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摘要:随着我国社会经济的快速发展,高层建筑越来越多。高层建筑由于建筑物本身功能的要求和地质条件的需要,往往基础埋置较深。深基坑支护技术就有了很大的发展,其方法也很多,可根据土质、深度和周围环境选用。本文结合该工程实例,综述深基坑支护及施工技术。
关键词:深基坑;开挖;施工;支护
前言
随着建筑层数的增加,根据构造及使用要求,基础埋深也相应加深,由于城市密集地区建筑物周围的局限性,传统的放坡等支护技术已远远无法满足建筑本身发展的需求。在深基坑工程中,根据深基坑的工程与水文地质条件、开挖深度、设计等级和施工设备等方面的特殊条件,支护措施可采用地下连续墙、水泥土墙、放坡、土钉墙、或者几种组合联合使用的边坡支护方案。地下连续墙结合预应力锚杆支护技术具有支护和止水双重功能,在水位较高、深度较深的基坑支护中效果很好。
1工程概况
某工程为建筑物占地面积4598m2,本工程施工属于技术复杂、难度大。地段地质情况复杂,地下水位埋藏较浅,水位埋深2.5~3.15m,平均埋深2.86m。施工场地内灰岩溶洞较发育,溶洞顶板厚度较薄,因此基坑开挖和地下连续墙施工时,可能出现坑底突水或顶板塌陷。基础结构以地下连续墙为主,地下连续墙墙厚为800mm,墙高约13.5m。本工程建设规模比较大,基坑开挖深度达到13.5m,需要进行深基坑施工。
2工程深基坑总体施工方案
施工准备及测量放线→-2.7m以上部分土方开挖→地下连续墙施工→-2.7m至-13.5m土方开挖→地下墙体与基础施工→土方回填。其中基坑土方放坡开挖采用反铲挖土机进行开挖。
开挖顺序:放坡开挖至-2.70m→做第一层支撑→开挖至-8.00m→做第二层支撑→挖至坑底。主体结构的围护体系为地下连续墙。
3放坡开挖施工及地下连续墙施工控制
3.1放坡开挖技术控制
人工边坡采取护坡措施,以防止雨水、地表水对边坡的冲刷,渗透而影响边坡失稳。采用的方法是:
⑴钢筋网细石混凝土护坡:边坡修整后,按间距500~1000插入长50cmφ10钢筋,边坡面上绑扎φ4@300钢筋网,与插筋固定,采用喷射泵浇筑喷射细石混凝土厚40~50mm。
⑵水泥砂浆护坡:边坡修整后,采用1:3水泥砂浆厚抹面。
⑶砌砖护坡:边坡修整后,采用标砖用水泥砂浆沿边坡面平铺一层,并灌缝密实。
⑷塑料薄膜护坡:边坡修整后,采用塑料薄膜由下向上横铺,搭接,并压牢防止风吹开。
3.2地下连续墙施工技术
3.2.1工艺流程及槽段划分
连续墙施工工艺流程:轴线定位放线→开挖、浇筑导墙→划分槽段→铺设路轨→设备安装就位→定段造槽→反循环换浆清渣→制安钢筋网架→接头处理→浇筑水下混凝土。
3.2.2导墙施工
导墙是地下连续墙挖槽之前,构筑的临时结构物,它对地下连续墙的挖槽起着重要作用。本工程导墙采用“Γ”形钢筋混凝土导墙形式,可以比较好地适应现场较差的土层。
导墙施工注意如下问题:
⑴测量放线,内外导墙之间中心线应和地下连续墙纵轴重合,轴线偏差小于30mm,尤其是折线段放线应确保准确。
⑵开挖前,须探明地下管线和地下障碍物等情况,采用反铲挖掘机开挖导沟,人工配合清槽,挖至导墙设计标高后,夯实基底,作混凝土垫层。
⑶拆摸后导墙加设支撑,支撑设二道,上为φ10槽钢@2000,下为80×80方木@2000,导墙背后以粘性土分层回填并夯实,导墙外设排水沟一道。
⑷墙内壁必须垂直平整,不平度小于10mm。
