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摘要:超深基坑支护工程虽为临时性结构,还存在不可预见性、工程量大、造价高、技术难度大等特点,但其可靠性和安全性处理不当,会在很大程度上影响到基坑工程质量,甚至还会影响到周边环境。所以,本文结合工程施工实践经验,对超深基坑支护施工质量控制要点进行针对性分析,以供同类工程参考。
关键词:超深基坑;基坑支护;施工质量;监控
中图分类号:F253.3 文献标识码:A 文章编号:
当前我国在深基坑设计和施工技术方面也积极了较成熟的经验,支护结构的形式日渐多样化。随着经济与建筑行业的迅速发展,建筑地下空间进一步挖掘使用,进一步促进深基坑工程的推广应用。本文在探讨超深基坑支护施工的过程中,结合工程实际需要,重点围绕支护结构本身的薄弱点,提出一些具有工程应用价值的建议措施。
1 深基坑支护施工工程概况
尽管深基坑支护设计理论已经比较成熟,但在实际施工依然要注意质量控制。本文所探讨的基坑挖深13.7m~16.8m,占地面积大致10 000㎡,基坑周长大致为400m,且其周边均有地下管道和管线,坑周边施工环境及地质条件相对复杂,地勢相对较高,土层变化幅度大,其场地土层参数如表1所示。另外,在此工程中,支护结构的设计方案选择分区段进行,这是基于综合考虑基坑地质条件、挖土深度以及周围环境等多个因素进行筛选出来的,
表1 某基坑地场地地层参数
2 基坑支护结构设计阶段与施工阶段存在的难点
工程地质复杂多变,存在很多不确定性的因素。就当前的技术难题,主要存在以下几个技术难题:(1)在计算实际土体压力方面如何选择一个适合的土体物理力参数;因为在很大程度上,基坑支护结构的安全性能质量程度受所能承受的土体压力大小决定的。在基坑开挖后,粘聚力、含水率、内摩擦角这三个重要参数,由于其具有可变性,进一步增加准确计算支护结构实际受力的难度。此外,支护结构形式和施工工艺等因素,也影响土体物理力学参数的选择。(2)取样分析方面,无法做到对基坑土体的取样完全。基坑支护结构设计的一个必要步骤是在设计前对地基土层进行取样分析;但在本工程中地质情况复杂,造成随机取得的土层样本无法做到准确地反映土层的真实情况,进而影响到支护结构的设计并不能完全符合基坑的实际地质情况。(3)无法做到全面考虑基坑开挖后的空间效应,本工程和其它不少基抗开挖实例表明,基坑开挖还存在空间的问题,即基坑四周朝内侧发生水平位移,且往往表现为中间比两边大,这样的现象容易造成基坑边坡失稳的质量问题。(4)理论计算受力的结果与实际受力情况存在不相符合的情况。在本工程基坑支护施工过程中,也发现了一个当下常见的工程共性问题,即设计人员按极限平衡理论来确定安全系数及设计计算支护结构,从理论的角度来看此类做法是绝对安全的,但从工程成本控制来看,支护结构的建设成本却有所增加,而且不一定就能完成适应工程;但根据以往的工程经验发现,若选择规范中较小的安全系数来设计支护结构,却能达到实际工程的要求。
3 超深基坑支护的施工技术及控制
随着建筑工程的快速发展,基坑的深度和体量也不断得到增加,支护技术也不断得到改进和优化。根据以上技术难题的分析,以下将就本工程中有关基坑支护技术施工过程的主要控制点进行总结。
3.1 三重管高压旋喷桩施工阶段及控制
