建筑⼯程基坑⽀护施⼯技术要点总结
【摘 要】在建筑⼯程项⽬建设过程中应⽤深基坑⽀护技术是⼀项系统复杂的⼯程,作为现代建筑施⼯企业必须掌握深基坑⽀护技术的⼀般步骤和类型,在施⼯过程中严防安全事故的发⽣,严格控制各施⼯⼯序的质量,提⾼深基坑⽀护技术应⽤⽔平,提⾼建筑⼯程质量。本⽂根据笔者多年的施⼯经验,对建筑⼯程深基坑⽀护技术的应⽤现状与掌控要点进⾏了分析,并结合某实际案例对深基坑⽀护技术应⽤进⾏了探讨。【关键词】房建⼯程;深基坑⽀护;施⼯⼀、基坑⽀护技术概述
随着建筑业的不断发展,深基坑⽀护施⼯技术得到了越来越⼴泛的使⽤,加之该技术在应⽤中不断的改进和被完善,在实践中此技术已逐步形成了⼀个较为完整的深基坑⽀护技术体系。在现在的建筑⼯程建设中,所使⽤到的深基坑⽀护技术主要有拍桩⽀护、⼟钉⽀护、搅拌桩⽀护等。其中,在5m以内或者是10m以内的深基坑⼯程,较为常⽤的⽀护技术是⼟钉墙技术和搅拌桩技术。如果⼯程所在地地质条件⽐较不错,15m 左右的深基坑也可以利⽤⼟钉墙技术。通常来说,搅拌桩⽀护技术既可以做到挡⼟,⼜能够有效地挡⽔,⽽⼟钉墙⽀护技术则更多是在地下⽔位过低的地⽅进⾏使⽤。⼟钉墙技术既能够单独使⽤,也能够联合其他各种⽀护技术进⾏使⽤,由此也就让此种⽀护⼯艺成为现如今最为常⽤的深基坑⼯程⽀护技术。⼆、建筑⼯程深基坑⽀护施⼯技术中存在的问题
1.实验研究⼯作没有做好。若要设计出实⽤且安全的深基坑,平常的总结研究是必不可少的。所以,应当注意在设计之前,要花费⼀定的⼈⼒物⼒去做实验研究,⽤实验去模拟现实,⼒求在实际运⽤中是⼗分可靠实⽤的。从以往的实际经验来看,许多深基坑设计的失败,都是因为这个⼯作没有引起特别⼤的注意。在设计成型之前,要注意应有⾜够的科技资料和测试数据来⽀撑这⼀设计,使其有理论的基础,这样形成的设计才是具有说服⼒的。
2.对不合适的参数结构⽀撑⼟壤的物理和机械设计。⼟压⼒值在深基坑⽀护结构所承受的直接影响安全度,但由于地质情况复杂多变,准确地计算⼟压⼒是⽬前很难,还是⽤库伦公式或朗肯公式。对⼟壤的物理参数是⼀个⾮常复杂的问题,尤其是在深基坑的开挖,⽔含量,三个参数的内摩擦⾓和凝聚⼒是⼀个变量的值,它是难以准确计算的⽀撑结构的实际应⼒。在深基坑⽀护结构设计,如果地基⼟的物理⼒学参数是不允许的,将对设计结果有很⼤的影响。⼟⼒学试验数据表明:内摩擦⾓值的不同,在不同的内部凝聚⼒产⽣主动⼟压⼒;⼟壤凝聚⼒和原⼟开挖,差异较⼤。不同的施⼯⼯艺和⽀护结构,⼟的物理⼒学参数的选择也有很⼤的影响。三、深基坑⽀护施⼯技术要点
深基坑⽀护施⼯的流程⼀般包括以下⼏个阶段:施⼯准备、锚杆的施⼯、⽀护桩的施⼯及⼟⽅开挖。
1.施⼯准备。施⼯前,应对场地标⾼以及基坑的开挖深度进⾏复核,调查周边道路管线的埋设以及周边建筑物的基础类型及埋深等资料,施⼯期间若发现场地布置、施⼯⼯况、地质条件与设计与勘察报告不符,应及时通知设计进⾏相应调整。
2.锚杆的施⼯。锚杆是⼀种新型承拉杆件,它的⼀端联结挡⼟墙桩或结构物,另⼀端锚固于地基岩⽯中,利⽤锚杆与岩⽯不能与锚固⼒来承受各种向外倾覆⼒。基坑开挖⾄锚杆标⾼后,施⼯⼟层锚杆,进⾏制作锚头、钻孔、注浆、穿锚索,注浆材料为⽔泥浆及⽔泥砂浆。注浆后,安装钢台座、钢腰梁、钢垫板,穿外锚具,然后张拉锚固。然后在现场进⾏锚杆试验,满⾜设计要求后⽅可结束。
3.⽀护桩的施⼯。⽀护桩可采⽤⼈⼯挖孔桩,钢筋混凝⼟护壁。例如灌注桩⼟⽅开挖形式,⽤吊桶和电动葫芦运输。这个过程要严格控制清孔以及成孔,混凝⼟配制、灌注以及钢筋笼的制作、安放等⼯序过程的质量标准,以确保成桩的质量。4.⼟⽅开挖。⼟⽅开挖量⼤,尘⼟会影响到居民的⽣活,因此要采⽤分层开挖,⼀边挖⼀边运,配合⼈⼯清⼟。挖⼟的速度要根据围护监测结果的变化⽽变化,如果有异常,⽴即停⽌,并且查出原因,⽴即采取相应的措施,然后才可继续施⼯。四、某⼯程深基坑⽀护技术应⽤分析1、⼯程总概况