⑸导墙施工时,严禁重型机械设备在导墙附近停置或进行作业,以免引起导墙变形。
3.2.3槽段开挖
⑴考虑连续墙厚度、墙深地质条件、施工精度要求等条件,选用液压抓斗SM860/BH12和ZG-22型冲击钻机冲刷接头。
⑵按槽采用间错法施工,即先施工第一,第三槽段,浇混凝土三天后再施工第二,四槽段。
⑶划分好每个槽段的抓挖的中心位置,注入膨润土泥浆,开始挖槽。
⑷挖槽结束,终孔验收合格后进行清孔工作。
3.2.4钢筋网架制作及安放
⑴钢筋网架现场制作,先在场内铺设加工平台,根据配筋图,在平台模上制作成型。
⑵钢筋网架制作,根据设计图纸下料加工,要求钢筋的间距、长度、宽度及搭接长度等满足设计要求,由于本工程地连墙的钢筋要求直径较大,所以施工时,钢筋竖向连接采用套筒冷挤压接头,以保证钢筋连接的质量。
⑶钢筋网架上预埋筋及钢板预留洞口严格按设计图纸尺寸、标高进行焊接预留;预留泡沫板应牢固地绑扎在钢筋片上。钢筋网架制作完毕后,应认真检查以下内容:①钢片筋尺寸、间距、焊接;②预留筋尺寸、位置;③预留洞口加强筋;④钢板焊接;⑤套筒冷挤压接头。
⑷槽段连接采用刚性接头,在先开挖槽段的钢筋网架两侧焊接“工”字钢。先施工槽段成孔时,应向两头扩大成孔500mm长,待钢筋笼放好后,空余部分用沙包填至地面。
⑸钢筋网架应在清槽换浆后立即吊装,用50T及100T履带起重机起吊,避免受力钢筋变形;钢筋网架放不下时,应将钢筋网架重新起吊,重新修槽,直到钢筋网架能顺利放下为止。
3.2.5混凝土灌注
⑴根据施工图纸,地下连续墙采用商品混凝土,水下混凝土法浇灌,强度等级C30,抗渗等级0.8MPa,混凝土塌落度180~220mm。
⑵混凝土供应量为30m3/h以上,以保证在规定时间内连续浇灌,每个槽段设2根导管,灌注导管直径250mm,导管底部埋入混凝土深度控制在2~4m范围内,不得小于1m,导管每节长度为1.5~2m,导管接应密封不漏水,使用前做水密试验。
⑶浇注过程中不断测量槽内的混凝土面高度,根据浇注记录,随浇注混凝土随拆导管,混凝土表面高差应控制在0.5m以内,浇注到离顶部4m时,导管底埋入混凝土内可控制在1m左右,终浇混凝土面高程控制在结构设计高度以上0.5m,以便表面凿除后,满足结构高度的混凝土强度要求。
⑷按规范预留混凝土试块。
3.2.6泥浆管理和土渣处理
⑴本工程采用膨润土泥浆,泥浆的作用是通过泥浆的静水压力防止槽壁坍塌或剥落,维持挖成的孔形不变,同时,由于膨润土的高度稳定性,泥浆还有悬浮岩屑的作用。实践证明,泥浆质量的好坏对连续墙的施工质量有着密切关系,此外,在对泥浆的再生处理及废泥浆的处理时,如果管理不善,会造成现场泥泞,污染环境,从而影響到施工进度等。
⑵根据现场情况,在中部布置1个泥浆池,尺寸为:6m×5m×2.5m,内分三个小池,平面布置以满足泥浆的循环供应为原则。
⑶通过循环或混凝土置换从槽内排出的泥浆,按其恶化程度,进行舍弃或再处理,废弃的泥浆和渣土按环保要求弃于容许地点。
⑷泥浆用离心泵重复循环拌合。膨润土的溶胀时间按出厂说明办理,预先储备一定数量的泥浆,使之充分溶胀后再开始成槽。
4深基坑施工止水支护注意事项
本工程属于深基坑工程,而且施工地点地下水位较高,地质情况复杂,淤泥层较厚,土质差,施工难度较大,施工前必须对房屋、树木和各种管线进行有效的支护,做足安全措施,确保附近建筑物的安全才能开挖,对于埋深较大的管道在开挖时要做好支护,确保施工安全。止水主要控制好喷射混凝土的配比,严格按照配比进行开料,并在施工过程中保证混凝土的厚度,并在放坡处每隔3m设置一泄水孔,呈梅花状布置,并在基坑边设置排水沟,统一把水集中到集水井中,并定时抽出基坑外。
