建筑工程边坡技术规范范文

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建筑工程边坡技术规范

篇1

关键词:一般规定 边坡支护结构常用型式

中图分类号:C93文献标识码: A

一、一般规定的变化

《建筑边坡工程技术规范》GB 50330-2013对原规范进行大的调整,更细致对建筑边坡的基本规定进行了说明。仅保留原规范GB 50330-2002的三部分内容:一般规定、边坡工程安全等级、设计原则,删除了建筑边坡类型、排水措施和坡顶有重要建(构)筑物的边坡工程设计;并对原规范目录先后顺序也进行了调整。将大的原则 ――一般规定放在第一位,接着是边坡工程安全等级,最后是设计原则。将原规范基本规定中的建筑边坡类型的一部分转到新规范的第四章,将原规范基本规定中的排水措施独立成章,变为第16章――边坡工程排水。将原规范基本规定中的坡顶有重要建(构)筑物的边坡工程设计改为坡顶有重要建(构)筑物的边坡工程,并独立成章,变为第7章――坡顶有重要建(构)筑物的边坡工程。

将原规范的文字内容进行了调整精炼。如3.4.1.2场地和边坡的工程地质和水文地质勘察资料;改为3.1.1.2场地和边坡勘察资料。3.4.1.4施工技术、设备性能、施工经验和施工条件等资料;改为3.1.1.4施工条件、施工技术、设备性能和施工经验等资料,文字顺序的调整,使新规范更贴近实际。3.4.1.5条件类同边坡工程的经验;改为3.1.1.5有条件时宜取得类似边坡工程的经验,文字的细小调整,显示新规范的严谨。 原规范3.4.2 一级边坡工程应采用动态设计法,为强制条文,新规范3.1.2变为基本规定,并将原规范对该条的解释改为条文说明,作为对该条的解释,并将原来两条合并为一条。

二、 边坡支护结构常用型式的变化

边坡支护结构常用型式确定的前提与原规范有了大的调整。

原规范3.4.4 边坡支护结构型式可根据场地地质和环境条件、边坡高度以及边坡工程安全等级等因素,参照表3.4.4选定。新规范3.1.4条对此处进行了修正,增加了新的控制因素,既边坡侧压力的大小和特点,对边坡变形控制的难易程度,控制因素比原来多两个。新旧规范表格数量一致,下面是原规范的两个表格,重力式挡土墙,新规范高度土质边坡改为H≤10m,比原规范提高两米;新规范高度岩质边坡

改为H≤12m,比原规范提高两米;对重力式挡土墙的备注也进行了修改,增加了适用条件和缺点,不利于控制边坡变形。将悬臂式挡墙和扶壁式挡墙合并为一项,将悬臂式挡墙填方区适用高度降为6m,悬臂式挡墙在新规范里已不适用于岩质边坡。排桩式挡墙增加了适用范围,可以用于三级边坡。岩石喷锚支护说明中增加了适用于岩质边坡的要求,并将岩质边坡高度等于15m情况划归三级边坡处理范围。坡率法边坡增加了可以用于一级岩质边坡和一级土质边坡。

篇2

关键词:换填垫层压实填土压实系数

建筑结构基础设计过程中,由于工程地质条件的多样性,地基土抗剪强度的不同,常常需要对地基持力层或主要受力层进行处理,常用的方法有换填垫层法;另外,在山区地基或者丘陵地带,由于地形地貌的原因,建设场地起伏较大,这时,也需要对地基进行处理,常用的方法有压实填土法。对于这两种方法,在填料选择和施工技术等方面类似,工程人员在设计时对一些参数的选取存在混淆,本文着重从适用范围、质量控制、填土厚度、承载力修正等四个方面分析了两者的区别。

1 适用范围

换填垫层法适用于浅层软弱地基(如淤泥、淤泥质土、素填土、杂填土等)及不均匀地基(局部沟、坑、古井、古墓、局部过软、过硬土层)的处理,其着重点在“换”,通过置换软弱土层或局部不均匀土层,将承载力较低或压缩性较高的土挖除,换填为承载力较高或压缩性较低的土,从而提高地基承载力特征值,降低地基土的沉降变形或不均匀变形;压实填土法适用于山区地基,其着重点在“填”,主要是因建筑场地的限制,需要在地势较低的天然土层上分层压实或分层夯实填土,平整场地,符合质量要求后,作为建筑工程的地基持力层。

2 质量控制标准

压实系数λC作为判断压实标准的主要指标,在两种方法中的要求是不一样的,对于换填垫层法,主要

与换填材料类别有关,见表一;对于压实填土地基则主要跟结构类型和填土部位有关,见表二。通过对比可知,二者在质量控制标准上有很大不同,显然,压实填土的质量控制更为严格。

表一换填垫层法

表二压实填土法

3 填土厚度

填土厚度直接影响工程的施工难度和工程造价,对于换填垫层法,如果基坑开挖过深,常因地下水位高,需要采取降水措施,而且容易引起临近地面、道路与建筑的沉降变形破坏;而且施工土方量大,会使处理费用增加、工期延长。因此,换填垫层法的处理深度通常控制在3m以内较为经济。《建筑地基处理技术规范》JGJ 79-2002规定,换填垫层厚度不宜大于3m,也不宜小于0.5m。

对于压实填土地基,填土的厚度根据平整场地的要求来定,规范并没有规定厚度限值,但一般不大于20m,只是压实填土的边坡高宽比与填土的厚度有很大的关系,见表三,这一点与换填垫层法有很大的区别。表三 压实填土的边坡允许值

填料类别 压实系数λC 边坡允许值(高宽比)

注:A表示碎石、卵石;

B表示砂夹石(其中碎石、卵石占全重30%~50%)

C表示土夹石(其中碎石、卵石占全重30%~50%)

D表示粉质粘土、粘粒含量ρC≥10%的粉土

4 地基承载力修正系数

经过处理后的地基,从载荷试验或其它原位测试、经验值等方法确定地基承载力特征值时,一般不再进行基础宽度修正,但可以进行基础埋深修正,两种方法的埋深修正系数取值不同。

对于换填垫层法,《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002 3.0.4条规定,基础埋深的地基承载力修正系数应取1.0。对于压实填土地基,《建筑地基基础设计规范》GB50007 表5.2.4规定,压实系数大于0.95、粘粒含量ρC≥10%的粉土,基础埋深修正系数可取1.5;最大干密度大于2.1t/m3的级配砂石,可取2.0。

5 结语

作为地基处理常用方法,“换填垫层法”和“压实填土法”在填料选择和施工方法上基本相同,正因如此,技术人员容易混用两者的设计参数,本文着重在适用范围、质量控制、填土厚度、承载力修正等方面分析了两者的不同,可供工程设计人员选取地基处理方案、定义控制参数时参考,从而保证工程设计的合理性和经济性。

参考文献

[1] GB50007-2002.建筑地基基础设计规范[S]. 北京:中国建筑工业出版社,2002

[2] JGJ79-2002.建筑地基处理技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2002

[3] 陈希哲.土力学地基基础(第三版)[M]. 北京:清华大学出版社,2003

篇3

【关键词】建筑工程;深基坑支护;质量控制;

一、房屋建筑深基坑支护技术概述

目前,在现代房屋建筑深基坑施工中采用的深基坑支护系统结构基本包括支护支撑系统、挡土系统与挡水系统三部分,其中,深基坑支护的支撑系统主要是为了保持支护结构的受力平衡,有效防止深基坑支护结构受到施工地质地形条件水文条件以及外界气候、土质等因素影响而发生位移、变形、失稳与坍塌现象,保证了房屋建筑深基坑直支护结构的稳定性,常用的深基坑支护支撑系统类型包括钢筋混凝土内支撑、钢管与型钢内支撑和钢与钢筋混凝土组合内支撑三种;其次,深基坑支护的挡土系统是指为了结合神基坑周围土方开挖的需要,通过制成挡土墙或者排桩,可以减少深基坑周边土质承受的压力,增强深基坑土质的抗压变形能力、刚度和强度,常用的深基坑支护挡土系统类型有钢筋混凝土土板桩、钢板桩、钻孔灌注桩与防渗墙等;此外,深基坑支护的挡水系统是在深基坑支护到达一定深度之后,运用挡水装置可以防止地下活水深入到深基坑内,从而保证深基坑支护系统的安全和稳定性,常见的深基坑挡水系统有防渗墙、深层水泥搅拌桩、锁口钢板桩、旋喷桩与压密注浆等挡水装置。

二、支护技术的分类

支护系统有较多类型存在,每个类型对各种环境存在不同的适应性,在实用性方面,应对基坑周边地质结构、基坑设计深度、外部受力情况等进行考虑,可以分为以下几种类型:

1.排桩支护技术

排桩支护技术是按照一定的工序将排桩嵌入基坑,以此对抗基坑壁的土质位移压力,避免基坑位移产生,对地下水的侧压力存在一定的抵抗作用。由于是结合悬臂式结构对嵌入深度进行计算的,排桩应有足够的后存在,在嵌入基坑底部时,可以超过标准深度后还有一定的嵌入度存在,所以,排桩住户技术的应用具有一定的局限性,与较浅的基坑相适应,不宜超过5m。

2.深层搅拌桩支护技术

根据深层搅拌桩支护技术的流程和所需材料,该技术对地质有一定的要求存在。运用机械设备,将固化剂与地质成分中的软土部分进行搅拌融合,使两者有复杂的化学反应产生,从而将物理性质改变,质地向坚硬类型转换,有较好的稳定性,所以在淤型土质等含有饱和软粘土及砂土地质的地区得到适用。其中,酸碱度较高的砂土与固化剂充分搅拌反应后,有较高的强度存在,防地下水渗透性能良好,形成排桩墙后防渗效果较好,无需再另设支撑,施工简单,成本低,且广泛使用。

3.地下连续墙支护技术

先结合基坑的面积大小、深度及其他方面数据对槽段进行划定,在泥浆的作用下,运用机械和设备进行槽孔开挖,将预先配比搅拌好的防渗材料向其中进行浇筑,槽孔相互链接,在地基内部构成连续的防渗墙,时基坑周围的各种外力压迫得到对抗,在施工时噪音较小,对周围环境的干扰也较小。该工程的施工简单,周期短,墙体防渗材料凝固以后,强度高,防渗效果好,在施工过程中很大程度的使基坑塌方沉陷的概率降低,不仅有较高的可靠性存在,而且也兼顾了经济效益。

