基坑支护范文
时间:2023-03-29 08:58:11
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篇1
随着城市建设的迅速发展,设有地下室的高层建筑、地下停车场、人防工程、地铁工程等建筑工程都涉及深基坑开挖问题。由于大多数建筑工程都是在城市中进行开挖,基坑周围通常存在交通要道、已建建筑或管线等各种构筑物,如何安全、合理地选择合适的基坑支护结构是涉及保护其周边构筑物的安全问题。以下简单介绍基坑工程中常见在不同地基土条件的支护结构类型及原则。
一、基坑支护的类型及特点和适用范围
1.放坡开挖。适用于周围场地开阔,周围无重要建筑物,只要求稳定,位移控制要求不十分严格。这种类型回填土方较大,但工程造价还是相对最便宜的。
2.深层搅拌水泥土围护墙。深层搅拌水泥土围墙是采用深层搅拌机就地将土和输入的水泥浆强行搅拌,形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。水泥土围护墙优点:由于一般坑内无支撑,便于机械化快速挖土;具有挡土、止水的双重功能;一般情况下较经济;施工中无振动、无噪音、污染少、挤土轻微,因此在闹市区内施工更显出优越性。水泥土围护墙的缺点:首先是位移相对较大,尤其在基坑长度大时,为此可采取中间加墩、起拱等措施以限制过大的位移;其次是厚度较大,只有在红线位置和周围环境允许时才能采用,而且在水泥土搅拌桩施工时要注意防止影响周围环境。
3.高压旋喷桩。高压旋喷桩所用的材料亦为水泥浆,它是利用高压经过旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合形成水泥土加固体,相互搭接形成排桩,用来挡土和止水。高压旋喷桩的施工费用要高于深层搅拌水泥土桩,但其施工设备结构紧凑、体积小、机动性强、占地少,并且施工机具的振动很小,噪音也较低,不会对周围建筑物带来振动的影响和产生噪音等公害,它可用于空间较小处,但施工中有大量泥浆排出,容易引起污染。对于地下水流速过大的地层,无填充物的岩溶地段永冻土和对水泥有严重腐蚀的土质,由于喷射的浆液无法在注浆管周围凝固,均不宜采用该法。
4.槽钢钢板桩。这是一种简易的钢板桩围护墙,由槽钢正反扣搭接或并排组成。槽钢长6~8m , 型号由计算确定。其特点为:槽钢具有良好的耐久性,基坑施工完毕回填土后可将槽钢拔出回收再次使用;施工方便,工期短;不能挡水和土中的细小颗粒,在地下水位高的地区需采取隔水或降水措施;抗弯能力较弱,多用于深度≤4m的较浅基坑或沟槽,顶部宜设置一道支撑或拉锚;支护刚度小,开挖后变形较大。
5.钢筋混凝土板桩。钢筋混凝土板桩具有施工简单、现场作业周期短等特点,曾在基坑中广泛应用,但由于钢筋混凝土板桩的施打一般采用锤击方法,振动与噪音大,同时沉桩过程中挤土也较为严重,在城市工程中受到一定限制。此外,其制作一般在工厂预制,再运至工地,成本较灌注桩等略高。
6.钻孔灌注桩。钻孔灌注桩围护墙是排桩式中应用最多的一种,在我国得到广泛的应用。其多用于坑深7~15m 的基坑工程,在我国北方土质较好地区已有8~9m的臂桩围护墙。钻孔灌注桩支护墙体的特点有:施工时无振动、无噪音等环境公害,无挤土现象,对周围环境影响小;墙身强度高,刚度大,支护稳定性好,变形小;当工程桩也为灌注桩时,可以同步施工,从而施工有利于组织、方便、工期短;桩间缝隙易造成水土流失,特别时在高水位软黏土质地区,需根据工程条件采取注浆、水泥搅拌桩、旋喷桩等施工措施以解决挡水问题;适用于软黏土质和砂土地区,但是在砂砾层和卵石中施工困难应该慎用;桩与桩之间主要通过桩顶冠梁和围檩连成整体,因而相对整体性较差,当在重要地区,特殊工程及开挖深度很大的基坑中应用时需要特别慎重。
7.地下连续墙。通常连续墙的厚度为600mm、 800mm、 1 000mm,也有厚达1 200mm的,但较少使用。地下连续墙刚度大,止水效果好,是支护结构中最强的支护型式,适用于地质条件差和复杂,基坑深度大,周边环境要求较高的基坑,但是造价较高,施工要求专用设备。
8.土钉墙。土钉墙是一种边坡稳定式的支护,其作用与被动的具备挡土作用的上述围护墙不同,它是起主动嵌固作用,增加边坡的稳定性,使基坑开挖后坡面保持稳定。土钉墙主要用于土质较好地区,我国华北和华东北部一带应用较多,目前我国南方地区亦有应用,有的已用于坑深10m 以上的基坑,稳定可靠、施工简便且工期短、效果较好、经济性好、在土质较好地区应积极推广。
9.SMW工法。SMW工法亦称劲性水泥土搅拌桩法,即在水泥土桩内插入H 型钢等(多数为H 型钢,亦有插入拉森式钢板桩、钢管等) ,将承受荷载与防渗挡水结合起来,使之成为同时具有受力与抗渗两种功能的支护结构的围护墙。SMW 支护结构的支护特点主要为:施工时基本无噪音,对周围环境影响小;结构强度可靠,凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合都可使用,特别适合于以黏土和粉细砂为主的松软地层;挡水防渗性能好,不必另设挡水帷幕;可以配合多道支撑应用于较深的基坑;此工法在一定条件下可代替作为地下围护的地下连续墙,在费用上如果能够采取一定施工措施成功回收H 型钢等受拉材料;则大大低于地下连续墙,因而具有较大发展前景。
篇2
关键词深基坑 支护结构
中图分类号:TV551.4 文献标识码:A 文章编号:
深基坑支护工程是近20年来随着城市高层建筑的发展而形成的一门新兴技术,其理论还有待于不断完善。
深基坑支护结构的常用的结构体系:
