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摘要:深入分析了基坑工程专项施工方案编制依据的6个方面内容;阐述了出入口坡道、工程保护、工序衔接等方案编制应注意的事项;提出基坑围护施工、降排水施工与渗漏水和土方开挖过程监管应注意的事项。
关键词:基坑工程;专项施工方案;监管;注意事项
中图分类号:TV551.4 文献标识码:A 文章编号:
1、引言
近年来,随着地下空间大力发展,深大基坑不断涌现。目前,常见基坑支护方式有地下连续墙、钻孔灌注桩、钢板桩、SMW工法桩、水泥搅拌桩挡土墙、锚杆、土钉墙等;支撑有对撑和斜撑;基坑降水有深井和轻型井点;止水有水泥搅拌桩、止水帷幕等。基坑支护、降水和止水方式与基坑土方开挖有着密切联系,总体上基坑的支护、降水和止水在土方开挖前实施,但有时支撑、锚杆和土钉等随着土方的分层开挖交叉进行。基坑围护、基坑降水和土方开挖施工过程把关不严,将会引起地基土的沉降和位移,严重时将发生基坑坍塌,不仅影响工程安全还会带来周边环境的破坏。因此,基坑工程专项施工方案编制与监管事关工程的顺利进展和人生安全,是目前工程界十分关注的问题。
2、基坑工程专项施工方案编制应注意的事项
2.1 对编制依据的深入研究
基坑工程专项施工方案与支模架、脚手架等专项施工方案相比,密切相关的影响因素很多,因此在方案编制时对编制依据的内容和要求进行深入研究和掌握十分重要。
(1)基坑围护设计
基坑围护设计既明确了围护施工的内容和方法,同时也规定了土方开挖的方法和流程。包括基坑围护施工与基坑土方开挖交叉作业的工序衔接,土方开挖和围护施工对围护结构受力体系的影响(如许多工况的变化,如支撑的安装、拆除都会引起竖向支护体受力体系的变化),土方开挖过程的相关要求和需要注意的事项等等(如哪些部位开挖,哪些部位先留土后开挖)。因此,对基坑围护设计的充分理解是编制好基坑工程专项施工方案的先决条件。
(2)主体结构施工图设计
地下室底板和外墙的形式、电梯井的位置与深度,主裙楼的关系(后浇带的设置)等对基坑土方开挖都有一定的关系,因此编制基坑专项施工方案前应熟悉施工图设计。
(3)地质勘察报告与气候条件
地基土的工程特性:抗剪强度、渗透系数及其竖向个图层的分布与变化,地下水的深度和水源情况,这些与基坑围护结构、降水设施、止水方法密切相关,因此在编制基坑工程方案时以及土方开挖过程对地质勘察报告和实际情况的掌握都必须十分重视。
(4)相关施工规范
土方开挖与基坑支护的施工,离不开对相关施工规范的理解。如土钉和锚杆的施工,在按规范施工确保工程质量的前提下,还必须考虑的强度形成时间的要求,否则过早的土方开挖则会引起基坑边坡的过大位移,甚至坍塌。
(5)场内管线分布
土方开挖专项施工方案编制前,应详细了解和现场查看场内有关管线的分布情况,这是因为土方开挖将会造成这些管线的变形甚至破裂、中断等,从而产生重大经济损失和工期延误;两一方面,自来水管、污水管等的破裂将引起地基土含水量的急剧上升、土体抗剪能力下降,引发基坑快速坍塌。
(6)周边环境
对工程范围以外周边环境的了解对编制专项施工方案也是十分重要的。如基坑周边是否存在民房、地铁、道路、管线、围墙、河流或池塘等。对于地铁工程应特别注意,它对基坑土方开挖引起的周邊地基土位移或沉降的要求特别高。周边河流或池塘对基坑地基土的补水作用十分明显,尽管这种情况一般都采取了止水措施,但往往会在连续暴雨时发生基坑坍塌。
2.2 土方出入口的选择与进出口坡道加固