采用放坡后进行挂网喷射混凝土需要注意以下问题:
⑴人工边坡的坡度必须按施工方案所确定的大小,不能任意加大,基坑开挖前,必须将边坡的上边缘线、下边缘线均用石灰线标出,采用机械挖土时,在边坡位置宜浅挖,再由人工配合修整至所需要的边坡坡度。
⑵人工边坡采取护坡措施,以防止雨水、地表水对边坡的冲刷,渗透而影响边坡失稳。
⑶人工边坡的修整与防护应紧跟土方开挖施工,成熟一块施工一块,避免人工边坡裸露时间过长,造成失稳。
⑷在边坡周围堆物行车等一定要按设计要求,防止地面超载过大造成边坡失稳。
⑸现场排水系统必须与边坡同时形成,基坑四周应有挡水坝排水沟,防止地面水流入基坑,基坑内应有盲沟、集水井,及时将坑内积水排出。排水时在基坑底两侧沿着连续墙边设置排水沟,每个8m设置一集中收水井排水土沟、集水井(沟宽0.5m,沟深0.3m,纵坡2%),利用抽水机将集水井中的水排到附近集水池,不得将施工污水直接排水井中,必须将污水进行初步沉淀处理后才排入市政管网中。挖槽过程中,槽段内部孔壁坍塌,出现水位突然下降,出土量大而不见进尺等,其主要原因是施工时漏浆或液面太低、泥浆质量不合格存在特殊土层等。对此采取施工措施是:
⑴挖槽前先作成槽试验;
⑵液面下降或漏浆表示槽壁可能坍塌,应尽快检查泥浆配合比,添加防漏剂等;
⑶对不合格的泥浆进行再处理;
⑷防止地表水流入槽内;
⑸在软弱砂土中成槽应控制进尺,不要太快,并适当缩短单元槽段的长度;
⑹严重坍塌时,填入较好的粘土重新成槽,大面积坍塌,应用优质粘土(掺20%水泥),填至坍落处以上1~2m,待沉积密实后再进行成槽。
5总结
针对本工程施工存在的技术难点和问题,着重点在于深基坑施工的技术措施以及止水支护。运用既定的技术措施,确保了整个深基坑施工过程的安全以及质量,最终顺利通过验收,达到设计要求和业主要求。
关键词:深基坑;开挖;施工;支护
前言
随着建筑层数的增加,根据构造及使用要求,基础埋深也相应加深,由于城市密集地区建筑物周围的局限性,传统的放坡等支护技术已远远无法满足建筑本身发展的需求。在深基坑工程中,根据深基坑的工程与水文地质条件、开挖深度、设计等级和施工设备等方面的特殊条件,支护措施可采用地下连续墙、水泥土墙、放坡、土钉墙、或者几种组合联合使用的边坡支护方案。地下连续墙结合预应力锚杆支护技术具有支护和止水双重功能,在水位较高、深度较深的基坑支护中效果很好。
1工程概况
某工程为建筑物占地面积4598m2,本工程施工属于技术复杂、难度大。地段地质情况复杂,地下水位埋藏较浅,水位埋深2.5~3.15m,平均埋深2.86m。施工场地内灰岩溶洞较发育,溶洞顶板厚度较薄,因此基坑开挖和地下连续墙施工时,可能出现坑底突水或顶板塌陷。基础结构以地下连续墙为主,地下连续墙墙厚为800mm,墙高约13.5m。本工程建设规模比较大,基坑开挖深度达到13.5m,需要进行深基坑施工。
2工程深基坑总体施工方案
施工准备及测量放线→-2.7m以上部分土方开挖→地下连续墙施工→-2.7m至-13.5m土方开挖→地下墙体与基础施工→土方回填。其中基坑土方放坡开挖采用反铲挖土机进行开挖。
开挖顺序:放坡开挖至-2.70m→做第一层支撑→开挖至-8.00m→做第二层支撑→挖至坑底。主体结构的围护体系为地下连续墙。
3放坡开挖施工及地下连续墙施工控制
3.1放坡开挖技术控制
