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摘 要:由于城市土地资源比较奇缺,所以城市建筑之间的距离越来越近,这就导致基坑施工过程中会对邻近浅基建筑物产生不利影响,甚至直接损坏邻近浅基建筑物的结构,为此施工人员必须预先采取解决对策,降低基坑施工对邻近浅基建筑物产生的影响。本文以某一工程实例为研究对象,首先对该工程的基坑施工风险调查结果进行了分析;其次对中该工程基坑施工存在的风险以及原因进行了探讨,最终对解决对策进行了研究,仅供参考借鉴。
关键词:基坑施工;邻近浅基建筑物;影响;对策
基坑施工过程中,由于会应用到冲击桩工艺,该施工工艺在冲孔阶段,如果冲孔进度未能控制好,非常快,而施工人员也没有顾及到提锤高度,导致高度过大,这都会对邻近浅基建筑物产生非常不利的影响。基于此,施工人员在浅层阶段,可以找到其他施工方法来代替冲孔桩,在深处的时候,在运用此项施工工艺,经过施工人员的论证,发现挖孔等施工方法可以代替冲孔桩。当然解决问题的方法还有很多,这需要施工人员结合实际情况,加以研究分析。
一、工程实例
某工程拟建场地地下1层(基坑开挖深度为5.45~8.7米)、地上10层(总高度为36.3米)的体育训练场馆。基坑东面紧靠单层排球馆,基础为条形浅基础,基底标高为自然地面下-3.7米。基坑西面临近市政管线,埋深较浅,标高为自然地面下-0.65米~-1.95米。基坑东、西区段均采用冲孔灌注桩作为支护桩,桩长为9.1~12.3米,直径为ф800,间距为1.00m,桩顶标高为-1.70米,桩身砼强度为C25。另加一道锚索3*7ф5(或2*7ф5)、L=22~31米进行支护,桩间止水为高压旋喷桩,桩径为ф600,间距为1.00米,桩顶标高为-3.1米,桩长为10.50米。
二、现状风险调查
根据经验,东、西两面施工时应重点考虑震动和挤压导致的破坏影响,我们重点针对施工对象周边环境特别是排球馆进行现场勘查。排球馆区段距离冲孔灌注桩边只有1.5~3.1米,排球馆是一层大跨度的门式现浇钢筋混凝土排架结构,砖砌墙体180厚作为围护结构。排球馆支护区段现场施工情况:东面冲孔桩与旋喷桩已经相继开工。三重管高压旋喷桩是一种水、气喷射,浆液灌注的喷射注浆加固方法。该法采用3层或3根喷射管使高压水和空气同时横向喷射,形成喷射流,并切割地基土体,借空气的上升力把破碎的土由地表排出;与此同时,另一个喷射管将水泥浆以较低压力喷射注入被切割、搅拌的地基中,使水泥浆与土混合达到加固目的旋喷桩注浆压力为22~28Mpa,每米水泥掺入量为200kg,提升速度10cm/min,水灰比1:1.2,采用普通硅酸盐42.5R水泥,与设计参数及规范要求吻合。当冲孔桩、旋喷桩施工至接近排球馆起始点时,发现排球馆外墙面砖产生新的裂缝并有发展趋势,局部地表隆起,但施工前并无明显裂缝及隆起现象。于是立即停止此区段的施工,对排球馆进行新增裂缝的监测,并进行对策研究。
三、风险及原因分析
排球馆为浅基础单层旧房屋,对震动、挤压施工的影响特别敏感,如果不改变工艺,继续在近处震动冲孔和高压旋喷施工,墙体的裂缝很快可能发展到基础梁和柱开裂、倾斜,后果就是将基本完好房屋变为损坏房屋。赔偿、修复的代价很高,纠纷也会随机而来,风险很大。施工人员分析了造成风险的原因。一方面,冲孔桩是利用重锤的自由落体冲击成孔,成孔后桩周围土层被挤密,同时由于重锤对地表的冲击能量较大,对同一个能量的震动,距离震源近,烈度就高,破坏就大。另一方面,高压旋喷桩施工过程对邻近的浅基础将会产生挤压变形,也可能使地基与基础间出现挤压脱空现象,同样表现为上部结构的裂缝和隆起特征。现有的冲孔桩、旋喷桩工艺均具有使既有临近建筑物产生裂缝、倾斜变形等破坏后果,对地下管线也有不同程度的影响,但在现有的紧张工期条件下,暂时没有更好的设计方案。