某房建⼯程的总⾯积为 36280m2,地下总⾯积是9519m2,⼤厦总体⾼度在75m,房建的平⾯形式呈⽅形,⼤厦设计地下3层,基坑最深处距离地⾯⼤约在16m,⼯程为钢筋混凝⼟框架和剪⼒墙结构,地下部分采⽤混凝⼟梁内设⽆粘结预应⼒筋。关于地质条件,根据初期的⼟层勘探得知,这个⼯程的拟建区是处于某洪冲积扇北⾯,地⾯标⾼在46.8~50.1m的区间范围内;拟建区的地质⼟层主要为粘质粉⼟层,局部为粘质重粉质粘⼟层,⼤厦地基的承载⼒标准值是230kPa,地下没有软弱的下卧层。
关于⽔⽂情况,根据勘探报告,拟建区存在三层地下⽔:第⼀层是滞⽔,其⽔位深度约在1.2-4.1m之间,⽔位标⾼在46.13-43.04m之间;第⼆层是潜⽔,其⽔位深度约在9.87-12.19m,⽔位标⾼在37.18-36.24m 之间;第三层是层间⽔,其⽔位深度
约在 21.02-26.07m,⽔位标⾼约在 23.22-25.04m 之间。这个场区的地下⽔⽔质呈弱酸性,对混凝⼟结构不产⽣腐蚀性,但对钢结构产⽣弱腐蚀性。2、⼯程特点
该拟建区处于繁华的街区,施⼯条件苛刻,运输困难,⽩天交通拥挤,建材只能夜间运输。对周围环境要求⾼,施⼯时间有限制,总的来说施⼯场区⾯积狭窄,⽆法⼤量堆放建材,⼤件钢材结构只能存在仓库,增加了⼆次运输量,提⾼了运输成本等。3、该⼤厦深基坑的⽀护施⼯技术
根据⼯程具体情况,采⽤混凝⼟灌注桩和锚杆⽀护相结合的⽀护⽅案。2.3.1 混凝⼟灌注桩
混凝⼟灌注桩,具体的⼯艺流程为:平整钻孔场地、测量放线布孔、挖设排⽔沟和布设泥浆池、桩机就位和制备泥浆、钻机钻孔,洗孔清孔、吊放钢筋笼、浇筑灌注桩⽔下混凝⼟。开钻前,检查轴线的定位点与⽔准点是否正确、放线定桩位等。桩机就位后,在桩位位置埋设孔⼝护筒,起到定位、储存泥浆以及护孔等作⽤。2.3.2 锚杆⽀护施⼯要点
⼟层锚杆在开挖的深基坑墙⾯或者尚未开挖的基坑⽴壁⼟层钻孔,在达到要求的深度后再次扩⼤孔的端部,⼀般形成柱状。实施锚杆⽀护技术施⼯,主要将钢筋、钢索或者其它类型的抗拉材料放⼊孔内,然后灌注浆液材料,令其和⼟层结合成为抗拉⼒强的锚杆。这样的⽀护技术能够让⽀撑体系承受很⼤的拉⼒,有利于保护其结构稳定,防⽌出现变形,同时还具有节省材料、⼈⼒,加快施⼯进度。4、⽀护效果
完成深基坑⽀护之后,在进⾏房建⼯程的施⼯期间,没有出现坑壁坍塌等问题,利⽤相关测量仪器对周围建筑物作监测也没有发现明显的变形痕迹。混凝⼟灌注桩和锚杆⽀护可以有效地确保⼯程的顺利施⼯,同时保障周围的建筑物安全,所以,进⾏深基坑⽀护施⼯⽅案的实施是切实可⾏的。五、结语
为了缓解城市空间压⼒,⼈们开始向地下空间寻求发展,对深基坑施⼯提出了越来越⾼的要求。⽬前,传统技术传统的深基坑设计相对来说已经很落后,跟不上建筑发展需要。要在此基础上有所创新,才能使深基坑⽀护技术有所改善。但是要注意的是,设计新的⽅法来使整个深基坑的结构有所改变,但是还要从各⽅⾯考虑,研究改变的是否得当。例如要确定地⾯是否超载,空间效应与平⾯效应是如何转化的,还有就是在施⼯中,应按先设计、后施⼯的原则进⾏施⼯,并尽量做到在施⼯的同时进⾏监测。参考⽂献:
[1]张雅.试述基坑监测⼯程中位移测量技术[J].内江科技.2009(10).
[2]詹涛.论⼯程监理如何做好深基坑⽀护⼯程的控制⼯作[J].科技资讯.2010(22).[3]李礼.浅谈建筑深基坑⽀护施⼯技术[J].民营科技.2010(05).