三、房屋建筑深基坑的施工工艺

1.房屋建筑深基坑开挖前的准备工作

根据房屋建筑深基坑的基本特征,在房建工程施工开始前,必须对施工现场进行踏勘、检测及定位处理,确保不会给周围原有建筑物带来负面影响。根据设计要求,做好测量放线工作,准确定位出施工范围。对深基坑施工下方范围内的管道及光、电缆等隐蔽设施进行检查确认,以便顺利进行施工的同时不损坏到隐蔽设施。调查施工现场的地质地貌情况,做好边坡的支护方案等。开挖深度大于5m或等于5m的基坑;开挖深度小于5m,但现场地质情况和周边环境较复杂的基坑工程施工方案需组织专家验证。专家验证,依照已批准的施工方案制定出施工实施细则,严格按照实施细则进行施工。

2.房屋建筑深基坑开挖中的保护工作及相应措施

在所有的准备工作完成后,可严格按照实施细则进行施工:(1)在确定出的施工范围内进行土石方开挖,要及时地运走挖出去的土石方,不允许随意堆弃渣土;(2)在开挖前必须再次确认地下设施的埋设位置、深度及方向,以免在施工中对地下设施造成破坏,发生危险,造成经济损失;(3)在深基坑开挖施工过程中,如果原有建筑与施工现场的距离比较靠近时,要注意观察基坑外壁地质的稳定情况,在必要的情况下应采取有效的措施。可用石子、草带子、沙袋等建筑物品对基坑边坡进行防护,以避免原有建筑物产生沉降,进而使施工工作得以顺利的进行;(4)要在深基坑周围装置安全防护栏,在装置的过程中不仅要保证安全防护栏的稳定性,也要注意方便施工人员的施工作业;应标示警示语提示行人注意安全;安装照明设施,以便夜间对施工场地进行巡视,还可预防意外的发生;(5)保持深基坑的周围畅通无阻,同时注意大型施工机械设备不应接近深基坑;(6)做好深基坑内清障及排水工作,防止基坑内因积水过多造成倒坍引发安全事故;(7)施工人员在施工过程中要注意保护好自身的人身安全,正确佩戴安全帽,上下班走安全通道等。

3.房屋建筑深基坑开挖完成后的维护工作

房屋建筑深基坑开挖完成以后,在下一道施工工序正在进行时主要应做好以下四方面的工作:(1)根据施工进度计划要求做好房屋建筑物深基坑相关数据的记录并与下一道施工工序做好交接;(2)根据施工规范的要求做好边坡支护的维护工作,及时检查可能存在安全隐患的关键部位,并进行相应的加固处理;(3)根据施工技术规范的要求做好沉降观测工作,沉降观测包括对施工中的深基坑进行观测,同时还包括对原有比较靠近的建筑物做好沉降观测;(4)发现基坑内水位变化时要做好相应的记录,并及时采取相应的处理措施,可以排水的部分应进行排水施工,可以回填的部分则进行回填施工。

4.房屋建筑深基坑的交付及回填施工工作

在房屋建筑深基坑所有施工工序完成以后,施工人员必须按照施工规范要求对建筑深基坑进行回填施工。回填分层碾压施工完成后,方可进行交付使用。完成对房屋建筑深基坑施工的整个施工工序,形成闭环。

四、房屋建筑深基坑施工中的质量控制

1.房屋建筑深基坑施工的测量控制

测量是工程建筑的眼睛,测量数据准确无误才能真实地反映基坑施工的具体情况,以便做出正确的判断和处理办法。测量工作主要包括施工放线测量、标高测量、沉降观测、变形观测和水位水量观测等。各个测量部位根据实际施工情况进行按部就班的测量工作,对特殊部位可进行多次反复测量,以确保对基坑的实时监控。做好测量数据的记录工作,按时上报相关数据。严格按照要求数据的上报时间进行数据上报。通常以日、周、月作为上报时间点,对于临时要求测量的数据则需要及时上报。对测量结果有疑问时必须进行再次测量或者请求第三方进行校验,以确保数据的真实可靠,以此达到控制深基坑质量的目的。

2.房屋建筑深基坑施工边坡支护的控制

在房屋建筑深基坑施工中,边坡支护控制是深基坑施工质量控制的重点,在控制房屋建筑深基坑边坡支护的质量时,应对以下几点进行关注:

(1)在开挖基坑施工中,边坡的修正处理控制有较大难度。对基坑边坡的修整处理应操作得到、专业。在开挖深基坑施工时,应确保基坑的挖掘深度与要求相符,折旧要求挖掘机操作人员具有较高的专业技术水平,同时可在确保安全施工的前提下派遣专人配合挖掘机进行施工,从而达到基坑开挖修整施工的预期效果。

(2)禁止偷工减料和以次充好现象发生。在房屋建筑工程施工中,时常出现偷工减料和以次充好的现象。例如对深基坑进行施工时,部分施工人员会错误地认为深基坑的施工属于隐蔽工程,即使偷工减料、以次充好也不会对施工质量产生多大影响。所以,引发建筑材料用量不足和严重不达标等问题出现,造成深基坑的支护能力强度不足,对整个房屋建筑工程的质量水平产生严重影响。

(3)合理选择深基坑支护施工的支护系统和支护材料。支撑、挡土、挡水系统及相应的材料排水设备之间的选择应做到合理配置,使基坑施工的安全性及通畅性得到保障,从而有效提升了深基坑施工工艺的质量。

3.房屋建筑深基坑施工的方案控制

房屋建筑深基坑施工的方案控制主要起到指导施工的作用,它也是建筑工程质量控制的重要组成部分,现场施工人员在施工过程中务必要严格按照制定的施工方案组织施工人员开展施工工序。现场施工人员不得擅自更改施工方案,如实际操作需要必须变更施工方案时,应该及时上报相关部门进行审批。施工方案通过审批后,方可按照审批后的施工方案进行组织施工。

五、结语

作为一个复杂的过程,建筑深基坑施工存在较高的技术和管理要求。管理及施工人员必须严格按照施工方案开展科学管理及安全施工。由于基坑施工每个细小的方面都可能引发严重的施工事故,从而造成人民群众的生命安全和社会财产无法得到保障。支护的安全与基坑施工的控制还属于持续研究和改善的关键。

参考文献:

[1]陈会玲.高层建筑深基坑支护技术[J].价值工程.2010(22):76.

[2]张蕾春,杨德桔,赵滇生,黄晋.杭州汉嘉国际大厦深基坑施工技术研究[J].浙江建筑.2011(06):53.

[3]王隽.建筑工程中深基坑中支护施工技术分析[J].安装,2013,09:30-31.

篇4

【关键词】:办公楼;深基坑;基坑支护;施工

中图分类号:TV551.4 文献标识码:A 文章编号:

一、工程概况

某综合办公楼,设计为地上三层,地下一层(用作车库),基坑开挖深度为-7.0m,基坑开挖尺寸为长84m,宽43.2m,基坑长度方向呈东西向。由于基坑东南面约4m外有污水调节池,池底埋深约-4m;南侧为厂区道路及停车场,南边距坑边4m处有市政供水管及厂区回用水管;西侧为绿化带,西北角距坑边约2m为单层水泵房;北侧为厂区道路,距坑边20m外有两栋单层钢结构厂房。为确保地下室施工期间周围建筑物的安全及马路的正常使用,必须对整个深基坑进行支护。

二、深基坑技术的支护类型

1、深基坑支护基本类型

各种建筑物和地下的管线都要进行开挖基坑,有些基坑能够直接开挖有的则不可以,有的基坑的深度比较深的就需要进行基坑的支护。最近些年基坑的深度和体积都在不断的增大,支护的技术也在不断的发展,按照其功能分主要的支护系统有:挡土系统,常用的工具有钢板桩、钢筋混凝土板桩、钻孔的灌注桩等等,功能就是形成一个支护的排桩抵抗压力;挡水系统,常用的工具有深层水泥搅拌桩、旋喷桩、地下连续墙等等,其基本功能就是抵抗外渗水;支撑系统,常用的工具有钢与钢管的支撑,其功能就是对围护结构的支撑和限制。

2、深基坑支护的基本技术

根据不同的建筑采用不同的深基坑的支护设施,一些常见的深基坑的支护类型:深层搅拌桩支护,它就是利用水泥、石灰等作为材料通过深层的搅拌,将软土和固化剂强制的进行搅拌,利用产生的物理化学的反应,使其形成一个整体的桩体,利用桩体作为基坑的支护结构;排桩支护,排桩主要就是包括钢板桩、人工挖孔桩、钻孔灌注桩等等。这些桩各有各的特点,各自都有各自的支护形式,钻孔灌注桩或挖孔桩可以使用柱列式排桩支护,功能就是当边坡土质较好、地下水位较低时,可利用土拱起使用。钢板桩、钢筋混凝土板桩可以使用连续排桩支护,功能就是在桩间做树根桩或注浆防水。地下连续墙的支护,其特点就是墙体刚度大、整体性好、地基变形比较小,可以用于具有一定深度的支护;适用于各种地质条件,有些支护难以施工的,都可以采用地下连续墙的支护,能够有效的减少工程施工对环境的影响;土钉墙支护,主要就是应用于对建筑开挖的深度不大,周围建筑物或是地下存在的管线的沉降或是位移要求不高的基坑进行支护,它的特点就是施工技术比较简便、经济稳定并且会得到广泛的应用。

三、深基坑支护施工存在的问题

目前在深基坑支护施工中还存在一些问题,主要包括:

1、深基坑中边坡支护施工不合理

不合理之处主要表现在:边坡支护施工达不到设计规范要求、没有做好边坡支护施工进度的协调、边坡顶面处理不达标。在一些建筑工程中,由于施工操作人员的水平有待提高、以及施工监督人员的管理不到位,使得边坡支护施工达不到设计规范要求,而施工单位的急功近利,只注重施工速度,出现抢进度、拖工期现象,使得边坡支护施工进度协调不好、边坡顶面处理不达标。

