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摘要:随着建筑的发展高层建筑的建设,在不影响毗邻建筑物沉降的施工方法中,深基坑支护已经成为首选的施工方案。由于深基坑支护包括挖土、挡土、围护和防水等项目的施工,任何一个中间过程的失误都可能导致施工事故,因此是一项复杂的系统工程。本文作者根据多年的施工工作对建筑深基坑支护的重要性作了分析,并对深基坑支护信息化的施工和施工中的一些突发事件的预防及应急措施进行了详细阐述。
关键词:深基坑;支护;技术探讨
Abstract: With the development of high-rise building construction, in does not affect the construction method of adjacent buildings, deep foundation pit construction scheme has become the preferred. The support comprises construction project excavation, retaining, and waterproof enclosure of deep foundation pit, any intermediate process errors may lead to the construction accident, so it is a complicated system engineering. The author of this paper according to the construction work for many years, analyses the importance of building deep foundation pit supporting, and prevention of deep foundation pit support the information construction and construction of some unexpected events and emergency measures were described in detail.
Key words: deep foundation pit; retaining; technology study
中图分类号:TU74文献标识码: 文章编号:
一、深基坑工程的开挖
深基坑开挖施工前,施工单位应根据地质勘探的資料和水文气候情况,结合自身深基坑工程施工的经验和现场条件编制施工组织设计。施工组织设计的主要内容包括:基坑的支护、 基坑的开挖、施工平面布置图、降水措施、施工监测布置等。开挖要综合考虑开挖过程中基坑的受力特点,不能局部一次开挖到基底,使开挖区土体侧压力急剧释放,引起坑壁侧向位移。除此之外还要有专项施工方案和突发事件的应急预案。基坑的开挖施工是一个循序渐进的过程,应尽量做到一边施工一边监测,并遵循“分层开挖,先撑后挖,随挖随撑,对称均衡,限时限量”的施工原则,杜绝野蛮施工和盲目施工,并对施工过程加强控制,保证基坑支护安全顺利地完成。承担施工的单位要严格按照经过审批的施工组织设计及相关的施工规程和技术规范进行开挖,同时要加强施工过程中的监测。在土方开挖施工前要充分掌握工程所在地的地质勘测报告、周围建筑物和地下管线等设施的情况。对特殊土质更是要根据土质的不同进行施工组织设计,比如在膨胀土地区施工应避开雨季施工,在开挖过程中要充分关注膨胀土的特点,确保土体含水量的变化不大,从而使基坑支护尽可能受到土体膨胀压力的影响。在软土地区开挖时,分层深度不宜太大。这是因为如果挖土高差太大或挖土进度过快,就会打破土体原有的力学平衡,使其抗剪强度降低,使土体容易出现水平滑移,增大支护设施的额外压力,最终可能导致支护发生破坏而出现坑壁坍塌。
二、深基坑的止水
