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[摘 要]随着社会经济的不断发展,对城市化脚步的不断迈进,建筑行业也得到了前所未有的发展。深基坑施工是建筑行业中必不可少的环节之一。深基坑施工质量与建筑物安全稳定性有着很大的关系,探讨市政工程深基坑支护工程的施工技术,对提升深基坑施工质量有着积极意义。本文主要以深圳市城市轨道交通9号线给排水管道改迁工程中深基坑开挖为实例,从深基坑支护施工技术的施工方法出发,提出了施工过程中的质量控制措施,对市政建设工程中地基深基坑支护工程内容和质量控制注意问题进行了探讨,以同行提供借鉴。
[关键词]深基坑 市政建设 地下连续墙 钢板桩 支撑 监测
中图分类号:TU405 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)17-0107-02
一、概况
设计的雨水箱涵改迁路线沿八卦路——红岭北路——展艺路敷设,与宝安北路的雨水箱涵2A4000×4000m连接。箱涵结构尺寸为2×4.0×4.0m,基坑深度为7.2m~10.4m。同时,与线路平行1.6m新建直径污水管,采用Ⅴ型拉森钢板桩支护,开挖深度4~5米和5~6.5米。施工区域的车流、人流非常密集,施工作业场地极大受到限制;管线开挖深度较大,且沟槽开挖时无法进行放坡施工,给施工带来了一定的难度。本工程基坑支护形式多样,土方开挖工程量大,同时基坑开挖范围的地质情况复杂,如何尽快完成先期支护项目,如何合理安排土方的分层分段施工及时完成土钉等支护项目,确保一次支护成功,避免在基坑开挖过程中出现涌水、涌砂、坍塌等是重点考虑的难点。
本工程各管线改迁场地范围内分布有燃气、通讯及电力等管线,管线错综复杂,除了部分已作改迁外,还有部分沿沟槽开挖边线走向或横跨基坑的管线。如果在沟槽开挖及支护过程中对地下管线的保护不当,不仅会影响本工程的顺利实施,还可能对现状市政管网造成损坏,带来不良的社会影响。
二、深基坑支护施工技术
(一)地下连续墙支护
地下连续墙厚600mm,基本墙幅采用6m,采用间隔式开挖。地连墙本身施工分为4个阶段,即前期进场准备阶段、导墙工程施工阶段、地连墙施工阶段、冠梁施工阶段,几个阶段施工既是独立的,又是相互衔接的。
1、槽壁垂直度控制措施
(1)、成槽过程中利用经纬仪进行跟踪观测,做到随挖随测随纠,达到槽壁垂直度偏差少于1/300。
(2)、合理安排一个槽段中挖槽顺序,使抓斗两侧的阻力平衡。
(3)、消除成槽设备的垂直偏差,根据成槽机的仪表控制。
2、预防地下连续墙渗漏水的措施
(1)、槽段接头不允许有夹泥。用刷壁器上下多次刷净施工槽段连接面上的泥浆,确保后浇段砼与之紧密粘结。
(2)、缩短槽壁暴露时间,以防土方坍落。
(3)、严格控制导管埋深,以防拔空导管;
(4)、保证砼供应量。
3、保证地下墙体质量措施
(1)、钢筋笼必须在平台制作,保证钢筋笼有足够刚度。
(2)、预埋件,钢筋保护层垫块安装正确,牢固,严禁遗漏。
(3)、吊放过程中,发现有塌壁 现象时应立即停止吊放重新成槽,清渣后,再吊放钢筋笼,以免槽底沉淀过多。
(4)、对砼的原材料要进行严格控制。严格按照配合比施工。
(5)、砼运输过程防止砼大量泌水,到达现场后,检查塌落度并制作砼试块。
(6)、砼浇筑过程中,随时掌握砼的浇筑量,砼的上升高度和导管的埋深。防止导管下口暴露在泥浆内造成泥浆吸入导管。
4、砂层中成槽、槽壁稳定性防护措施
针对粉砂层成槽施工制定出相应的应对措施,具体措施如下:
(1)减轻地表荷载:槽壁附近堆载不超过20kN/m2,起吊设备及载重汽车的轮缘距离槽壁不小于3.5m,防止附近的车辆和机械对地层产生振动。
(2)含水砂层连续墙施工,循环泥浆比重控制在1.1~1.3,施工过程中应经常测定泥浆比重和粘度。
(3)控制机械操作:成槽机械操作要平稳,不能猛起猛落,防止槽内形成负压区,产生槽坍。