控制要点包括:(1)设备安装时要确保孔位准确;钻机进行引孔时,要做好垂直度;孔壁完整,不坍孔,保持引孔泥浆性能,确保高喷管在施工过程中顺利下至孔底。(2)为防止喷嘴堵塞现象,需在井中进行高喷管下井前的试验检查。(3)当高喷管下至距孔底0.5m时,应先启动支浆泵送浆,同时旋转下放,而高压泵和空压机则需要高喷管下至于孔底(开喷深度)后再启动,观察有关参数是否正常再决定提升。(4)必做严格根据配比配制浆液,均匀上料,为防情况有变,要不定期经常性地测定浆液比重,并做好有关记录工作。(5)高喷作业的控制,重点观察流量、浆压力、气、水是否符合相关设计要求,若出现不达标现象,提升需及时停止,将原因调查清楚且处理完后方可继续。(6)分节拆卸高喷管是,要尽可能缩短停机时间,动作要迅速;若确实有必要停机时,为避免回结体在重新开机作业时出现新层,需将高喷管下放至停喷深度0.5~1.0m处;保持孔内浆满,发现串孔及时回灌。防止串孔可采取间隔一个,即两序施工的方法。施工连续进行时,可采用冒浆回灌,但冒浆不宜回收加以利用,以保证回结体强度。最后,高喷作业要统一指挥,明确各岗位分工、职责,当该作业结束后,要立即进行管路设施的清洗工序。
3.2 砼支撑施工阶段及控制
控制要点及注意事项包括:(1)钢筋混凝土围檩梁和支撑梁的施工:先按照设计要求测量放线、进行人工处理原状土并进行夯实,再用碎石垫层处理(铺10cm左右),接着对钢筋进行绑扎,完成侧模板的安装。(2)用植筋的方法连接支护桩和檩梁之间的结构。(3)用拉杆螺丝固定钢筋混凝土围檩梁和支撑梁的侧模,并按设计要求对钢筋混凝土撑梁进行预起拱。(4)为有效确保支撑体系的整体性,应同时进行钢筋混凝土支撑梁和围檀梁混凝土的浇筑工序。(5)为了早点进入土方开挖阶段,加快工程进度,缩短工期,将早强剂加入混凝土中,将混凝土的等级提高至C35。
3.3土钉墙施工阶段及控制
控制要点包括:(1)放样工序,按照设计图纸和基坑周边的开挖线,进行实地放线,由甲方监理方进行验收。(2)挖土修改坡工序,机械开挖与人工修理结合来完成土钉尝试的开挖,破面平整度允许偏差为±20mm。(3)土钉成孔工序。孔深要符合设计深度,开孔时要预防偏斜,宜轻压慢转进行,当一切达标时,及时进行测量,允许的各个指标参数偏差范围有孔深±100㎜;孔斜±1%;孔距±100㎜;孔径±5㎜。(3)定位环设置每道为2.0m。(50本工程采用PVC塑料管,注浆管的处理为用每隔3.0m用铁丝进行绑扎。(6)钉杆的安放,按照图纸,孔外需预留部分空间,安放时还要注意严禁撞捣孔壁。(7)注浆。水泥砂浆配比由实验室提供,施工中按设计要求配M10水泥砂浆。(8)钢筋网的制作。钢筋使用时,要清除污垢且调直;钢筋网采用铁丝绑扎,其铺设在在喷射第一层砼后进行,也需与孔外土钉杆焊接牢固;钢筋网外侧加强筋固定大土钉上,用焊接方法固定。(9)喷射砼。配比合不仅要符合设计强度要求,也要达到施工工艺要求,所使用的原材料须复检合格方可使用;配合比中石子最大粒径应<15㎜,具体配合比为水泥:水:砂:石子=1:0:3:2:2;喷射分段进行,喷射时喷头与受喷面距离宜为0.6~1.0m之间且两者保持垂直,同一分段内的喷射应由下而上进行;分二次喷射,在修坡后,进行砼的第一次喷射,厚为0.5m,第二次在土钉和挂网结束后进行,厚度与第一次一样;砼搅拌,严格按配比投料且使用的前提是拌和达到均匀;砼终凝2h后进行喷水养护处理,时间通常为3d~7d。
4 结语
综上所述,超深基坑采用多种支护形式进行组合,对节约支护成本起到了积极的作用。在整个施工控制过程中,要做到信息化施工控制,与监测单位保持密切联系,将设计、施工、监测等有序结合起来,并制定相关的应急预案与措施,使施工控制过程严密进行,获得良好的工程效益。
参考文献
[1] 罗河炎.基坑支护计算m法应用探讨[J].工程勘察. 1998(06)