建筑⼯程深基坑开挖与⽀护施⼯技术总结
[摘要]:基坑⼯程是⼀项综合性很强的系统⼯程。近年来随着⾼层建筑的发展,深基坑⽀护技术也得到了突飞猛进的发展。笔者对当前常见的深基坑开挖及⽀护类型进⾏了探讨,然后以⼯程实例进⾏阐述。 [关键词]:深基坑;开挖;⽀护;连续墙中图分类号:TV551.4⽂献标识码: A1引⾔
随着⾼层建筑的发展,深基坑⽀护的难度会越来越来⼤,因此深基坑的施⼯不仅要保证施⼯过程中的稳定,⽽且要严格限制周边的地层位移以确保环境安全。我们要⾼度重视深基坑⼯程设计与施⼯。近⼏年,在建筑⼯程的深基坑建设实践中,逐渐形成了较为合理经济、适⽤于不同地质条件和基坑深度的⽀护结构。2深基坑施⼯的特点
基坑⼯程包括维护体系设计施⼯和⼟⽅开挖两部分。⼟⽅开挖的施⼯组织是否合理将对围护体系是否成功产⽣重要的影响。不合理的⼟⽅开挖⽅式,步骤和速度可能导致主体结构桩基变位。因此,深基坑开挖与⽀护引起了⼴泛重视。深基坑⼯程施⼯具有以下特点: (1)建筑趋向⾼层化,基坑向⼤深度⽅向发展;
(2)基坑开挖⾯积⼤,长度与宽度有的达数百⽶,给⽀撑系统带来较⼤的难度;
(3)在软弱的⼟层中,基坑开挖会产⽣较⼤的位移和沉降,对周围建筑物、市政设施和地下管线产⽣严重威胁;(4)深基坑施⼯⼯期长、场地狭窄,降⾬、重物堆放等对基坑稳定性不利;
(5)在相邻场地的施⼯中,打桩、降⽔、挖⼟及基础浇注混凝⼟等⼯序相互制约影响,增加协调⼯作的难度;(6)⽀护型式的多样性。迄今为⽌,⽀护型式已经发展到数⼗种。3深基坑⽀护的施⼯技术
深基坑的⽀护形式较多,在施⼯过程中要根据⼯程的周边环境和地质状况进⾏⽀护形式的选择。(1)根据基坑的⽀护⽅式,深基坑的⽀护有悬臂式、混合式和重⼒式挡⼟墙三种。
①悬臂式⽀护结构主要依靠嵌⼊基坑底部的岩⼟⽀撑地⾯重量,需要保证⾜够的⼟压⼒和⽔压⼒,保持整体结构的平衡。主要适⽤于⼟质条件好、基坑深度⼩整体条件较好的基坑。 ②混合式⽀护结构。在悬臂式⽀护结构基础之上增加了锚杆等⽀撑,结构的稳定性更强。锚杆⽀护结构由挡⼟结构及锚固在基坑防滑⾯之外的稳定⼟体锚杆组成,这种技术主要运⽤于规模较⼤、变形较⼩的基坑。 ③重⼒式挡⼟结构。主要依靠⾃⾝的重量保持结构的平衡,保证⽀护结构在侧向的⼟压⼒作⽤⼒下处于稳定状态。
(2)根据深基坑的⽀护型式,⽀护结构有⽀挡型和加固型两种。⽀挡型⽀护结构如地下连续墙、桩排⽀挡结构、⼟钉⽀护结构;加固型⽀护结构如⽔泥搅拌加固结构。 ①地下连续墙结构。整体刚性强、防⽔防渗效果明显,适⽤于各种深度的基坑施⼯,适应地下⽔位更深的软体粘⼟层等各种复杂的施⼯环境。地下连续墙对施⼯地域周围建筑的影响较⼩,被⼴泛运⽤于⾼层建筑的基坑⽀护中。②桩排⽀挡结构。在柱列式间隔中布置钢筋混凝⼟挖孔和钻孔灌注桩,形成挡⼟结构,形式有连续桩排、双排桩和稀疏桩排。 ③⼟钉⽀护结构。依靠密集的⼟钉群、加固的⼟体和混凝⼟等,来建⽴类似于重⼒式挡⼟结构的⽀护结构,抵制⼟压⼒以及其他作⽤⼒,保证深基坑和边坡的稳定性。⼟钉墙⽀护结构结构轻便,柔性较⾼,⼯程造价低,施⼯经济⽅便,是当前深基坑⽀护⼯程中⾸选的⽀护型式。 ④深层搅拌加固结构。主要是将⽔泥进⾏机械搅拌作为固化剂,与软⼟剂进⾏强制搅拌,确保⼆者之间产⽣⼀定的反应并逐渐硬化,达到⼀定的强度要求,形成坚固的⽀护结构。⼯程造价少,对周边影响较⼩,稳定性强,适⽤于粘⼟等软⼟层。4 ⾼层建筑深基坑⽀护施⼯的质量控制要点
⾼层建筑深基坑⽀护的施⼯阶段是整个⼯程中较为关键的阶段,因此,必须对该阶段的质量进⾏严格控制。
