论文部分内容阅读
【摘 要】结合工程实例，介绍阐述某工程通过对深基坑支护方案的选择、支护设计、支护施工等方面采取有力措施，从而确保了工程质量和施工安全的成功经验。
【关键词】深基坑；支护；设计；施工
0.前言深基坑工程是随着我国建设事业的发展而出现的一种较新类型的岩土工程，由于大批的高层和超高层建筑的建设，开发商为提高建筑用地率，加之国家有关规范对基础埋置深度和人防工程的要求，多层、高层、超高层建筑地下室的设计必不可少，有的地下建筑甚至有三四层，深的达十多米，进入二十一世纪以来基坑工程呈现“大、深、紧、近”等特点。于是，地下建筑开挖时的深基坑支护成为一个必要的施工过程。在实际施工过程中，由于工程地质条件及环境条件复杂多样，所选择的支护结构可靠性、合理性不仅取决于设计及施工者的主观判断。鉴于此，如果能通过一些实际工程经验积累与分析、取长补短，相互交流，那么对于基坑支护的工程设计与施工都将是十分有益的，也可避免由于经验不足所造成的一些浪费或一些安全、质量事故。
1.综合概况某工程位于松花江畔友谊路与中央大街交汇处，占地面积47600m2，总建筑面积140000m2，设地下室一层，基坑深度为6.30m，地下水位-2.5m。地层分布较复杂，在支护深度范围内共分布两层土，其中第一层为人工填土：主要为杂堆土，属老填土，主要由粘性土、碎石、砖块等组成，含硬杂质30%左右，成分复杂，密度程度不均匀，结构较密实，层厚为2.80～3.50m。 第二层为粉细沙，层厚8～10.6 m。连续分布以细砂为主; 中粗砂: 厚度未揭穿连续分布。
2．基坑支护方案选择支护方案的合理性是直接影响深基坑支护工程成败的关键因素，一个成功的深基坑支护设计方案应当经济合理、安全可靠、施工技术可行。在选择支护方案前，主要是根据施工场地的工程地质条件和水文地质条件(必要时进行补充勘察)，基坑的开挖深度、规模和工程要求，在确定场地深基坑内、外稳定的前提下来考虑如何满足挡土、防渗和降水等项要求。选择方案的原则是：安全可靠第一，工期或费用第二。基坑支护的方案有放坡、护壁桩、锚杆、喷锚等，各种方案有其优点和局限性，因此，该工程在深入掌握和研究已有工程地质、水文地质资料和周边环境条件的基础上，进行多种方案的分析，论证与优化，并着重考虑了以下因素：该工程位于繁华的松花江畔，，东临中央大街，南邻友谊路，西邻友谊宫，北临松花江，且地下水位较高，支护线长度接近700米。东、南邻边为城市主要道路，地下管网、地下电缆及光缆等管线较多，埋深在-2.0m左右，而且相邻友谊宫及凯莱酒店等标志性建筑。进行基坑支护时，不能对其造成破坏影响。因此选择何种支护方案很重要，从安全可靠、经济适用、缩短工期等因素考虑，选择钢管排桩及锚拉结构体系较为合适，该方法具有施工速度快、成本低、安全可靠等优点，且无噪音、无污染。
3．设计原则设计方案是根据建筑基坑总平面图范围，场地岩土工程条件，场地周边环境条件及基坑开挖深度等要求确定。深基坑的设计应由对岩土工程设计有经验的持证单位进行。同时建设单位应负责提供设计深基坑必需的下列基础资料：沿基坑周边岩土的工程地质和水文地质资料。对土层要提供各周边分层土准确的C、?准值，并注明其试验方法，不能以场地勘察资料中所提供的笼统值代替。邻近建（构）筑物的结构特征及基础类型、尺寸、埋深以及与基坑的相关距离和高度，邻近基坑的管线及道路等详细情况。除必须保证基坑本身在暴露期间的安全外、还必须保证邻近建（构）筑物、道路、管线的安全。需要进行降水的，应慎重考虑降水产生的沉降，并根据需要采取有效的措施。