在地下水位较高的地区进行深基坑的开挖,地下水会对施工产生一定的危险。特别是在水源复杂地区,在制定止水方案时要充分掌握基坑周围环境地质水文资料,认真分析地下水的来源和成因。在大城市基坑周围建筑密集的情况下,切不可仅凭抽水降低地下水位。这样导致基坑周围土体排水固结引发的周围建筑物不均匀沉降的事故举不胜举。一旦出现这种灾难性的情况将大大增加处理难度。因此,止水要从防水、降水和排水三个方面进行综合考虑。深基坑的止水有许多方式,一般都是几种方法结合在一起。如有深层水泥搅拌桩连续墙、护壁桩水泥搅拌桩共同形成防渗墙、护壁桩高压旋喷桩组合防渗墙、地下连续墙、深基坑土钉与止水帷幕复合支护、单排桩结合止水帷幕、截水帷幕体系及复合支护等。止水帷幕是高地下水位地区深基坑支护施工中常用的一种止水措施,其施工方法主要是通过高压喷射把水泥浆和含有化学成分的浆液注入到地下,降低土体含水量,增强土体抗剪强度的目的。浆喷深层搅拌法和粉喷深层搅拌法通过搅拌把掺加剂(液)和高含水量的土体进行混合,从而达到降低土体含水量、增强土体强度的目的。在浆喷深层搅拌法和粉喷深层搅拌法施工中要特别注意搅拌桩的施工质量。通过合理计算确定水泥浆掺加量,一要保证桩体搅拌均匀;二要确保施工桩长达到设计深度后桩头部位还有浆,避免桩头处出现搅而无浆的情况。在土层情况变化较大的地区,施工要严格按设计进行,保证桩的搭接距离和桩身密实,杜绝空洞、蜂窝及桩头开叉的施工质量问题,避免出现因施工质量导致的止水失效。
三、高层建筑基坑支护施工中的控制
3.1 高层建筑基坑工程的施工
高层建筑基坑施工以土方开挖、挡土施工、加拉围拦、防水处理为基础,其施工过程是一项复杂且技术含量较高的系统工程。在施工中要把握好技术实施的各个环节,严格的按照设计规范和施工规程进行施工,同时抓好各环节的施工质量,控制好施工的技术措施,强化施工过程的质量监督,把工程质量放到第一位。例如:基坑施工前需对土方施工进行分析,首先要根据地质勘测报告来分析施工基坑周围的地质情况,尤其在特殊的地质情况下,施工时更应注意;其次,土方开挖过程中要注意开挖深度和开挖速度,避免因开挖而引起的土体变形或抗剪强度下降;再次,土方施工中要加强质量控制,避免人为坍塌事故的发生。
3.2 高层建筑基坑土体的水控制
在地下水位较高的地区,地下水对深基坑工程施工带来的危险程度是相当高的。根据地质勘察部门提供的地质资料,深入分析地下水的成因,了解深基坑周围环境,对周边有建筑基坑,宜采用以堵为主,抽水为辅,否则会导致基坑周围土体与水体的流失,使建筑物不均匀沉陷,甚至发生坑底流沙、管涌等现象,增大了处理难度,拖延了工期,反之,以降水为主。
3.3 高层建筑基坑支护的监测
高层建筑的基坑支护的质量控制措施主要是通过施工中基坑支护的质量监测来提高基坑的刚度和稳定性。在高层建筑基坑施工,如果施工方法不当,施工质量存在问题会引发一些不必要的事故,例:基坑结构发生变形,土体结构发生沉降现象,支护产生隆起或裂缝;这类质量问题都会对高层建筑的整体结构产生深远的影响。所以,在基坑支护施工时需要专业人员进行质量监测,根据基坑开挖期间监测到的数据来对比岩土变化,设计预期性变化,全面系统的对数据进行动态分析,并掌所致移位变化的方向、大小、变化幅度,做好警戒标准,以防止事故的发生。深基坑支护结构工程监测的主要内容有:支护结构顶部水平位移;支护结构沉降和裂缝;临近建筑物、道路的沉降、倾斜和裂缝;基坑底隆起的观测等。以上监测除每天进行目测之外,一般每8m~16m设一个监测点,关键部位适当加密,开挖后每天监测2次,位移大时应适当加密。
四、基坑支护技术的相关分析
1.、基坑支护结构的基本型式
1.1 桩墙结构的分析