水泥挡土墙式:包括深层搅拌水泥土桩墙、高压喷射注浆桩墙、粉体喷射注浆桩墙等。
排桩及挡墙式:包括排桩式(钻孔灌注桩、挖孔灌注桩、钢管桩)、板桩式(钢板桩、型钢横挡板)、板墙式(现浇地下连续墙)、组合式(加筋水泥土墙)等。
边坡稳定式:包括土钉墙(加筋水泥土围护墙、灌注桩与水泥桩结合)、喷锚支护等。
逆做拱墙式
基坑支护设计与施工应综合考虑工程地质与水文地质条件、基础类型、基坑开挖深度、降排水条件、周边环境对基坑侧壁位移的要求、基坑周边荷载、施工季节、支护结构使用期限等因素做到因地制宜、因时制宜、合理设计、精心施工、严格监控。
常用深基坑支护结构的适用条件:
水泥挡土墙式: 适用于基坑侧壁安全等级宜为二、三级;水泥土桩施工范围内地基土承载力不宜大于150kPa;基坑深度不宜大于 6m。
排桩及挡墙式:适于基坑侧壁安全等级一、二、三级;悬臂式结构在软土场地中不宜大于5m;当地下水位高于基坑底面时,宜采用降水、排桩加截水帷幕或地下连续墙。
边坡稳定式:适用于基坑侧壁安全等级宜为二、三级的排软土场地;基坑深度不宜大于12m;当地下水位高于基坑底面时,应采取降水或截水措施。
逆做拱墙式:适用于基坑侧壁安全等级宜为二、三级;淤泥和淤泥质土场地不宜采用;拱墙轴线的矢跨比不宜小于1/8;基坑深度不宜大于12m;地下水位高于基坑底面时,应采取降水或截水措施。
深基坑支护工程的主要控制要素:
1、深基坑支护设计方案深基坑设计方案合理与否,直接影响着深基坑支护工程的成败。成功的工程设计方案应该是合理安全,科学实用的。现如今我国在深基坑支护技术上已经积累很多实践经验,初步摸索出岩土变化支护结构实际受力的规律,为建立健全深基坑支护结构设计的新理论和新方法打下了良好的基础。在进入施工现场时,监理人员应对施工方案进行审查,深入了解设计方案,发现问题及时与设计人员沟交流,使得各个程序顺畅有效的进行,从而可以真正地保障工程的质量。
2、施工组织设计方案 建筑施工单位应该认真编制施工组织设计方案,基坑支护施工单位要与挖土施工单位紧密配合,坚持分层分段开挖和分层分段支护的施工原则进行施工。土方开挖的顺序和具体开挖的方法必须与设计的工作情况相一致,并遵循“开槽支撑,先撑后挖,分层开挖,严禁超挖”的原则,减少开挖过程中土体的扰动范围,缩短基坑开挖卸荷后无支撑的暴露时间,对称开挖,均衡开挖,合理利用土体自身在开挖过程中控制位移的能力。
3、施工过程控制 这个阶段是项目的关键阶段,特别要注意突发事件的应对,最好是提前制订好预防措施。
(1)、 深基坑支护工程的施工 深基坑支护工程的施工是集挖土、挡土、围护、防水等多项目结合的系统工程,任何项目的出错都很有可能会导致工程整体的失败。因此我们必须进行严格的施工过程控制管理,确保施工质量。严格按设计方案组织施工。工程施工前,有关人员需要熟悉当地的地质资料、本次施工设计图纸及施工现场周围的环境。施工单位应按照规程、设计方案和预先设定好的施工技术规范组织施工,尽量将工程的每个环节都纳于监控之下,确保不出事故,顺利按期完成工程。
(2)、 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的施工带来了相当大的危害。施工单位应该从防水、降水和排水三方面来制订止水方案,根据掌握的地质资料,驶入了解周围环境的实际情况,制定出切实可行的措施。
(3)、深基坑支护的信息化管理 随着现代社会的发展,计算机和网络已经应用到经济生活的各个领域,建筑行业也不例外。在进行深基坑支护工程时,同样需要我们利用现代化的信息技术,以提高工程效率。深基坑支护结构工程监测的内容主要安排以下几项: ①支护结构顶部水平位移;②支护结构沉降和裂缝;③临近建筑物、道路的沉降、倾斜和裂缝。
(4)、 突发事件的解决 建筑行业的施工参与人员多、技术复杂、工程周期长,从工程开始施工到完成,会发生很多不可预料的问题,工程现场人员遇事不可慌乱,对可能要出现的问题心里有数,事先要做准备,免得事到临头,手足无措。一般情况下的突发事件有: ①基坑内管涌、流砂;②基坑支护局部出现成因不明的裂缝、沉降;③气象异常,出现连续多日的狂风暴雨;④相邻工地的施工影响如降水、打桩、开挖土方;⑤地下障碍物妨碍基坑支护结构或止水帷幕的施工。 对于深基坑施工要实行动态控制,发现问题及时纠偏。
结语
基坑支护是个技术专业性较强的工程,设计人员应根据特定的工程要求和条件进行综合考虑,做出安全、可靠、经济的包括围护结构、支护体系、土方开挖、降水、地基加固、监测和环保的整体施工方案。基坑支护施工是个隐蔽工程。对施工过程的每一个环节、每一个工序均要严格把关;在施工过程中,随着地质条件的变化及某些情况的改变,及时做出调整,实现动态控制。
参考文献
篇3
关键词:建筑工程;基坑支护;施工技术
1概述
1.1基坑支护体系及重要性基坑支护设计的首要工作是合理选择基坑支护体系,应根据不同支护型式的造价、特点及地质条件,周边环境的要求等综合确定。通常当地质条件较好,而且周边环境要求也不高时,可以采用像土钉墙等的柔性支护;如果周边环境要求高,应采用像排桩或地下连续墙这样较刚性的支护型式,以控制水平位移。对于支撑的型式也一样,当周边环境要求较高,地质条件较差时,采用内支撑型式会比较好,因为采用锚杆会影响周边环境的安全且易造成周边土体的扰动;当地质条件特别差,周边环境要求较高,基坑深度较深时,可采用最强的支护型式,地下连续墙加逆作法。保证周边环境的安全在基坑支护中是最重要的。