(4)强化泥浆工艺:采用优质膨润土制备泥浆,并配以CMC增粘剂形成致密而有韧性的泥浆止水护壁,并以重晶石适当提高泥浆比重,保持好槽内泥浆水头高度,并高于地下水位1m以上,储备足够的泥浆和黄泥,防止泥浆液面下降。
(5)根据土质选择泥浆配合比,保证泥浆在安全液位以上并且无地下水流动。在施工期间如发现有漏浆或跑浆现象,应及时堵漏和补浆。
(6)、缩短裸槽时间:抓好工序间衔接,使成槽至浇灌完砼时间控制在24小时以内。
(二)基坑支撑施工方案
地下连续墙深基坑内竖向设置2道支撑,第一道支撑(冠梁处支撑)不设置钢腰梁,第二道支撑设置钢腰梁。第一、二道支撑采用钢支撑Φ508,t=12mm,钢支撑水平间距为3.0m。
钢支撑安装技术要求如下:
1、在地下连续墙施工中,做好钢支撑预埋件位置的复核工作,保证预埋件位置准确。
2、钢支撑安装应确保支撑端头同连续墙均匀接触,必要时填充高强度细石混凝土,并设防止钢支撑端移动脱落的构造措施,支撑的安装允许偏差应符合以规定:
钢支撑曲线竖向偏差:±30㎜;
钢支撑曲线横向偏差:±30㎜;
支撑两端的标高差:不大于20㎜和支撑长度的1/600;
支撑的挠度:不大于1/1000;
支撑与立柱的偏差: ±30㎜。
3、所有钢支撑与连续墙连接处应设置活絡接头,支撑就位后及时准确施加预应力,对于一级基坑按以下要求复加应力: (1)、在第一次加预应力后12小时内观测预应力损失及墙体水平位移,并复加预应力至设计值。
(2)、当昼夜温差过大导致支撑预应力损失时,立即在当天低温时段复加预应力至设计值。
(3)、墙体水平位移速率超过警戒值时,可适量增加支撑轴力以控制变形,但复加后的支撑轴力和挡墙弯矩必须满足设计安全度的要求。
4、斜支撑和连续墙的连接构造必须能满足抗剪要求。
(三)钢板桩施工
钢板桩施工要正确选择打桩方法、打桩机械和流水段划分,以便使打设后的板桩墙有足够的刚度和良好的防水作用,且板桩墙面平直,以满足基础施工的要求,对封闭式板桩墙还要求封闭合拢。根据本项目的施工实际情况,拟采用单独打入法进行施工。
钢板桩主要依靠锁口自身密实性进行防漏,但是如果锁口不密、外侧水壓力过大,钢板桩围堰会出现渗漏,拟采取如下措施进行预防和处理:
1、施工时的预防渗漏措施:钢板桩渗漏一般出现在锁口位置,因此施工过程中重点加强对锁口的检查。施工前用同型号的短钢板桩做锁口渗漏试验,检查钢板桩锁口松紧程度,过松或过紧都可能导致钢板桩施工后渗漏;施打前在钢板桩锁口内抹黄油;施打时控制好垂直度,不得强行施打,损坏锁口。
2、施工后的小渗漏处理:抽水后发现钢板桩锁口漏水,但不太严重时,可用破棉絮或勃土对渗漏位置填堵。
3、施工后的大渗漏处理:对于退潮后不渗漏但涨潮时渗漏较大时,则可用快速堵漏剂将锁口位置进行封堵;渗漏严重时,在钢板桩围堰渗漏外侧堵砂袋或散装细颗粒堵漏物(如木屑、炉渣、谷糠等), 内侧用板条、棉絮、麻绒等在板内侧嵌塞。
4、钢板桩支护转角处采用角桩,如连接不够紧密,宜发生流砂现象,故需进行压密注浆,注浆数量为3~4根。
拔除钢板前,应仔细研究拔桩方法顺序和拔桩时间及土孔处理。否则由于拔桩的振动影响,以及拔桩带带土过多会引起地面沉降和位移,会给已施工的地下结构带来危害。设法减少拔桩带土十分重要,目前主要采用灌水、灌砂措施。
三、基坑安全监测
基坑开挖对周围环境、建筑物、市政设施,及基坑周边的场地环境具有潜在的安全影响,如出现超量变形或地面沉降则会导致支护结构、邻近建筑物的坍塌;基坑降水引起的不均匀沉陷则极易造成、邻边建筑物和地下管线的开裂。所以,除基坑周边应严格按照设计和有关规定的要求,做好边坡支护的施工,限制基坑边缘的超额堆载和重型车辆的通行外,还要有完善、可靠的监测技术作支撑,严密监控施工中基坑体系的变化,控制土方分层开挖的深度,禁止超挖,做好动态的信息化施工。
根据设计院提出的监测要求及实际情况,该基坑监测内容可分为4个部分:墙顶水平位移监测,地下水位监测,临近建(构)筑物、周边土体沉降,建(构)筑物裂缝开展宽度,地下管线观测等。
四、结束语