(1)深基坑施⼯在⾼层建筑深基坑⼯程中,包括许多重要环节,如挖⼟、防⽔、挡⼟及维护等,是⼀项较为复杂的系统⼯程,⼀旦其中任何⼀个环节出现失误,都将会对整个⼯程造成影响,严重时还会发⽣安全事故。因此,施⼯单位必须严格按照施⼯流程和有关的技术规范等组织施⼯,并对重要位置的施⼯制定详细可⾏的施⼯⽅案,同时还应加强过程控制。例如,在确定⼟⽅开挖⽅案时,需对基坑的地质报告、地下设施以及周边建筑物等实际情况进⾏详细分析,如果是特殊⼟体则应精⼼组织施⼯,对于软⼟地区⽽⾔,基坑的开挖深度不宜过⼤;膨胀⼟地区尽量不要在⾬季进⾏开挖。 (2)深基坑周围⼟体⽌⽔效果的控制由于地下⽔对深基坑⼯程的施⼯影响较⼤,因此,在地下⽔位较⾼的地区进⾏深基坑施⼯,必须制定详细的⽌⽔⽅案。在制定具体的⽌⽔⽅案时,应从防、降、排这三个⽅⾯加以考虑,并根据地勘部门提供的详细地质资料,分析地下⽔的主要成因,同时还应对基坑周围的环境进⾏深⼊了解,绝对不能仅靠不间断的抽⽔来降低⽔位,不然很有可能造成基坑附近的⼟体发⽣流失,致使周边建筑物不均匀沉陷,严重时甚⾄会发⽣管涌,不仅增加了处理难度,⽽且还会延误⼯期。 ⽌⽔帷幕是深基坑⽀护中较为常⽤⼀种⽌⽔措施,为了确保⽀护⼯程能够顺利进⾏,在⽌⽔帷幕施⼯时需注意以下⼏点:①确保桩体质量合格;
②确保桩的密实度和搭接长度符合要求,防⽌桩头开叉、蜂窝、空洞等现象的发⽣;③严禁在⽀护结构上随意开⼝,否则不仅会使⽀护结构的安全受到影响,⽽且还破了⽌⽔帷幕的效果,地下⽔则很容易从开⼝位置渗⼊。
(3)深基坑⽀护的信息化管理。深基坑⽀护信息化管理的主要⼿段是安排较为专业的施⼯监测⼈员对基坑及周围环境进⾏实时监测,并根据监测到实际情况与预期性状进⾏对⽐分析,发现异常情况及时采取相应措施进⾏处理,确保⼯程安全。深基坑⽀护的具体监测内容如下:①⽀护结构顶部的⽔平位移情况;
②⽀护结构及周围建筑、道路的沉降、裂缝情况;③基坑底部隆起情况。
上诉监测内容除了应每天进⾏⼀遍⽬测之外,还应每隔10m 左右设置⼀个观测点,并在基坑开挖后,每隔3天左右监测⼀次,位移较⼤时可调整为1天1次。监测到的结果必须能够真实反映被测⽬标的动态趋势,并绘制变化曲线图。另外,在开挖较深的基坑时,需对⽀撑的内应⼒进⾏测试,当应⼒值达到设计值的90%时,应采取必要的防范措施。5连续墙⽀护技术探讨某⼯程施⼯属于技术复杂、难度⼤。地段地质情况复杂,地下⽔位埋藏较浅,⽔位埋深2.5~3.15m,平均埋深2.86m。施⼯开挖基础基本为淤泥质粘⼟及粉细砂⼟,因此基坑开挖和地下连续墙施⼯时,可能出现坑底管涌突⽔或边坡塌⽅等现象。因此需要认真处理好深基坑的⼟⽅开挖以及⽀护问题。该⼯程主要是深基坑基础、主体⼟建⼯程。基础结构以地下连续墙为主,地下连续墙墙厚为800mm,墙⾼约13.5m。本⼯程建设规模⽐较⼤,基坑开挖深度达到13.5m,需要进⾏深基坑施⼯。
(1)⼯艺流程及槽段划分
连续墙施⼯⼯艺流程:轴线定位放线开挖、浇筑导墙划分槽段铺设路轨设备安装就位定段造槽反循环换浆清渣制安钢筋⽹架接头处理浇筑⽔下混凝⼟。(2)导墙施⼯
导墙是地下连续墙挖槽之前,构筑的临时结构物,它对地下连续墙的挖槽起着重要作⽤。本⼯程导墙采⽤“Γ”形钢筋混凝⼟导墙形式,可以⽐较好地适应现场较差的⼟层。导墙施⼯注意如下问题:
①测量放线,内外导墙之间中⼼线应和地下连续墙纵轴重合,轴线偏差⼩于30mm,尤其是折线段放线应确保准确。②开挖前,须探明地下管线和地下障碍物等情况,采⽤反铲挖掘机开挖导沟,⼈⼯配合清槽,挖⾄导墙设计标⾼后,夯实基底,作混凝⼟垫层。
③拆摸后导墙加设⽀撑,⽀撑设⼆道,上为φ10槽钢@2000,下为80×80⽅⽊@2000,导墙背后以粘性⼟分层回填并夯实,导墙外设排⽔沟⼀道。
④墙内壁必须垂直平整,不平度⼩于10mm。
⑤导墙施⼯时,严禁重型机械设备在导墙附近停置或进⾏作业,以免引起导墙变形。(2)槽段开挖
①考虑连续墙厚度、墙深地质条件、施⼯精度要求等条件,选⽤液压抓⽃SM860/BH12和ZG-22型冲击钻机冲刷接头。②按槽采⽤间错法施⼯,即先施⼯第⼀,第三槽段,浇混凝⼟三天后再施⼯第⼆,四槽段。③划分好每个槽段的抓挖的中⼼位置,注⼊膨润⼟泥浆,开始挖槽。④挖槽结束,终孔验收合格后进⾏清孔⼯作。(3)钢筋⽹架制作及安放
①钢筋⽹架现场制作,先在场内铺设加⼯平台,根据配筋图,在平台模上制作成型。
②钢筋⽹架制作,根据设计图纸下料加⼯,要求钢筋的间距、长度、宽度及搭接长度等满⾜设计要求,由于本⼯程地连墙的钢筋要求直径较⼤,所以施⼯时,钢筋竖向连接采⽤套筒冷挤压接头,以保证钢筋连接的质量。
③钢筋⽹架上预埋筋及钢板预留洞⼝严格按设计图纸尺⼨、标⾼进⾏焊接预留;预留泡沫板应牢固地绑扎在钢筋⽚上。钢筋⽹架制作完毕后,应认真检查是否合格。