[2] 孟凡运,刘全峰.土钉墙在超深基坑支护中的应用[J].探矿工程(岩土钻掘工程). 2008(05)
[10] 娄奕红,俞三溥,王秉勇.基坑支护结构内力及变形动态分析[J].岩石力学与工程学报. 2003(03)
关键词:超深基坑;基坑支护;施工质量;监控
中图分类号:F253.3 文献标识码:A 文章编号:
当前我国在深基坑设计和施工技术方面也积极了较成熟的经验,支护结构的形式日渐多样化。随着经济与建筑行业的迅速发展,建筑地下空间进一步挖掘使用,进一步促进深基坑工程的推广应用。本文在探讨超深基坑支护施工的过程中,结合工程实际需要,重点围绕支护结构本身的薄弱点,提出一些具有工程应用价值的建议措施。
1 深基坑支护施工工程概况
尽管深基坑支护设计理论已经比较成熟,但在实际施工依然要注意质量控制。本文所探讨的基坑挖深13.7m~16.8m,占地面积大致10 000㎡,基坑周长大致为400m,且其周边均有地下管道和管线,坑周边施工环境及地质条件相对复杂,地勢相对较高,土层变化幅度大,其场地土层参数如表1所示。另外,在此工程中,支护结构的设计方案选择分区段进行,这是基于综合考虑基坑地质条件、挖土深度以及周围环境等多个因素进行筛选出来的,
表1 某基坑地场地地层参数
2 基坑支护结构设计阶段与施工阶段存在的难点
工程地质复杂多变,存在很多不确定性的因素。就当前的技术难题,主要存在以下几个技术难题:(1)在计算实际土体压力方面如何选择一个适合的土体物理力参数;因为在很大程度上,基坑支护结构的安全性能质量程度受所能承受的土体压力大小决定的。在基坑开挖后,粘聚力、含水率、内摩擦角这三个重要参数,由于其具有可变性,进一步增加准确计算支护结构实际受力的难度。此外,支护结构形式和施工工艺等因素,也影响土体物理力学参数的选择。(2)取样分析方面,无法做到对基坑土体的取样完全。基坑支护结构设计的一个必要步骤是在设计前对地基土层进行取样分析;但在本工程中地质情况复杂,造成随机取得的土层样本无法做到准确地反映土层的真实情况,进而影响到支护结构的设计并不能完全符合基坑的实际地质情况。(3)无法做到全面考虑基坑开挖后的空间效应,本工程和其它不少基抗开挖实例表明,基坑开挖还存在空间的问题,即基坑四周朝内侧发生水平位移,且往往表现为中间比两边大,这样的现象容易造成基坑边坡失稳的质量问题。(4)理论计算受力的结果与实际受力情况存在不相符合的情况。在本工程基坑支护施工过程中,也发现了一个当下常见的工程共性问题,即设计人员按极限平衡理论来确定安全系数及设计计算支护结构,从理论的角度来看此类做法是绝对安全的,但从工程成本控制来看,支护结构的建设成本却有所增加,而且不一定就能完成适应工程;但根据以往的工程经验发现,若选择规范中较小的安全系数来设计支护结构,却能达到实际工程的要求。
3 超深基坑支护的施工技术及控制
随着建筑工程的快速发展,基坑的深度和体量也不断得到增加,支护技术也不断得到改进和优化。根据以上技术难题的分析,以下将就本工程中有关基坑支护技术施工过程的主要控制点进行总结。
3.1 三重管高压旋喷桩施工阶段及控制