通常在基坑开挖前,沿着基坑边缘施工成排的桩,或者地下连续墙,与此同时也使其底端嵌入到基坑底面以下的结构,这就是我们所说的桩墙结构。我们在基坑的分层向下开挖的过程中,就需要在桩墙的表面设置好支点,在选择支点型式时,还可以根据工程的需要而进行确定。在这方面我们一般可以采用内支撑,当然也可以采用锚杆。因为受到桩墙结构侧壁上土的压力的作用,所以,桩墙结构的受力形式其实与梁板结构是相似的,内支撑可安装具体结构型式完成结构设计的计算。但是,锚杆一般是需要进行单独的承载力设计计算。当然,如果这种结构不用设置支点,那就是悬臂梁结构,然而悬臂结构一般只是适用于基坑深度较浅,而且周边环境对支护结构水平位移要求不高的情况。在现代建筑工程中常采用的桩墙结构型式主要有:地下连续墙一锚杆结构、排桩一内支撑结构、排桩一锚杆结构、地下连续墙一内支撑结构等。桩的类型主要有各种工艺的冲孔桩、钻孔桩、沉管桩或挖孔桩等。当搅拌桩内插入型钢时,也可以纳入这种受力结构型式。
1.2 土釘墙结构的分析
一般来说最常用的土钉墙结构,主要是在分层分段挖土的情况下,分层分段施做土钉和配有钢筋网的喷射混凝土面层。在这过程中需要保证每一施工阶段基坑的稳定性,与此同时需要保证挖土与土钉施工是交叉作业。一般来说,要把土钉的水平与竖向间距,要有一定的控制,而且要合理。其基本的受力特点是通过斜向土钉对基坑边坡土体的加固,来进一步增加边坡的抗滑力矩和抗滑力,以便能够完全满足基坑边坡稳定的要求,这种结构往往会采用钻孔中内置钢筋,然后在孔中注浆的土钉,坡面通常会用配有钢筋网的喷射混凝土形成的土钉墙。
1.3 重力式结构分析
一般来说,重力式的结构对抗滑移和抗倾覆有着较高的要求,这是因为其可以在基坑侧壁形成一个具有相当厚度而且重量的刚性实体结构,这样以来,就可以通过其重量来抵抗基坑的侧壁土压力。
1.4 对于拱墙结构的相关分析。
通常我们把基坑挖成弧形平面,比如圆形或者是椭圆形等,这也就是我们所说的拱墙结构。同时沿基坑侧壁的分层逆作钢筋混凝土拱墙,也可以充分的发挥拱的作用,进而把垂直于墙体的土压力进行转换,变成拱墙内的切向力。这样以来,就可以充分的利用墙体混凝土的受压强度。因为一般来说墙体内力主要是压应力,所以我们需要把墙体厚度做薄些,因为在很多的时候,不用锚杆或者是内支撑就完全可以满足承载力和稳定的要求。
五、结语
基坑工程是建筑工程的一个重要组成部分,特别是深基坑工程施工的成败往往事关工程全局。深基坑施工的安全可靠,直接关系着高层建筑的安全性、稳定性和长久性。深基坑的支护工程要从支护的设计和施工两面着手,确保质量。良好的基坑支护施工技术,是整个工程施工顺利的前提与保证,是整个庞大工程的重要开端。因此,加强对建筑深基坑施工技术的认识与研究意义重大。
关键词:深基坑;支护;技术探讨
Abstract: With the development of high-rise building construction, in does not affect the construction method of adjacent buildings, deep foundation pit construction scheme has become the preferred. The support comprises construction project excavation, retaining, and waterproof enclosure of deep foundation pit, any intermediate process errors may lead to the construction accident, so it is a complicated system engineering. The author of this paper according to the construction work for many years, analyses the importance of building deep foundation pit supporting, and prevention of deep foundation pit support the information construction and construction of some unexpected events and emergency measures were described in detail.