④槽段连接采⽤刚性接头,在先开挖槽段的钢筋⽹架两侧焊接“⼯”字钢。后施⼯槽段的钢筋⽹架两侧不焊接“⼯”字钢,吊放钢筋⽹架时直接插⼊先施⼯槽段焊接好的“⼯”字钢内。先施⼯槽段成孔时,应向两头扩⼤成孔500mm长,待钢筋笼放好后,空余部分⽤沙包填⾄地⾯。
⑤钢筋⽹架应在清槽换浆后⽴即吊装,⽤50T及100T履带起重机起吊,避免受⼒钢筋变形;钢筋⽹架放不下时,应将钢筋⽹架重新起吊,重新修槽,直到钢筋⽹架能顺利放下为⽌。(4)混凝⼟灌注
①根据施⼯图纸,地下连续墙采⽤商品混凝⼟,⽔下混凝⼟法浇灌,强度等级C30,抗渗等级0.8MPa,混凝⼟塌落度180~220mm。
②混凝⼟供应量为30m3/h以上,以保证在规定时间内连续浇灌,每个槽段设2根导管,灌注导管直径250mm,导管底部埋⼊混凝⼟深度控制在2~4m范围内,不得⼩于1m,导管每节长度为1.5~2m,导管接应密封不漏⽔,使⽤前做⽔密试验。③浇注过程中不断测量槽内的混凝⼟⾯⾼度,根据浇注记录,随浇注混凝⼟随拆导管,混凝⼟表⾯⾼差应控制在0.5m以内,浇注到离顶部4m时,导管底埋⼊混凝⼟内可控制在1m左右,终浇混凝⼟⾯⾼程控制在结构设计⾼度以上0.5m,以便表⾯凿除后,满⾜结构⾼度的混凝⼟强度要求。④按规范预留混凝⼟试块。(5)泥浆管理和⼟渣处理
①本⼯程采⽤膨润⼟泥浆,泥浆的作⽤是通过泥浆的静⽔压⼒防⽌槽壁坍塌或剥落,维持挖成的孔形不变,同时,由于膨润⼟的⾼度稳定性,泥浆还有悬浮岩屑的作⽤。实践证明,泥浆质量的好坏对连续墙的施⼯质量有着密切关系,此外,在对泥浆的再⽣处理及废泥浆的处理时,如果管理不善,会造成现场泥泞,污染环境,从⽽影响到施⼯进度等。
②根据现场情况,在中部布置1个泥浆池,尺⼨为:6m×5m×2.5m,内分三个⼩池,平⾯布置以满⾜泥浆的循环供应为原则。③通过循环或混凝⼟置换从槽内排出的泥浆,按其恶化程度,进⾏舍弃或再处理,废弃的泥浆和渣⼟按环保要求弃于容许地点。
④泥浆⽤离⼼泵重复循环拌合。膨润⼟的溶胀时间按出⼚说明办理,预先储备⼀定数量的泥浆,使之充分溶胀后再开始成槽。6结束语
未来的深基坑⼯程⼀定会越来越多,深度也会进⼀步加深,地质条件也会越来越差,这必然会对深基坑⼯程施⼯提出更⾼的要求。因此,⼯程建设者均应该珍惜每⼀次实践的机会,尽⼒对设计施⼯⼯作做全⾯细致的分析总结,在做好数据、资料整理积累的同时,提出问题,解释问题,解决问题,争取在⽇后的深基坑⼯程施⼯中有所创新,有所突破。参考⽂献:
[1] 国家建设部,《建筑基坑⽀护技术规范》(JGJ120-99),中国建筑⼯业出版社,1999.[2] 刘建航,侯学渊,《基坑⼯程⼿册》,中国建筑⼯业出版社,1997年4⽉第⼀版.
浅谈基坑⽀护施⼯技术的经验总结
摘要:本⽂通过⼀个⼯程实例,从施⼯⾓度出发,介绍了喷锚⽀
护技术在施⼯中的应⽤,对⼯程基坑⽀护施⼯,监测等技术作出了相关分析,并根据现场实践经验,谈了⼏点⾃⼰ 的经验总结,请同⾏指正。
关键词:深基坑、喷锚⽀护、施⼯监测⼀、 ⼯程概况(⼀) ⼯程概况
明鑫办公综合楼为⾼层建筑,总建筑⾯积为43055.36,其中地上32595.06,地下10460.3。由5层裙楼及17层塔楼组成。本⼯程地下2层,地上22层。结构形式为现浇框架剪⼒墙结构。垫层底标⾼为10.10m,基础埋深在⾃然地⾯下9.5m~7.0m左右。基础采⽤⼈⼯挖孔灌注桩。(⼆) ⼯程设计概况1、 基坑采⽤喷锚⽀护体系。
2、 基坑侧壁安全等级为⼆级,重要性系数r0=1.0;⽀护采
⽤喷射砼⾯80,配置Ф6.5@250×250双向钢筋⽹,加强筋Ф16间距同锚杆间距,基坑顶⾯⽔平宽50;素⾯砼⾯层厚40,仅⽤于3-3剖⾯顶部2.5 m范围。基坑各剖⾯分述如下:11剖⾯:(坡率1:0.1)三)⼯程地质条件1、岩⼟层:
⾃上⽽下对基坑开挖有影响的⼟层分布如下:
(1) 杂填⼟①:局部地段分布,系⼈⼯回填⼟,厚度变化
较⼤,为0.30~5.80m。呈褐黄、褐灰等⾊,主要成分以⼭地开挖的坡残积砂质粘性⼟为主。松散~稍密,湿~饱和,密实度及均匀性较差,⼒学强度低。
(2) 粉质粘⼟②:局部地段分部,厚度⼤部分为0.60~