2、深基坑支护技术方法不到位

目前很多建筑工程施工中,基坑混凝土支护是采用喷射方法,这种方法虽然操作简单,但是喷射的混凝土经常出现厚度和强度不够的情况。

3、成孔注浆、土钉、锚杆等达不到标准要求

在很多建筑工程中,施工人员往往较容易忽视钻杆成孔的孔深,事实上,钻杆成孔的孔深一般要求较深,如果深度不够,就会引起出渣不尽、不易成孔、孔洞坍塌、无法注浆等问题。而注浆的压力不足,又会导致锚杆的抗拔力不够等,从而严重影响建筑工程的质量。

四、施工阶段的控制要点

施工阶段是项目实施的关键阶段,应根据地质勘探资料和当地水文气候条件,结合当地深基坑工程施工的经验和条件,确定工程的关键项目,施工单位要制定专项施工方案报监理机构审核,并强调要制定突发事件的应急预案。

1、深基坑工程的施工

深基坑工程包括挖土、挡土、围护、防水等环节,是一项复杂的系统工程,任何一个环节的失误都有可能导致施工失败,甚至造成事故。施工单位要严格按照施工规程、经批准的施工组织设计及相关的技术规范组织施工,对各施工要点要制定具体措施,并加强过程控制。

2、深基坑支护的信息化管理

深基坑施工的质量问题实质上是基坑的整体刚度和稳定性,即基坑支护结构是否会发生变形、是否会产生沉降及水平方向的位移或倾斜、支护结构是否有裂缝以及基坑底是否产生隆起和变形,若发生这些问题将导致基坑支护结构的失败。基坑支护结构信息化管理的主要手段,是安排专业施工监测人员对基坑现场及周围建筑物进行监测,根据基坑开挖期间监测到的基坑支护结构或岩土变位等情况,比照勘察、设计的预期性状,动态分析监测资料,全面掌握位移变化的大小、方向、变化频率,对照报警标准,预测下一阶段工作的动态,及时对施工中可能出现的险情进行预报,超过位移设定的预警值时,应及时采取有效的应对措施,确保工程安全。

深基坑支护结构工程监测的主要内容有:支护结构顶部水平位移;支护结构沉降和裂缝;临近建筑物、道路的沉降、倾斜和裂缝;基坑底隆起的观测等。以上监测除每天进行目测之外,一般每8~10m设一个监测点,关键部位适当加密,开挖后每天监测3次,位移大时应适当加密。观测结果要真实反映所测目标的动态趋势,并绘出变化曲线图,以传递险情前兆信息,找出险情发生的必要条件,如地质特性、支护结构、临近建筑物、地下设施等,结合相关的诱发条件,如气象条件、开挖施工、地下水变化等,根据基坑支护结构的稳定性计算结果进行科学决策,以排除险情。开挖较深的基坑时,还应测试支撑的内应力,当应力值达到设计值的90%(或支撑变形达10mm)时,要及时采取防范措施。另外,因现场施工情况复杂,监测点极易被破坏,要注意对监测点的保护。

3、深基坑周围土体止水效果的控制

在地下水位较高的地区,地下水对深基坑工程施工带来的危险程度是相当高的。地下水的来源一般为上层滞水、潜水、承压水、雨水及基坑周围的渗漏管道水,由于水的来源复杂,枯水期和丰水期水位变化的影响,在制定止水方案时应从深基坑工程的防水、降水和排水3个方面考虑,根据地质勘察部门提供的地质资料,深入分析地下水的成因,了解深基坑周围环境。止水帷幕是高水位地区深基坑支护工程中常用的止水措施,其施工方法主要有高压喷射注浆法、浆喷深层搅拌法、粉喷深层搅拌法和压力注浆法等。采用浆喷深层搅拌法进行止水帷幕止水施工时,如果止水帷幕的搅拌桩成桩质量不好,深基坑开挖后会出现渗水较多的现象。若此时再采用灌浆的方法进行处理,则延误工期、增加造价。

4、突发事件的处理

建筑施工是一个投资大、周期长、参与人员多的过程,其中会发生许多不可预见的事件。对于基坑支护结构的施工,更要做好应对突发事件的技术准备。常见的突发事件有:基坑内管涌、流沙;基坑支护局部出现成因不明的裂缝、沉降;气象异常,出现持续多日的狂风暴雨;相邻工地施工的影响;地下障碍物妨碍基坑支护结构或止水帷幕的施工等等。事件发生后,及时启动应急预案,并会同相关单位研究解决办法。

结束语

深基坑施工的安全可靠,直接关系着高层建筑的安全性、稳定性和长久性。深基坑的支护工程要从支护的设计和施工两面着手,确保质量。良好的基坑支护施工技术,是整个工程施工顺利的前提与保证,是整个庞大工程的重要开端。因此,加强对建筑深基坑施工技术的认识与研究意义重大。

参考文献:

[1]陆佰鑫.浅析建筑工程中的深基坑支护施工技术[J].科技资讯,2011,15:72

篇5

关键词:双液注浆; 加固地基; 施工措施

中图分类号:TU4 文献标识码:A 文章编号:

1 前言

随着城市建设的迅速发展,许多早期建设的多层建筑甚至高层建筑因种种原因,出现裂缝。但只要正确施工、合理利用,大大地降低工程造价与缩短工期。我们在工业园区4#住宅楼施工中,采用双液注浆方法加固地基,将该单元湿陷性土层强化,使其丧失湿陷性,节约基础造价,加快了施工进度。实践证明,局部建筑采用注浆法,具有较好的经济价值和施工效率。

2 工程概况

住宅楼为砖混结构,东西走向67.2米,短轴9米,楼的一侧是毛石墙,上面是砖围墙,建筑物有一个单元一楼至六楼全部发生墙体裂缝。

建筑场地属黄土塬,地形陡坎较多,北高南低,加之原地面为杂填土,土质疏松,砖头瓦砾与黄土混杂,极易透水。此楼地基土为Ⅰ级非自重湿陷性黄土,基础下黄土用3:7灰土满铺,但处理深度不足。根据设计,基础灰土层下尚有4米厚的湿陷土层,其湿陷量120毫米,按规范要求,用灰土垫层处理地基是符合要求的,但结合地貌条件和填土性质综合考虑,又显不足,周围填土疏松渗水,加之土又具有湿陷性,这就是楼房局部下沉的原因。

3 施工准备工作

(1)在施工区修建围栏,预防高压胶管发生意外,伤击他人。在加固过程中进行观测,确保建筑物使用安全,不能产生新的结构变化,(如墙体出现新的裂缝)施工中遇到有关问题,及时向甲方和设计、施工人员反映,并采取相应的技术措施。

(2)将对注浆施工有影响的部位拆除清理,留出注浆必须的施工操作空间。

(3)安装注浆设备,布置好设备后,先调试合格。

(4)注浆配备380V、20千瓦以上电源,配电箱布置在距最远孔位100米内,设于现场北侧距注浆施工段约30米,采用三相五线单独布线。

4施工机具及劳动力配备

表1 机具表格

设备操作技术工8名、记录员1名、技师1名;现场管理工程师1名。 5 施工部署和施工方案

(1)4#楼西单元双液注浆加固主要是强化灰土层下地基湿陷软弱土层,提高地基承载力和稳定性。对建筑物周围边坡杂填土,采用低强度注浆,使其土体强化,形成胶结性,以稳定土坡。

(2)注浆加固重点,在确保建筑物使用安全的前提下,布置施工顺序。

(3)对地基注浆加固效果的检测方法分两步,第一步在未施工前用面波浅层勘探技术对加固区域内8个点进行承载力检测,取得地基加固前的承载力数据,第二步在加固结束后用同样的方法在相同位置进行承载力检测。然后进行比较,从而达到加固地基效果。

(4)工艺流程:75型抵制用钻机成孔,钻孔比注浆管粗很多,为了防止跑浆和分层注浆加固,采用较先进的索氏注浆模式,即钻机成孔后,下塑胶管,防止串浆,然后倒入套壳料,套壳料强度很低,注浆中可以挤裂。每个孔注浆,均自上而下,逐段完成。

工艺流程如下:确定孔位 钻孔下塑胶管套壳料配浆下管压浆记录下管压浆注浆完毕拔管封孔移孔。

(5)注浆结束后,即清理周边,进行封顶施工。

6质量要求和技术措施

(1)浆液组成,按设计配制,水灰比1:1,水泥、水玻璃混合浆液,其体积比1:0.5,水玻璃模数2.8~3.2,凝胶时间60~90/S。边坡为水泥、粉煤灰将。

(2)注浆孔位,注浆深度、注浆量严格按照设计施工,注浆压力不得小于100Kpa。

(3)注浆时还要根据实际情况,检测湿陷软弱土层深度,确保加固质量。

(4)及时做好注浆记录和面波检测,达到设计地基承载力150Kpa的要求。

(5)桩基属于隐蔽工程,应对每个孔注浆过程进行观测,做好详细记录,作为验收签证依据。

(6)注浆施工完毕后,检查孔位偏差符合规范要求,并对承载力进行检验,承载力应符合设计要求。

7安全措施

(1)严格执行安全生产操作规程,坚持安全文明施工,上岗前做好安全技术交底。

(2)操作人员严格遵守岗位责任制,熟悉本工种的安全技术操作规程。

(3)各类机械设备使用前,先对安全性能进行检查,电器设备装设漏电保护装置。

(4)合理安排工序,控制施工进度,施工过程做好沉降的观测。

(5)注浆设备定专人操作、维护与保养。

8 经验总结

通过实践应用,采用双液注浆法加固建筑物地基承载力,只要慎重设计、合理施工,掌握好施工步骤,处理好基础的承载力和上部结构的整体刚度,可以大大地降低土建造价,缩短施工周期。

在工业园小区4#住宅楼工程中,一是节约了地基基础处理的成本和工期;二是先基础施工,后进行墙体裂缝的加固措施;三是采取了注浆施工,减少了对周边建筑与居民生活环境的影响。该工程竣工验收后,经过多次观测,灰土垫层下原状土承载力约110 Kpa~170 Kpa,周边软弱杂填土层承载力约110Kpa~150 Kpa。注浆加固后,灰土垫层下承载力提高到140 Kpa~230 Kpa,周边软弱土层提高到140 Kpa~160 Kpa,满足规范和设计要求,达到了预计效果。该处理方案取得了较好的经济效率与社会效率,在软弱地基基础中能够广泛应用。

参考文献:

[1] 《建筑施工手册》,中国建筑工业出版社,2002年.