1.2地质条件该工程施工场地非常狭小,且紧邻主要马路。该综合楼的结构为框架剪力墙。地下一层,地下室层高4.5m,地上21层,桩基承台式基础,抗震设防烈度为七度,建筑物基坑深度为5m,是自然地面到地下室底板素的混凝土垫层。
在勘探深度范围内拟建场地,地层由十三个亚层和砾砂混卵石、淤泥、粘土、淤泥质粘土、粉质粘土、硬壳层粘土、杂填土等九个工程地质层组成,关系到本工程开挖和基坑支护的土层为:①杂填土:由粘性土、砖瓦砾混砂土、碎块石等组成,杂色,局部分布有生活垃圾,成分复杂,土性呈湿、稍密,均一性差,全场分布,0.29~5.30m为其层顶高程,0.4~4.1m为层厚。②粘土:可~软塑,含少量腐植物和铁锰质斑点,为灰黄、灰色,底部向淤泥过渡,局部分布,1.90~4.20m为其层顶高程,0.30~2.10m为层厚。③-1淤泥:流塑,含零星腐植物、贝壳碎片,成青灰色,有不均匀粉细砂薄层夹杂,全场分布,局部含量较高。-0.46~3.07m为其层顶高程,11.60~1整理5.10m为层厚。
1.3基坑工程分析与评价
1.3.1有关基坑设计、施工岩土计算参数①杂填土;②粘土;③-1淤泥为基坑围护深度内的地层,在基坑深度范围内这些土层的施工所需的岩土和基坑设计参数建议如表1所示。
1.3.2地下水地下水属潜水,在场地第四纪地层,它的水位受地表水、降雨等因素影响而有所变化,水位根据地区经验变动幅度小,钻孔的地下稳定水位经勘察测得埋深为0.1~2.2m。
该场地风化基岩裂隙、砾砂混卵石、粘性土中的砂夹层、杂填土带透水性强,通常粘性土层透水性微弱。对区域水质资料进行分析,地下水对砼以及建筑材料没有侵蚀性,无环境污染。
2土方开挖工程施工技术
当确定了土方开挖工程的施工方案,为使送桩深度能够减少,节约业主投资,进行基坑开挖时,建议用二次开挖措施,即打桩施工是在原自然地面挖土约1.5m之后再进行的,完成打桩第二次土方开挖才进行,以下为具体的施工技术措施:①土方开挖前,施工测量定位及基坑平面图的绘制所依据的坐标点和设计图纸是市测绘大队提供的。②利用机械化施工进行土方开挖,用3部1.2-1.4m3反铲挖掘机来完成;人工配合完成地梁基底土方修整、承台及机械达不到部位的工作。③为基坑边坡的安全有保障,基坑开挖采取循序渐进、先边坡支护后基础土方、先浅后深措施。④由10部自卸汽车来完成土方运输,汽车司机在运输过程中必须服从指挥,按指定地点卸土,必须严格按照所指定的施工通道行驶。⑤开挖深度在土方开挖时应严格控制,跟踪测量并做好记录,及时汇报开挖深度的情况,配合挖掘机挖土作业,是测量人员的责任。⑥碰撞水泥搅拌桩在土方开挖时要避免,在桩周围500mm左右人工配合挖土。
3基坑支护工程施工技术
3.1放坡十锚喷网挡土墙支护施工技术
3.1.1施工工艺流程挖土进行修坡封闭初喷锚杆孔的定位成孔锚杆安放锚孔灌浆焊接加强筋及安装钢筋网终喷。
篇4
【关键词】深基坑;支护;技术;分析;问题
【 abstract 】 in recent years building type is more and more, deep foundation pit construction is then more and more, make the difficulty of building construction, increasing constantly, and the construction quality and to control and so on various aspects of work all has brought serious test, therefore deep foundation pit construction support construction of more and more widely. This paper expounds the basic technology of deep foundation pit supporting points, this paper introduces the process of deep foundation pit support should pay attention to the key question, points out a few problems that may arise.
【 key words 】 deep foundation pit; Support; Technology; Analysis; question
中图分类号:TD3文献标识码: A 文章编号:
前言
伴随着经济的不断发展以及建筑规模的不断扩大,出现了越来越多的建筑类型需要深基坑,这也就意味着深基坑支护的适用范围越来越广泛。高层建筑、地铁、地下车站等的建设特点和建设规模都需要开挖深基坑。由于土地资源日益紧张,很多建筑物的深基坑需要在较为狭窄的地段挖设,这给深基坑的挖设带来很多不便,有时会由于空间过于狭窄而造成安全事故。这种比较复杂和难度较高的施工条件对深基坑的支护提出了更高的要求,如何建立更加安全与可靠的深基坑支护体系是相关人员值得探讨的重要问题。深基坑支护的主要目的是使建筑物在进行地下结构的施工时更加安全,这种方法主要是对深基坑侧壁采取的支挡、加固等保护措施,以保证深坑底稳定【1】。为了更好的保证深基坑支护的施工质量应该对各种因素充分考虑,以确保深基坑边坡、基坑周边建筑物、道路和地下设施的安全与可用性。同时还应该对施工场地周围的地质条件、水文条件以及其他相关的外界因素进行调查与分析。另外,深基坑的结构形式还应该充分考虑建筑物本身的要求、深基坑开挖深度、降排水条件等与建筑物的建筑质量相关的因素。实践证明深基坑支护结构周边环境和周边荷载、施工季节、支护结构使用期限等因素也应该在设计方案中充分考虑,以免影响后期施工和使用质量。总之,综合考虑这种因素并且因地制宜的设计深基坑支护结构形式才是正确与科学的。