本工程由经验丰富的黑龙江岩土基础工程公司承担设计。支护周期按两个月考虑，未考虑越冬冻胀对基坑侧壁及支护体系的影响。该支护体系必须在地下水位降至7米后方可开挖基坑，以免降水对基坑侧壁产生影响，增大主动土压力。局部考虑地面荷载为15kn/m2，未考虑动荷载，但靠近友谊路一侧是场内道路，距基坑边不小于2.5m，地面应做成混凝土硬路面。为防止雨水侵入土体增加土压力，基坑上部边缘5m范围内做100mm厚c15细石混凝土面层，并在基坑边作出高120mm泛水沿防止雨水通过侧壁流入基坑。从地质报告揭示的土层看，3.5m以上为杂填土，3.5m以下为粉细沙土，土体稳定性较差，为保证桩间土体在支护周期内稳定，桩间土采用喷浆固结或喷射细混凝土固结。
4．深基坑支护施工4.1施工阶段是项目实施的关键阶段，应根据地质勘探资料和当地水文气候条件，结合当地深基坑工程施工的经验和条件，确定工程的关键项目，要求施工单位制定专项施工方案，并制定突发事件的应急预案。4.2该工程总支护长度约为700米，基坑呈矩形，且每边距离相差不大，因此施工段以自然边划分，即分成四个施工段，每边为一段。选择两台液压震动打拔式桩机，该机械操作灵活，施工速度快，无需辅助机械，单机台班产量50根左右。施工前，按事先确定好的施工顺序将半成品桩运输至指定位置，应以打拔桩机以最短时间完成一次打桩确定最佳堆放位置，堆放中心到支护位置距离10—20米。该工程设计桩长12米，现场进行接桩，接桩质量严格执行有关规范规定，且接口处必须满足该桩的抗弯抗剪要求。然后用液压震动打拔桩机将焊好的12米长钢桩自行吊起按施放好的桩位进行震动压入。待钢桩施工完一段后进行冠梁的安装，冠梁采用I24与钢管桩在内侧焊牢。为了整个支护体系安全可靠，满足使用功能，在钢桩后5米处设置一排锚拉桩。锚拉桩长6米，间距5米，设置位置在主动土滑裂面以外。该桩也采用液压震动打桩机打入。为保证锚拉桩桩头在受力时不至被压屈，在桩头上1m段采用c20混凝土灌死，以增加上段抗拉、压能力。在排桩与锚拉桩之间采用Ф25钢筋做连接杆，起锚拉作用，该锚拉杆前端与钢桩冠梁焊牢，后面与锚拉桩焊牢，单根拉杆抗拉力为150kn。4.3采取基坑内排水措施。及时抽排基坑内积水，保持干燥施工，基坑四周地面需设专门排水沟和沙井，并与市政排水系统联通。基坑边坡设泄水孔，边壁土方开挖后如遇壁面渗水，须针对性地设置边坡泄水孔，减少边坡体内水压力对边坡的不利影响，泄水孔孔长0．5m～1．0m，采用PVC塑料管Φ50，表面设Φ10@50孔眼，外包塑料纱网布。4.4施工安全监测
监测内容：地下水位、邻近建筑物和道路的水平位移、支护结构水平位移及坡顶沉降监测。在支护施工阶段，要每天监测1次，在完成坑开挖，变形趋于稳定的情况下，可适当减少监测次数，直到支护退出工作为止。对降水引起沉降的观测主要设置在目前邻建筑物上。对支护位移的监测，包括水平和垂直沉降，测点设在基坑四周，每边3个。另外，应特别加强雨天和雨后监测，以及对各种危及支护安全的水害来源进行仔细观察，发现问题分析原因并及时采取有效措施予以解决。
5.结语深基坑工程的施工是一个复杂的过程，在深基坑支护施工过程中方案选型及施工确实存在较大困难，所以，必须抓住深基坑支护的关键，充分了解场地的地质和水文条件、全面分析各种复杂地质条件对工程施工的影响，合理地选择深基坑支护和施工措施，做好保证措施，这样才能较好地保证深基坑支护施工工程安全、顺利的完成。
【参考文献】
［１］建筑基坑支护技术规程.JGJ120-99.