人工边坡采取护坡措施,以防止雨水、地表水对边坡的冲刷,渗透而影响边坡失稳。采用的方法是:
⑴钢筋网细石混凝土护坡:边坡修整后,按间距500~1000插入长50cmφ10钢筋,边坡面上绑扎φ4@300钢筋网,与插筋固定,采用喷射泵浇筑喷射细石混凝土厚40~50mm。
⑵水泥砂浆护坡:边坡修整后,采用1:3水泥砂浆厚抹面。
⑶砌砖护坡:边坡修整后,采用标砖用水泥砂浆沿边坡面平铺一层,并灌缝密实。
⑷塑料薄膜护坡:边坡修整后,采用塑料薄膜由下向上横铺,搭接,并压牢防止风吹开。
3.2地下连续墙施工技术
3.2.1工艺流程及槽段划分
连续墙施工工艺流程:轴线定位放线→开挖、浇筑导墙→划分槽段→铺设路轨→设备安装就位→定段造槽→反循环换浆清渣→制安钢筋网架→接头处理→浇筑水下混凝土。
3.2.2导墙施工
导墙是地下连续墙挖槽之前,构筑的临时结构物,它对地下连续墙的挖槽起着重要作用。本工程导墙采用“Γ”形钢筋混凝土导墙形式,可以比较好地适应现场较差的土层。
导墙施工注意如下问题:
⑴测量放线,内外导墙之间中心线应和地下连续墙纵轴重合,轴线偏差小于30mm,尤其是折线段放线应确保准确。
⑵开挖前,须探明地下管线和地下障碍物等情况,采用反铲挖掘机开挖导沟,人工配合清槽,挖至导墙设计标高后,夯实基底,作混凝土垫层。
⑶拆摸后导墙加设支撑,支撑设二道,上为φ10槽钢@2000,下为80×80方木@2000,导墙背后以粘性土分层回填并夯实,导墙外设排水沟一道。
⑷墙内壁必须垂直平整,不平度小于10mm。
⑸导墙施工时,严禁重型机械设备在导墙附近停置或进行作业,以免引起导墙变形。
3.2.3槽段开挖
⑴考虑连续墙厚度、墙深地质条件、施工精度要求等条件,选用液压抓斗SM860/BH12和ZG-22型冲击钻机冲刷接头。
⑵按槽采用间错法施工,即先施工第一,第三槽段,浇混凝土三天后再施工第二,四槽段。
⑶划分好每个槽段的抓挖的中心位置,注入膨润土泥浆,开始挖槽。
⑷挖槽结束,终孔验收合格后进行清孔工作。
3.2.4钢筋网架制作及安放
⑴钢筋网架现场制作,先在场内铺设加工平台,根据配筋图,在平台模上制作成型。
⑵钢筋网架制作,根据设计图纸下料加工,要求钢筋的间距、长度、宽度及搭接长度等满足设计要求,由于本工程地连墙的钢筋要求直径较大,所以施工时,钢筋竖向连接采用套筒冷挤压接头,以保证钢筋连接的质量。
⑶钢筋网架上预埋筋及钢板预留洞口严格按设计图纸尺寸、标高进行焊接预留;预留泡沫板应牢固地绑扎在钢筋片上。钢筋网架制作完毕后,应认真检查以下内容:①钢片筋尺寸、间距、焊接;②预留筋尺寸、位置;③预留洞口加强筋;④钢板焊接;⑤套筒冷挤压接头。
⑷槽段连接采用刚性接头,在先开挖槽段的钢筋网架两侧焊接“工”字钢。先施工槽段成孔时,应向两头扩大成孔500mm长,待钢筋笼放好后,空余部分用沙包填至地面。
⑸钢筋网架应在清槽换浆后立即吊装,用50T及100T履带起重机起吊,避免受力钢筋变形;钢筋网架放不下时,应将钢筋网架重新起吊,重新修槽,直到钢筋网架能顺利放下为止。
3.2.5混凝土灌注
⑴根据施工图纸,地下连续墙采用商品混凝土,水下混凝土法浇灌,强度等级C30,抗渗等级0.8MPa,混凝土塌落度180~220mm。
⑵混凝土供应量为30m3/h以上,以保证在规定时间内连续浇灌,每个槽段设2根导管,灌注导管直径250mm,导管底部埋入混凝土深度控制在2~4m范围内,不得小于1m,导管每节长度为1.5~2m,导管接应密封不漏水,使用前做水密试验。