深基坑支护的主要施工设计和类型选择
2.1深基坑支护的施工设计
第一,深基坑支护的设计是极为重要的,因为这是施工方案确定的重要依据和施工过程中的重要参考。所以我们应该在进行设计时充分的调查施工现场的地质条件、水文条件以及其他各方面的相关因素,并且对设计进行严格监督与审核,相关的设计标准和方案必须要符合国家的相关标准。另外,我们还应该注意无论是在深基坑支护投标时还是在基坑支护施工前都应该严格的按照相关的操作规程进行监督,都应该向有关部门以及人员提交深基坑支护设计的所有内容,设计封面和设计图上均应有设计人、审核人和审批人签字,以做到责任明确和利于监督。这样,在深基坑支护施工中如出现问题时便可以做到责任明确,在解决问题时更加快速,如果施工需要作出变更可以较快的找到设计人员进行商量与解决。第二,加强施工过程的监督、管理以及控制。深基坑支护施工中会由于各种因素面临各种问题,因此施工过程中的质量控制便显得尤为重要。施工控制的关键点主要集中在对于深基坑支护设计参数、深基坑支护施工组织设计、技术交底和相关规范的监督执行。如果在监督中发现问题应该及时解决,技术问题应该由现场技术负责人根据情况的性质和大小,及时向基坑支护设计人汇报,以便根据设计方案进行合理的调整和变更,避免工程的建设后期出现问题。第三,施工过程中需要严格控制地下水。从资料总结来看,坑涌水是出现频率较高的引发深基坑事故的因素之一,这一现象应该引起深基坑支护施工者的高度重视,应该积极地采取措施以做到防患于未然。对于边坡内土体积水,应该采用科学的输水方式而不应该采取堵水方式,堵水只会适得其反。在施工过程中除了可以采用降水方式降低地下水位外,还应该在基坑边坡上每隔一定距离设置泄水孔,以保证输水更加畅通【2】。另外,泄水孔的质量是保证输水质量的关键所在,应该对泄水孔的设置进行严密控制,保证基坑边坡土体内积水快速从泄水孔排出。积水饱和会对土体造成破坏,更为严重的是可能会导致深基坑变形乃至破坏。在深基坑开挖之前,首先应该进行地下水的抽降,以保证基坑开挖的正常进行和基础底板的正常施工。
第四,加强深基坑支护的位移和变形监测,制定应急措施,以保证防患于未然,保证深基坑支护工程的质量与安全。
2.2深基坑支护的类型选择
目前在深基坑的施工中所使用的支护类型主要有支挡型和加固型两种,支挡型中包括放坡开挖及挡土支护开挖。为了更好的节约时间和节约资源时可以选择放坡开挖的方式。这种方式显著特点是经济、简单和工期短,应该进行优先选择。如果施工现场是硬质、可塑性粘土和良好砂性土场地则可以首先选择放坡开挖的方式。一般情况下,对坡面采取措施边坡高度一般设置为3~6m,不符合这种情况的则应该分段开挖;最后还要验算边坡稳定等。
挡土支护开挖的主要优点则体现在可以满足无水条件下的施工,可以更好地保证深基坑周围的建筑物、构筑物以及市政设施安全,保证施工不会造成过多的负面影响。但是,这种方法如果是在无水的情况下使用则应该设置挡土和截水结构。深基坑工程的建设中有一项重要的施工内容便是支护体系的设置和土方开挖两个方面,这两个方面是关系到整个深基坑支护结构的建设质量的重要内容。土方开挖的施工组织是否合理也会对围护体系的建设质量产生较为明显的影响,会对整个工程的建筑质量产生影响。在这种支护方式的使用过程中应该严格禁止不合理的土方开挖方式,应该严格注意开挖的步骤和速度,避免各种可能对主体结构桩造成影响的因素,。如果操作不当很容易会引起支护结构变形过大、甚至引起支护体系围护体系崩溃。挡土支护按目前常见的有五种:水泥土墙支护、排桩、地下连续墙、钢板桩支护、土钉墙支护(喷锚支护)、逆作拱墙【3】;
另外,还有一种加固型支护方式,主要使用的施工方法有水泥搅拌桩加固法、高压旋喷桩加固法、水泥喷粉桩加固法、注浆加固法、网状树根桩加固法及插筋补强法等【4】。在施工中具体使用哪一种方法应该对其经济性、合理性以及可操作性进行综合比较,在施工中挖土面的深度,工程及水文地质条件,外荷载状况及施工场地等条件也是必须要进行考虑的因素。
深基坑支护施工的质量保证措施
深基坑中的支护有其优点,但是也存在一些缺点,因此在施工中应该采取科学的措施应对,以减小对于工程质量的影响。这主要是由于深基坑的支护施工中会对地下管道等设施产生干扰,会给工程以及日后的日常使用带来不便。在施工中要对地质情况进行充分考虑,主要应该考虑软土、松散砂土、流塑黏性土以及在地下水丰富的情况下采用土钉支护有一定难度,需要进行提前准备【5】。
结语
深基坑支护的基本要求是确保边坡的稳定性,其设计要对变形控制要求进行全面的考虑。另外,还要考虑其施工对于周围环境的影响。在新技术与新材料不断发展的今天,深基坑支护设计与施工在很多建筑物中的作用越来越明显。尤其是复合土钉在深基坑支护中的使用越来越广泛,能减少边坡开挖的缺点,缩短施工工期,减少基础工程投资。总之,深基坑支护工程在开始施工之前应该对实际情况和可能对施工质量造成影响的因素进行分析,制定科学与详细的方案,严格监督与控制,及时的发现问题和解决问题,保证深基坑施工的顺利进行。
【参考文献】
[1]王瑞秋. 深基坑支护的施工实践[J].科教文汇,2011,(08).
[2]付国军. 探讨高层建筑工程深基坑支护施工技术[J].工程施工,2012,(01).
[3]王成彦,孟庆森. 深基坑支护施工技术的若干探讨[J].民营科技,2010,(04).