［２］建筑地基基础设计规范.GBJ50007-2002.
【关键词】深基坑；支护；设计；施工
0.前言深基坑工程是随着我国建设事业的发展而出现的一种较新类型的岩土工程，由于大批的高层和超高层建筑的建设，开发商为提高建筑用地率，加之国家有关规范对基础埋置深度和人防工程的要求，多层、高层、超高层建筑地下室的设计必不可少，有的地下建筑甚至有三四层，深的达十多米，进入二十一世纪以来基坑工程呈现“大、深、紧、近”等特点。于是，地下建筑开挖时的深基坑支护成为一个必要的施工过程。在实际施工过程中，由于工程地质条件及环境条件复杂多样，所选择的支护结构可靠性、合理性不仅取决于设计及施工者的主观判断。鉴于此，如果能通过一些实际工程经验积累与分析、取长补短，相互交流，那么对于基坑支护的工程设计与施工都将是十分有益的，也可避免由于经验不足所造成的一些浪费或一些安全、质量事故。
1.综合概况某工程位于松花江畔友谊路与中央大街交汇处，占地面积47600m2，总建筑面积140000m2，设地下室一层，基坑深度为6.30m，地下水位-2.5m。地层分布较复杂，在支护深度范围内共分布两层土，其中第一层为人工填土：主要为杂堆土，属老填土，主要由粘性土、碎石、砖块等组成，含硬杂质30%左右，成分复杂，密度程度不均匀，结构较密实，层厚为2.80～3.50m。 第二层为粉细沙，层厚8～10.6 m。连续分布以细砂为主; 中粗砂: 厚度未揭穿连续分布。
2．基坑支护方案选择支护方案的合理性是直接影响深基坑支护工程成败的关键因素，一个成功的深基坑支护设计方案应当经济合理、安全可靠、施工技术可行。在选择支护方案前，主要是根据施工场地的工程地质条件和水文地质条件(必要时进行补充勘察)，基坑的开挖深度、规模和工程要求，在确定场地深基坑内、外稳定的前提下来考虑如何满足挡土、防渗和降水等项要求。选择方案的原则是：安全可靠第一，工期或费用第二。基坑支护的方案有放坡、护壁桩、锚杆、喷锚等，各种方案有其优点和局限性，因此，该工程在深入掌握和研究已有工程地质、水文地质资料和周边环境条件的基础上，进行多种方案的分析，论证与优化，并着重考虑了以下因素：该工程位于繁华的松花江畔，，东临中央大街，南邻友谊路，西邻友谊宫，北临松花江，且地下水位较高，支护线长度接近700米。东、南邻边为城市主要道路，地下管网、地下电缆及光缆等管线较多，埋深在-2.0m左右，而且相邻友谊宫及凯莱酒店等标志性建筑。进行基坑支护时，不能对其造成破坏影响。因此选择何种支护方案很重要，从安全可靠、经济适用、缩短工期等因素考虑，选择钢管排桩及锚拉结构体系较为合适，该方法具有施工速度快、成本低、安全可靠等优点，且无噪音、无污染。
3．设计原则设计方案是根据建筑基坑总平面图范围，场地岩土工程条件，场地周边环境条件及基坑开挖深度等要求确定。深基坑的设计应由对岩土工程设计有经验的持证单位进行。同时建设单位应负责提供设计深基坑必需的下列基础资料：沿基坑周边岩土的工程地质和水文地质资料。对土层要提供各周边分层土准确的C、?准值，并注明其试验方法，不能以场地勘察资料中所提供的笼统值代替。邻近建（构）筑物的结构特征及基础类型、尺寸、埋深以及与基坑的相关距离和高度，邻近基坑的管线及道路等详细情况。除必须保证基坑本身在暴露期间的安全外、还必须保证邻近建（构）筑物、道路、管线的安全。需要进行降水的，应慎重考虑降水产生的沉降，并根据需要采取有效的措施。本工程由经验丰富的黑龙江岩土基础工程公司承担设计。