控制要点包括:(1)设备安装时要确保孔位准确;钻机进行引孔时,要做好垂直度;孔壁完整,不坍孔,保持引孔泥浆性能,确保高喷管在施工过程中顺利下至孔底。(2)为防止喷嘴堵塞现象,需在井中进行高喷管下井前的试验检查。(3)当高喷管下至距孔底0.5m时,应先启动支浆泵送浆,同时旋转下放,而高压泵和空压机则需要高喷管下至于孔底(开喷深度)后再启动,观察有关参数是否正常再决定提升。(4)必做严格根据配比配制浆液,均匀上料,为防情况有变,要不定期经常性地测定浆液比重,并做好有关记录工作。(5)高喷作业的控制,重点观察流量、浆压力、气、水是否符合相关设计要求,若出现不达标现象,提升需及时停止,将原因调查清楚且处理完后方可继续。(6)分节拆卸高喷管是,要尽可能缩短停机时间,动作要迅速;若确实有必要停机时,为避免回结体在重新开机作业时出现新层,需将高喷管下放至停喷深度0.5~1.0m处;保持孔内浆满,发现串孔及时回灌。防止串孔可采取间隔一个,即两序施工的方法。施工连续进行时,可采用冒浆回灌,但冒浆不宜回收加以利用,以保证回结体强度。最后,高喷作业要统一指挥,明确各岗位分工、职责,当该作业结束后,要立即进行管路设施的清洗工序。
3.2 砼支撑施工阶段及控制
控制要点及注意事项包括:(1)钢筋混凝土围檩梁和支撑梁的施工:先按照设计要求测量放线、进行人工处理原状土并进行夯实,再用碎石垫层处理(铺10cm左右),接着对钢筋进行绑扎,完成侧模板的安装。(2)用植筋的方法连接支护桩和檩梁之间的结构。(3)用拉杆螺丝固定钢筋混凝土围檩梁和支撑梁的侧模,并按设计要求对钢筋混凝土撑梁进行预起拱。(4)为有效确保支撑体系的整体性,应同时进行钢筋混凝土支撑梁和围檀梁混凝土的浇筑工序。(5)为了早点进入土方开挖阶段,加快工程进度,缩短工期,将早强剂加入混凝土中,将混凝土的等级提高至C35。
3.3土钉墙施工阶段及控制
控制要点包括:(1)放样工序,按照设计图纸和基坑周边的开挖线,进行实地放线,由甲方监理方进行验收。(2)挖土修改坡工序,机械开挖与人工修理结合来完成土钉尝试的开挖,破面平整度允许偏差为±20mm。(3)土钉成孔工序。孔深要符合设计深度,开孔时要预防偏斜,宜轻压慢转进行,当一切达标时,及时进行测量,允许的各个指标参数偏差范围有孔深±100㎜;孔斜±1%;孔距±100㎜;孔径±5㎜。(3)定位环设置每道为2.0m。(50本工程采用PVC塑料管,注浆管的处理为用每隔3.0m用铁丝进行绑扎。(6)钉杆的安放,按照图纸,孔外需预留部分空间,安放时还要注意严禁撞捣孔壁。(7)注浆。水泥砂浆配比由实验室提供,施工中按设计要求配M10水泥砂浆。(8)钢筋网的制作。钢筋使用时,要清除污垢且调直;钢筋网采用铁丝绑扎,其铺设在在喷射第一层砼后进行,也需与孔外土钉杆焊接牢固;钢筋网外侧加强筋固定大土钉上,用焊接方法固定。(9)喷射砼。配比合不仅要符合设计强度要求,也要达到施工工艺要求,所使用的原材料须复检合格方可使用;配合比中石子最大粒径应<15㎜,具体配合比为水泥:水:砂:石子=1:0:3:2:2;喷射分段进行,喷射时喷头与受喷面距离宜为0.6~1.0m之间且两者保持垂直,同一分段内的喷射应由下而上进行;分二次喷射,在修坡后,进行砼的第一次喷射,厚为0.5m,第二次在土钉和挂网结束后进行,厚度与第一次一样;砼搅拌,严格按配比投料且使用的前提是拌和达到均匀;砼终凝2h后进行喷水养护处理,时间通常为3d~7d。
4 结语
综上所述,超深基坑采用多种支护形式进行组合,对节约支护成本起到了积极的作用。在整个施工控制过程中,要做到信息化施工控制,与监测单位保持密切联系,将设计、施工、监测等有序结合起来,并制定相关的应急预案与措施,使施工控制过程严密进行,获得良好的工程效益。
参考文献
[1] 罗河炎.基坑支护计算m法应用探讨[J].工程勘察. 1998(06)
[2] 孟凡运,刘全峰.土钉墙在超深基坑支护中的应用[J].探矿工程(岩土钻掘工程). 2008(05)
[10] 娄奕红,俞三溥,王秉勇.基坑支护结构内力及变形动态分析[J].岩石力学与工程学报. 2003(03)