3.30m,呈褐黄、灰黄等⾊,饱和,可塑,主要成分粉粘粒为主,含氧化铁、⾼岭⼟及少量⽯英砂等,属坡积成因。⼲强度较⾼,稍有光泽、韧性较⾼,⽆摇震反映。
(3) 残积砂质粘⼟③:全场分布,该层厚度变化⼤,⼀般
为2.40~21.20m,呈灰、灰黄等⾊,很湿~饱和;可塑~硬塑状,原岩结构可辨,为中粗料花岗岩风化残积⽽成;成分以粉、粘粒为主,含⾼岭⼟、氧化铁及⽯英砂,⽆光泽反应、⽆摇震反应、⼲强度及韧性低。(4) 全风化花岗岩④:全场均有分布,厚度为1.10~
8.90m,呈灰黄、灰⽩⾊,很湿~饱和,坚硬,岩芯为⼟状,结构模糊,除⽯英外,长⽯和云母已⾼岭⼟化,按岩⽯坚硬程度分类属极软岩,按岩体完整程度分类属极破碎,按岩体基本质量等级分类属V类,孔⼦20#夹有中风化核。(5) 强风化花岗岩⑤:场地内全部分布,厚度为3.20~
29.10m,呈褐黄⾊,很湿,极硬,除⽯英外,长⽯和云母已分化成次⽣矿物,长⽯可捻成粉状。属极破碎、软岩,综合评定其岩体基本质量等级为V类。下部近中等风化岩,钻探过程中未发现洞⽳、软弱夹层或临空⾯。孔B7#夹有中分化核。2、地下⽔:
场地内地下⽔受⼤⽓降⽔补给和同⼀岩层间侧向补给,主要为孔隙型潜⽔。以⼤⽓蒸发排泄。地下⽔稳定⽔位埋深为3.80m~6.20m,年变化幅度3.0m左右。施⼯降⽔引起的⽔位变化幅度不⼤,不会引起⼯程危害。⼆、 主要施⼯⽅法(⼀) 施⼯测量
1、 测量前对业主⽅提供的建筑物⾓点或红线点进⾏复核,
符合要求后⽅可使⽤。根据甲⽅提供的控制点,采⽤全站仪、经纬仪和钢卷尺相结合,将轴线延长投测在附近固定的构筑物上,⽤红漆做三⾓形标志,并注明编号;或在建筑物外距建筑物⼤于6.0m处测设控制点,⽤砼进⾏保护并做明显的标志,防⽌控制点被破坏。
2、 根据基坑⽀护设计图纸和控制轴线测量出⼟⽅开挖下⼝
线,经报验复核⽆误后组织边坡⽀护⼯作⾯的⼟⽅开挖。开挖后边坡坡率需跟踪复测检查是否符合设计规范要求。3、 对已完成边坡修坡⼯作的操作⾯进⾏锚杆(锁)孔位放样。孔位要符合设计要求,达到横平竖直。
4、 ⼯程测量仪器、⼯具必须经技术监督局或授权的具有仪
器、⼯具检定资质的单位检定合格,施测程序和成果必须满⾜《⼯程测量规范》(GB50026―93)的要求。(⼆) 坡⾯喷射混凝⼟
基坑坡⾯喷射砼施⼯,在边坡每挖完⼀层(⾼1.80m)⼟⽅后进⾏喷射混凝⼟施⼯,在该层⼟⽅开挖时应注意按设计要求控制放坡坡度。
(1) ⼯艺流程:⼈⼯修坡铺设钢丝⽹插筋安装泄⽔孔喷射砼⾯层砼养护
(2) ⼈⼯修坡:根据设计要求基坑边坡开挖到位后,由⼈⼯对边坡进⾏修理整平并拍实。
(3) 铺设钢筋⽹:根据施⼯作业⾯按设计要求分段铺设Ф6.5@250×250钢筋⽹。钢筋⽹之间的搭接长度≥300,并与插筋绑扎。(4) 安装泄⽔孔:坡⾯设置Ф60PVC泄⽔管,长1.0m,其上
打6花孔@30,管外包40⽬尼龙纱⽹⼆层,泄⽔管与孔之间填充150厚细⽯反滤层⽔平、竖向间距均为2.0m。呈梅花形布置。(5) 喷射砼⾯层:砼喷射采⽤HPZ6T型砼喷射机,砼按设计
配合⽐(1∶2∶2)严格配制,且随拌随⽤。作业开始时,先送风后开机,再给料。结束时,待砼料喷完后,再关风。喷射时,喷头处应与受喷⾯保持垂直,且距受喷⾯0.6m~1.0m。喷射应⾃下⽽上进⾏,喷头⼀般按螺旋式轨迹压半圈均匀缓慢地移动。保持砼表⾯平整,⽆⼲斑或滑移流淌现象,回弹率不⼤于15%。⼀般情况下控制挖出的⼯作⾯经⼈⼯修整后,应先进⾏初喷砼,以稳定坡⾯,防⽌松散⼟塌落;若地质情况较好,每⽪的开挖深度不引起坡⾯塌落时,可不进⾏初喷砼;喷射坡⾯细⽯砼
(C20)应达到设计厚度80(喷前做好标记)。素喷⾯厚40。采⽤钻孔检测⾯层厚度,每100⼀组,每组不少于3点。(6) 砼养护:坡⾯砼喷射2h后进⾏洒⽔养护,养护时间不少于7d。
(三) 锚索施⼯
