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摘要:随着城市经济的发展,我国城市基本建设规模不断加大,高层建筑、地下建筑、隧道等工程大幅度增加。为了节约地上空间,节省土地,充分利用地下空间的深基坑工程随之增加,这使得深基坑工程施工问题在技术和经济上对整个建筑施工起着举足轻重的影响。本文在此对深基坑支护施工过程中的几个应该注意的要点问题做了详细的分析。
关键词:深基坑;支护;检测;地下水
Abstract: With the development of city economy, our country city basic construction scale is increasing greatly, high-rise buildings, underground buildings, tunnels and other projects to increase. In order to save the ground of space, save the land, make full use of underground space of the deep foundation pit engineering increases, which makes the construction of deep foundation pit engineering problems in technology and economy of the whole construction plays a play a decisive role effect. To do a detailed analysis of the problem of this paper should pay attention to several support construction of deep foundation pit.
Key words: deep foundation pit; retaining; detection; groundwater
中图分类号:TU74
前言:近年来,随着大批的高层建筑的建设,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、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,最深的达数十米,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。
深基坑支护技术要求因此,在具体的工程实践中,科学设计和处理深基坑支护结构,并采用安全合理的支护技术措施保证深基坑施工至关重要。工程深基坑支护结构的作用是在基坑挖土期间挡土又挡水,以保证基坑开挖和基础施工能安全、顺利地进行,并不对周围的建筑物、道路和地下管线等产生危害。支护结构一般是临时性结构,基础施工完毕后,也就失去作用。一些支护结构(如钢板桩、型钢支护木挡板等)可以回收重复利用。更多的支护结构就永久埋在地下,其中有部分(如特殊用途的地下连续墻)在基础施工完毕后也考虑作为永久结构物的一个组成部分。因此,支护结构既要确保基础安全、顺利地施工,又要考虑方便施工、经济合理。深基坑支护的基本要求是:技术先进,结构简单,受力可靠,确保基坑围护体系能起到挡土作用,使基坑四周边坡保持稳定;确保基坑四周相邻建(构)筑物,地下管线、道路等的安全,在基坑土方开挖及地下工程施工期间,不因土体的变形、沉陷、坍塌或位移而受到危害;通过排水、降水、截水等措施,使基础施工在地下水位以上进行;经济上合理,保护环境,保证施工安全。施工监测内容: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,预应力锚杆的预应力监测。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。在施工开挖过程中,基坑顶部的侧向位移与当时的开挖深度之此,如超过2%-5%数值时,应密切加强观察并及时对支护采取加固措施。当发现基坑顶位移超标,地面裂缝较大时,土钉墙部分应采用加密土钉或打预应力土钉的方法解决,桩锚支护部分采用补打锚杆的方法补救,严防事态扩大。
二、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资料和水文气候情况,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。
三、基坑支护施工中的控制
1、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。
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、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、做好地下水治理
1、明排水治理法
在填土、浅层黏性土中开挖基坑,经计算和现场试验判断不可能发生坑底突涌或侧壁渗漏、流土,可采用明沟盲沟排水方法。
2、井点降水治理法
降水治理方法适用以下条件:①地下水位较浅的砂石类或粉土类土层;②周围环境容许地面有一定的沉降;③止水帷幕密闭,坑内降水时坑外水位下降不大;④基坑开挖深度与抽水量均不大,或基坑施工期较短;⑤有有效措施足以使邻近地面沉降控制在容许值以内;⑥具有地区性成熟经验,验证降水对周围环境不产生大的不良影响。填土、粉土及含薄层粉砂的粉质黏土含水层涌水量不大时,适用轻型井点降水。黏性土、淤泥质土和粉土,适用电渗井点降水。砂土、粉土地层适用喷射井点降水。砂土、碎石土和岩石地层适用管井井点降水。管井降水可根据水文地质条件,水位降幅要求和环境保护要求采用完整井或非完整井。
3、隔渗治理法
采取隔渗措施治理方法适用以下条件:①开挖深度以上或坑底以下接近坑底部位分布有粉土、粉砂,有可能产生流土时;②邻近基坑有地表水体(湖塘、渠道、河流),与基坑之间没有可靠隔水层时;③有承压水突涌可能,且无降水措施时。
4、减小降水不良影响的措施
①充分估计降水可能引起的不良影响;②设置有效的止水帷幕,尽量不在坑外降水;③采用地下连续墙;④坑底以下设置水平向止水帷幕;⑤设置回灌系统,形成人为常水头边界。回灌系统适用于粉土粉砂土层。
五、总结
工程技术人员在施工前必须对方案进行认真审核,及时与设计人员沟通,充分理解设计意图。这样才能在施工时确保各个施工环节、各道施工工序协调有序。业主也要认真审查设计、施工单位,选择社会信誉好、技术力量强、施工经验丰富的专业队伍进行施工,确保工程安全。
关键词:深基坑;支护;检测;地下水
Abstract: With the development of city economy, our country city basic construction scale is increasing greatly, high-rise buildings, underground buildings, tunnels and other projects to increase. In order to save the ground of space, save the land, make full use of underground space of the deep foundation pit engineering increases, which makes the construction of deep foundation pit engineering problems in technology and economy of the whole construction plays a play a decisive role effect. To do a detailed analysis of the problem of this paper should pay attention to several support construction of deep foundation pit.