四、对策研究
对本工程基坑施工可能出现的各种风险原因进行分析,施工人员对采取的对策进行了详细的研究。首先,施工过程中,对冲孔桩产生的震动烈度展开详细的分析,以此最大程度的降低冲孔桩对邻近浅基建筑物以及管线地基产生的影响,以此保证不会有害裂缝;其次,施工过程中,施工人员务必要对高压旋喷桩的各项参数数据加以控制,以此避免对邻近浅基建筑物产生明显的挤压,导致地基隆起,最终出现有害裂缝。对策研究的过程中,施工人员主要三个问题展开讨论:
首先,冲孔桩工艺是否能够得到进一步的优化,以此降低震动烈度,降低对邻近浅基建筑物的挤压程度,通过大量的实践发现,如果施工人员在浅层开孔阶段,控制冲孔进度,同时对提锤高度加以控制,这会降低对邻近浅基建筑物的影响;其次,浅层范围内能够用其他成孔工艺来代替,待到深层范围再使用冲孔桩,如果能够实现,基坑施工对邻近浅基建筑物所造成的不利影响将会非常小,经过试验发现,浅层期间,可以又挖孔以及钻孔的方式来代替冲击桩;最后,旋喷灌浆压力的设计参数能够依据地层变化进行适当的调整,试验发现,如果对旋喷灌浆压力依据地质地层情况加以适当的调整,利于浅层基础施工,同时不会对邻近浅基建筑物的产生过于严重的影响。上述所研究对策并未改变原有的设计方案,只是对原有的施工工艺加以优化,因此完全可以实施。
五、对策实施
1、控制目标
为了切实避免对邻近浅基建筑物安全产生影响,施工人员对有害裂缝宽度、地基基础沉降的数值等进行切实有效的控制。施工人员经过度多方面的考查,最终确定裂缝宽度不能超过3mm,平均裂缝宽度不能超过在1.8mm,沉降差要控制在2mm之内。
2、具体对策
2.1开孔阶段,施工人员要对冲孔进度进行有效的控制,不能过快,通常情况下,台班进尺要保持在1m之内,与此同时缩小提锤的高度,以此降低冲击力,而且这样孔壁也会因为受到水平力的挤压,也变得更加密实。开孔深度保持在3-4m之间,施工人员必须保证孔壁严实,之后再进行正常冲孔。正常冲孔:6米以下深度,提锤高度可增至1.5~2米以上,在正常情况下,冲孔进尺每台班为1~1.5米左右
2.2在距离特别邻近既有建筑浅层地基基础时,如距离只有1.5米至2米的范围,改用同直径的挖孔(如人工挖孔,采用钢筋砼护壁)或钻孔工艺成孔4-6米深度。对于人工挖孔,待护壁达到一定强度,改换为冲孔桩机就位,按设计进行泥浆护壁,明显减弱了对浅层地基(如3米深度以内)的震动影响。对于钻孔工艺,可钻至难进钻地层,再改换为冲孔工艺,也很明显减弱对浅层地基(如3米深度以内)的震动影响。工艺的转换,需要技术人员密切配合。
2.3旋喷桩旋喷压力原设计值取20kPa~22kPa。考虑相邻排球馆条形基础底标高为-3.70m,尝试-2m~-4m以上深度旋喷灌浆压力调整为10~11MPa,-4~-6米深度旋喷灌浆压力调整为15~17MPa,下部深度恢复原值20kPa~22kPa。实行跳孔注浆施工,画出孔位地层剖面图,参照地层资料调整参数,出现地面沉降、异常应迅速停机、停喷。避免雨天施工,避开水土压力高峰值。
六、结语
综上所述,可知基坑施工过程中,施工人员必须考虑到邻近浅基建筑物。如果由于基坑施工而造成邻近浅基建筑物无法正常发挥功能,将会引发矛盾,耽误施工,而且施工位置位于市中心,将会造成更加 严重的后果,因此需要施工人员加以注意。
参考文献:
[1] 张陈蓉,蔡建鹏,黄茂松. 基坑开挖对邻近地埋管线的影响分析[J]. 岩土工程学报. 2010(S2)
[2] 秦昊. 地铁车站基坑开挖对邻近地下管线的影响研究[D]. 中国地质大学(北京) 2010
