9米。基坑开挖深度8.5米(从自然地坪算起)。主体结构:框架-剪力墙体系。基础形式:钢筋混凝土筏板基础。
新建内科病房楼东临院内交通要道,南面为医院主入口场区;西、北两侧与原有建筑物相连。施工场地面积狭窄。根据地测公司提供的该工程地质报告显示:基坑深度范围内有两层地下水,上层为赋存在粉质粘土层之中的滞水,初见水位埋深2.0米;下层为分布在圆砾砂层和基底风化岩裂隙之中的潜水,稳定水位埋深在7.70-11.45米,所以,基坑支护时还需要对地下水进行疏干。
为满足地下室施工要求,采用人工挖孔灌注桩及锚杆对深基坑进行支护。支护设计方案如下:
1、在基坑周边范围(比拟建建筑物外边线宽4米),设置ф800@1.5m人工挖孔排桩128根,孔深13米(锚固4.5米、悬臂8.5米)。主筋20ф18,鋼筋笼沿全长设置。桩身混凝土C25,采用商品混凝土泵送。
2、在基坑四周开挖深度2米范围做第一道锚杆,其中在南、西南部分4米范围做第二道锚杆,锚杆采用ф50×6钢管,钻入土中20米,向下倾斜10°,施工间距1.5米。
3、腰梁一道,采用I36a工字钢,通过腰梁、锚杆对护壁桩进行拉结。
4、桩间土:距离基坑底部2.4米范围内用4mm厚钢板作保护。
5、在基坑四周均匀布置14个深15.0米的降水井,井底沉入2寸泥浆泵进行抽水,水抽上来后注入ф500mm直径的半环型布置的铁管里,集中排放至场区内汇水池之中,通过汇水池引至下水主干线,形成环状集中疏排地下水系统。
二、支护方案的审查
审查依据:《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99
本工程基坑支护由东北岩土工程勘察总公司设计并施工,采用人工挖孔灌注桩与锚杆相结合的施工方法。
百年大计,质量第一。如果基坑支护工作不能顺利完成,后续的基础施工将会受到很大的影响,不仅延长工期,还会增加支护成本。
支护方案如图:
基坑支护方案可行与否,是保证基坑边坡安全的先决条件。审查基坑边坡支护方案时,应从以下方面进行:
1、设计方案的审查
根据地质报告提供的该工程的土质、地下水情况、周边环境等具体情况,审查是否结合了本工程的特点,是否有针对性地制定出适合本工程的设计方案。
本工程设计基坑深度8.5米,按《建筑基坑支护技术规程》专项方案应由施工单位技术负责人审批,总监审查,建设单位组织专家论证、评审,并报建筑安全监督部门审查备案后,方可组织实施。
支护的结构形式是否合理,稳定性验算是否满足规范要求。
设计文件资料是否齐全完整,设计深度是否能满足施工需要。
锚固力设计值的选取是否达到规范要求,是否安全可靠。
2、施工技术措施的审查
主要从原材料进场、技术人员配置、劳动力安排、现场管理、工序交接验收、施工安全等方面进行审查。
经监理审查:方案对单体工程施工的质量都制定了相应的安全、技术措施,从单体方案来看,每个方案都是可行的。但从整个工程的总体来审查,方案中还有不足之处:
基坑支护中没有考虑基坑上面西北侧,距坑边1.5米作用有QT25塔吊基础,该地面增加了集中荷载,塔吊安装后将会对土体产生侧向压力,直接影响基坑的稳定及安全。经监理提出后,设计单位及总包单位分别对支护方案和塔吊基础进行了修改,在吊车部位对基坑支护(在4.0米范围内)增加了第二排锚杆,吊车基础由浅基础该为深基础,使得支护方案更合理、更符合实际、更具有针对性。方案实施后至基坑土方回填完成,基坑边坡未发现异常现象,周围建筑物无沉降。
三、基坑支护施工过程控制
基坑支护方案经审批后进入实施阶段,监理工程师要按照监理程序进行监理。对进场的原材料(双控)必须现场取样试验,合格后方可使用在工程中。对工序施工质量进行严格控制。人工挖孔桩必须保证孔的深度,因该工程桩是锚固桩,不是端承桩。锚杆施工的长度必须符合设计要求,注浆液必须严格按设计配比制作,施工时注浆量必须大于理论注浆量。在大批锚杆施工前,首先检查施工的前三根锚杆的锁定力:即现场检查锚杆的轴向受拉承载力。在拉力试验值达到设计要求后,方可同意继续施工。同时,检查施工单位是否按方案实施,施工过程是否存在质量及安全隐患,以及不可预见的不利因素等。
在本工程的监理过程中,当人工挖孔桩挖深接近设计标高12.0米时,坑底见水,无法进行正常施工,说明基坑降水没有成功。分析原因可能存在以下情况:
1、该场区地形变化复杂,勘测时因为有旧建筑物存在,钻孔点位置距离基坑较远,地质资料没有反映出基坑的真实情况;