[2] 《建筑桩基技术规范》,中国建筑工业出版社.

[3] 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》,GB50202-2002.

篇6

[关键字]深基坑支护 建筑 应用

[中图分类号] TU7 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-3-244-1

1 深基坑支护技术特点及常见类型

基坑工程是一项十分复杂的技术,其技术特点有如下几点:深基坑工程是需要综合考虑施工前勘察、基坑设计与施工、现场管理及施工监测等诸多因素的综合性技术;随着高层建筑及城市化进程的加剧,基坑工程正在向大深度、大面积的方向发展,给施工带来一定的挑战;该技术的应用多在城市建筑群中,施工场地狭窄,还要考虑周边建筑物的保护问题,对稳定性和位移的控制要求较高;工程地质条件越来越差,开挖容易造成土体滑移、基坑失稳、桩体变位、坑底隆起、支挡结构严重漏水、流土以致破损等病害,对周围边建筑物、地下构筑物及管线的安全造成很大威胁;工程施工周期长,工程事故较多;基坑支护形式多种多样,各有优缺点和适宜的使用场合,在实际工程中,需要根据实际施工情况选取最合适的基坑支护。

深基坑支护类型较多,这里介绍几种常见的类型及其适用的场合。钢板桩支护,施工简单,施工成本经济,不适用于基坑支护深度达7m 以上软土地层;地下连续墙是目前国内外广泛应用的一种支护形式,该方法具有较大的整体刚度和较好的防渗性能,适用于地下水位以下的软粘土和砂土多种地层条件和复杂的施工环境,尤其是基坑底面以下有深层软上需将墙体插入很深的情况;柱列式灌注桩排桩支护,灌注桩施工时无振动,对周围邻近建筑物,道路和地下管线影响危害比较少,还可以降低工程造价;内支撑和锚杆支护,作为基坑围护结构墙体的支撑,可以有效的保证基坑稳定和控制周围底层的变形,常用的有钢结构支撑和钢筋混凝土结构支撑两种;土钉墙支护,适用于地下水位以上或人工降水后的粘性土,粉土,杂填上,不适用淤泥质及地下水位下且未经降水处理的土层;深层搅拌水泥土桩支护,对于平面呈任何形状,开挖深度不很深的基坑,皆可用作支护结构,而且该方法比较经济合理;施喷桩帷幕墙支护,它是钻孔后将钻杆从地基土深处逐渐上提,同时利用插入钻杆端部的旋转喷嘴,将水泥浆固化剂喷入地基土中形成水泥土桩,桩体相连形成帷幕墙。

2 工程概况

某高层建筑由A、B 两幢主楼组成,主楼31 层,裙楼2 层,整体两层地下室,框架剪力墙结构。该建筑总用地面积8750m2,地上建筑面积63493.2m2, 地下12630m2, 总建筑面积76123.2m2,总高度98.45m。主楼基础结构形式为桩- 筏基础。地下室在平面上大致呈矩形,占地面积约为58×125m2,支护面积约7300m2,基坑拟开挖深度为7.5m~10m。从地质勘察资料来看,该建筑场地内层岩性中等复杂,无滑坡、崩坍、泥石流等不良地质作用,未见断层分布,未见地震时可液化的饱和粉土及粉细砂土,可推断出该建筑场地的稳定性较好;但东、西面为市政道路,南、北面为原有住宅。

3 深基坑支护施工技术

(1)施工准备。在施工之前,要先对施工的土层分布以及物理力学特性进行深入分析,并详细记录其含水量、孔隙比等指标,还应当查明锚杆施工区域的地下管线、构筑物的位置及情况,认真考虑锚杆施工对它们产生的影响。

(2)钻孔施工技术。锚杆的钻孔是一项十分重要的环节,其钻孔质量的好坏直接关系到锚杆的承载能力,按照设计要求,采用φ130mm 的孔径,同时采用干作业法,根据该工程的地质状况,钻孔采用经改装的国产XU-600 型地质钻机并配C100 潜孔冲击器进行钻孔,用12m3 电动空压机供风。在本工程的施工中,基坑边坡锚杆钻孔随着随挖掘机的土方挖掘进度,每挖2m 深进行一次,钻孔前要在坑壁上标好点,要严格控制钻孔的水平与竖向偏移,钻孔时要控制住钻杆的水平倾角与钻孔的深度,使钻孔的深度与孔底部的偏差满足设计要求,钻杆退出孔时应将孔内的泥砂清理干净。

(3)安放锚杆钢筋。先将3根钢筋按照施工设计要求和规范焊接成一个整体,然后再放入钻孔中,要在锚固钢筋的表面设置撑筋,这样可以将锚杆钢筋安放在钻孔的中心以及自由段产生过大的挠度和插入孔时不搅动孔壁土质,而且还能增加锚固段钢筋与锚固体的握裹力。

(4)压力灌浆。本工程采用2DN-15/40 型等泥浆泵进行一次灌浆,孔口设置浆塞及排气孔,锚杆锚固段浆体强度达到15MPa 或达到设计强度的75%时进行锚杆试验。

4 基坑支护工程注意事项

以目标管理方式的改进,促进深基坑支护管理工作的开展;加强基坑支护工程设计、施工质量管理和基坑工程专门勘察工作,尤其注意降水的影响;充分重视基坑监测工作;提高深基坑支护管理工作认识,完善施工管理体系;注重机械养护与操作管理,保障深基坑支护施工质量;在软土基坑开挖时,须特别注意对工程桩的保护,采取边挖、边凿(工程桩)、边铺、边浇(混凝土垫层)及边砌(基槽)的施工方法;加强施工监管力度,杜绝随意更改支护设计图纸和施工组织设计的现象发生;以全过程控制与监控促进深基坑支护施工质量的提高;加强土压力的原位测试工作,以期得到切合实际的土压力分布情况,完善和研究支护技术。

5小结

深基坑支护技术是一项十分重要而又负责的工程,直接影响到整个工程的施工质量和使用寿命,而该技术需要综合考虑工程特点、施工条件以及施工环境等多个因素,经过综合比较确定最佳施工方案,因此,在进行建筑工程施工时,要特别重视对深基坑支护工程的应用与质量管理。本文介绍了深基坑支护的技术特点以及常用类型,而后通过具体工程实例,详细讲解了深基坑支护技术在现代建筑工程中的应用,并对使用深基坑支护技术时应该注意的问题提出了自己的看法,希望能为今后建筑工程深基坑支护技术的应用提供一定的借鉴意义。

参考文献

[1]李钟.深基坑支护技术现状及发展趋势[J].岩土工程界,2001 年01 期.

[2]宋福渊,耿冬青,刘晓辉.深基坑支护设计与施工管理的探讨[J].工程勘察,2005 年04 期.

[3]陈立斌.高层建筑深基坑支护施工管理工作的分析[J].土建工程,2011.6.

[4]马晓宇.建筑工程深基坑支护常见问题与对策分析[J].建筑施工,2011.2.

篇7

1引言

现行《建筑边坡工程技术规范》(以下简称规范)作为一本国标,冒昧地说,编制质量很难称为上乘。有些内容因地方及个人经验等原因尚欠推敲,有些内容参考了其他技术标准引用不当,有些内容随着工程技术的发展进步已经过时需要更新。本文中笔者结合自身工程实践经验,就规范使用过程中存在着较大争议的若干规定谈谈自己的看法。

2规范适用范围

规范第1.0.3条规定:本规范适用于……边坡工程,也适用于岩石基坑工程。实际上,边坡与基坑在形态及使用条件上存在着很大差别:(1)在形态上,边坡从地表向上开展,而基坑则向下开展;边坡大多是有一定坡度的,而基坑大多是垂直开挖的;边坡平面形状通常是开放的,呈不规则单边型,而基坑平面形状通常是封闭的;边坡规模可能非常大、高度很高,而基坑规模、深度通常是有限的。(2)基坑工程中受保护的建构筑物、管线等通常位于坡顶,而边坡工程中大多位于坡脚、部分位于坡顶。(3)基坑几乎都是临时性的,使用过后要回填(不回填的一般则视为边坡),而边坡大多为永久性的,有些是临时性的,但使用过后也不需回填,往往被挖除。(4)地下水及地表水的处理对边坡及基坑来说都非常重要。在基坑开挖范围内有丰富地下水的地区,基坑支护往往是以处理地下水为核心展开的。在地下水处理方式上,边坡通常以疏为主,要将坡体内的水排泄出来,通常是从边坡上面向下方排水;而基坑以堵为主,通常要将地下水拦截于基坑之外,要防止基坑开挖过程中水土流失量过大对周边环境造成沉降等不良影响,通常是从基坑内向上面排水。(5)边坡可能是土石方开挖形成的,也可能是土石方填筑形成的,而基坑几乎都是开挖形成的。(6)边坡开挖范围内的岩土层,大多以坡积土、残积土及风化岩为主,土质较好,而基坑开挖范围内的土层大多以填土、沉积土及残积土为主,土质较差;边坡工程主要处理对象为土和岩石,基坑工程处理对象主要为土。因形态、条件、使用要求及目的不同,边坡与基坑在支护方法上存在着较大差别,如毛石挡土墙、悬臂式挡墙、扶壁式挡墙、衡重式挡墙、柱板式锚杆挡墙、加筋土挡墙等填方边坡中常用的挡土形式以及锚杆格构式挡墙、方桩、抗滑桩等,基坑工程中几乎都用不到,而基坑工程中常用的止水帷幕、内支撑、水泥土重力式挡墙及型钢水泥土墙、沉井沉箱、地下连续墙、咬合桩等支护方法、构件或工艺,边坡工程中几乎也不用。规范是针对边坡工程编制的,里面的很多条款都不适用于基坑工程,“适用”一词不合适,宜修改为“可供岩石基坑参考”。规范将适用范围扩大到岩石基坑似已不妥,而规范正在修编,征求意见稿中拟将其适用于不分岩土类型的基坑,似乎更为不妥。