篇5
关键词:深基坑
支护
1.深基坑支护类型选择
深基坑支护不仅要求确保边坡的稳定,而且要满足变形控制要求,以确保基坑周围的建筑物、地下管线、道路等的安全。如今支护结构日臻完善,出现了许多新的支护结构形式与稳定边坡的方法。
根据本地区实际情况,经比较采用钻孔灌注桩作为挡土结构,由于基坑开采区主要为粘性土,它具有一定自稳定结构的特性,因此护坡桩采用间隔式钢筋混凝土钻孔灌注桩挡土,土层锚杆支护的方案,挡土支护结构布置如下:(1)护坡桩桩径600mm,桩净距1000mm;(2)土层锚杆一排作单支撑,端部在地面以下2.00mm,下倾18°,间距1.6m;(3)腰梁一道,位于坡顶下2.00m处,通过腰梁,锚杆对护坡桩进行拉结;(4)桩间为粘性土不作处理。
2.深基坑支护土压力
深基坑支护是近些年来才发展起来的工程运用学科,新的完善的支护结构上的土压力理论还没有正式提出,要精确地加以确定是不可能的。而且由于土的土质比较复杂,土压力的计算还与支护结构的刚度和施工方法等有关,要精确地确定也是比较困难的。目前,土压力的计算,仍然是简化后按库仑公式或朗肯公式进行。常用的公式为:
主动土压力:
Eα=1/2γH2tg2(45°-Φ/2)-2CHtg(45°-Φ/2)+2C2/γ
工中:Eα——主动土压力(KN),γ——土的容重,采用加权平均值。H——挡土桩长(m)。Φ——土的内摩擦角(°)。C——土的内聚力(KN)。
被动土压力:EP=1/2γt2KPCt
式中:EP——被动土压力(KN),t——挡土桩的入土深度(m),KP——被动土压力系数,一般取K2=tg2(45°-Φ/2)。
由于传统理论存在达些不足,在工程运用时就必须作经验修正,以便在一定程度上能够满足工程上的使用要求,这也就是从以下几个方面具体考虑:
2.1.土压力参数:尤其抗剪强度C/Φ的取值问题。抗剪强度指标的测定方法有总应力法和有效应办法,前者采用总应力C、Φ值和天然重度γ(或饱和容量)计算土压力,并认为水压力包括在内,后者采用有效应力C、Φ及浮容量γ计算土压力,另解水压力,即是水土分算。总应办法应用方便,适用于不透水或弱透水的粘土层。有效应力法应用于砂层。
2.2.朗肯理论假定墙背与填土之间无摩擦力。这种假设造成计算主动土压力偏大,而被动土压力偏小。主动土压力偏大则是偏安全的,而被动土压力偏小则是偏危险的。针对这一情况,在计算被动土压力时,采用修正后的被动土压力系数KP,因为库仑理论计算被动土压力偏大。因此采用库仑理论中的被动土压力系数擦角δ,克服了朗肯理论在此方面的假定。可以求得修正后的KP是:KP=〔CosΨDCosδ[KF)]-Sin(Ψo+δ)SinΨo〕2
式中是按等值内摩擦角计算,对粘性土取ΦD=Φ是根据经验取值,δ一般为1/3Φ-2/3Φ。
2.3.用等值内摩擦角计算主动土压力。在实践中,对于抗深在10m内的支护计算,把有粘聚力的主动土压力Eα,计算式为:E=1/2CHtg2(45°-Φ/2)+2C2/γ。
用等值内摩擦角时,按无粘性土三角形土压力并入Φo,E=1/2γH2tg(45°-Φ/ 2),而E=E由此可得:tg(45°-[SX(]Φo2= rH2tg2(45°-Ψ/2)-4CHtg(45°-Ψ/2)+4C2/r2rH2
2.4.深基坑开挖的空间效应。基坑的滑动面受到相邻边的制约影响,在中线的土压力最大,而造近两边的压力则小,利用这种空间效应,可以在两边折减桩数或减少配筋量。
2.5.重视场内外水的问题。注意降排水,因为土中含水量增加,抗剪强度降低,水分在较大土粒表面形成剂,使摩擦力降低,而较小颗粒结合水膜变厚,降低了土的内聚力。
综上所述,结合本场地地质资料以及所选择的基抗支护形成,水压力和土压力分别按以下方式计算:
2.5.1.水压力:因支护桩所处地层主要为粘性土层,且为硬塑中密状态,另开挖前已作降水处理,故认为此压力采用水土合算是可行的。
2.5.2.土压力:桩后主动土压力,采用朗肯主动土压力计算,即:Eα=1/2γH2tg2(45°-Φ/2)-2CHtg(45°-Φ/2)+2C2/γ
桩前被动土压力,采用修正后的朗肯被动土压力计算,即:EP=1/2γt2KP+2KP Ct.
式中:KP=〔CosΨCosδ-Sin(Ψ+δ)SinΨ〕2
3.护坡桩的设计
该工程支护结构主要采用钢筋混凝土钻孔灌注桩加斜土锚的设计方案,桩的直径为600mm,桩间净距为1000mm.考虑基坑附近建筑屋的影响,还有环城南路上机车等动截荷的影响,支护设计时,笔者参照部分支护结构设计的相关情形取地面均布载荷q=40KN/m,:
3.1.桩上侧土压力:①桩后侧主动土压力,因为桩后土为三层(杂添土、粘土、粉粘土)所以计算时采用加权平均值的C、Φ、γ,Φ=21.32,得:Eα=4.7H2-2.76H+108.49;②桩前侧被动土压力:因为桩前侧土为两层(粘土层、粉质粘土层),所以计算时应采用加权平均值的C′、Φ′、γ′,得:EP=33.89676t2+104.5t;③均布载荷对桩的侧压力:由公式Eq=qKaH,得:Eq=18.672H.
3.2.桩插入深度确定:计算前须作如下假设:(1)锚固点A无移动;(2)灌注桩埋在地下无移动;(3)自由端因较浅不作固定端,按地下简支计算。
3.2.1.建立方程:对铰点(锚固点)A求矩,则必须满足:ΣMA=0
所以有:1KEP(23t+h-a)=Eq〔23 (h+t)-a〕+Ep(h+t2-α)q
式中:K为安全系数,取2,得:8.31t3+82.97t2-138.75t=114.12
3.2.2.插入深度及柱长计算:根据实际情况t取最小正解;t=1.99m.
根据《建筑结构设计手册》及综合地质资料,取安全系数为1.2,所以桩的总长度为:L=h+1 .5t=8.5+1.21.99=12.4(m)
3.3.锚拉力的计算:由于桩长已求出,对整个桩而言,由于力平衡原理可以求出A点的锚拉力,ΣFA=0,即:Eα+Eq=Ep+TA,取t=1.99解得:TA=194.35(KN)
4.土层锚定设计
锚固点埋深α=2m,锚杆水平间距1.6m,锚杆倾角18°,这是因为考虑到:(1)基坑附近有环城南路和建筑物的存在,倾角小,锚杆的握裹力易满足;(2)支护所在粘土层较厚,并且均一,可作为锚定区;(3)粘土层的下履层(粉质粘土层、粉砂层、圆砾层)都是饱水且较薄。
4.1.土层锚杆抗拔计算:土层锚杆锚固端所在的粘土层:c=47.7kpΨ=20.72°r=20 .13kN/m2
4.1.1.土层锚杆锚非固端段长度的确定:
由三角关系有:BF=sin(45°-Φ/2)/sin(45°-Φ/2+a)·(H-a-d)代入数据计算得:BF=5.06 m
4.1.2.土层锚杆锚段长度的确定:该土层锚杆采用非高压灌浆,则主体抗压强度按下面公式计算:r=C+(1/2)rhtgΨ。式中:r——埋深h处的抗剪强度,K——安全系数1.5,d——锚杆孔径,取0.12m,锚固段长度L=17.98m
篇6
关键词:深基坑工程,支护方案
Abstract: the deep foundation pit engineering is a complicated system engineering, the decision supporting schemes by technological, economic, environmental and risk, and many other factors, according to the specific project under the simple analysis how to ensure the safety in deep foundation pit, under the premise of rational choice support scheme.