土方出入口的选择应考虑①出入口的交通安全,确保出入口的通视性和交通车辆较少;②尽可能减少运输车辆在场内道路的行走路程,这是因为运输车辆载重大,在场内道路上行驶多少对基坑有影响,特别受场地限制时,运输道路离基坑边较近时很容易引发基坑坍塌;③出入口的多少应综合考虑土方开挖进度的要求和场地的现有条件进行决策。
通常情况需要对基坑土方运输出入口进行坡道加固。坡道加固必须在专项施工方案予以明确。多数情况在基坑围护设计中会提出明确的加固措施和要求;若设计未明确时,则施工方案中应详细描述。
2.3 工程桩、支撑梁及其支柱的保护
基坑土方开挖势必会遇到工程桩、支撑梁支柱等的保护问题。由于土方开挖,导致地基土的位移,而地基土的位移产生对桩体的水平推力,促使工程桩等发生位移。因此,在编制专项施工方案时,必须制定工程桩等的保护措施,确保整个基坑土方开挖对称进行,接近桩体周围土方开挖时,分层开挖,对高出设计桩顶标高的桩,采取桩侧均匀卸土,对已挖出的桩身进行及时锯桩,在距离桩30cm附近铺设路基板防止运输车辆进出扰动桩身,影响桩体偏位和断裂。
2.5土方开挖的工序衔接
在编制基坑土方开挖专项施工方案时,应体现分区、分段和分层开挖,先支后挖、边部先挖、对称开挖和严禁超挖的原则。对于土钉、锚杆等支护时,每层作业面开挖深度不得超过该层土钉、锚杆标高以下0.3m,上层土钉、锚杆注浆3天后方可进行下一层作业面开挖,土坡暴露时间不得超过24小时。对于支撑结构,在拆除支撑前必须做好底板与竖向支护体的紧密支撑或采取其他换撑措施。对于承台、地梁的土方开挖,应采取边挖、边凿、边排、边铺、边砌的“5边”作业方法。对于有相邻地下室情况,应与相邻标段做好协调,不可单方面进行开挖,以防超挖引发基坑坍塌。
3、基坑工程施工监管应注意的事项
3.1围护施工质量
(1)土钉墙施工
土钉墙施工应关注以下几点:①土钉孔眼的位置、钢筋安装位置、钢筋插入深度需得到保证;②灌浆用的砂浆做到拌和均匀,随用随拌,孔眼在灌浆前未用风吹净,灌浆时未从孔底开始连续均匀的进行;③挂钢筋网前应将坡面清理平顺,使钢筋网紧靠坡面,钢筋网与土钉的联接牢固可靠。喷射混凝上的配合比经试验确定,分层喷射混凝土时后层混凝土在前层混凝土终凝后进行。④应及时检查坡面开裂渗水情况,预防土钉墙支护失效。
(2)锚杆施工
锚杆施工应关注以下几点:①钻孔直径和锚杆直径直径匹配,锚杆眼深度或锚杆杆体锚固长度需达到设计要求,当锚杆眼超过设计眼深时,锚杆杆体插不到眼底,降低了锚固力,当锚杆眼小于设计的眼深时,锚杆外露过长,降低了锚杆的预紧力;②锚杆眼内不得有粉尘和积水,锚杆眼内的粉尘和积水未清洗干净,相当于在锚固剂配料中加入了粉尘和水,从而削弱锚固剂的强度;③锚杆杆体一般采用左旋无纵筋高强度螺纹钢锚杆,在装入锚孔内搅拌时,按要求顺时针方向搅拌;反之锚固段密度得到不断增大,甚至导致锚固剂向眼外推出,降低了锚固力;④安装好的锚杆应保持应有的一定预紧力,充分发挥锚杆主动及时支护的优点。
(3)水泥搅拌桩施工
水泥搅拌桩应关注预防桩体偏位、喷浆不足、搅拌不匀,特别是深层水泥搅拌桩往往在桩底段不能形成完整的桩体,形成的挡土墙水平承载力不足。
(4)支撑施工
支撑施工应重点关注支撑与围檩的接头强度,支撑梁的竖向支柱是否偏斜或强度等,以防支撑承受轴力不足引发支撑断裂失稳。
3.2基坑止水、降排水施工与基坑渗漏水
(1)基坑止水、降排水施工
采用水泥搅拌桩止水,应关注水泥搅拌桩桩体偏位、喷浆不足、搅拌不匀,特别是深层水泥搅拌桩往往在桩底段不能形成完整的桩体,形成的止水帷幕不完整容易引起渗水。轻型井点的数量和深度不能满足降水要求,轻型井点的滤网堵塞不能起到很好的降水作用。管井的数量和深度不能满足降水要求,管井的打设质量不符合要求。
(2)基坑渗漏水