3边坡使用年限

规范中把使用年限超过2年的边坡定义为永久性边坡,不超过2年的边坡定义为临时性边坡。这条十多年前的规定也许该需要修改了。十多年前的建设规模及边坡使用要求与现在不可同日而语:(1)现在很多大型山地项目是分多年(很多分为2~5年)分期开发的,工程建设最初的场平阶段,将产生大量临时边坡,使用期都可能超过2年,随着不断开发,这些临时边坡在项目建设过程中将逐渐消失;(2)随着旧城改造范围的不断扩大,有些位于边坡上下的建筑物逐渐要拆迁,边坡只需要服务几年;(3)填海造陆工程往往耗时数年,所需填料如采用开山土石方,往往需要在土源区修建道路,道路两侧可能会产生大量边坡,显然,这些道路边坡的使用年限并不会很长;(4)很多超大型及巨型基坑服务期也都可能超过2年。如果这些临时边坡都按永久性边坡处理,有些浪费了。故以2年为永久性边坡及临时性边坡的划分标准似已过时,建议提高到5年。永久性边坡与临时性边坡的区别主要有:(1)永久性边坡要增加防腐蚀、防老化、防变形、保持排水畅通等不少耐久性措施,临时性边坡通常不需要;(2)永久性边坡安全系数通常要高一些;(3)永久性边坡通常要采取一些利于以后检查维修的措施,以及尽量采取使边坡观感美观一些的作法,临时性边坡通常不需要。临时性边坡不采取或采取一些简单的耐久性措施,通常能够使用五、六年,安全度不会显著降低,但可显著降低工程造价,且方便于工程建设。

4几个术语的定义

规范对有些术语的定义尚需要在语法及遣词用句上多加推敲,现举两例。(1)第2.1.6条对锚杆的定义为:将拉力传至稳定岩土层的构件。按此定义,抗拔桩也可称为锚杆?(2)第2.1.25条对坡顶重要建(构)筑物的定义为:位于边坡坡顶上的破坏后果严重的永久性建(构)筑物。那么,位于边坡坡顶上破坏后果严重的临时性建(构)筑物算不算坡顶重要建(构)筑物?《术语工作原则与方法》[3]规定,术语的选择与构成应符合6项要求:①单名、单义性,即一个概念只由一个术语来表示、一个术语只表示一个概念;②顾名思义性,即术语应能准确扼要地表达概念的本质特征;③简明性;④派生性,即术语应便于构词;⑤稳定性,即使用频率高、范围较广、已经约定俗成的术语,没有重要原因,即使是有不理想之处,也不宜轻易变更;⑥合乎本族语言习惯。这些原则在本规范中有时没有得到很好地落实。不仅本规范,别的技术标准中也存在着这种现象。其实,其他相关技术标准中已经定义的术语,如果没什么大的问题,无需再行定义。

5规范适用高度及边坡安全等级划分

规范第1.0.4条规定了本规范适用高度,即岩质边坡30m以下,土质边坡15m以下。第3.2.1条制订了边坡工程安全等级表,把边坡安全等级划分为一、二、三级。该表存在2个缺陷:①高度上限过时了;②表中存在着缺项,如20m高破坏后果不严重的III类及Ⅳ类岩质边坡,或12m高破坏后果不严重的土质边坡,安全等级按该表无法确定。第一个问题以深圳地区为例。近些年,随着城市建设用地越来越少及高档住宅项目建设需要,山地住宅项目越来越多,产生大量的高挖方及高填方边坡,笔者近几年每年都会接触到十来个超过上述高度的工程。从公开发表的论文来看,全国很多地区都有这种趋势。正在修编的《岩土锚固与喷射混凝土支护工程技术规范》已经把上限定为40m,笔者认为比较适合当前形式,建议本规范采用。结合《岩土锚固与喷射混凝土支护工程技术规范》修订版,笔者建议的安全等级划分(表略)安全等级按照从一级到三级的优先顺序评定。与本规范的安全等级表相比,表1中①把破坏后果的严重程度作为最重要的边坡评级条件,破坏后果很严重时,不分边坡类型及高度,安全等级均定为一级;严重时,安全等级除一级外均定为二级;不严重时,安全等级除二级外均定为三级;②考虑到了边坡高度及不同岩土类型;③适用于所有状况的边坡。笔者还建议,高度超过不同类型上限高度的边坡以及破坏后果极严重、环境和地质条件特别复杂的边坡,定义为超一级边坡,按规范中相关规定处理,如安全系数进一步提高,召开专家论证会等。

6塌滑区范围估算公式

规范第3.2.3条规定用式(1)估算塌滑区范围,作为坡顶有重要建筑物时边坡安全等级确定条件(式略)式中:L为边坡坡顶塌滑区外缘至坡底边缘的水平投影距离;H为边坡高度;θ为边坡的破裂角,对于土质边坡可取45°+/2,为土体的内摩擦角。笔者建议取消该公式:①该公式以假定边坡直立为前提,与大多实际工程不符;②塌滑区范围应由整体稳定结果估算,式(1)估算结果过于粗略。

7坡率法适用范围

规范第3.4.4条规定了坡率法不适用于一级边坡。笔者认为很多一级边坡,坡率法仍是首选方案。现举两例:(1)深圳LNG石岩站边坡,坡脚到山顶最高约37m,反坡为规划建筑用地。自然边坡坡率约1∶1.6,上半部分表层2~3m厚为坡积层,以下为残积层及风化岩;近坡脚处强风化岩出露。坡积层松散,在雨水作用下,发生过多次局部表层塌滑。设计采用坡率法治理,将坡积层全部挖除,表面设置骨架粱植草绿化。削坡土填筑场地,场地标高提高后边坡高度降低近2m。削坡后坡率约1∶2,稳定计算结果满足规范要求。该边坡如采用支护措施,如锚杆格构或抗滑桩等,费用高,且表层塌滑很难根治。(2)深圳洋畴湾花园为山地住宅项目,东侧场地内距离用地红线15~30m有高12~19m自然边坡,原设计在红线处设置挡土墙,在边坡与红线之间填11~17m厚土方,在填土上打设工程桩,如采用挡土墙等支护措施,安全性差、费用太高。遂对填土边坡分级放坡,每级坡率为1∶1.5、坡高6m,坡脚设置2m高护脚墙,坡面绿化,坡面上设置挖孔桩,建筑物采用高桩基础。整体方案工程造价低且安全可靠。

8黏结强度特征值

规范中表7.2.3给出了岩土体与锚杆锚固体的黏结强度特征值,在条文说明中解释了特征值是根据地方经验及参考有关技术标准确定的。笔者一直反对“黏结强度特征值”这一概念,认为其没有物理意义,锚杆或土钉抗拔力、桩侧阻力等所有因构件与岩石或土黏结或摩擦产生的阻力均不存在“特征值”这一概念。本规范是国内最早提出“黏结强度特征值”这一概念的技术标准,但并没有给出其定义,也没见其他技术标准中给出过定义。而且,黏结强度特征值是怎么来的,也没见过有关试验的报道,工程中通常都是把极限黏结强度标准值除以一定的安全系数得来的,本规范提供的特征值也是同样方法。如果都是根据极限黏结强度来的,那么直接使用极限黏结强度就好了。本规范修编征求意见稿不再使用这一概念,值得鼓励。

9边坡坡率允许值

规范第12.2.1条及12.2.2条规定了不同土质及不同岩体类型在边坡不同高度时的放坡坡率允许值。这些数据是多年工程经验的总结,放在规范中用于指导工程实践似乎无可厚非。但是,如果按表中坡率,边坡高度不同时安全系数不同,边坡越高安全系数越低,边坡较低时安全系数又偏大;全国各地岩土性状差别极大,表中数据并非在全国各地都适用;边坡较高时达不到规范第5章要求的稳定验算安全系数,即与第5章规定相互矛盾。现在,计算机已是日常工具,计算一下整体稳定性是对设计者最基本的要求,各种技术标准及各地区工程建设管理规定也是这么要求的。因此,不管表中数据是否稳妥,这种查表设计方式已经不再适应现代工程建设及工程管理的需要,如果认为这些经验数据还具有指导意义,可放在条文说明中供使用者参考。

10锚杆锚固长度规范

附录C.2锚杆基本试验一节提出:基本试验主要目的是确定锚固体与岩土层间黏结强度,为使锚固体与地层间首先破坏,可采取减短锚固长度(锚固长度取设计锚固长度的0.4~0.6倍)的措施。这是十分危险的作法。很多技术标准,如《岩土锚杆(索)技术规程》、本规范条文说明等,都已经指出锚杆锚固力是有锚固长度效应的,即黏结应力的分布沿锚固段全长是不均匀的,能够发挥锚固作用的黏结应力分布长度是有一定限度的,平均黏结应力随着锚固段长度的增加而减少;较短的锚固段能够充分调动黏结强度,但随着锚固段长度的增加,能够调动的平均黏结强度减少。因此,如果基本试验中锚固段长度短于设计长度,试验结果将得到偏高的黏结强度,再用于设计时,会得到偏高的、实际工程达不到的承载力设计值,从而导致工程安全度降低。所以,基本试验的锚杆锚固段长度是不能低于设计长度的!