Keywords: deep foundation pit engineering, support scheme
中图分类号:TV551.4 文献标识码:A文章编号:
1工程概况:
水电广场项目由广东省水电集团有限公司所拟建,项目位于增城市新塘镇港口大道312号,占地面积为56951.5平方米,总建筑面积为205621平方米。其中,地下建筑面积为48862平方米,地下室为2层,基坑开挖深度为9.35米。
2环境条件:
基坑东边:基坑东边为港口大道,路面宽度约40m,地下室与道路连线约12m。
基坑南边:基坑南边为集团内部小区道路,路面宽度约15m,地下室与道路边线约12-17m,南侧有一栋23层建筑物,建筑物采用桩基,地下室与此建筑物边线约15m。
基坑西边:基坑西边为小区道路,地下室与道路边线约10-15m,小区道路西侧有2栋18层住宅楼,一个游泳池。
基坑北边:基坑北边为现状广深公路,路面宽度约60m,地下室与道路边线约12-22m。
周边管线情况:基坑东边和北边均有管线布置,有通讯电缆、电力电缆、雨水管及污水管等。
3地质条件
3.1根据岩土工程勘察报告,拟建场地原始地貌为丘陵,经人工改造,形成东高西低的地势,地面高程为10.38-17.70m,相对高差7.32m。
3.2据区域地质构造资料,本区位于罗浮山花岗岩体西缘,区内及周围6km范围内无全新活动断裂,第四系土层厚度10-50m,下伏地层为第三系砾岩、凝灰岩及燕山三期花岗岩。
3.3拟建场地地下水主要为填土层中的上层滞水和粉细砂层中的孔隙潜水及基岩裂隙承压水。
4基坑支护方案选型
基坑加固支护体为临时性工程,设计应用时间为1年。该基坑总体土质较好,除了表层有杂填土属于较差土层外,其它土层工程力学性质较好。根据基坑开挖深度、工程地质条件、周边环境及水文条件,本着安全、经济、施工简便的原则,本基坑对不同的地段采用不同的支护方法,总共有三种,分别是预应力锚索+排桩、喷锚支护及坡率法支护。其中,项目北面和西面坡顶有道路及小区,没有放坡空间,坑深较深约6.25-9.3米,采用“预应力锚索+排桩”支护。考虑到房建基础桩为冲孔灌注桩,且支护桩的工程量较小,所以本次基坑支护排桩采用Φ800冲孔灌注桩,桩间距1.0米,预应力锚索采用3Φ15.2钢铰线,长18.0-22.0m,锚固段长度10.0-12.0m,间距2.0m。项目南面坡顶有正在施工的建筑物,土层较差,放坡空间有限,因此,采用喷锚支护,坡比1:0.5、1:1.25及1:1.5三种,锚杆采用Φ20钢筋锚杆,填土层中采用Φ48钢管锚杆代替钢盘锚杆,锚杆长6.0-8.0m,横向间距1.2m,坚向间距均为1.1m,坡面采用挂Φ6钢筋网喷C20砼护面;第一层与第二层地下室之间段的土方采用1:1许,其它地段距坡顶一定距离有道路和管线,土方采用1:1.25-1:1.5放坡开挖,坡面采用挂钢筋网喷砼护面。
5施工要求及注意事项
5.1普通钢筋锚杆施工技术要求:
5.1.1普通钢筋锚杆采用Φ20钢筋制作,成孔直径不小于130mm。
5.1.2锚杆的注浆液采用水泥浆,水灰比0.45,加适量的早强剂,水泥用等级强度42.5R普通硅酸盐水泥。
5.1.3注浆时应从孔底向外压浆,浆液初凝收缩后应注意补浆。注浆前清理孔内残泥土屑。
5.1.4锚杆的接长采用双面搭接焊,搭接长不少于150mm。
5.1.5锚杆设计抗拔力为不小于15kN/m,正式施工之前,需对不同的土层作不小于3根的锚杆抗拔力试验,以确定实际的抗拔力。
5.2普通钢管锚杆施工技术要求:
5.2.1钢管锚杆采用Φ48、壁厚不小于3.5mm的热轧电焊钢管制作,钢管的接长应满足设计要求;
5.2.2钢管采用冲击机械打入,打入的过程中防止地下水涌出并造成水土流失;
5.2.3钢管打入后要进行清洗后方可进行注浆;
5.2.4注浆液采用普硅42.5R水泥浆,0.45-0.50;
5.2.5注浆采用水泥用量和注浆压力两个因素进行控制;
5.2.6锚杆注浆并在暴露的坡面挂网喷砼24小时之后方可进行下一层土方的开挖;
5.2.7锚杆抗拔力设计值为15kN/m锚固段,要求在正式施工前在典型土层中做3根锚杆的抗拔力试验。
5.3支护排桩
5.3.1本次基坑支护,排桩采用D800冲孔灌注桩,桩间距1.0m,桩长16及11m。
5.3.2冲孔灌柱桩,采用C25混凝土浇筑。
5.3.3桩纵向主钢筋及部分箍筋采用HRB335级钢筋,部分箍筋采用HPB235级钢筋。主筋净保护层厚度50mm。桩主筋、箍筋均采用绑扎搭接,搭接接长满足其强度要求。
5.3.4冲孔桩采用跳桩施工,桩长和嵌固深度不得小于设计值。
5.4预应力锚索
5.4.1预应力锚索采用3Φ15.24强度等级为1860MPa的钢绞线,采用二次高压注浆工艺。
5.4.2锚索布置在桩顶冠梁的位置,第二排设置在钢筋混凝土腰梁上,施工时可以和挖桩、冠梁施工穿行,以有利于工期安排。
5.4.3锚索采用钻机成孔,全段下套管跟进,不得用泥浆护壁的方法钻进,成孔直径不小于设计值150mm。
5.4.4注浆采用水泥净桨,第一次注浆水灰比0.45-0.5,二次注浆水灰比0.8-1.0左右,水泥用等级42.5R普硅水泥。
5.4.5第一次注浆管随锚索下到孔底,边注边拔直到注满,二次注浆利用预留的注浆管,采用高压注浆,压力应不小于2.5MPa。
5.4.6注浆后两周左右,注浆固结体的强度达到设计强度70%以上时,可以进行锚索的张拉锁定。
5.4.7锚索张拉锁定之后,方可开始桩边侧土体的开挖。