基坑渗漏水是基坑土方开挖过程经常遇到的问题,即使设计有止水设施也会遇到基坑的渗漏水情况。基坑渗漏水通常是基坑坍塌的诱因和前兆,有些情况基坑渗漏水未能及时发现和处理将会逐渐严重和恶化,特别是在遇到暴雨时致使基坑位移急剧增大甚至引发基坑坍塌。因此,基坑土方开挖过程必须时刻关注基坑有否渗漏水现象,及时发现及时解决做到防微杜渐。
3.3 基坑土方开挖
(1)应严格按专项施工方案开挖
在实际施工过程,往往会出现作业班组图方便,未按方案分区、分段和分层施工,而是进行超挖,特别在深度方面超挖的情况较多,致使基坑支护的受力状况与设计不符,增加支护结构的荷载导致位移增大甚至引发基坑坍塌。因此,是否按方案开挖是基坑土方开挖监管的重点,也是监管的难点。
(2)坑边堆载与排水
施工过程是一个动态的过程,应经常性检查基坑周边的堆载与地面、坑内排水情况。特别是基坑周边的堆载,往往会由于工程施工过程钢筋、砖等的临时堆放或是混凝土输送泵、橄榄车的停放而发生变化超载,引发基坑位移过大甚至坍塌。基坑四周地表未按要求设置排水沟和集水井,以确保防止地表水向地下渗透流入基坑;或是设置的排水沟存在裂缝引发渗水。在基坑的挖土过程中,未根据实际情况在基坑内设明沟、集水坑,排除坑内明水。坑底排水未按要求送到远离基坑处,防止排出的水再回流基坑,以确保坑底干燥。因此施工管理人员必须动态检查基坑坑边堆载与排水情况。
4、结语
基坑工程涉及围护、降排水和土方开挖3个主要环节和众多因素,而且有些因素事先无法掌控;若处置不当不仅会引发工程质量安全事故,还会给周边造成严重的环境破坏。因此,工程技术人员必须熟悉施工图纸、施工规范、地质条件和周边环境等,掌握基坑工程专项施工方案编制的要点,对基坑工程施工过程的关键问题及时监管,才能确保基坑工程的正常进行,防范基坑坍塌事故的发生。
参考文献:
[1]《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012).
[2]《建筑基坑工程技术规程》(DB33/T1008-2000).
关键词:基坑工程;专项施工方案;监管;注意事项
中图分类号:TV551.4 文献标识码:A 文章编号:
1、引言
近年来,随着地下空间大力发展,深大基坑不断涌现。目前,常见基坑支护方式有地下连续墙、钻孔灌注桩、钢板桩、SMW工法桩、水泥搅拌桩挡土墙、锚杆、土钉墙等;支撑有对撑和斜撑;基坑降水有深井和轻型井点;止水有水泥搅拌桩、止水帷幕等。基坑支护、降水和止水方式与基坑土方开挖有着密切联系,总体上基坑的支护、降水和止水在土方开挖前实施,但有时支撑、锚杆和土钉等随着土方的分层开挖交叉进行。基坑围护、基坑降水和土方开挖施工过程把关不严,将会引起地基土的沉降和位移,严重时将发生基坑坍塌,不仅影响工程安全还会带来周边环境的破坏。因此,基坑工程专项施工方案编制与监管事关工程的顺利进展和人生安全,是目前工程界十分关注的问题。
2、基坑工程专项施工方案编制应注意的事项
2.1 对编制依据的深入研究
基坑工程专项施工方案与支模架、脚手架等专项施工方案相比,密切相关的影响因素很多,因此在方案编制时对编制依据的内容和要求进行深入研究和掌握十分重要。
(1)基坑围护设计
基坑围护设计既明确了围护施工的内容和方法,同时也规定了土方开挖的方法和流程。包括基坑围护施工与基坑土方开挖交叉作业的工序衔接,土方开挖和围护施工对围护结构受力体系的影响(如许多工况的变化,如支撑的安装、拆除都会引起竖向支护体受力体系的变化),土方开挖过程的相关要求和需要注意的事项等等(如哪些部位开挖,哪些部位先留土后开挖)。因此,对基坑围护设计的充分理解是编制好基坑工程专项施工方案的先决条件。
(2)主体结构施工图设计