随着经济的快速发展,建筑物发展呈现一种向高空和地下的趋势,这给地基深基坑支护技术带来了很大的挑战。我国深基坑技术的发展明显的落后于发达国家,特别是在10年以前,深基坑事故频频发生,其严重的影响周围环境,同时也对基坑质量造成了很大的影响。本文对市政建设工程中地基深基坑支护工程内容和质量控制问题进行了探讨,望能给同行提供借鉴。
[关键词]深基坑 市政建设 地下连续墙 钢板桩 支撑 监测
中图分类号:TU405 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)17-0107-02
一、概况
设计的雨水箱涵改迁路线沿八卦路——红岭北路——展艺路敷设,与宝安北路的雨水箱涵2A4000×4000m连接。箱涵结构尺寸为2×4.0×4.0m,基坑深度为7.2m~10.4m。同时,与线路平行1.6m新建直径污水管,采用Ⅴ型拉森钢板桩支护,开挖深度4~5米和5~6.5米。施工区域的车流、人流非常密集,施工作业场地极大受到限制;管线开挖深度较大,且沟槽开挖时无法进行放坡施工,给施工带来了一定的难度。本工程基坑支护形式多样,土方开挖工程量大,同时基坑开挖范围的地质情况复杂,如何尽快完成先期支护项目,如何合理安排土方的分层分段施工及时完成土钉等支护项目,确保一次支护成功,避免在基坑开挖过程中出现涌水、涌砂、坍塌等是重点考虑的难点。
本工程各管线改迁场地范围内分布有燃气、通讯及电力等管线,管线错综复杂,除了部分已作改迁外,还有部分沿沟槽开挖边线走向或横跨基坑的管线。如果在沟槽开挖及支护过程中对地下管线的保护不当,不仅会影响本工程的顺利实施,还可能对现状市政管网造成损坏,带来不良的社会影响。
二、深基坑支护施工技术
(一)地下连续墙支护
地下连续墙厚600mm,基本墙幅采用6m,采用间隔式开挖。地连墙本身施工分为4个阶段,即前期进场准备阶段、导墙工程施工阶段、地连墙施工阶段、冠梁施工阶段,几个阶段施工既是独立的,又是相互衔接的。
1、槽壁垂直度控制措施
(1)、成槽过程中利用经纬仪进行跟踪观测,做到随挖随测随纠,达到槽壁垂直度偏差少于1/300。
(2)、合理安排一个槽段中挖槽顺序,使抓斗两侧的阻力平衡。
(3)、消除成槽设备的垂直偏差,根据成槽机的仪表控制。
2、预防地下连续墙渗漏水的措施
(1)、槽段接头不允许有夹泥。用刷壁器上下多次刷净施工槽段连接面上的泥浆,确保后浇段砼与之紧密粘结。
(2)、缩短槽壁暴露时间,以防土方坍落。
(3)、严格控制导管埋深,以防拔空导管;
(4)、保证砼供应量。
3、保证地下墙体质量措施
(1)、钢筋笼必须在平台制作,保证钢筋笼有足够刚度。
(2)、预埋件,钢筋保护层垫块安装正确,牢固,严禁遗漏。
(3)、吊放过程中,发现有塌壁 现象时应立即停止吊放重新成槽,清渣后,再吊放钢筋笼,以免槽底沉淀过多。
(4)、对砼的原材料要进行严格控制。严格按照配合比施工。
(5)、砼运输过程防止砼大量泌水,到达现场后,检查塌落度并制作砼试块。
(6)、砼浇筑过程中,随时掌握砼的浇筑量,砼的上升高度和导管的埋深。防止导管下口暴露在泥浆内造成泥浆吸入导管。
4、砂层中成槽、槽壁稳定性防护措施
针对粉砂层成槽施工制定出相应的应对措施,具体措施如下:
(1)减轻地表荷载:槽壁附近堆载不超过20kN/m2,起吊设备及载重汽车的轮缘距离槽壁不小于3.5m,防止附近的车辆和机械对地层产生振动。
(2)含水砂层连续墙施工,循环泥浆比重控制在1.1~1.3,施工过程中应经常测定泥浆比重和粘度。
(3)控制机械操作:成槽机械操作要平稳,不能猛起猛落,防止槽内形成负压区,产生槽坍。
(4)强化泥浆工艺:采用优质膨润土制备泥浆,并配以CMC增粘剂形成致密而有韧性的泥浆止水护壁,并以重晶石适当提高泥浆比重,保持好槽内泥浆水头高度,并高于地下水位1m以上,储备足够的泥浆和黄泥,防止泥浆液面下降。
(5)根据土质选择泥浆配合比,保证泥浆在安全液位以上并且无地下水流动。在施工期间如发现有漏浆或跑浆现象,应及时堵漏和补浆。