本⼯程锚索⽀撑⽤于⽀护桩桩顶和梁腰部位,⼊射⾓15°,锚杆钻孔孔径为130,施⼯中遇到抛⽯层时采⽤跟管钻进施⼯⼯艺。成孔后内置2×ФS15.2的预应⼒钢绞线,锚索长度为19.0m不等(详见设计图)。锚索注浆分⼆次进⾏,⼀次常压注浆采⽤⽔灰⽐为0.5的⽔泥浆;⼆次⾼压注浆⽔灰⽐为0.5。注浆压⼒控制在2.5~5.0MPa,注浆体强度不⼩于20 MPa。第⼀次为常压注浆;第⼆次为⾼压注浆,注浆时间为⼀次注浆锚固体强度达到5 MPa后进⾏,当注浆压⼒达不到设计要求时,建议确保每延⽶⼀、⼆次注浆的总⽔泥⽤量不少于40kg。注浆体强度达到设计强度的80%后,⽅可进⾏张拉锁定。另外,在锚索施⼯前先进⾏基本试验,基本试验锚杆数
量不少于总数的5%且不少于3根,最⼤试验荷载不宜超过锚杆体承载⼒标准值的0.9倍。其试验锚索的施⼯⼯艺与本⼯地施⼯锚杆相同。
1、 锚索施⼯⼯艺流程:
钻孔锚索制作锚索安装⼀次注浆⼆次⾼压注浆养护安装锚头张拉锁定2、 钻孔
(1) 按照设计要求,定出孔位,作出标记,成孔直径
130,钻孔位⽔平间距允许偏差为±50,垂直间距误差不宜⼤于100,钻孔底的偏斜尺⼨不应⼤于锚杆长度的3%;锚索钻孔⼊射⾓为15°,偏斜度≤1%。钻进中遇到抛⽯层采⽤套管施⼯⼯艺,孔深应超过锚杆设计长度500~1000。(2) 如遇易塌孔⼟层,可使⽤套管护壁钻进,但不宜⽤泥浆护壁。终孔后孔内残渣应清除⼲净。3、 锚索制作与安装
(1) 锚索下料长度应为⾃由段、锚固段及外露长度之和,外露长度须满⾜台座、锁⼝梁尺⼨及张拉作业要求。(2) 锚索材料为预应⼒钢绞线,规格为2Ф15.2,强度等级≥1860MPa,锚具为OVM系列。
(3) 锚索要求顺直,使⽤前应除锈和清除油污,锚索⾃由
段采⽤沥青玻纤布缠裹三层进⾏防腐。锚固段的油污要仔细加以清理,避免影响与锚固体的粘结。(4) 锚索体上应设置定位⽀架,间距为2.0m。定位⽀架
的规格应符合设计要求。锚索杆体的保护层厚度不得少于20;⼆次注浆管应与锚索绑扎在⼀起,⼆次注浆管在锚固段设置出浆孔,出浆孔和端头应进⾏可灌性封堵,从管端起向上沿锚固段全长每隔0.8m应对称按“⼗”型打4个Ф6~8的出浆孔,出浆孔⽤⿊胶布封⼝。端部应扎紧,以防⽌⼀次注浆液进⼊⼆次注浆管内。(5) ⼀次、⼆次注浆管连同锚索⼀起放⼊孔内,注浆管内
端距孔底宜为100~200;⼆次⾼压注浆管的出浆⼝和端头应密封,保证⼀次注浆时浆液不进⼊⼆次⾼压注浆管内。4、 注浆
(1) 浆液材料、配合⽐注浆:⽔泥采⽤强度等级
P.0.42.5R 的普通硅酸盐⽔泥,注浆的浆液为⽔泥净浆,⼀次注浆⽔灰⽐为0.50;⼆次⾼压注浆⽔灰⽐为0.5;注浆体28d的⽆侧限抗压强度≥20Mpa。
(2) 预应⼒锚索采⽤⼆次注浆:第⼀次为常压注浆,第
⼆次⾼压注浆时间在第⼀次注浆形成的锚固体强度达到5Mpa后进⾏,注浆压⼒为2.5~5.0Mpa,当压⼒上不去时,建议⼀、⼆次注浆累计⽔泥⽤量不⼩于40kg/m控制。
5、 安装锚具:
注浆完成后,应根据设计要求选择OVM系列锚具,使⽤千⽄顶进⾏锚具安装作业。6、 张拉锁定:
(1) 注浆养护约20d后,当注浆体强度达到16 Mpa后⽅可进⾏张拉。其具体做法为:a. 张拉宜采⽤隔⼆拉⼀;
b. 锚杆正式张拉前,应取设计拉⼒值30~80KN进⾏预张拉1~2次;c. 锚杆正式张拉宜分级加载,每级加载后应持荷5min并记录伸长值;
d. 分两级加载直⾄设计锁定荷载200KN的1.2倍时,持荷15min后卸荷⾄锁定荷载进⾏锁定;(2) 锁定后如发现明显预应⼒损失应进⾏补偿张拉。7、 注浆体养护
锚杆孔注浆后应进⾏⾃然养护,锚杆头部可浇⽔养护,养护期≥7d。(四) 腰梁施⼯
本⼯程在每道锚索标⾼处设置⼀条16B# 槽钢腰梁。其施
⼯在锚索注浆强度达到设计要求后,锚索张拉、锚具锁定之前进⾏。1、 ⾸先按设计标⾼在砼护壁⾯上侧放出腰梁位置,弹出腰梁
的上下边线,之后再此两条线之间对砼⾯进⾏找平处理。并在两锚索之间插上3Ф14~20长外露10短钢筋固定槽钢就位。2、 在16B#槽钢上锚索的位置开孔。采⽤6m长槽钢,接头
留设在锚索位置处。接头连接时加焊⼀块50长加劲板δ=10,宽同槽钢净⾼。加劲板在锚索处同样开⼀孔⽤以锚索穿过。3、 槽钢接长时焊接应满⾜规范要求。(五) 锚杆施⼯
锚杆施⼯应进⾏抗拉拔承载⼒试验检测,基本试验锚杆数量不少于总数的1%且不少于3根。1、 锚杆施⼯⼯艺流程:
钻孔锚杆制作锚杆安装注浆养护安装锚头2、 钻孔
(1) 按照设计要求,定出孔位,做出标记,成孔直径
130,钻孔孔位⽔平间距允许偏差为±50,垂直间距误差不宜⼤于100,钻孔底的偏斜尺⼨不应⼤于锚杆长度的3%;锚杆钻孔⼊射⾓为15°,偏斜度≤1%。钻进中遇到抛⽯层采⽤套管施⼯⼯艺,孔深应超过锚杆设计长度500~1000。(2) 如遇易塌孔⼟层,可使⽤套管护壁钻进,但不宜⽤泥浆护壁。终孔后孔内残渣应清除⼲净。3、 锚杆制作与安装
(1) 锚杆下料长度应为设计长度加外露长度之和,外露长度须满⾜台座、锁定尺⼨等要求。
(2) 锚杆材料为Ф25、Ф22三级钢,具体祥设计图纸。
(3) 锚杆要求顺直,使⽤前应除锈和清除油污,避免影响与锚固体的粘结。
(4) 锚杆体上应设置定位⽀架,间距为2.0m。定位⽀架的规格应符合设计要求。锚杆杆体的保护层厚度不得少于20。(5) 注浆管连同锚杆⼀起放⼊孔内,注浆管内端距孔底宜为200~500。4、 注浆
(1)浆液材料、配合⽐注浆:⽔泥采⽤强度等级R0.325R的普通硅酸盐⽔泥,注浆的浆液为⽔泥净浆,⽔灰⽐为0.50;注浆体28d的⽆侧限抗压强度≥20Mpa。
(2)注浆压⼒为0.5~0.8Mpa,采⽤底压注浆⼯艺。5、 安装锚头:
注浆完成后,应根据设计要求选择Ф22长100锁定筋,
锁定筋分别焊接在锚杆与纵横加强筋接触的两个⾯,使钢筋⽹⽚借助于纵横加强筋与锚杆外端的锁定筋焊接成⼀个整体。6、 注浆体养护:
锚杆体注浆后应进⾏⾃然养护,锚杆头部可浇⽔养护,养护期≥7d。(六) 基坑监测
1、 监测主要内容为:坑顶地⾯⽔平位移和垂直沉降、周围建筑、地下管线、道路沉降,锚杆(锁)内⼒,地下⽔位等。2、 基坑周边30范围内的道路、管线、建筑物应设置沉降观测点,每各项⽬不少于5点。3、 本基坑监测预警值如下:
a、 ⽀护结构最⼤⽔平位移⼤于开挖深度的1/200,地⾯沉降达20;相邻多层建筑物倾斜速率连续三天⼤于0.0001H/d。
b、 钢筋、锚索内⼒各达到材料强度设计值的90%。c、 ⽀护结构最⼤⽔平位移连续3天均⼤于2.0,且不收敛。
d、 ⽀护结构中⽀撑体系中有个别构件出现应⼒骤增现、压屈、断裂松弛或拔出的现象。
e、 基坑底部或周围⼟体出现隆起、流砂、涌泥、陷落或可能导致剪切破坏的现象。
f、 场地周围地⾯出现宽度⼤于10的裂缝,且裂缝尚可能发展。
4、 ⼟⽅开挖及地下室施⼯时应注意观测点的保护,监测结
果应及时向业主、监理⽅反馈,以便调整设计及施⼯⽅案,确保基坑及周边环境的安全。
5、 监测时间从基坑⼟⽅开挖开始⾄地下室施⼯、回填完成。6、 在围护结构施⼯过程中,应按要求埋设⽀护结构监测点,
并采取可靠的监测点保护措施。开挖前各个监测项⽬的测点均应埋设到位,并取得开挖前的初值。7、 开挖过程中⼀般1~3d测⼀次,测试数据变化⼤或开挖后
期应加密监测;封底及底板完成后,可加⼤监测时间间距,如遇到异常情况,应⽴即发出警报。三、 结束语
通过本次深基坑⽀护过程能较好完成的实践经验,笔者总结了以下⼏点经验体会:1、 根据各分项过程的施⼯特点,按“专业对⼝、分⼯明确”
的原则,合理使⽤⼈才。在本⼯程施⼯期间,组建喷射混凝⼟⾯施⼯、锚(杆)索施⼯、⼟⽅⼯程等专业施⼯队伍,由队长全⾯负责,接受项⽬经理部的直接管理,接受公司相关职能部门的指导、管理、检查。2、 在深基坑⽀护施⼯中,要做好技术复核⼯作。技术复核
⼯作应由⼯长组织,质检员、班组长参加,结合砼喷⾯、锚索⼯程质量评定⼯作进⾏。重要部位技术复核应由项⽬技术负责⼈主持。在技术复核时,也应认真填写交接班记录。交接班负责⼈及班组长应认真填写该⼯程的实际施⼯质量。3、 已完⼯的锚索,锚杆要分别进⾏拉拔⼒检测,应及时进
⾏基坑监测。监测数据要及时反馈设计、施⼯单位,若达到预警值,应及时采取应急措施,同时提交设计单位处理。4、 坡顶应避免设置⽔池等易于渗漏的设施,避免⽣活⽤
⽔,施⼯⽤⽔渗漏,临时设施位置,坡顶设施的荷载应经设计单位复核。注:⽂章内所有公式及图表请⽤PDF形式查看。
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