地下室底板和外墙的形式、电梯井的位置与深度,主裙楼的关系(后浇带的设置)等对基坑土方开挖都有一定的关系,因此编制基坑专项施工方案前应熟悉施工图设计。
(3)地质勘察报告与气候条件
地基土的工程特性:抗剪强度、渗透系数及其竖向个图层的分布与变化,地下水的深度和水源情况,这些与基坑围护结构、降水设施、止水方法密切相关,因此在编制基坑工程方案时以及土方开挖过程对地质勘察报告和实际情况的掌握都必须十分重视。
(4)相关施工规范
土方开挖与基坑支护的施工,离不开对相关施工规范的理解。如土钉和锚杆的施工,在按规范施工确保工程质量的前提下,还必须考虑的强度形成时间的要求,否则过早的土方开挖则会引起基坑边坡的过大位移,甚至坍塌。
(5)场内管线分布
土方开挖专项施工方案编制前,应详细了解和现场查看场内有关管线的分布情况,这是因为土方开挖将会造成这些管线的变形甚至破裂、中断等,从而产生重大经济损失和工期延误;两一方面,自来水管、污水管等的破裂将引起地基土含水量的急剧上升、土体抗剪能力下降,引发基坑快速坍塌。
(6)周边环境
对工程范围以外周边环境的了解对编制专项施工方案也是十分重要的。如基坑周边是否存在民房、地铁、道路、管线、围墙、河流或池塘等。对于地铁工程应特别注意,它对基坑土方开挖引起的周邊地基土位移或沉降的要求特别高。周边河流或池塘对基坑地基土的补水作用十分明显,尽管这种情况一般都采取了止水措施,但往往会在连续暴雨时发生基坑坍塌。
2.2 土方出入口的选择与进出口坡道加固
土方出入口的选择应考虑①出入口的交通安全,确保出入口的通视性和交通车辆较少;②尽可能减少运输车辆在场内道路的行走路程,这是因为运输车辆载重大,在场内道路上行驶多少对基坑有影响,特别受场地限制时,运输道路离基坑边较近时很容易引发基坑坍塌;③出入口的多少应综合考虑土方开挖进度的要求和场地的现有条件进行决策。
通常情况需要对基坑土方运输出入口进行坡道加固。坡道加固必须在专项施工方案予以明确。多数情况在基坑围护设计中会提出明确的加固措施和要求;若设计未明确时,则施工方案中应详细描述。
2.3 工程桩、支撑梁及其支柱的保护
基坑土方开挖势必会遇到工程桩、支撑梁支柱等的保护问题。由于土方开挖,导致地基土的位移,而地基土的位移产生对桩体的水平推力,促使工程桩等发生位移。因此,在编制专项施工方案时,必须制定工程桩等的保护措施,确保整个基坑土方开挖对称进行,接近桩体周围土方开挖时,分层开挖,对高出设计桩顶标高的桩,采取桩侧均匀卸土,对已挖出的桩身进行及时锯桩,在距离桩30cm附近铺设路基板防止运输车辆进出扰动桩身,影响桩体偏位和断裂。
2.5土方开挖的工序衔接
在编制基坑土方开挖专项施工方案时,应体现分区、分段和分层开挖,先支后挖、边部先挖、对称开挖和严禁超挖的原则。对于土钉、锚杆等支护时,每层作业面开挖深度不得超过该层土钉、锚杆标高以下0.3m,上层土钉、锚杆注浆3天后方可进行下一层作业面开挖,土坡暴露时间不得超过24小时。对于支撑结构,在拆除支撑前必须做好底板与竖向支护体的紧密支撑或采取其他换撑措施。对于承台、地梁的土方开挖,应采取边挖、边凿、边排、边铺、边砌的“5边”作业方法。对于有相邻地下室情况,应与相邻标段做好协调,不可单方面进行开挖,以防超挖引发基坑坍塌。
3、基坑工程施工监管应注意的事项
3.1围护施工质量
(1)土钉墙施工
土钉墙施工应关注以下几点:①土钉孔眼的位置、钢筋安装位置、钢筋插入深度需得到保证;②灌浆用的砂浆做到拌和均匀,随用随拌,孔眼在灌浆前未用风吹净,灌浆时未从孔底开始连续均匀的进行;③挂钢筋网前应将坡面清理平顺,使钢筋网紧靠坡面,钢筋网与土钉的联接牢固可靠。喷射混凝上的配合比经试验确定,分层喷射混凝土时后层混凝土在前层混凝土终凝后进行。④应及时检查坡面开裂渗水情况,预防土钉墙支护失效。