11锚杆验收试验

规范附录C.3锚杆验收试验章节提出3条:(1)验收试验锚杆的数量取每种类型锚杆总数的5%;(2)试验荷载值对永久性锚杆为1.1ζ2Asfy(ζ2为工作条件系数;As为锚杆杆体截面积;fy为杆体材料抗拉强度设计值);(3)当验收锚杆不合格时应按锚杆总数的30%重新抽检,若再有锚杆不合格时应全数进行检验。第三条规定直接导致很多地区不敢、也无法使用规范。因规范没有给出合格标准,按总数5%验收后,无法判定合格或不合格;按总数30%重新抽检后(及按全数检验后),合格不合格还是不知道,且不合格该如何处理也不清楚。第二条规定不按锚杆设计承载力、却按锚杆杆体材料强度来检验验收,即使验收合格,能不能达到锚杆设计承载力要求,还是不知道。如果按通常作法,以试验结果平均值能否达到设计值作为合格验收标准,因为第二条规定了最大试验荷载即为验收标准,如果有一条锚杆检测结果达不到验收标准,则会导致5%、30%及100%数量锚杆的检验结果的平均值均达不到,则工程验收不合格。因此,扩大抽检30%及100%数量没有实际意义。而且,按100%数量检测所花的工程费用,可能还不如重新返工划算。按《建筑工程施工质量验收统一标准》、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》等相关验收规范及各地政府有关规定,产品应分检验批进行检验,如果检验不合格,应该先按原来的检测方法或准确度更高的检测方法扩大比例抽检,数量一般为原检验批检测不合格数量的1~2倍。如仍不合格,则要求设计者复核能否降低标准使用,即让步接收,如不能,最后再行返工等处理。本规范应按这些原则编写。

12其他

(1)规范第7.5.6条规定锚杆张拉控制应力不宜超过0.65倍钢筋或钢绞线的强度标准值。这条规定规范没有解释其来源,但应该是引自其他技术标准对预应力混凝土的规定。这条规定用在这里的目的是什么?规范又规定了宜按照锚杆设计应力值的1.05~1.10倍超张拉,验收试验时试验荷载值对永久性锚杆为1.1ζ2Asfy,对临时性锚杆为0.95ζ2Asfy,三者相互矛盾,不知该用哪条。(2)规范第9.3.4条规定,喷射混凝土1d龄期的抗压强度不应低于5MPa。不知道该规定有没有工程实践或理论上的依据,如果不加速凝剂,能做得到吗?如果添加了速凝剂,又会影响后期强度。推测该规定引自《锚杆喷射混凝土支护技术规范》,该规范中,喷射混凝土是结构构件,要起到支护作用,早期强度高对围岩稳定有利;而边坡工程中喷射混凝土通常是起防护作用的,是构造措施,也如此要求,目的是什么?如果不是工程抢险,要求1d的强度这么高可有必要?(3)规范中重力式挡墙施工一节第10.4.1条规定,浆砌块石、条石挡墙必须采用座浆法。本规范修编征求意见稿中,这条改成了“必须采用挤浆法”。笔者查阅相关技术标准,没查到座浆法及挤浆法的定义或工艺标准。笔者不明白:①为什么这么严格地规定浆砌工艺?②挤浆法及座浆法是不是术语,有没有标准工艺?如果没有标准,又如何“必须”呢?③原规范必须要用座浆法,本次修编必须要用挤浆法,都这么严格但却是截然不同?另外,在缺电少水的山区工程建设中,干砌重力式挡墙随处可见,本节中严格规定“严禁干砌”,理由可充足?设计者设计为干砌,不可以吗?(4)规范中重力式挡墙施工一节第10.4.3条规定,墙后填土必须分层夯实。为什么必须要“夯实”、碾压法压实或水撼法撼实难道不行吗?并不是笔者过于抠字眼,发生过因这条规定而修改设计的事情。规范中一个规定或用词不慎,就可能给实际工程带来很大麻烦。(5)规范15.1.2条规定:边坡工程施工严禁无序大开挖、大爆破作业。何为“大开挖、大爆破”?又何为“无序”?是不是允许“有序大开挖、大爆破”?笔者查阅相关技术标准,没有查到“大开挖”的定义或工艺标准,但很多人认为是指没有支护或防护措施的土方开挖。“大爆破”在《大爆破安全规程》中有定义,指硐室爆破或一次炸药用量较大的深孔爆破,但该规程已经在2003年被《爆破安全规程》替代,后者明示取消了“大爆破”概念。不管取消与否,该定义似乎与本规范要表达的意思相差甚远。故笔者推测,本规范中的“大开挖、大爆破”可能是口语,没有学术定义或工艺标准。如果确实没有,又如何“严禁”呢?而且,如果“大开挖、大爆破”位置距离边坡足够远不影响边坡稳定,还要“严禁”吗?(6)规范第16.2.3条规定,非预应力锚杆监测数量不宜少于锚杆总数的5%,预应力锚索的应力监测根数不应少于锚索总数的10%,一级边坡工程竣工后的监测时间不应少于2年。5%及10%的比例太高了,监测费用太高了,工程中很难落实。文献中规定永久性锚杆的监测数量为总量的5%~10%,临时性的为3%。结合文献及笔者自身工程经验,建议统一修改为3%~5%。另外,建议工后监测时间延长至竣工后5~10年,国内对边坡的长期监测经验较少,增加监测时间比增加监测点密度更有意义。

篇8

关键词 深基围护 施工技术

中图分类号:TU198文献标识码: A 文章编号:

一、前言

随着城市进程化步伐的加快,我国基础建设也不断发展。加剧了高层建筑、铁路轨道、立交桥、吊索桥大规模的建设。深基围护工程成为地铁、轻轨、建筑工程中的重点工程。由于深基工程施工的不确定性,加上全国各地的地理位置的差异、水文地质条件的不同,不能采用固定施工方案。各种各样的施工方法在施工前,需要经过理论检测,并根据经验合理改进完善。在建筑工程中,进一步研究深基围护技术,对于安全施工、提高工程质量、缩短工期、节省造价有很大的意义。

深基围护中挡土结构型式

深基坑定义

建设部建质200987号文关于印发《危险性较大的分部分项工程安全管理办法的通知》规定:一般深基坑是指开挖深度超过5米(含5米)或地下室三层以上(含三层),或深度虽未超过5米,但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。

深基围护工程是一项庞大的系统工程,涉及:结构力学、岩土力学、工程地质学和材料力学等众多领域与学科,由设计、科研、施工等众多单位技术人员合作努力完成。深基围护系统由支撑结构和挡土结构组成。挡土结构于深基围护中起着非常重要的作用,典型挡土结构形式主要有:地下连续墙、劲性水泥土地下墙、钻孔灌注桩和人工挖孔桩等。。

挡土结构的类型

挡土结构在深基围护中的作用非常重要,典型的挡土结构的形式主要有以下几种:地下连续墙、钻孔灌注桩、人工挖孔桩、劲性水泥土地下墙等。

地下连续墙

地下连续墙为钢筋混凝土封闭式墙体,具有一定厚度,是在基坑四周构筑而成的,主要用于主体结构施工时的屏障和基坑内部开挖,它既可以用作临时基坑围护墙,也可以用作建一部分进入到整个永久结构中的筑物墙体。

钻孔灌注桩

钻孔灌注桩就是通过钻孔的方式在地层中成孔,施工过程中由泥浆护壁,成孔之后再下放钢筋笼,灌注混凝土使之成桩的施工方法。近年来,在软土地区使用得较为广泛一种基坑支护形式,就是钻孔灌注桩。钻孔灌注桩作为一种围护结构,可适用于砂土、粘土、淤泥质土、软土等地层。

人工挖孔桩

人工挖孔桩的特点:人工开挖成孔,开挖的同时进行施工护壁,在护壁保护下进行逐层循环式开挖,直至桩底,成孔后再绑扎、钢筋笼下放,混凝土浇筑,直至最后成桩。目前在我国劳动力价格较低廉的前提下,人工挖孔桩已逐渐得到了人们的认可和使用,发展前景广阔。

劲性水泥土地下墙

劲性水泥土地下墙(SMW工法)就是在搅拌设备的作用下就地切削土体,然后灌注水泥类混合液搅拌至均匀的墙体,按某种形式在搅拌桩体内部插入工字钢、型钢似型钢,最后形成的一种新型的复合挡土墙结构。

三、建筑工程深基围护施工技术

工程概况

某雨水泵站位于A1路跨线桥右侧,道路里程K0+610,泵站边距离A1路道路中心线53米,距离右侧主路下穿桥挡土墙中心线为30米。泵站主体结构采用钢筋混凝土结构,设计泵站地面以上高度3.3米,地下埋深12.7米。基础垫层尺寸10.6米×9.24米。

本雨水泵站为A1路配套工程,主要用于收集A1路跨线桥道路下穿段路面、绿化带雨水,通过A1路两侧雨水收水口流经集水井后再通过雨水管流入雨水泵站,再由雨水泵站提升排向A1路雨水干管进入整体排水系统。

施工准备

技术准备

认真研究施工图纸,参加技术交底,熟悉合同规定要求。

研究场地岩土特征和特点,以便在施工中对可能发生的问题做到防患于未然。

编制、完善施工组织设计,施工组织设计要向班组认真讲解。

施工场地准备

消除现场障碍,搞好场地平整和围护工作。

搞好水电线路的布置与安装。

作好临时道路和现场的排水设施。

施工人员组织和安排

根据土方开挖的实际状况,成立领导小组,组长(责任人)为项目经理,下设施工管理组、材料管理组、技术管理组、安全管理组等。

4.施工规划

按照雨水泵站的施工工期要求及现场实际施工条件,根据项目部召开的专家论证会纪要,项目部经研究决定采用基坑大开挖放坡的方法进行基坑土方施工。

基坑开挖深度11.8m,按1:1放坡,分三级台阶施工,台阶宽度1m,第一级台阶高度4m,第二级台阶高度3.9m,第三级台阶3.9m,基坑底部每边考虑0.5m工作面,基坑底部开挖尺寸11.6米×10.24米。基坑开挖示意图如下:

图一 雨水泵站基坑边坡开挖

图二雨水泵站基坑边坡开挖平面

5.边坡稳定性测算

假设边坡不按三级台阶放坡开挖,直接按1:1坡度放坡(JTJ 041-2000《公路桥涵施工技术规范》规定粉质土、粘性土开挖坡度为1:0.33),建立基坑边坡土力学模型如下:

图三

根据《工程勘察报告(详勘)》,在基坑开挖范围内,①层耕土(Qml)厚0.33米,②层粘土(Q4(al+pl))厚11.47米,在基坑边坡稳定性验算时,不考虑①层耕土(Qml),全部按②层粘土(Q4(al+pl))均匀土质计算,边坡与基坑底夹角为53°。②层粘土(Q4(al+pl))基本的土力学数据为:重度γ = 19.8KN/m3,内摩擦角φ=16.1°,粘聚力С=40kpa(勘察报告采用95.5kpa),则基坑边坡的稳定系数计算如下:

边坡土体的内摩擦系数ƒ=tanφ=tan16.1°=0.2885;

c/(γH)=40/(19.8*11.8)=0.1712;

该基坑为粘性土,采用圆弧滑动面表解法计算边坡稳定性,

稳定系数计算公式为:K=ƒA+ c/(γH)×B

根据上述表解法求K值公式,计算表解法结果如下:

计算结果Kmin=1.571.25。

该方案边坡稳定性较好。实际施工时该基坑采用三级台阶放坡施工,其稳定性较建立的土力学模型有进一步的加强,因此,可以采用已经确定的边坡放坡方案。

深基施工技术要领及安全施工

1. 放线定位

施工前对设计院所交的桩点进行全面复核,确保桩点的平面位置和高程准确。在施工场地内布设施工导线网,进行全面控制。通过场地内的控制点放出导墙的位置、标高,挖孔桩施工通过导墙进行定位。确定挖孔桩的两个方向的中心线,并将测量基准保护在导墙上,定期进行复核。

基坑挖土

基坑各间断挖土施工必须遵循“分层开挖,严禁超挖”的原则;基坑挖土应做到“五边”施工,即:边挖、边凿、边铺、边浇、边砌,保证基坑土体不长期暴露,确保基坑稳定;挖土以机械为主,人工为辅。坑底标高以上30cm土体必须用人工修土,分层铺设垫层,并必须在12小时内完成,尤其是雨天必须做到;设好二次围护措施,挖坑中坑土体至设计标高,并立即设好垫层;按设计要求挖至设计标高,并设好砼面层;在用机械挖土时必须注意,挖土深度严禁超过设计标高,不得损坏工程桩,避免扰动开挖面以下的坑内土体;坑内土体开挖时不得留陡坡,以免基坑内土体滑移而引起工程桩偏位;基坑内挖出的土方及时外运,基坑四周卸土范围内不得堆载,否则会使支护结构变形过大,危及基坑安全;基坑土体开挖要求分段分层开挖,每层厚度不宜大于1.5m,土方开挖面高差应控制在3m以内。

3.桩孔开挖

桩孔开挖采用跳跃式开挖,在土层中采用人工锹镐开挖,硬土及风化岩层中采用风镐开挖,出碴采用手摇绞车。开挖时随开挖随进行护壁施工,一次开挖支护的间距1.0m。开挖中遇到软弱地层通过适当放慢开挖速度,缩短支护间距,对局部遇到流沙等地层通过采用加厚护壁厚度、增设钢护筒的方式安全度过。开挖至桩底时,由于桩体设计时对桩底所处地层承载力有要求,因此在施工中应对桩底及时进行验收并用混凝土封底,保护桩底地层不受风化、遇水侵蚀而降低强度。施工中定期进行桩位及桩孔垂直度的检查,保证成孔质量。

4.安全施工

对于深度超超过6米的深基,可以先进性卸土,第一层土开挖深度不少于2米,然后采用9米长28b型钢板桩加两道内支撑进行基坑支护,钢板桩为拉森打法,经受力计算符合各项安全要求,为进一步保证安全施工,提高安全系数,在距离桩顶1米处加第一道横撑,材料为Φ160杉木桩,桩顶垫5cm木跳板,在第一道横撑下2米,加第二道横撑,材料为Φ160杉木桩,桩顶垫5cm木跳板。

图四 地下连续墙施工工艺

5 .钢筋笼制作及吊放

根据桩孔最后验收的深度加工钢筋笼,由于钢筋笼的钢筋布置较密,无法进行振捣,并且孔内有较大量的渗水,因此决定混凝土浇注采用水下灌注的方法进行,所以在加工箍筋时通过调整平面尺寸和间距,保证留足够的空间下放混凝土导管。

设计要求钢筋笼的主筋接头应焊接,但是由于施工中遇到部分桩孔内有地下管线通过,故在施工中对于这部分桩孔采用在孔内制做、分段绑扎的方法加工钢筋笼,主筋之间进行搭接,保证搭接长度满足设计和规范的要求。

钢筋笼的吊放入孔采用两台吊车配合进行,一台吊车作为主吊,将钢筋笼起吊并下放入孔,另一台吊车作为辅吊,辅助主吊进行钢筋笼的吊放,防止钢筋笼在吊放中变形或散架。

6.安全监测

在深基坑开挖的施工过程中,基坑内外的土体将由原来的静止土压力状态向被动和主动土压力转变,应力状态的改变引起土体的变形。变形包括基坑内土体的隆起,基坑支护结构以及周围土体的沉降和侧向位移。如果位移的量值超过了某种容许的范围,将对基坑支护结构和相邻建筑物造成危害。

为了确保基坑支护结构、边坡和相临建筑物的安全。在基坑施工过程中,必须对边坡和支护结构进行综合监测。监测点的设置必须满足监控要求,对于自然放坡段,基坑变形的最大位移在坡顶,故本工程根据实际情况在基坑四周坡顶重要部位设置28处监测点,基坑每边各4处。对于支护段,基坑变形的最大位移在桩项,故在桩顶圈梁重要部位设置4处监测点。另外在变形影响范围之外布设基准点3个,工作点2个。经监测本工程在支护段中间部位桩顶最大位移为45mm,最大沉降量30mm,并在雨季经受住了大雨的考验,保证了工程施工的安全。

小结

深基围护结构体系的产生、发展、成熟直到大面积的推广应用,都需要经过了若干个具体工程,在特定或类似的工程条件下总结提高而成。施工单位必须严格地按照操作规则进行施工,并根据个体工程的差异,把深基围护结构施工技术要领结合到具体的、实际的工程中来,这样才能发挥更大的效益。

参考文献

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关键词:高层建筑深基坑工程施工技术控制

中图分类号:TU97文献标识码: A

引言:

我们都知道,所有的项目都一定要非常坚实的基础,才可以确保其性能得以维护,才可以确保其能够正常的运作,特别是对于那些层数较高的建筑物来讲,意义更是关键。此时,深基坑建设的安全性就显得非常的关键。

1.我国基坑工程的主要特点

随着城市建设中高层、超高层建筑的大量涌现,深基坑工程越来越多。与此同时,密集的建筑物大深度的基坑周围复杂的地下设施,使得放坡开挖这一传统技术不再能满足现代城镇建设的需要,因此,深基坑开挖与支护引起了各方面的广泛重视。特别是90年代以来,基坑开挖和支护问题已经成为我国建筑工程界的热点问题之一,基坑工程数量、规模、分布急剧增加。经过十几年的发展,目前我国深基坑工程具有以下特点:

(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)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会相互制约与影响,增加协调工作的难度;

(5)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;

(6)支护型式的多样性。迄今为止,支护型式有数十种。

2.高层建筑深基坑工程施工技术

2.1高层建筑深基坑支护技术。

在高层建筑深基坑工程中,由于地域的限制,在高层建筑地下空间作业时,没有足够的基坑平面用于空间的安全放坡,所以为了保证安全、顺利地施工,就必须设计大范围的开挖围护系统,由此,深基坑支护技术的规范性就显得尤为重要。在深基坑工程作业过程中,必须要结合准确的支护方法来保证结构的稳定性。对于当前的基坑支护施工,建筑施工单位需要顾及到的内容是多个方面的。根据基坑支护方法的现实运用状况看,主要有以下几种施工方法:

(1)加固支护水泥土挡墙与基底加固,这类支护形式不仅操作快捷,且施工作业的难度较小,不会导致成本造价上升,而对基坑边坡的深层滑动和抗隆起作用更加明显。该方法的缺陷在于会给环境带来较大的影响,且施工质量的控制难度较大。

(2)复合土钉墙支护。

对复合土钉墙支护结构主要结合了水泥搅拌桩等超前支护装置,共同构建出一道防渗帷幕,以此来处理好整体结构之间的粘结状况,通常,基坑深度在5 10m,与附近建筑物之间存在很大的距离,这就需要施工人员结合实际情况制定操作工艺。该结构操作方式简单,能维持正常的结构性能。

(3)悬臂桩支护。

这类支护结构的基坑深度较小,与附近建筑物之间的间隔较大。此支护方法的结构工艺复杂,施工操作需要消耗较长的时间,且施工作业要投入较大的成本。

(4)土钉墙支护。

这是通过基坑开挖后把较密排列的细长杆件土钉置于原位土体中, 同时把钢筋网混凝土面层喷射在坡面上利用土钉、土体和喷射混凝土面层之间的协调操作,构成相对复杂的结构体系,通常基坑深度5-10m,与附近建筑物搭配运用该支护形式的施工操作便捷,且工程造价成本相对较低。

(5)喷锚支护。

在现代建筑施工中是先进的技术,对于周围的建筑结构影响甚大,这是一种支护方法运用于岩土土质、高边坡和大跨度地下工程中,对于地质情况复杂的工程运用较多。

2.2 高层建筑基坑工程土方开挖技术。

土方开挖技术是高层建筑深基坑工程中的另一个重要技术,在施工中必须要严格按照规范开展土方开挖工作。土方开挖技术分为放坡开挖、中心岛式开挖、盆式开挖等几大类,具体开挖时要结合工程实际,严格依据不同开挖技术规范进行。结合工程实际,土方开挖工作注意要点主要有两个方面:

(1)具体施工工序。

深基坑施工操作环节里,必须要把握好相关的操作秩序,这样才能满足各类施工条件的要求,而引发的时空效应与实际操作标准也较为相符。例如,在高层建筑深基坑工程中,基坑开挖和支撑的关键为:根据相应实际,对开挖或浇注结构实施调整,分段开挖之后需进行参数记录;接着分层、每层分段开挖和支撑,保持足够的支撑压力,为基坑施工创造更大的空间,对每一层先挖中间需安装或浇筑处理,最后把支撑两端所留支承挡墙的土堤加以处理。

(2)参数指标的确定。

结合基坑工程在规划当中制定的参数指标,结合相应的坑规模、几何尺寸、支撑模块等采取必要的处理方法。掌握详细的资料之后,则可根据设计方案提供施工程序及施工参数,保证深基坑施工的有序进行在这一环节的操作力,尤为关键的是要做好分层开挖的层数、每层开挖深度方面的处理,这种方式可以很好地调整深基坑内部结构状况,避免基坑开挖之后出现异常情况。对大面积且不规则的高层建筑深基坑中,基坑挡墙被动区土体在基坑中间的开挖处理时,应该将相应的支撑体系构建起来,然后将此土堤断面尺寸根据相应的挡土墙需要确定结构形式,最后才能把握好相应的设计标准。