Key words: deep foundation pit; retaining; technology study
中图分类号:TU74文献标识码: 文章编号:
一、深基坑工程的开挖
深基坑开挖施工前,施工单位应根据地质勘探的資料和水文气候情况,结合自身深基坑工程施工的经验和现场条件编制施工组织设计。施工组织设计的主要内容包括:基坑的支护、 基坑的开挖、施工平面布置图、降水措施、施工监测布置等。开挖要综合考虑开挖过程中基坑的受力特点,不能局部一次开挖到基底,使开挖区土体侧压力急剧释放,引起坑壁侧向位移。除此之外还要有专项施工方案和突发事件的应急预案。基坑的开挖施工是一个循序渐进的过程,应尽量做到一边施工一边监测,并遵循“分层开挖,先撑后挖,随挖随撑,对称均衡,限时限量”的施工原则,杜绝野蛮施工和盲目施工,并对施工过程加强控制,保证基坑支护安全顺利地完成。承担施工的单位要严格按照经过审批的施工组织设计及相关的施工规程和技术规范进行开挖,同时要加强施工过程中的监测。在土方开挖施工前要充分掌握工程所在地的地质勘测报告、周围建筑物和地下管线等设施的情况。对特殊土质更是要根据土质的不同进行施工组织设计,比如在膨胀土地区施工应避开雨季施工,在开挖过程中要充分关注膨胀土的特点,确保土体含水量的变化不大,从而使基坑支护尽可能受到土体膨胀压力的影响。在软土地区开挖时,分层深度不宜太大。这是因为如果挖土高差太大或挖土进度过快,就会打破土体原有的力学平衡,使其抗剪强度降低,使土体容易出现水平滑移,增大支护设施的额外压力,最终可能导致支护发生破坏而出现坑壁坍塌。
二、深基坑的止水
在地下水位较高的地区进行深基坑的开挖,地下水会对施工产生一定的危险。特别是在水源复杂地区,在制定止水方案时要充分掌握基坑周围环境地质水文资料,认真分析地下水的来源和成因。在大城市基坑周围建筑密集的情况下,切不可仅凭抽水降低地下水位。这样导致基坑周围土体排水固结引发的周围建筑物不均匀沉降的事故举不胜举。一旦出现这种灾难性的情况将大大增加处理难度。因此,止水要从防水、降水和排水三个方面进行综合考虑。深基坑的止水有许多方式,一般都是几种方法结合在一起。如有深层水泥搅拌桩连续墙、护壁桩水泥搅拌桩共同形成防渗墙、护壁桩高压旋喷桩组合防渗墙、地下连续墙、深基坑土钉与止水帷幕复合支护、单排桩结合止水帷幕、截水帷幕体系及复合支护等。止水帷幕是高地下水位地区深基坑支护施工中常用的一种止水措施,其施工方法主要是通过高压喷射把水泥浆和含有化学成分的浆液注入到地下,降低土体含水量,增强土体抗剪强度的目的。浆喷深层搅拌法和粉喷深层搅拌法通过搅拌把掺加剂(液)和高含水量的土体进行混合,从而达到降低土体含水量、增强土体强度的目的。在浆喷深层搅拌法和粉喷深层搅拌法施工中要特别注意搅拌桩的施工质量。通过合理计算确定水泥浆掺加量,一要保证桩体搅拌均匀;二要确保施工桩长达到设计深度后桩头部位还有浆,避免桩头处出现搅而无浆的情况。在土层情况变化较大的地区,施工要严格按设计进行,保证桩的搭接距离和桩身密实,杜绝空洞、蜂窝及桩头开叉的施工质量问题,避免出现因施工质量导致的止水失效。
三、高层建筑基坑支护施工中的控制
3.1 高层建筑基坑工程的施工
高层建筑基坑施工以土方开挖、挡土施工、加拉围拦、防水处理为基础,其施工过程是一项复杂且技术含量较高的系统工程。在施工中要把握好技术实施的各个环节,严格的按照设计规范和施工规程进行施工,同时抓好各环节的施工质量,控制好施工的技术措施,强化施工过程的质量监督,把工程质量放到第一位。例如:基坑施工前需对土方施工进行分析,首先要根据地质勘测报告来分析施工基坑周围的地质情况,尤其在特殊的地质情况下,施工时更应注意;其次,土方开挖过程中要注意开挖深度和开挖速度,避免因开挖而引起的土体变形或抗剪强度下降;再次,土方施工中要加强质量控制,避免人为坍塌事故的发生。
3.2 高层建筑基坑土体的水控制