(2)锚杆施工
锚杆施工应关注以下几点:①钻孔直径和锚杆直径直径匹配,锚杆眼深度或锚杆杆体锚固长度需达到设计要求,当锚杆眼超过设计眼深时,锚杆杆体插不到眼底,降低了锚固力,当锚杆眼小于设计的眼深时,锚杆外露过长,降低了锚杆的预紧力;②锚杆眼内不得有粉尘和积水,锚杆眼内的粉尘和积水未清洗干净,相当于在锚固剂配料中加入了粉尘和水,从而削弱锚固剂的强度;③锚杆杆体一般采用左旋无纵筋高强度螺纹钢锚杆,在装入锚孔内搅拌时,按要求顺时针方向搅拌;反之锚固段密度得到不断增大,甚至导致锚固剂向眼外推出,降低了锚固力;④安装好的锚杆应保持应有的一定预紧力,充分发挥锚杆主动及时支护的优点。
(3)水泥搅拌桩施工
水泥搅拌桩应关注预防桩体偏位、喷浆不足、搅拌不匀,特别是深层水泥搅拌桩往往在桩底段不能形成完整的桩体,形成的挡土墙水平承载力不足。
(4)支撑施工
支撑施工应重点关注支撑与围檩的接头强度,支撑梁的竖向支柱是否偏斜或强度等,以防支撑承受轴力不足引发支撑断裂失稳。
3.2基坑止水、降排水施工与基坑渗漏水
(1)基坑止水、降排水施工
采用水泥搅拌桩止水,应关注水泥搅拌桩桩体偏位、喷浆不足、搅拌不匀,特别是深层水泥搅拌桩往往在桩底段不能形成完整的桩体,形成的止水帷幕不完整容易引起渗水。轻型井点的数量和深度不能满足降水要求,轻型井点的滤网堵塞不能起到很好的降水作用。管井的数量和深度不能满足降水要求,管井的打设质量不符合要求。
(2)基坑渗漏水
基坑渗漏水是基坑土方开挖过程经常遇到的问题,即使设计有止水设施也会遇到基坑的渗漏水情况。基坑渗漏水通常是基坑坍塌的诱因和前兆,有些情况基坑渗漏水未能及时发现和处理将会逐渐严重和恶化,特别是在遇到暴雨时致使基坑位移急剧增大甚至引发基坑坍塌。因此,基坑土方开挖过程必须时刻关注基坑有否渗漏水现象,及时发现及时解决做到防微杜渐。
3.3 基坑土方开挖
(1)应严格按专项施工方案开挖
在实际施工过程,往往会出现作业班组图方便,未按方案分区、分段和分层施工,而是进行超挖,特别在深度方面超挖的情况较多,致使基坑支护的受力状况与设计不符,增加支护结构的荷载导致位移增大甚至引发基坑坍塌。因此,是否按方案开挖是基坑土方开挖监管的重点,也是监管的难点。
(2)坑边堆载与排水
施工过程是一个动态的过程,应经常性检查基坑周边的堆载与地面、坑内排水情况。特别是基坑周边的堆载,往往会由于工程施工过程钢筋、砖等的临时堆放或是混凝土输送泵、橄榄车的停放而发生变化超载,引发基坑位移过大甚至坍塌。基坑四周地表未按要求设置排水沟和集水井,以确保防止地表水向地下渗透流入基坑;或是设置的排水沟存在裂缝引发渗水。在基坑的挖土过程中,未根据实际情况在基坑内设明沟、集水坑,排除坑内明水。坑底排水未按要求送到远离基坑处,防止排出的水再回流基坑,以确保坑底干燥。因此施工管理人员必须动态检查基坑坑边堆载与排水情况。
4、结语
基坑工程涉及围护、降排水和土方开挖3个主要环节和众多因素,而且有些因素事先无法掌控;若处置不当不仅会引发工程质量安全事故,还会给周边造成严重的环境破坏。因此,工程技术人员必须熟悉施工图纸、施工规范、地质条件和周边环境等,掌握基坑工程专项施工方案编制的要点,对基坑工程施工过程的关键问题及时监管,才能确保基坑工程的正常进行,防范基坑坍塌事故的发生。
参考文献:
[1]《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012).
[2]《建筑基坑工程技术规程》(DB33/T1008-2000).