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摘要:深基坑工程的施工是一个循序渐进的过程,技术复杂,稍有不慎,不仅将危及基坑本身安全,还会殃及临近的构筑物和各种地下设施,造成巨大损失。本文结合工程实例,从设计方案的分析选择、施工工程中的质量控制、对某工程地下室深基坑工程设计及其施工效果等方面介绍了地下室深基坑支护施工工艺及应用。
关键词:地下室;深基坑支护;质量控制
1工程概况
某工程由 4 栋 30 层商住楼及 4 层商业裙楼组成,框架剪力墙结构,设3层地下室,采用钻孔灌注桩基础?本基坑开挖面积约 8596m2,基坑支护周长约 483m,设计±0.00为25.75m,自然地面标高约为 25.45m,地下负一层底板面标高 -4.20m,地下负二层底板面标高 -7.80,地下负三层底板面标高 -11.2m?
2 基坑特点
从基坑周围环境条件?开挖深度和地质条件来看,本基坑具有以下几个特点:(1)开挖深度比较深,中央大型地下车库与商住楼的大面积开挖深度达7.05m和7.3m(电梯井和消防井等范围局部还需加深);(2)基坑面积很大,施工时若将整个地下室范围整体开挖,基坑平面尺寸达200m×190m,由于规模大,基坑的空间效应相对较弱,对基坑的稳定和变形控制均不利;(3)虽然现场四周场地开阔,但受用地红线和局部施工场地的制约,沿基坑周边大面积动土放坡条件不具备;(4)整个基坑深度相差不多,而且建筑单体的基坑与车库的外墙距离很小,没有施工两道围护桩的条件;(5)基坑开挖范围内是具高压缩性的深厚软土层,加上工程采用的是抗侧向变形能力差的薄壁空心管桩,这类桩在施工时将在一定程度上扰动原状土,而且在短期内强度难以完全恢复,围护结构本身和基坑内部的土方开挖还需考虑避免对工程桩产生不利影响;(6)虽然地基土质以粘性土为主,土层渗透系数不大,但基坑西面和南面距明渠均很近,河水与钱塘江直接相连,需特别注意基坑的防渗措施。结合以上特点,基坑支护方案应重点考虑基坑自身的稳定,同时应避免对作为工程桩的预应力空心管桩产生不利影响[1]。
3基坑支护技术与质量控制
3.1基坑支护方案选择
基坑周边分布有管线及住宅楼等这些建(构)筑物均对过大的沉降和差异沉降敏感,支护设计必须严格控制支护结构的水平变位,控制降水等地下水治理措施对周边环境造成的地面变形,基坑实际开挖深度达到13.40m,场地狭小无法采取放坡开挖,基坑四侧距离红线较近,限制了桩锚支护的使用,悬臂桩排弯距大,变形大,既不安全又不节约;重力式挡墙因挖深大,变形无法控制,地下连续墙虽然具有挡土?止水兼作地下室外墙等特点,但其造价高,工期长,施工工序繁杂且需专门的大型施工机械,需逆作法施工,与之相比,灌注桩加搅拌桩或高压旋喷桩止水帷幕是一种更为经济的隔渗方案,考虑到本基坑较为规则,且长度较大,宽度较窄,适用用角撑和对撑支护,所以确定选用桩撑方案,该种支护形式对周边环境影响较小?安全性较强?变形小,造价低,通过合理的施工组织设计和技术措施可以减少对挖土?结构施工的不利影响[2]?