5.4.8单根锚杆的设计抗拔力,Ⅰ型锚索380KN,Ⅱ型锚索300kN,在正式施工之前应选定有代表性的土层位置做2-3根试验锚杆。
5.5挂网喷砼技术要求:
5.5.1直面挂Φ6,200×200钢筋网,锚头部位设水平通长的加强连结钢筋;
5.5.2锚头的角钢必须采用焊接的方式连结可靠;
5.5.3喷射砼的标号C20,厚度不小于100mm;
5.5.4喷射砼配合比::中砂:石子=1:2:2。
6基坑支护监测及应急措施
6.1监测内容
本基坑为二级深基坑,基坑观测应观测以下内容:支护结构水平位移;
地下水位监测;周围建筑物、地下管线变形;以上监测内容均委托有资质单位监测。
6.2监测频率
基坑第一步开挖完毕后,基坑四周设置变形观测点,对基坑进行变形观测。变形观测采用小角度法进行观测,即假定基坑阴角不变形,且作为二个基准点,基坑四周每隔20m设置观测点,利用全站仪测得初始数据,每隔一段时间观测各点,即可测出基坑水平位移。在基坑开挖期间每天监测2次,分别在开挖前和开挖后监测,变形较大时每天测2~3次。降水工作开始前,需要测量每个井的静水位标高,根据地下水位安装水泵,设置回水阀,防止掉泵。降水开始后,前一周每天测量水位不少于4次,以后每天测水位水位不少于2次,并绘制水位变化曲线。
降水工作开始后,应对基坑四周建筑物及地面进行沉降观测,根据沉降观测结果,调整降水井水位,预防沉降超过规范允许值。
6.3基坑变形报警值
水平位移警戒值:当坡顶水平位移超过35mm或有事故征兆时,应连续观测并及时通知设计单位。监测数据处理及反馈:支护结构水平位移和沉降及周围建筑沉降:由监测单位将每次的测量结果报生产经理和技术经理签字后,交资料员报监理、甲方。
6.4坑外土体表层水平位移及沉降监测方式
基坑四周硬化后,距基坑边约1m在地坪上平行基坑边线弹出直线,每隔20m定点(用油漆及小铜钉做标记),作为支护结构水平位移观测点及沉降观测点。位移观测基准点:在每条位移观测线的两端外延至不受基坑变形干扰位置(距基坑边2h(h为基坑开挖深度))定点,作为全站仪测站点及观瞄点。
沉降观测基准点:采用引测的±0.00标高点,定期校核。
7结语
篇7
深基坑支护不仅要求确保边坡的稳定,而且要满足变形控制要求,以确保基坑周围的建筑物、地下管线、道路等的安全。如今支护结构日臻完善,出现了许多新的支护结构形式与稳定边坡的方法。
根据本地区实际情况,经比较采用钻孔灌注桩作为挡土结构,由于基坑开采区主要为粘性土,它具有一定自稳定结构的特性,因此护坡桩采用间隔式钢筋混凝土钻孔灌注桩挡土,土层锚杆支护的方案,挡土支护结构布置如下:(1)护坡桩桩径600mm,桩净距1000mm;(2)土层锚杆一排作单支撑,端部在地面以下2.00mm,下倾18°,间距1.6m;(3)腰梁一道,位于坡顶下2.00m处,通过腰梁,锚杆对护坡桩进行拉结;(4)桩间为粘性土不作处理。
2.深基坑支护土压力
深基坑支护是近些年来才发展起来的工程运用学科,新的完善的支护结构上的土压力理论还没有正式提出,要精确地加以确定是不可能的。而且由于土的土质比较复杂,土压力的计算还与支护结构的刚度和施工方法等有关,要精确地确定也是比较困难的。目前,土压力的计算,仍然是简化后按库仑公式或朗肯公式进行。常用的公式为:
主动土压力:
Eα=1/2γH2tg2(45°-Φ/2)-2CHtg(45°-Φ/2)+2C2/γ
工中:Eα——主动土压力(KN),γ——土的容重,采用加权平均值。H——挡土桩长(m)。Φ——土的内摩擦角(°)。C——土的内聚力(KN)。
被动土压力:EP=1/2γt2KPCt
式中:EP——被动土压力(KN),t——挡土桩的入土深度(m),KP——被动土压力系数,一般取K2=tg2(45°-Φ/2)。
由于传统理论存在达些不足,在工程运用时就必须作经验修正,以便在一定程度上能够满足工程上的使用要求,这也就是从以下几个方面具体考虑:
2.1.土压力参数:尤其抗剪强度C/Φ的取值问题。抗剪强度指标的测定方法有总应力法和有效应办法,前者采用总应力C、Φ值和天然重度γ(或饱和容量)计算土压力,并认为水压力包括在内,后者采用有效应力C、Φ及浮容量γ计算土压力,另解水压力,即是水土分算。总应办法应用方便,适用于不透水或弱透水的粘土层。有效应力法应用于砂层。
2.2.朗肯理论假定墙背与填土之间无摩擦力。这种假设造成计算主动土压力偏大,而被动土压力偏小。主动土压力偏大则是偏安全的,而被动土压力偏小则是偏危险的。针对这一情况,在计算被动土压力时,采用修正后的被动土压力系数KP,因为库仑理论计算被动土压力偏大。因此采用库仑理论中的被动土压力系数擦角δ,克服了朗肯理论在此方面的假定。可以求得修正后的KP是:KP=〔CosΨDCosδ[KF)]-Sin(Ψo+δ)SinΨo〕2
式中是按等值内摩擦角计算,对粘性土取ΦD=Φ是根据经验取值,δ一般为1/3Φ-2/3Φ。
2.3.用等值内摩擦角计算主动土压力。在实践中,对于抗深在10m内的支护计算,把有粘聚力的主动土压力Eα,计算式为:E=1/2CHtg2(45°-Φ/2)+2C2/γ。
用等值内摩擦角时,按无粘性土三角形土压力并入Φo,E=1/2γH2tg(45°-Φ/ 2),而E=E由此可得:tg(45°-[SX(]Φo2= rH2tg2(45°-Ψ/2)-4CHtg(45°-Ψ/2)+4C2/r2rH2
2.4.深基坑开挖的空间效应。基坑的滑动面受到相邻边的制约影响,在中线的土压力最大,而造近两边的压力则小,利用这种空间效应,可以在两边折减桩数或减少配筋量。