(6)、缩短裸槽时间:抓好工序间衔接,使成槽至浇灌完砼时间控制在24小时以内。
(二)基坑支撑施工方案
地下连续墙深基坑内竖向设置2道支撑,第一道支撑(冠梁处支撑)不设置钢腰梁,第二道支撑设置钢腰梁。第一、二道支撑采用钢支撑Φ508,t=12mm,钢支撑水平间距为3.0m。
钢支撑安装技术要求如下:
1、在地下连续墙施工中,做好钢支撑预埋件位置的复核工作,保证预埋件位置准确。
2、钢支撑安装应确保支撑端头同连续墙均匀接触,必要时填充高强度细石混凝土,并设防止钢支撑端移动脱落的构造措施,支撑的安装允许偏差应符合以规定:
钢支撑曲线竖向偏差:±30㎜;
钢支撑曲线横向偏差:±30㎜;
支撑两端的标高差:不大于20㎜和支撑长度的1/600;
支撑的挠度:不大于1/1000;
支撑与立柱的偏差: ±30㎜。
3、所有钢支撑与连续墙连接处应设置活絡接头,支撑就位后及时准确施加预应力,对于一级基坑按以下要求复加应力: (1)、在第一次加预应力后12小时内观测预应力损失及墙体水平位移,并复加预应力至设计值。
(2)、当昼夜温差过大导致支撑预应力损失时,立即在当天低温时段复加预应力至设计值。
(3)、墙体水平位移速率超过警戒值时,可适量增加支撑轴力以控制变形,但复加后的支撑轴力和挡墙弯矩必须满足设计安全度的要求。
4、斜支撑和连续墙的连接构造必须能满足抗剪要求。
(三)钢板桩施工
钢板桩施工要正确选择打桩方法、打桩机械和流水段划分,以便使打设后的板桩墙有足够的刚度和良好的防水作用,且板桩墙面平直,以满足基础施工的要求,对封闭式板桩墙还要求封闭合拢。根据本项目的施工实际情况,拟采用单独打入法进行施工。
钢板桩主要依靠锁口自身密实性进行防漏,但是如果锁口不密、外侧水壓力过大,钢板桩围堰会出现渗漏,拟采取如下措施进行预防和处理:
1、施工时的预防渗漏措施:钢板桩渗漏一般出现在锁口位置,因此施工过程中重点加强对锁口的检查。施工前用同型号的短钢板桩做锁口渗漏试验,检查钢板桩锁口松紧程度,过松或过紧都可能导致钢板桩施工后渗漏;施打前在钢板桩锁口内抹黄油;施打时控制好垂直度,不得强行施打,损坏锁口。
2、施工后的小渗漏处理:抽水后发现钢板桩锁口漏水,但不太严重时,可用破棉絮或勃土对渗漏位置填堵。
3、施工后的大渗漏处理:对于退潮后不渗漏但涨潮时渗漏较大时,则可用快速堵漏剂将锁口位置进行封堵;渗漏严重时,在钢板桩围堰渗漏外侧堵砂袋或散装细颗粒堵漏物(如木屑、炉渣、谷糠等), 内侧用板条、棉絮、麻绒等在板内侧嵌塞。
4、钢板桩支护转角处采用角桩,如连接不够紧密,宜发生流砂现象,故需进行压密注浆,注浆数量为3~4根。
拔除钢板前,应仔细研究拔桩方法顺序和拔桩时间及土孔处理。否则由于拔桩的振动影响,以及拔桩带带土过多会引起地面沉降和位移,会给已施工的地下结构带来危害。设法减少拔桩带土十分重要,目前主要采用灌水、灌砂措施。
三、基坑安全监测
基坑开挖对周围环境、建筑物、市政设施,及基坑周边的场地环境具有潜在的安全影响,如出现超量变形或地面沉降则会导致支护结构、邻近建筑物的坍塌;基坑降水引起的不均匀沉陷则极易造成、邻边建筑物和地下管线的开裂。所以,除基坑周边应严格按照设计和有关规定的要求,做好边坡支护的施工,限制基坑边缘的超额堆载和重型车辆的通行外,还要有完善、可靠的监测技术作支撑,严密监控施工中基坑体系的变化,控制土方分层开挖的深度,禁止超挖,做好动态的信息化施工。
根据设计院提出的监测要求及实际情况,该基坑监测内容可分为4个部分:墙顶水平位移监测,地下水位监测,临近建(构)筑物、周边土体沉降,建(构)筑物裂缝开展宽度,地下管线观测等。
四、结束语
随着经济的快速发展,建筑物发展呈现一种向高空和地下的趋势,这给地基深基坑支护技术带来了很大的挑战。我国深基坑技术的发展明显的落后于发达国家,特别是在10年以前,深基坑事故频频发生,其严重的影响周围环境,同时也对基坑质量造成了很大的影响。本文对市政建设工程中地基深基坑支护工程内容和质量控制问题进行了探讨,望能给同行提供借鉴。