3.2施工质量控制
⑴根据该建筑物地形、钻探资料及现场实际情况,综合分析该地下基坑有如下几个特点及难点:
①临近建筑物条件复杂,基坑支护施工难度大。施工场地狭窄,由于邻近建筑物基础埋深浅及四周市政工程设施的安全和保护对基坑工程的稳定和位移要求很严。
②本工程基坑周围影响范围内有一条通往湄洲的供水管道,管径为 1.2m,埋深约 3m,距基坑只有 1.3m;东南角有一排高压电杆,对此两构筑物的防护要求较高,且基坑邻近福厦路部分为有高吨位车辆出入。
③本基坑支护护施工降排水,本工程中三层为含卵石粉质粘土,为中等透水层,而地下综合稳定水位埋深在 1.69~2.63m。可能对邻近建筑物、道路、地下管线及边坡或基坑侧壁等产生的不利影响。但坑外降水可能形成地面沉降,将对周围房屋造成不利影响。
④地下室挖深约 8.15m,深度深,由于有两层地下室,基坑支护时间长,如何控制基坑的变形在设计及规范要求范围内是另一个难点。
⑤多工种同时施工,包括工程桩有三种桩型,施工组织管理难度大。
⑵基坑施工主要措施,针对本工程的特点及施工重点、难点,制定以下主要施工措施:
①基坑工程的专项方案必须组织专家进行论证,组织不少于 5 人的专家组对专项施工方案进行论证审查,并经公司技术负责人签字,并将严格按照建设单位组织的专家进行专项论证结果进行修正施工方案[3]。
②重视打桩效应的的问题,为降低打桩效应引起的的挤土和动力坡作用。先施工围护排桩,围护桩选用钻孔桩(减少噪音,振动)在 E~A 轴排桩位置,跳孔设置 9根直径 500 的消压孔,深度同工程桩约 25m,待工程桩施工完毕,扩孔后浇捣为围护排桩,减少挤土对临近建筑物的效应。
③尽量减慢开挖过程中的土体应力释放速度,合理安排开挖顺序;控制合理的开挖速度,到逐步卸载,尽快形成支撑系统;合理的分层开挖,遵守“由上而下,先撑后挖,分层开挖”的原则。
4地下室基坑开挖监测内容及结果
本工程围护体施工?基坑开挖和地下结构施工期間实施动态管理,严密进行监测?监测内容包括四周建筑物?道路及地下管线的沉降,围护体沿深度的水平位移(测斜管监测),基坑内外水位以及土层锚杆的轴力等?
(1)在开挖前先对场地标高?周围建筑?道路管线的现状进行普查并做详细记录?
(2)建立完整的监测手段及合理的监测方案,随时掌握施工过程中基坑周边环境的变化?要侧重监测和观察边坡的水平移位的竖向沉降,注意观察地表土有无裂缝,周围建筑物有无异常变化,掌握其发展规律?
(3)施工中在坑后土体设置测斜管8根进行深层土体侧向位移观测;在坑外及坑内土体中各设水位观测孔4个进行地下水位观测;采用视准线法沿基坑边每隔15~20m设观测点对围护结构及基坑顶端位移量进行量测;同时对周边已建房屋?道路?管线等进行沉降观测?
(4)每三天提供一次观测统计报表,遇特殊情况及时加密跟踪检查,并及时通报有关部门?施工现场配备一定数量的抢险?堵漏设备和材料,当观测值超常发展或超过预警界限值时,立即采取应急措施?基坑开挖后,每天用仪器进行桩顶位移测量和地面沉降测量?测量数据表明,在基坑开挖和使用期内,最大沉降量为22mm,压顶梁最大水平位移在挖至基底时,为35mm,桩后土体深层位移最大值为26.7mm,均在设计容许范围(50mm)内,基坑支护工程质量完好,对周围建筑物未造成任何不良影响[4]?
基坑变形均在允许范围内,基坑监测及其运行结果表明该基坑的设计是成功的,对周边建(构)筑物及道路没有产生不利影响,整个基坑工程安全顺利的完成[5]?
5结论
通过该基坑支护工程实践,证明该工程的设计与施工是成功的,以下是设计与施工中的几点体会:(1)内支撑是一种可靠的支护方式,虽然给地下室建筑施工带来一定影响,但利大于弊,特别是对场地狭窄,变形控制要求高的基坑工程,内支撑将成为主要的支护方式?(2)对于类似本场地存在深厚软弱土层的深基坑,技术方法上一定要高度重视,支护桩上下两端都要“硬”,桩身刚度不能弱,才能控制好变形,避免重大基坑事故的发生?(3)信息化施工是深基坑施工的重要手段,在基坑施工中,进行同步监测,及进掌握结构和环境的变化,采取有效应对措施,确保基坑及周边环境安全?
参考文献:
[1]张金龙. 论建筑工程深基坑支护的施工技术[J]. 商品混凝土,2013,06:199-200.
[2]于峰珠,李新中. 浅析建筑工程中的深基坑支护施工技术[J]. 民营科技,2013,09:143.
[3]黄德胜. 建筑工程中的深基坑支护施工技术探讨[J]. 城市建筑,2013,02:72.
