对建筑工程中深基坑开挖施工技术探讨

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  摘要:本文作者结合多年的工作经验实践,并通过相关工程实例对深基坑施工技术进行了探讨与总结,原来的深基坑支护结构的设计理论、运算公式、施工工艺等不太符合深基坑开挖与支护结构的客观情况,导致一些基坑工程施工事故,造成巨大的损失。因此,深基坑支护的安全问题应引起我们工程技术人员的极大关注。
  关键词:高层建筑;深基坑;井点降水;施工技术;环境保护
  Abstract: in this paper the author combined with years of the worked experience practice, and through the relevant engineering examples in deep foundation pit construction technology were discussed and summarized, the original deep foundation pit bracing structure design theory, operational formulas, and construction technology not too conforms to the deep foundation pit excavation and supporting structure of the objective situation and cause some foundation pit engineering construction accident, caused great damage. Therefore, the security problem of the deep foundation pit support should cause we engineering and technical personnel of great concern.
  Keywords: high building; Deep foundation pit; Well point rainfall; Construction technology; Environmental protection
  中图分类号:[TU208.3]文献标识码:A 文章编号:
  
  
  前言
  深基坑支护设计与施工是当前城市高层、超高层建筑突显的技术难题。深基坑的护壁,不仅要求保证基坑内正常作业安全,而且要防止基坑及坑外土体移动,保证基坑附近建筑物、道路、管线的正常运行。文章通过工程实例,为类似施工提供了有益的经验。
  1、工程概况
   某调度大楼是由一幢6层高层建筑,建筑高度约56.1m,占地面积约5400m2。建筑为框架剪力墙结构,地面以下为2层地下室。该工程基坑深度约17.6米,基坑整体东西向100米,南北向80米。由于拟建工程距南侧为一排2至7层房屋,距北侧20米为8层铁通大楼,距西侧23米为6至15层住宅楼,基坑东侧12米为23层某集团调度指挥大楼。基坑保护等级为一级。
  2、场地概况
  
  
  
   (1)基坑场地呈西高东低,东侧地面标高约为12.03米;
   (2)工程地质情况
   该场地土层分布如下:
   A、人工填土层:为杂填土:杂色,稍湿~湿,松散,性质不均匀,主要由碎砖块、砖渣、碎石、粘性土组成。该层广泛分布于地表,全部钻孔均钻及,厚度0.50~10.80 m,平均厚度2.70 m。
   B、冲积层: 为粉质粘土:浅黄色、灰白色,硬塑,含少量中砂。该层部分钻孔揭露,厚度1.50~5.20 m,平均厚度为3.42m,层顶埋深0.50~4.00m(高程8.17~14.40m)。
   C、残积层:为粉质粘土:褐红色,硬塑为主,局部可塑,浸水易软化,由下伏基岩风化残积而成,局部为粉土。该层分布较广泛,厚度1.40~15.60 m,平均厚度为7.86m,层顶埋深1.40~10.80m(高程1.22~13.55m)。
   D、全风化岩层:褐红色,风化作用剧烈,呈硬塑-坚硬土状,局部呈密实粉土状,浸水易软化。,厚度1.00~17.50 m,平均厚度为6.28m,层顶埋深1.30~19.20m(高程-7.10~5.58m)。
   E、强风化岩层:褐红色,风化较强烈,岩芯多呈半土半岩状,部分碎块状,岩块用手可折断,风化不均匀,局部夹中风化岩块,强风化砂砾岩中含有坚硬砂岩砾。厚度0.50~18.10 m,平均厚度为3.99m,层顶埋深4.50~37.30m(高程-25.00~6.68m)。
   F、中风化岩带:褐红色,裂隙较发育,岩石较破碎,岩芯多呈碎块状,部分短柱状,较易击碎,风化不均匀,局部夹强风化岩,该岩属软岩。该层分布广泛连续,厚度0.60~5.80 m,平均厚度2.19m,层顶埋深5.20~42.60m(高程-30.36~6.74m)。
   G、微风化岩带:褐红色、褐红带灰白色,中厚层状,泥钙质胶结,岩石较完整,岩芯呈柱状,岩质较新鲜,该岩石RQD值81~97。岩体基本质量等级为Ⅳ类,该岩属软岩~较软岩。揭露厚度0.78~10.20 m,层顶埋深7.20~44.30m(高程-32.06~0.38m)。
   (3)水文地质条件
   A、赋存于浅部填土层中的上层滞水,其主要来源为大气降水、生活污水下渗而成,水量不稳定,一般水量不大。雨季地下水水量会增加。本次测得混合地下水位埋深1.40~3.90m
   B、赋存于基岩风化层的裂隙水,略具承压性,由于微风化岩完整性好,该层地下水主要赋存于风化裂隙较发育的强~中风化岩中,其水量受裂隙的发育特征及充填状况控制,根据地方经验,该层富水性中等。
  3、基坑设计
   考虑到其独特的地理环境和场地限制,因此在基坑支护设计中考虑采用人工挖孔樁为护壁加内支撑(锚索)的方案。第一道水平支护体系采用钢筋混凝土桁架内支撑,除东北角二、三道撑采用钢筋砼内撑外,其余范围第二、三、四道支撑采用锚索;由于本基坑四周建筑物居多,为防止人工挖孔桩施工过程中地层失水过多而引起地面沉降对周围建筑物造成危害,在人工挖孔桩施工时采用桩身咬合的施工方式进行止水。
  