Key words: deep foundation pit; retaining; detection; groundwater
中图分类号:TU74
前言:近年来,随着大批的高层建筑的建设,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、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,最深的达数十米,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。
深基坑支护技术要求因此,在具体的工程实践中,科学设计和处理深基坑支护结构,并采用安全合理的支护技术措施保证深基坑施工至关重要。工程深基坑支护结构的作用是在基坑挖土期间挡土又挡水,以保证基坑开挖和基础施工能安全、顺利地进行,并不对周围的建筑物、道路和地下管线等产生危害。支护结构一般是临时性结构,基础施工完毕后,也就失去作用。一些支护结构(如钢板桩、型钢支护木挡板等)可以回收重复利用。更多的支护结构就永久埋在地下,其中有部分(如特殊用途的地下连续墻)在基础施工完毕后也考虑作为永久结构物的一个组成部分。因此,支护结构既要确保基础安全、顺利地施工,又要考虑方便施工、经济合理。深基坑支护的基本要求是:技术先进,结构简单,受力可靠,确保基坑围护体系能起到挡土作用,使基坑四周边坡保持稳定;确保基坑四周相邻建(构)筑物,地下管线、道路等的安全,在基坑土方开挖及地下工程施工期间,不因土体的变形、沉陷、坍塌或位移而受到危害;通过排水、降水、截水等措施,使基础施工在地下水位以上进行;经济上合理,保护环境,保证施工安全。施工监测内容: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,预应力锚杆的预应力监测。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。在施工开挖过程中,基坑顶部的侧向位移与当时的开挖深度之此,如超过2%-5%数值时,应密切加强观察并及时对支护采取加固措施。当发现基坑顶位移超标,地面裂缝较大时,土钉墙部分应采用加密土钉或打预应力土钉的方法解决,桩锚支护部分采用补打锚杆的方法补救,严防事态扩大。
二、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资料和水文气候情况,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。
三、基坑支护施工中的控制
1、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。
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、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、做好地下水治理
1、明排水治理法
在填土、浅层黏性土中开挖基坑,经计算和现场试验判断不可能发生坑底突涌或侧壁渗漏、流土,可采用明沟盲沟排水方法。
2、井点降水治理法
降水治理方法适用以下条件:①地下水位较浅的砂石类或粉土类土层;②周围环境容许地面有一定的沉降;③止水帷幕密闭,坑内降水时坑外水位下降不大;④基坑开挖深度与抽水量均不大,或基坑施工期较短;⑤有有效措施足以使邻近地面沉降控制在容许值以内;⑥具有地区性成熟经验,验证降水对周围环境不产生大的不良影响。填土、粉土及含薄层粉砂的粉质黏土含水层涌水量不大时,适用轻型井点降水。黏性土、淤泥质土和粉土,适用电渗井点降水。砂土、粉土地层适用喷射井点降水。砂土、碎石土和岩石地层适用管井井点降水。管井降水可根据水文地质条件,水位降幅要求和环境保护要求采用完整井或非完整井。
3、隔渗治理法
采取隔渗措施治理方法适用以下条件:①开挖深度以上或坑底以下接近坑底部位分布有粉土、粉砂,有可能产生流土时;②邻近基坑有地表水体(湖塘、渠道、河流),与基坑之间没有可靠隔水层时;③有承压水突涌可能,且无降水措施时。
4、减小降水不良影响的措施
①充分估计降水可能引起的不良影响;②设置有效的止水帷幕,尽量不在坑外降水;③采用地下连续墙;④坑底以下设置水平向止水帷幕;⑤设置回灌系统,形成人为常水头边界。回灌系统适用于粉土粉砂土层。
五、总结
工程技术人员在施工前必须对方案进行认真审核,及时与设计人员沟通,充分理解设计意图。这样才能在施工时确保各个施工环节、各道施工工序协调有序。业主也要认真审查设计、施工单位,选择社会信誉好、技术力量强、施工经验丰富的专业队伍进行施工,确保工程安全。