支护周期按两个月考虑，未考虑越冬冻胀对基坑侧壁及支护体系的影响。该支护体系必须在地下水位降至7米后方可开挖基坑，以免降水对基坑侧壁产生影响，增大主动土压力。局部考虑地面荷载为15kn/m2，未考虑动荷载，但靠近友谊路一侧是场内道路，距基坑边不小于2.5m，地面应做成混凝土硬路面。为防止雨水侵入土体增加土压力，基坑上部边缘5m范围内做100mm厚c15细石混凝土面层，并在基坑边作出高120mm泛水沿防止雨水通过侧壁流入基坑。从地质报告揭示的土层看，3.5m以上为杂填土，3.5m以下为粉细沙土，土体稳定性较差，为保证桩间土体在支护周期内稳定，桩间土采用喷浆固结或喷射细混凝土固结。
4．深基坑支护施工4.1施工阶段是项目实施的关键阶段，应根据地质勘探资料和当地水文气候条件，结合当地深基坑工程施工的经验和条件，确定工程的关键项目，要求施工单位制定专项施工方案，并制定突发事件的应急预案。4.2该工程总支护长度约为700米，基坑呈矩形，且每边距离相差不大，因此施工段以自然边划分，即分成四个施工段，每边为一段。选择两台液压震动打拔式桩机，该机械操作灵活，施工速度快，无需辅助机械，单机台班产量50根左右。施工前，按事先确定好的施工顺序将半成品桩运输至指定位置，应以打拔桩机以最短时间完成一次打桩确定最佳堆放位置，堆放中心到支护位置距离10—20米。该工程设计桩长12米，现场进行接桩，接桩质量严格执行有关规范规定，且接口处必须满足该桩的抗弯抗剪要求。然后用液压震动打拔桩机将焊好的12米长钢桩自行吊起按施放好的桩位进行震动压入。待钢桩施工完一段后进行冠梁的安装，冠梁采用I24与钢管桩在内侧焊牢。为了整个支护体系安全可靠，满足使用功能，在钢桩后5米处设置一排锚拉桩。锚拉桩长6米，间距5米，设置位置在主动土滑裂面以外。该桩也采用液压震动打桩机打入。为保证锚拉桩桩头在受力时不至被压屈，在桩头上1m段采用c20混凝土灌死，以增加上段抗拉、压能力。在排桩与锚拉桩之间采用Ф25钢筋做连接杆，起锚拉作用，该锚拉杆前端与钢桩冠梁焊牢，后面与锚拉桩焊牢，单根拉杆抗拉力为150kn。4.3采取基坑内排水措施。及时抽排基坑内积水，保持干燥施工，基坑四周地面需设专门排水沟和沙井，并与市政排水系统联通。基坑边坡设泄水孔，边壁土方开挖后如遇壁面渗水，须针对性地设置边坡泄水孔，减少边坡体内水压力对边坡的不利影响，泄水孔孔长0．5m～1．0m，采用PVC塑料管Φ50，表面设Φ10@50孔眼，外包塑料纱网布。4.4施工安全监测
监测内容：地下水位、邻近建筑物和道路的水平位移、支护结构水平位移及坡顶沉降监测。在支护施工阶段，要每天监测1次，在完成坑开挖，变形趋于稳定的情况下，可适当减少监测次数，直到支护退出工作为止。对降水引起沉降的观测主要设置在目前邻建筑物上。对支护位移的监测，包括水平和垂直沉降，测点设在基坑四周，每边3个。另外，应特别加强雨天和雨后监测，以及对各种危及支护安全的水害来源进行仔细观察，发现问题分析原因并及时采取有效措施予以解决。
5.结语深基坑工程的施工是一个复杂的过程，在深基坑支护施工过程中方案选型及施工确实存在较大困难，所以，必须抓住深基坑支护的关键，充分了解场地的地质和水文条件、全面分析各种复杂地质条件对工程施工的影响，合理地选择深基坑支护和施工措施，做好保证措施，这样才能较好地保证深基坑支护施工工程安全、顺利的完成。
【参考文献】
［１］建筑基坑支护技术规程.JGJ120-99.
［２］建筑地基基础设计规范.GBJ50007-2002.