  
  
  基坑内支撑设计及施工平面示意图
  4、施工流程
   由于该场地原地表呈西高东低,因此在挖孔桩施工前先将西侧高出约3米的土方清平后,基坑施工流程为:
  开挖至12.00m标高;土方开挖至基坑挡土墙后,开始护壁桩即人工挖孔桩施工;
  第一道砼支撑柱定位及其桩、立柱施工;
  第一道砼水平支撑、冠梁、基坑挡土墙,坑顶排水沟施工;
  土方开挖至第一道锚索,开始锚索施工和腰梁施工;以此往下至坑底;
  基坑底部排水沟施工,加设集水井;
  5、基坑降排水
   本工程基坑开挖过程正值广州的雨季,降雨频繁,降雨强度大,特别是台风的正面影响,将带来强劲的雨水,直接影响基坑的开挖进度及基坑支护的安全。另外,本工程不仅紧邻居民老建筑物,且基坑开挖深度达16.9米,在整个地下室施工阶段,对基坑支护及基坑周边的地基稳定性要求都相当高。因地理位置原因,本工程不适宜采用打井降水的方法,只能以收集明水、及时有效进行排水为主。根据现场实际情况,决定通过设置排水明沟、底板下盲沟、集水井及安装潜水泵等措施有组织进行排水,以确保基坑的安全。地下室外墙与孔桩支护间有1.0米的间隙,可充分利用此间隙,敷设基坑底外环排水沟及集水井。集水井共设8个,分别分布在基坑底四个角及南北和东西向盲沟端点,集水井尺寸为2000*1000*1000;水沟净宽300,起点深250,平均坡度为3‰,坡向附近集水井。
  6、基坑监测
   为了掌握基坑开挖过程中位移等的动态变化,保证基坑的安全性,施工过程中进行施工监测及第三方监测,本工程位移监控值为北侧24mm、东侧和南侧19mm、西侧16mm、北侧24mm、东北侧24mm,
  
  7、经验与教训
  (1)采用人工挖孔桩施工桩身咬合的施工方式进行止水,是目前解决基坑支护结构与防水水幕较好结合的有效方法。但一定要控制好桩身咬合深度及成桩混凝土的施工质量,若在咬合面含留杂物或桩混凝土不密实产生风窝严重影响护壁防水。
  (2)在深基坑中采用内支撑是保证护壁结构稳定的有效方法。但在基坑周围地形复杂,如基坑两边土质差异太大或土压力差异太大时,建议采用本工程所用的内支撑和多道锚索相结合的方式,这样可以避免因基坑两侧土压力不同造成内支撑整体侧移的风险,且可降低工程造价、缩短施工工期,也可有效减少的对基坑周围临近建筑的影响。
  (3)降水井和降压井的布置要考虑周全,这不仅影响到挖机挖土,还影响钢筋和混凝土的施工,关系到整个基坑的安全。
  8、结语
   深基坑支护施工可以悬着围护结构,在施工过程中采取一系列的质量控制措施,并须满足基坑稳定的要求,确保工程安全,保护周边环境,节约成本、加快工期,得到同行的认可与赞许,并取得了良好的社会和经济效益。
  参考文献
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