[4]熊新祥. 高层建筑深基坑支护技术[J]. 城市建筑,2013,02:91.
[5]丁明亮. 建筑工程施工中深基坑支护的施工技术管理[J]. 城市建筑,2013,02:141.
关键词:地下室;深基坑支护;质量控制
1工程概况
某工程由 4 栋 30 层商住楼及 4 层商业裙楼组成,框架剪力墙结构,设3层地下室,采用钻孔灌注桩基础?本基坑开挖面积约 8596m2,基坑支护周长约 483m,设计±0.00为25.75m,自然地面标高约为 25.45m,地下负一层底板面标高 -4.20m,地下负二层底板面标高 -7.80,地下负三层底板面标高 -11.2m?
2 基坑特点
从基坑周围环境条件?开挖深度和地质条件来看,本基坑具有以下几个特点:(1)开挖深度比较深,中央大型地下车库与商住楼的大面积开挖深度达7.05m和7.3m(电梯井和消防井等范围局部还需加深);(2)基坑面积很大,施工时若将整个地下室范围整体开挖,基坑平面尺寸达200m×190m,由于规模大,基坑的空间效应相对较弱,对基坑的稳定和变形控制均不利;(3)虽然现场四周场地开阔,但受用地红线和局部施工场地的制约,沿基坑周边大面积动土放坡条件不具备;(4)整个基坑深度相差不多,而且建筑单体的基坑与车库的外墙距离很小,没有施工两道围护桩的条件;(5)基坑开挖范围内是具高压缩性的深厚软土层,加上工程采用的是抗侧向变形能力差的薄壁空心管桩,这类桩在施工时将在一定程度上扰动原状土,而且在短期内强度难以完全恢复,围护结构本身和基坑内部的土方开挖还需考虑避免对工程桩产生不利影响;(6)虽然地基土质以粘性土为主,土层渗透系数不大,但基坑西面和南面距明渠均很近,河水与钱塘江直接相连,需特别注意基坑的防渗措施。结合以上特点,基坑支护方案应重点考虑基坑自身的稳定,同时应避免对作为工程桩的预应力空心管桩产生不利影响[1]。
3基坑支护技术与质量控制
3.1基坑支护方案选择
基坑周边分布有管线及住宅楼等这些建(构)筑物均对过大的沉降和差异沉降敏感,支护设计必须严格控制支护结构的水平变位,控制降水等地下水治理措施对周边环境造成的地面变形,基坑实际开挖深度达到13.40m,场地狭小无法采取放坡开挖,基坑四侧距离红线较近,限制了桩锚支护的使用,悬臂桩排弯距大,变形大,既不安全又不节约;重力式挡墙因挖深大,变形无法控制,地下连续墙虽然具有挡土?止水兼作地下室外墙等特点,但其造价高,工期长,施工工序繁杂且需专门的大型施工机械,需逆作法施工,与之相比,灌注桩加搅拌桩或高压旋喷桩止水帷幕是一种更为经济的隔渗方案,考虑到本基坑较为规则,且长度较大,宽度较窄,适用用角撑和对撑支护,所以确定选用桩撑方案,该种支护形式对周边环境影响较小?安全性较强?变形小,造价低,通过合理的施工组织设计和技术措施可以减少对挖土?结构施工的不利影响[2]?