[3] 宗金辉. 深基坑开挖有限元模拟及现场实测研究[D]. 天津大学 2006
[4] 李志高. 地下综合体深基坑施工环境影响及保护研究[D]. 同济大学 2006
[5] 趙志俊. 基坑开挖对邻近建筑物变形影响数值分析[D]. 合肥工业大学 2010
关键词:基坑施工;邻近浅基建筑物;影响;对策
基坑施工过程中,由于会应用到冲击桩工艺,该施工工艺在冲孔阶段,如果冲孔进度未能控制好,非常快,而施工人员也没有顾及到提锤高度,导致高度过大,这都会对邻近浅基建筑物产生非常不利的影响。基于此,施工人员在浅层阶段,可以找到其他施工方法来代替冲孔桩,在深处的时候,在运用此项施工工艺,经过施工人员的论证,发现挖孔等施工方法可以代替冲孔桩。当然解决问题的方法还有很多,这需要施工人员结合实际情况,加以研究分析。
一、工程实例
某工程拟建场地地下1层(基坑开挖深度为5.45~8.7米)、地上10层(总高度为36.3米)的体育训练场馆。基坑东面紧靠单层排球馆,基础为条形浅基础,基底标高为自然地面下-3.7米。基坑西面临近市政管线,埋深较浅,标高为自然地面下-0.65米~-1.95米。基坑东、西区段均采用冲孔灌注桩作为支护桩,桩长为9.1~12.3米,直径为ф800,间距为1.00m,桩顶标高为-1.70米,桩身砼强度为C25。另加一道锚索3*7ф5(或2*7ф5)、L=22~31米进行支护,桩间止水为高压旋喷桩,桩径为ф600,间距为1.00米,桩顶标高为-3.1米,桩长为10.50米。
二、现状风险调查
根据经验,东、西两面施工时应重点考虑震动和挤压导致的破坏影响,我们重点针对施工对象周边环境特别是排球馆进行现场勘查。排球馆区段距离冲孔灌注桩边只有1.5~3.1米,排球馆是一层大跨度的门式现浇钢筋混凝土排架结构,砖砌墙体180厚作为围护结构。排球馆支护区段现场施工情况:东面冲孔桩与旋喷桩已经相继开工。三重管高压旋喷桩是一种水、气喷射,浆液灌注的喷射注浆加固方法。该法采用3层或3根喷射管使高压水和空气同时横向喷射,形成喷射流,并切割地基土体,借空气的上升力把破碎的土由地表排出;与此同时,另一个喷射管将水泥浆以较低压力喷射注入被切割、搅拌的地基中,使水泥浆与土混合达到加固目的旋喷桩注浆压力为22~28Mpa,每米水泥掺入量为200kg,提升速度10cm/min,水灰比1:1.2,采用普通硅酸盐42.5R水泥,与设计参数及规范要求吻合。当冲孔桩、旋喷桩施工至接近排球馆起始点时,发现排球馆外墙面砖产生新的裂缝并有发展趋势,局部地表隆起,但施工前并无明显裂缝及隆起现象。于是立即停止此区段的施工,对排球馆进行新增裂缝的监测,并进行对策研究。
三、风险及原因分析
排球馆为浅基础单层旧房屋,对震动、挤压施工的影响特别敏感,如果不改变工艺,继续在近处震动冲孔和高压旋喷施工,墙体的裂缝很快可能发展到基础梁和柱开裂、倾斜,后果就是将基本完好房屋变为损坏房屋。赔偿、修复的代价很高,纠纷也会随机而来,风险很大。施工人员分析了造成风险的原因。一方面,冲孔桩是利用重锤的自由落体冲击成孔,成孔后桩周围土层被挤密,同时由于重锤对地表的冲击能量较大,对同一个能量的震动,距离震源近,烈度就高,破坏就大。另一方面,高压旋喷桩施工过程对邻近的浅基础将会产生挤压变形,也可能使地基与基础间出现挤压脱空现象,同样表现为上部结构的裂缝和隆起特征。现有的冲孔桩、旋喷桩工艺均具有使既有临近建筑物产生裂缝、倾斜变形等破坏后果,对地下管线也有不同程度的影响,但在现有的紧张工期条件下,暂时没有更好的设计方案。
四、对策研究