3.高层建筑基坑工程控制要点分析

3.1高层建筑深基坑工程技术控制要点。

在高层建筑深基坑工程具体的操作环节非常多,包括土方开挖、围护以及挡土等多个方面,而且还会涉及到一些工程的细部处理。这些使得深基坑工程施工非常复杂,所以在施工过程中必须要对每一个细节都进行严格控制,以防影响其他环节或给工程带来不良事故。通常情况下,施工单位会以技术规范为依据,并严格按照相应的技术规程或施工组织设计进行施工组织管理,针对施工技术方面也要制定相应的施工技术控制措施对其进行监督与管理。一般在挖掘土石方施工前要对周围的建筑物、构筑物或施工场地进行拍照或录像,收集施工现场的相关信息与地质水文方面的报告,以及周围或地下设施的情况等,收集后做详细深入分析,经过分析后,要针对特殊地质进行更为严格深入的施工组织,尤其是对于软土层的处理,其开挖深度不宜太大,若挖土太深或挖掘速度过快,很容易对施工现场造成失衡状态,降低土体的整体强度与稳定性,极易导致土体的大量滑移,既不利于对工程施工的监督与管理,又拖延了施工的进展程度,给工程的坍塌事故带来了直接的推进作用。

3.2 做好高层建筑深基坑工程的防水、止水工作。

在高层建筑深基坑工程中除了要做好技术控制工作,还应当结合工程实际做好外部环境的应对工作。例如,在深基坑工程的施工中,通常会选在枯水季节或水量较少的季节进行,水量对工程施工的影响及危害可以说是相当大,所以尤其是在地下水位较高的地区,要切实做好防水施工处理,对于一般常见的地下水的来源,主要有上层滞水、承压水以及雨水、渗漏的管道内水等,水流的来源相对来说是比较复杂的,所以在工程开始投入施工前期所做的各项调查报告都是有很好参考价值的,要实时考虑对基坑施工过程中的排水、防水止水工作,针对细部的地貌结构及设施对地下水的成因做深入贴切的分析与实施可行的处理方案。对于周围有建筑深基坑的现象,则通常会采用以堵为主、以抽为辅,两者进行有机结合,从而达到防止基坑周围土体的滑落与流失,也减少了上部整体建筑物的不均匀沉降等,及减短了施工所耗费的时间,缩短了工期,大大降低了施工处理的难度。止水帷幕施工中常见的方法主要有高压喷射注浆法、粉喷深层搅拌法、浆喷深层搅拌法以及压力注浆法等,是高水位地区深基坑支护工程中最为常用的止水措施。通常情况下,在采用浆喷深层搅拌法对止水帷幕进行止水施工时,且止水帷幕的搅拌桩成桩效果和质量又不是太好,则深基坑在开挖施工后会出现大量的渗水现象,给工程的进度带来很大的阻碍,严重拖延了施工工期,变相增加了工程建设的费用与造价。一般地,在止水帷幕施工过程中要确定合理的水泥浆掺加量,且桩体搅拌均匀、桩长达到设计深度,要严格避免桩头出现无浆现象,尤其在土层变化较大的地区,很容易因搅拌桩的桩径未能得到较好的控制,从而导致止水的失效,使桩体的质量难以得到保证。

4、结束语:

未来的高层建筑规模会越来越大、结构也会越来越复杂,相应地,高层建筑深基坑工程难度也会加大,一定要做好支护与开挖工作,严格按照技术规范要求进行操作,并且注意做好质量要点的控制工作,确保高层建筑深基坑工程的质量,从而保障整个高层建筑的施工质量。

参考文献:

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关键词:锚杆支护;高承载力锚杆;软土锚固

Abstract: this paper summarized the present situation of the bolt supporting, points out the bolt support the key technical problems of, such as: the understanding of the mechanism of bolt support to improve, and points out the development trend of the bolt supporting the application area and position is with its technology will raise the level of and continually expanding and development.

Keywords: bolt support; High bearing capacity anchor; Soft soil anchorage

中图分类号:U455.7+1文献标识码:A 文章编号:

锚杆支护是一种安全、经济的支护方式,它是以锚杆为主体的支护结构的总称,包括锚杆、锚喷、锚喷网等支护形式。其技术就是在土层中斜向成孔,埋入锚杆后灌注水泥(或水泥砂浆),依赖锚固体与土之间的摩擦力,拉杆与锚固体的握裹力以及拉杆强度共同作用来承受作用于支护结构上的荷载。自1872年英国在北威尔士露天页岩矿中首次使用锚杆支护,到现在为止,锚杆技术的使用已有一百多年的历史。我国于20世纪50年代开始试用锚杆支护技术,至70年代前期还处于探索阶段,直至1978年才开始重点推广,至80年代向英国学习锚杆支护技术后推广到煤巷支护,90年代又向澳大利亚学习和引进成套先进的锚杆支护技术,目前已得到较广泛的推广和应用。在一些矿区的锚杆支护巷道比例达到90%以上,有些矿井甚至达到了100%,取得了较好的技术与经济效益。锚杆支护以其结构简单,施工方便、成本低和对工程适应性强等特点,在建筑工程(包括采矿工程)中得到了广泛应用。

1锚杆支护的现状

1.1应用领域和规模不断扩大

锚杆支护技术除在地下工程、边坡工程、结构抗浮工程、深基坑工程中继续保持着良好的发展态势外,在重力坝加固工程、桥梁工程以及抗倾覆、抗地震工程中也有了长足的进展。我国锚杆的发展速度也是特别引人注目的。自1993年至1999年,据初步统计,仅边坡工程与深基坑工程,锚杆的年用量约为3000~3500km。

1.2高承载力锚杆的应用稳步增长

近十年来,用于加固重力坝的锚杆的极限承载力、长度和锚固力的集中度均有稳步增长的趋势。国内石泉、李家峡等电站的混凝土重力坝相继采用承载力设计值为6000~10000kN的预应力锚杆加固。石泉电站混凝土坝高65m,全长353m,建于1973年,为提高坝体的安全度,于1989年采用29根6000kN和1根8000kN的预应力锚杆。其中,设计承载力为8000kN的预应力锚杆长68.5m,预应力筋由43根直径15.2的钢绞线组成,钻孔直径300mm。李家峡电站在大坝加固中应用了承载力设计值为10000kN的预应力锚杆。我国高承载力锚固体系的设计和施工开始进入世界先进行列。

近十多年来国外混凝土重力坝采用高承载力预应力锚杆加固技术发展最快的国家是澳大利亚。在澳大利亚,自1980年以来采用极限承载力超过9000kN的锚杆加固、加高的大坝就有8座。有史以来最长、锚固力最集中的锚杆是澳大利亚堪培拉附近的巴林贾克坝安装的锚杆。巴林贾克坝坝高75m,在1991~1994年间共安装了209根,大坝主墙加高了13m,采用161根锚杆加固,所有锚杆的极限承载力均为16250kN,最大长度130m。

1.3各具特色的新型锚杆竞相出现

为了改善锚杆在软弱的塑性变形明显的岩土体中的适应性,包括我国在内的许多国家都先后开发了能全长摩擦锚固的钢管锚杆。这类锚杆安装迅速,能及时向围岩作用三向支护抗力,当围岩产生剪切位移,承受爆破冲击作用时,锚杆将折曲,从而能进一步锚固岩层,因而特别适用于矿山软岩工程。

为了解决在松软破碎底层中成孔困难、钻杆拔出随即塌孔、无法安装锚杆的难题,近年来,自钻式锚杆在我国有很大发展。这种锚杆是由中空的钢质管材构成杆体,杆体全长为国际标准波形螺纹,借助连接器可将锚杆加长到设计长度。这种锚杆的最大特点是锚杆杆体与钻进的钻杆及注浆时的注浆管合为一体,能有效地保证质量。

在城市基坑锚固工程中,我国冶金部建筑研究总院程良奎、周彦清、王等还成功地研究开发了可拆芯式锚固技术,即当锚杆使用功能完成后可以拆除,根除了对周边地层开发的障碍。

为了提高土中锚杆的承载力,瑞士和日本开发了带端头膨胀体的端头锚杆。据称这种锚杆膨胀体的直径可达0.8m,它改变了摩擦作用的传力机制,大大缩短了固定段长度,具有多方面的优点。

1.4软土锚固取得重大突破

软土主要由细粒土组成,一般具有松软、含水率高、孔隙比大、压缩性高和强度低的特点,主要分布在我国沿海一带。自上世纪90年代以来,沿海地区高层建筑蓬勃兴起,并要求快速、经济地建造一大批深基坑工程,它为软土锚固的发展提供了机遇。

我国的软土锚固技术与世界先进水平相比是毫不逊色的。其主要成果表现在:

(1)采用可重复灌浆技术,大幅度提高了软土中锚杆的承载力。

(2)基本上掌握了软土中锚杆的蠕变变形和预应力值变化的规律。

(3)在实践中,找到了控制软土基坑周边位移的若干有效方法。

1.5单孔复合锚固改善了锚杆的传力机制

传统的锚固方法,即拉力型锚杆在其受荷时,不能将荷载均匀地分布于固定长度上,会产生严重的应力集中现象。为了从根本上改变拉力型锚固方法的弊端,英国、日本、中国等国家已先后研究应用了单孔复合锚固方法。该方法是在同一个钻孔中安装几个单元锚杆,而每个单元锚杆有自己的杆体、自由长度和固定长度,而且承受的荷载也是通过各自的张拉千斤顶施加的,并通过预先的位移补偿张拉,而使所有单元锚杆始终承受相同的荷载。

我国冶金部建筑研究总院于1997年研究开发的单孔复合锚固体系是一种压力分散型锚杆。迄今为止,这种新型锚杆已在北京、广州、深圳等地的岩土边坡、建筑基坑和地下室抗浮等各类工程中获得日益广泛的应用。