2、因地质岩层复杂存在流砂层,降水井里沉砂严重,再加上泵头高度影响,井底标高逐日上升,降水井深度不够。
在这种情况下及时督促施工单位制定补救措施并实施,按照措施要求,补打4个深18米降水井进行补充,施工完成后,孔底水位下降,因发现早并及时处理,没有影响工期。
在基坑开挖过程中,为避免安全事故的发生,在基坑上面距离坑边1.0米范围内要求施工单位用栏板进行封闭,防止行人滑入坑内;同时,沿基坑高度范围内用密目网进行全封闭,以防落土伤人。
四、基坑开挖后的安全工作
基坑开挖后,要求施工单位立即进行基础施工,施工前材料、机械以及劳动力必须全部到位。按照方案要求:对基坑下部2.4米范围内用4mm的钢板进行保护,以防止桩间砂砾等土体经风化及雨水冲刷后脱落到基坑内。因基坑开挖后,正值雨季,提醒施工单位在基坑四周作好临时排水沟、集水井,做好施工应急预案。同时,设专人对建筑物定期进行沉降观测,监理工程师及时检查施工单位的测量记录。
五、深基坑技术的发展趋势
1、基坑向着大深度、大面积方向发展,周边环境更加复杂,深基坑开挖与支护的难度越来越大,因此,从节约工期和造价的角度看如何把基坑支护工程做好是今后发展的主要方向。
2、土钉支护方案的大量实施,使得喷射混凝土技术得以充分运用和发展,为减少喷射混凝土的回弹量以及保护环境的需要,采用湿式喷射混凝土。
3、就目前基坑支护大多以人工挖孔为主,效率不高,今后必须淘汰效率低的人力,大力研究开发机械钻孔桩,以提高工效,加快施工进度,减少时间效应的影响,节约成本。
4、为了减少基坑变形,通过施加预应力的方法控制变形,将逐渐被推广,采用深层注浆技术对基坑底部或被动区土体进行加固。
六、结论
深基坑支护采用排桩及锚杆相结合,效果较好,基坑开挖至基础土方完成。坑内干燥,无渗漏水现象。周边建筑物无沉降、变形,为今后的基坑支护工作积累了丰富的工作经验。同时,在施工过程中,妥善处理不可预见的情况,确保支护工程安全、可靠。
本文以某集团总医院新建内科病房楼基坑支护工程为例,从方案审查、施工过程控制以及基坑边坡安全等方面,结合现场实际,论述了在基坑支护工程中的控制工作,并对支护技术的发展趋势进行了展望。
【关键词】 深基坑工程;支护方案;排桩支护;锚杆;井点降水;沉降观测
一、工程概况
某总医院新建内科病房楼,建筑面积19599.82平方米,地上十一层、地下二层。建筑物南北长54.8米、东西宽28.9米。基坑开挖深度8.5米(从自然地坪算起)。主体结构:框架-剪力墙体系。基础形式:钢筋混凝土筏板基础。
新建内科病房楼东临院内交通要道,南面为医院主入口场区;西、北两侧与原有建筑物相连。施工场地面积狭窄。根据地测公司提供的该工程地质报告显示:基坑深度范围内有两层地下水,上层为赋存在粉质粘土层之中的滞水,初见水位埋深2.0米;下层为分布在圆砾砂层和基底风化岩裂隙之中的潜水,稳定水位埋深在7.70-11.45米,所以,基坑支护时还需要对地下水进行疏干。
为满足地下室施工要求,采用人工挖孔灌注桩及锚杆对深基坑进行支护。支护设计方案如下:
1、在基坑周边范围(比拟建建筑物外边线宽4米),设置ф800@1.5m人工挖孔排桩128根,孔深13米(锚固4.5米、悬臂8.5米)。主筋20ф18,鋼筋笼沿全长设置。桩身混凝土C25,采用商品混凝土泵送。
2、在基坑四周开挖深度2米范围做第一道锚杆,其中在南、西南部分4米范围做第二道锚杆,锚杆采用ф50×6钢管,钻入土中20米,向下倾斜10°,施工间距1.5米。
3、腰梁一道,采用I36a工字钢,通过腰梁、锚杆对护壁桩进行拉结。
4、桩间土:距离基坑底部2.4米范围内用4mm厚钢板作保护。
5、在基坑四周均匀布置14个深15.0米的降水井,井底沉入2寸泥浆泵进行抽水,水抽上来后注入ф500mm直径的半环型布置的铁管里,集中排放至场区内汇水池之中,通过汇水池引至下水主干线,形成环状集中疏排地下水系统。
二、支护方案的审查
审查依据:《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99
本工程基坑支护由东北岩土工程勘察总公司设计并施工,采用人工挖孔灌注桩与锚杆相结合的施工方法。
百年大计,质量第一。如果基坑支护工作不能顺利完成,后续的基础施工将会受到很大的影响,不仅延长工期,还会增加支护成本。
支护方案如图:
基坑支护方案可行与否,是保证基坑边坡安全的先决条件。审查基坑边坡支护方案时,应从以下方面进行:
1、设计方案的审查
根据地质报告提供的该工程的土质、地下水情况、周边环境等具体情况,审查是否结合了本工程的特点,是否有针对性地制定出适合本工程的设计方案。
本工程设计基坑深度8.5米,按《建筑基坑支护技术规程》专项方案应由施工单位技术负责人审批,总监审查,建设单位组织专家论证、评审,并报建筑安全监督部门审查备案后,方可组织实施。
支护的结构形式是否合理,稳定性验算是否满足规范要求。
设计文件资料是否齐全完整,设计深度是否能满足施工需要。
锚固力设计值的选取是否达到规范要求,是否安全可靠。
2、施工技术措施的审查
主要从原材料进场、技术人员配置、劳动力安排、现场管理、工序交接验收、施工安全等方面进行审查。
经监理审查:方案对单体工程施工的质量都制定了相应的安全、技术措施,从单体方案来看,每个方案都是可行的。但从整个工程的总体来审查,方案中还有不足之处:
基坑支护中没有考虑基坑上面西北侧,距坑边1.5米作用有QT25塔吊基础,该地面增加了集中荷载,塔吊安装后将会对土体产生侧向压力,直接影响基坑的稳定及安全。经监理提出后,设计单位及总包单位分别对支护方案和塔吊基础进行了修改,在吊车部位对基坑支护(在4.0米范围内)增加了第二排锚杆,吊车基础由浅基础该为深基础,使得支护方案更合理、更符合实际、更具有针对性。方案实施后至基坑土方回填完成,基坑边坡未发现异常现象,周围建筑物无沉降。
三、基坑支护施工过程控制
基坑支护方案经审批后进入实施阶段,监理工程师要按照监理程序进行监理。对进场的原材料(双控)必须现场取样试验,合格后方可使用在工程中。对工序施工质量进行严格控制。人工挖孔桩必须保证孔的深度,因该工程桩是锚固桩,不是端承桩。锚杆施工的长度必须符合设计要求,注浆液必须严格按设计配比制作,施工时注浆量必须大于理论注浆量。在大批锚杆施工前,首先检查施工的前三根锚杆的锁定力:即现场检查锚杆的轴向受拉承载力。在拉力试验值达到设计要求后,方可同意继续施工。同时,检查施工单位是否按方案实施,施工过程是否存在质量及安全隐患,以及不可预见的不利因素等。
在本工程的监理过程中,当人工挖孔桩挖深接近设计标高12.0米时,坑底见水,无法进行正常施工,说明基坑降水没有成功。分析原因可能存在以下情况:
1、该场区地形变化复杂,勘测时因为有旧建筑物存在,钻孔点位置距离基坑较远,地质资料没有反映出基坑的真实情况;
2、因地质岩层复杂存在流砂层,降水井里沉砂严重,再加上泵头高度影响,井底标高逐日上升,降水井深度不够。
在这种情况下及时督促施工单位制定补救措施并实施,按照措施要求,补打4个深18米降水井进行补充,施工完成后,孔底水位下降,因发现早并及时处理,没有影响工期。
在基坑开挖过程中,为避免安全事故的发生,在基坑上面距离坑边1.0米范围内要求施工单位用栏板进行封闭,防止行人滑入坑内;同时,沿基坑高度范围内用密目网进行全封闭,以防落土伤人。
四、基坑开挖后的安全工作
基坑开挖后,要求施工单位立即进行基础施工,施工前材料、机械以及劳动力必须全部到位。按照方案要求:对基坑下部2.4米范围内用4mm的钢板进行保护,以防止桩间砂砾等土体经风化及雨水冲刷后脱落到基坑内。因基坑开挖后,正值雨季,提醒施工单位在基坑四周作好临时排水沟、集水井,做好施工应急预案。同时,设专人对建筑物定期进行沉降观测,监理工程师及时检查施工单位的测量记录。
五、深基坑技术的发展趋势
1、基坑向着大深度、大面积方向发展,周边环境更加复杂,深基坑开挖与支护的难度越来越大,因此,从节约工期和造价的角度看如何把基坑支护工程做好是今后发展的主要方向。
2、土钉支护方案的大量实施,使得喷射混凝土技术得以充分运用和发展,为减少喷射混凝土的回弹量以及保护环境的需要,采用湿式喷射混凝土。
3、就目前基坑支护大多以人工挖孔为主,效率不高,今后必须淘汰效率低的人力,大力研究开发机械钻孔桩,以提高工效,加快施工进度,减少时间效应的影响,节约成本。
4、为了减少基坑变形,通过施加预应力的方法控制变形,将逐渐被推广,采用深层注浆技术对基坑底部或被动区土体进行加固。
六、结论
深基坑支护采用排桩及锚杆相结合,效果较好,基坑开挖至基础土方完成。坑内干燥,无渗漏水现象。周边建筑物无沉降、变形,为今后的基坑支护工作积累了丰富的工作经验。同时,在施工过程中,妥善处理不可预见的情况,确保支护工程安全、可靠。