3.2施工质量控制
⑴根据该建筑物地形、钻探资料及现场实际情况,综合分析该地下基坑有如下几个特点及难点:
①临近建筑物条件复杂,基坑支护施工难度大。施工场地狭窄,由于邻近建筑物基础埋深浅及四周市政工程设施的安全和保护对基坑工程的稳定和位移要求很严。
②本工程基坑周围影响范围内有一条通往湄洲的供水管道,管径为 1.2m,埋深约 3m,距基坑只有 1.3m;东南角有一排高压电杆,对此两构筑物的防护要求较高,且基坑邻近福厦路部分为有高吨位车辆出入。
③本基坑支护护施工降排水,本工程中三层为含卵石粉质粘土,为中等透水层,而地下综合稳定水位埋深在 1.69~2.63m。可能对邻近建筑物、道路、地下管线及边坡或基坑侧壁等产生的不利影响。但坑外降水可能形成地面沉降,将对周围房屋造成不利影响。
④地下室挖深约 8.15m,深度深,由于有两层地下室,基坑支护时间长,如何控制基坑的变形在设计及规范要求范围内是另一个难点。
⑤多工种同时施工,包括工程桩有三种桩型,施工组织管理难度大。
⑵基坑施工主要措施,针对本工程的特点及施工重点、难点,制定以下主要施工措施:
①基坑工程的专项方案必须组织专家进行论证,组织不少于 5 人的专家组对专项施工方案进行论证审查,并经公司技术负责人签字,并将严格按照建设单位组织的专家进行专项论证结果进行修正施工方案[3]。
②重视打桩效应的的问题,为降低打桩效应引起的的挤土和动力坡作用。先施工围护排桩,围护桩选用钻孔桩(减少噪音,振动)在 E~A 轴排桩位置,跳孔设置 9根直径 500 的消压孔,深度同工程桩约 25m,待工程桩施工完毕,扩孔后浇捣为围护排桩,减少挤土对临近建筑物的效应。
③尽量减慢开挖过程中的土体应力释放速度,合理安排开挖顺序;控制合理的开挖速度,到逐步卸载,尽快形成支撑系统;合理的分层开挖,遵守“由上而下,先撑后挖,分层开挖”的原则。
4地下室基坑开挖监测内容及结果
本工程围护体施工?基坑开挖和地下结构施工期間实施动态管理,严密进行监测?监测内容包括四周建筑物?道路及地下管线的沉降,围护体沿深度的水平位移(测斜管监测),基坑内外水位以及土层锚杆的轴力等?
(1)在开挖前先对场地标高?周围建筑?道路管线的现状进行普查并做详细记录?
(2)建立完整的监测手段及合理的监测方案,随时掌握施工过程中基坑周边环境的变化?要侧重监测和观察边坡的水平移位的竖向沉降,注意观察地表土有无裂缝,周围建筑物有无异常变化,掌握其发展规律?
(3)施工中在坑后土体设置测斜管8根进行深层土体侧向位移观测;在坑外及坑内土体中各设水位观测孔4个进行地下水位观测;采用视准线法沿基坑边每隔15~20m设观测点对围护结构及基坑顶端位移量进行量测;同时对周边已建房屋?道路?管线等进行沉降观测?
(4)每三天提供一次观测统计报表,遇特殊情况及时加密跟踪检查,并及时通报有关部门?施工现场配备一定数量的抢险?堵漏设备和材料,当观测值超常发展或超过预警界限值时,立即采取应急措施?基坑开挖后,每天用仪器进行桩顶位移测量和地面沉降测量?测量数据表明,在基坑开挖和使用期内,最大沉降量为22mm,压顶梁最大水平位移在挖至基底时,为35mm,桩后土体深层位移最大值为26.7mm,均在设计容许范围(50mm)内,基坑支护工程质量完好,对周围建筑物未造成任何不良影响[4]?
基坑变形均在允许范围内,基坑监测及其运行结果表明该基坑的设计是成功的,对周边建(构)筑物及道路没有产生不利影响,整个基坑工程安全顺利的完成[5]?
5结论
通过该基坑支护工程实践,证明该工程的设计与施工是成功的,以下是设计与施工中的几点体会:(1)内支撑是一种可靠的支护方式,虽然给地下室建筑施工带来一定影响,但利大于弊,特别是对场地狭窄,变形控制要求高的基坑工程,内支撑将成为主要的支护方式?(2)对于类似本场地存在深厚软弱土层的深基坑,技术方法上一定要高度重视,支护桩上下两端都要“硬”,桩身刚度不能弱,才能控制好变形,避免重大基坑事故的发生?(3)信息化施工是深基坑施工的重要手段,在基坑施工中,进行同步监测,及进掌握结构和环境的变化,采取有效应对措施,确保基坑及周边环境安全?
参考文献:
[1]张金龙. 论建筑工程深基坑支护的施工技术[J]. 商品混凝土,2013,06:199-200.
[2]于峰珠,李新中. 浅析建筑工程中的深基坑支护施工技术[J]. 民营科技,2013,09:143.
[3]黄德胜. 建筑工程中的深基坑支护施工技术探讨[J]. 城市建筑,2013,02:72.
[4]熊新祥. 高层建筑深基坑支护技术[J]. 城市建筑,2013,02:91.
[5]丁明亮. 建筑工程施工中深基坑支护的施工技术管理[J]. 城市建筑,2013,02:141.