对本工程基坑施工可能出现的各种风险原因进行分析,施工人员对采取的对策进行了详细的研究。首先,施工过程中,对冲孔桩产生的震动烈度展开详细的分析,以此最大程度的降低冲孔桩对邻近浅基建筑物以及管线地基产生的影响,以此保证不会有害裂缝;其次,施工过程中,施工人员务必要对高压旋喷桩的各项参数数据加以控制,以此避免对邻近浅基建筑物产生明显的挤压,导致地基隆起,最终出现有害裂缝。对策研究的过程中,施工人员主要三个问题展开讨论:
首先,冲孔桩工艺是否能够得到进一步的优化,以此降低震动烈度,降低对邻近浅基建筑物的挤压程度,通过大量的实践发现,如果施工人员在浅层开孔阶段,控制冲孔进度,同时对提锤高度加以控制,这会降低对邻近浅基建筑物的影响;其次,浅层范围内能够用其他成孔工艺来代替,待到深层范围再使用冲孔桩,如果能够实现,基坑施工对邻近浅基建筑物所造成的不利影响将会非常小,经过试验发现,浅层期间,可以又挖孔以及钻孔的方式来代替冲击桩;最后,旋喷灌浆压力的设计参数能够依据地层变化进行适当的调整,试验发现,如果对旋喷灌浆压力依据地质地层情况加以适当的调整,利于浅层基础施工,同时不会对邻近浅基建筑物的产生过于严重的影响。上述所研究对策并未改变原有的设计方案,只是对原有的施工工艺加以优化,因此完全可以实施。
五、对策实施
1、控制目标
为了切实避免对邻近浅基建筑物安全产生影响,施工人员对有害裂缝宽度、地基基础沉降的数值等进行切实有效的控制。施工人员经过度多方面的考查,最终确定裂缝宽度不能超过3mm,平均裂缝宽度不能超过在1.8mm,沉降差要控制在2mm之内。
2、具体对策
2.1开孔阶段,施工人员要对冲孔进度进行有效的控制,不能过快,通常情况下,台班进尺要保持在1m之内,与此同时缩小提锤的高度,以此降低冲击力,而且这样孔壁也会因为受到水平力的挤压,也变得更加密实。开孔深度保持在3-4m之间,施工人员必须保证孔壁严实,之后再进行正常冲孔。正常冲孔:6米以下深度,提锤高度可增至1.5~2米以上,在正常情况下,冲孔进尺每台班为1~1.5米左右
2.2在距离特别邻近既有建筑浅层地基基础时,如距离只有1.5米至2米的范围,改用同直径的挖孔(如人工挖孔,采用钢筋砼护壁)或钻孔工艺成孔4-6米深度。对于人工挖孔,待护壁达到一定强度,改换为冲孔桩机就位,按设计进行泥浆护壁,明显减弱了对浅层地基(如3米深度以内)的震动影响。对于钻孔工艺,可钻至难进钻地层,再改换为冲孔工艺,也很明显减弱对浅层地基(如3米深度以内)的震动影响。工艺的转换,需要技术人员密切配合。
2.3旋喷桩旋喷压力原设计值取20kPa~22kPa。考虑相邻排球馆条形基础底标高为-3.70m,尝试-2m~-4m以上深度旋喷灌浆压力调整为10~11MPa,-4~-6米深度旋喷灌浆压力调整为15~17MPa,下部深度恢复原值20kPa~22kPa。实行跳孔注浆施工,画出孔位地层剖面图,参照地层资料调整参数,出现地面沉降、异常应迅速停机、停喷。避免雨天施工,避开水土压力高峰值。
六、结语
综上所述,可知基坑施工过程中,施工人员必须考虑到邻近浅基建筑物。如果由于基坑施工而造成邻近浅基建筑物无法正常发挥功能,将会引发矛盾,耽误施工,而且施工位置位于市中心,将会造成更加 严重的后果,因此需要施工人员加以注意。
参考文献:
[1] 张陈蓉,蔡建鹏,黄茂松. 基坑开挖对邻近地埋管线的影响分析[J]. 岩土工程学报. 2010(S2)
[2] 秦昊. 地铁车站基坑开挖对邻近地下管线的影响研究[D]. 中国地质大学(北京) 2010
[3] 宗金辉. 深基坑开挖有限元模拟及现场实测研究[D]. 天津大学 2006
[4] 李志高. 地下综合体深基坑施工环境影响及保护研究[D]. 同济大学 2006
[5] 趙志俊. 基坑开挖对邻近建筑物变形影响数值分析[D]. 合肥工业大学 2010