⑶浇注过程中不断测量槽内的混凝土面高度,根据浇注记录,随浇注混凝土随拆导管,混凝土表面高差应控制在0.5m以内,浇注到离顶部4m时,导管底埋入混凝土内可控制在1m左右,终浇混凝土面高程控制在结构设计高度以上0.5m,以便表面凿除后,满足结构高度的混凝土强度要求。
⑷按规范预留混凝土试块。
3.2.6泥浆管理和土渣处理
⑴本工程采用膨润土泥浆,泥浆的作用是通过泥浆的静水压力防止槽壁坍塌或剥落,维持挖成的孔形不变,同时,由于膨润土的高度稳定性,泥浆还有悬浮岩屑的作用。实践证明,泥浆质量的好坏对连续墙的施工质量有着密切关系,此外,在对泥浆的再生处理及废泥浆的处理时,如果管理不善,会造成现场泥泞,污染环境,从而影響到施工进度等。
⑵根据现场情况,在中部布置1个泥浆池,尺寸为:6m×5m×2.5m,内分三个小池,平面布置以满足泥浆的循环供应为原则。
⑶通过循环或混凝土置换从槽内排出的泥浆,按其恶化程度,进行舍弃或再处理,废弃的泥浆和渣土按环保要求弃于容许地点。
⑷泥浆用离心泵重复循环拌合。膨润土的溶胀时间按出厂说明办理,预先储备一定数量的泥浆,使之充分溶胀后再开始成槽。
4深基坑施工止水支护注意事项
本工程属于深基坑工程,而且施工地点地下水位较高,地质情况复杂,淤泥层较厚,土质差,施工难度较大,施工前必须对房屋、树木和各种管线进行有效的支护,做足安全措施,确保附近建筑物的安全才能开挖,对于埋深较大的管道在开挖时要做好支护,确保施工安全。止水主要控制好喷射混凝土的配比,严格按照配比进行开料,并在施工过程中保证混凝土的厚度,并在放坡处每隔3m设置一泄水孔,呈梅花状布置,并在基坑边设置排水沟,统一把水集中到集水井中,并定时抽出基坑外。
采用放坡后进行挂网喷射混凝土需要注意以下问题:
⑴人工边坡的坡度必须按施工方案所确定的大小,不能任意加大,基坑开挖前,必须将边坡的上边缘线、下边缘线均用石灰线标出,采用机械挖土时,在边坡位置宜浅挖,再由人工配合修整至所需要的边坡坡度。
⑵人工边坡采取护坡措施,以防止雨水、地表水对边坡的冲刷,渗透而影响边坡失稳。
⑶人工边坡的修整与防护应紧跟土方开挖施工,成熟一块施工一块,避免人工边坡裸露时间过长,造成失稳。
⑷在边坡周围堆物行车等一定要按设计要求,防止地面超载过大造成边坡失稳。
⑸现场排水系统必须与边坡同时形成,基坑四周应有挡水坝排水沟,防止地面水流入基坑,基坑内应有盲沟、集水井,及时将坑内积水排出。排水时在基坑底两侧沿着连续墙边设置排水沟,每个8m设置一集中收水井排水土沟、集水井(沟宽0.5m,沟深0.3m,纵坡2%),利用抽水机将集水井中的水排到附近集水池,不得将施工污水直接排水井中,必须将污水进行初步沉淀处理后才排入市政管网中。挖槽过程中,槽段内部孔壁坍塌,出现水位突然下降,出土量大而不见进尺等,其主要原因是施工时漏浆或液面太低、泥浆质量不合格存在特殊土层等。对此采取施工措施是:
⑴挖槽前先作成槽试验;
⑵液面下降或漏浆表示槽壁可能坍塌,应尽快检查泥浆配合比,添加防漏剂等;
⑶对不合格的泥浆进行再处理;
⑷防止地表水流入槽内;
⑸在软弱砂土中成槽应控制进尺,不要太快,并适当缩短单元槽段的长度;
⑹严重坍塌时,填入较好的粘土重新成槽,大面积坍塌,应用优质粘土(掺20%水泥),填至坍落处以上1~2m,待沉积密实后再进行成槽。
5总结
针对本工程施工存在的技术难点和问题,着重点在于深基坑施工的技术措施以及止水支护。运用既定的技术措施,确保了整个深基坑施工过程的安全以及质量,最终顺利通过验收,达到设计要求和业主要求。