在地下水位较高的地区,地下水对深基坑工程施工带来的危险程度是相当高的。根据地质勘察部门提供的地质资料,深入分析地下水的成因,了解深基坑周围环境,对周边有建筑基坑,宜采用以堵为主,抽水为辅,否则会导致基坑周围土体与水体的流失,使建筑物不均匀沉陷,甚至发生坑底流沙、管涌等现象,增大了处理难度,拖延了工期,反之,以降水为主。
3.3 高层建筑基坑支护的监测
高层建筑的基坑支护的质量控制措施主要是通过施工中基坑支护的质量监测来提高基坑的刚度和稳定性。在高层建筑基坑施工,如果施工方法不当,施工质量存在问题会引发一些不必要的事故,例:基坑结构发生变形,土体结构发生沉降现象,支护产生隆起或裂缝;这类质量问题都会对高层建筑的整体结构产生深远的影响。所以,在基坑支护施工时需要专业人员进行质量监测,根据基坑开挖期间监测到的数据来对比岩土变化,设计预期性变化,全面系统的对数据进行动态分析,并掌所致移位变化的方向、大小、变化幅度,做好警戒标准,以防止事故的发生。深基坑支护结构工程监测的主要内容有:支护结构顶部水平位移;支护结构沉降和裂缝;临近建筑物、道路的沉降、倾斜和裂缝;基坑底隆起的观测等。以上监测除每天进行目测之外,一般每8m~16m设一个监测点,关键部位适当加密,开挖后每天监测2次,位移大时应适当加密。
四、基坑支护技术的相关分析
1.、基坑支护结构的基本型式
1.1 桩墙结构的分析
通常在基坑开挖前,沿着基坑边缘施工成排的桩,或者地下连续墙,与此同时也使其底端嵌入到基坑底面以下的结构,这就是我们所说的桩墙结构。我们在基坑的分层向下开挖的过程中,就需要在桩墙的表面设置好支点,在选择支点型式时,还可以根据工程的需要而进行确定。在这方面我们一般可以采用内支撑,当然也可以采用锚杆。因为受到桩墙结构侧壁上土的压力的作用,所以,桩墙结构的受力形式其实与梁板结构是相似的,内支撑可安装具体结构型式完成结构设计的计算。但是,锚杆一般是需要进行单独的承载力设计计算。当然,如果这种结构不用设置支点,那就是悬臂梁结构,然而悬臂结构一般只是适用于基坑深度较浅,而且周边环境对支护结构水平位移要求不高的情况。在现代建筑工程中常采用的桩墙结构型式主要有:地下连续墙一锚杆结构、排桩一内支撑结构、排桩一锚杆结构、地下连续墙一内支撑结构等。桩的类型主要有各种工艺的冲孔桩、钻孔桩、沉管桩或挖孔桩等。当搅拌桩内插入型钢时,也可以纳入这种受力结构型式。
1.2 土釘墙结构的分析
一般来说最常用的土钉墙结构,主要是在分层分段挖土的情况下,分层分段施做土钉和配有钢筋网的喷射混凝土面层。在这过程中需要保证每一施工阶段基坑的稳定性,与此同时需要保证挖土与土钉施工是交叉作业。一般来说,要把土钉的水平与竖向间距,要有一定的控制,而且要合理。其基本的受力特点是通过斜向土钉对基坑边坡土体的加固,来进一步增加边坡的抗滑力矩和抗滑力,以便能够完全满足基坑边坡稳定的要求,这种结构往往会采用钻孔中内置钢筋,然后在孔中注浆的土钉,坡面通常会用配有钢筋网的喷射混凝土形成的土钉墙。
1.3 重力式结构分析
一般来说,重力式的结构对抗滑移和抗倾覆有着较高的要求,这是因为其可以在基坑侧壁形成一个具有相当厚度而且重量的刚性实体结构,这样以来,就可以通过其重量来抵抗基坑的侧壁土压力。
1.4 对于拱墙结构的相关分析。
通常我们把基坑挖成弧形平面,比如圆形或者是椭圆形等,这也就是我们所说的拱墙结构。同时沿基坑侧壁的分层逆作钢筋混凝土拱墙,也可以充分的发挥拱的作用,进而把垂直于墙体的土压力进行转换,变成拱墙内的切向力。这样以来,就可以充分的利用墙体混凝土的受压强度。因为一般来说墙体内力主要是压应力,所以我们需要把墙体厚度做薄些,因为在很多的时候,不用锚杆或者是内支撑就完全可以满足承载力和稳定的要求。
五、结语
基坑工程是建筑工程的一个重要组成部分,特别是深基坑工程施工的成败往往事关工程全局。深基坑施工的安全可靠,直接关系着高层建筑的安全性、稳定性和长久性。深基坑的支护工程要从支护的设计和施工两面着手,确保质量。良好的基坑支护施工技术,是整个工程施工顺利的前提与保证,是整个庞大工程的重要开端。因此,加强对建筑深基坑施工技术的认识与研究意义重大。