2.5.重视场内外水的问题。注意降排水,因为土中含水量增加,抗剪强度降低,水分在较大土粒表面形成剂,使摩擦力降低,而较小颗粒结合水膜变厚,降低了土的内聚力。
综上所述,结合本场地地质资料以及所选择的基抗支护形成,水压力和土压力分别按以下方式计算:
2.5.1.水压力:因支护桩所处地层主要为粘性土层,且为硬塑中密状态,另开挖前已作降水处理,故认为此压力采用水土合算是可行的。
篇8
一、深基坑支护施工中存在的问题
现今深基坑支护结构的设计理论虽然有了很大发展,但是在实际施工中仍然存在许多不足的地方,主要表现为如下几个方面。
(一)施工过程与施工设计的差别比较大:在深基坑中需要支护施工时,会用到深层搅拌桩,但其水泥掺量会不够,这就影响水泥土的支护强度,进而使得水泥土发生裂缝,另外,在实际施工中,偷工减料的现象也时常发生,深基坑挖土设计中常常对挖土程序有所要求来减少支护变形,并进行图纸交底,而实际施工中往往不管这些框框,抢进度,图局部效益,这往往就会造成偷工减料现象的发生。深基坑开挖是一个空间问题。传统的深基坑支护结构的设计是按平面应变问题处理的。在未能进行空间问题处理之前而需按平面应变假设设计时,支护结构的构造要适当调整,以适应开挖空间效应的要求。这点在设计与实际施工相差较大,也需要引起高度的重视。
(二)边坡修理达不到设计、规范要求,常存在超挖和欠挖现象:一般深基础在开挖时均使用机械开挖、人工简单修破后即开始挡土支护的混凝土初喷工序。而在实际开挖时,由于施工管理人员不到位,技术交底不充分,分层分段开挖高度不一,挖机操作手的操作水平等因素的影响,使机械开挖后的边坡表面平整度,顺直度极不规则,而人工修理时不可能深度挖掘,只能就机挖表面作平整度修整,在没有严格检查验收就开始初喷,故出现挡土支护后出现超挖和欠挖现象。
(三)土层开挖和边坡支护不配套:一般来说,土方开挖技术含量相对较低,工序简单,组织管理容易。而挡土支护的技术含量高,工序较多且复杂,施工组织和管理都较土方开挖复杂。所以在施工过程中,大型工程均是由专业施工队来分别完成土方和挡土支护工作,而且绝大部分分包合同都是两个平 行的合同。这样在施工过程中协调管理的难度大,土方施工单位抢进度或拖工期,开挖顺序较乱,特别是雨期施工,甚至不顾挡土支护施工所需工作面,留给支护施工的操作面几乎是无法操作,时间上也无法完成支护工作,以致使支护施工滞后于土方施工,因支护施工无操作平成钻孔、注浆、布网和喷射混凝土等工作,而不得不用土方回填或搭设架子来设置操作平台来完成施工。这样不但难于保证进度,也难于保证工程质量,甚至发生安全事故,留下质量隐患。
(四)边坡顶面未及时按要求处理:在城市区,特别是旧城改造和闹市区,地面下1~2m往往是杂填土或管线纵横等而不利于支护,设计时第一排土钉或锚杆距地面均较远,故开挖第一层后应将钢筋网挂好并将其上 口于基坑边水平面 1~2m内固定,且及时将土层表面硬化,做好排水设施,防止雨水冲刷和渗入边坡而增加土体的主动土压力,给边坡稳定带来不利影响。由于施工单位只麻木地抢进度,不注重表面硬化和排水处理,以致雨水渗入边坡土体而使土体产生过大的位移,而不得不做加固处理。
二、深基坑支护实施策略
(一)转变传统深基坑支护工程设计理念:现如今我国在深基坑支护技术上已经积累很多实践经验,初步摸索出岩土变化支护结构实际受力的规律,为建立健全深基坑支护结构设计的新理论和新方法打下了良好的基础。但对于岩土深基坑支护结构的实际设计和施工方法仍处于摸索和探讨阶段,而且,目前我国还没有统一的支护结构设计的相关规范和标准。土压力分布还按库伦或朗肯理论确定,支护桩仍用“等值梁法”进行计算。这些陈旧的计算理论所计算出的结果与深基坑支护结构的实际受力悬殊较大,既不安全也不经济。因此,深基坑支护结构的施工工程设计不应该再采用以往传统的“结构荷载法”,而应彻底改变传统的设计观念,逐步建立以施工监测为主导的信息反馈动态设计体系。
(二)强化质量责任,加强过程控制:喷射混凝土的质量好坏和厚度取决于喷射操作手的操作方法和水平,而其关键又是喷嘴与受喷面的距离、喷嘴移动、水量的调节。施工时喷嘴与受喷面的最佳距离为 0.8~1.0m。当喷嘴与受喷面的距 离>1.0m 时将增加回弹量,降低混凝土的密实度和强度;当喷嘴与受喷面的距离
回弹率的大小是直接影响工程成本和控制工作质量的主要参数,回弹率越大,施工成本越高,混凝土质量也会降低。回弹率与原材料的配合比、施工方法、喷射部位及一次喷射层的厚度有关。水泥用量多,砂率愈高,用水量愈大,回弹愈小。良好的级配,较小的骨料粒径也有利于减少回弹;施工方法的影响,喷嘴与受喷面的夹角、距离、喷射压力适宜,对减少回弹的意义重大。喷射料流应与受喷面保持垂直,一次喷射厚度应形成5-10mm的砂浆塑性层,才能嵌住粗骨料,回弹才能逐渐减少,到50mm时才能稳定下来。
此外,应确保每个土钉或锚杆孔的质量,要保证每次注浆的压力,并控制好喷射混凝土的水灰比,选用合格的速凝剂,作好施工记录等都很重要。
(三)加强对土方开挖施工工序的组织与管理:深基坑开挖施工中,精心安排开挖施工分层、分区、分块的部位和时间,精心安排挡土支护的施工时间,以有效地控制基坑已开挖部分的无支护暴露时间和减少土体被扰动的时间与范围,以达到利用尚未被挖动的土体尚能在一定程度上控制其自身位移的潜力,而使其协力控制土移和基坑支护周围土移之间存在着一定的相关性。所以科学地安排土方 开挖施工顺序和控制施工进度,充分利用这种相关性,将有助于控制支护结构的坑周土体的位移。
总之,深基坑支护施工管理是一项十分重要而又艰难的管理工作,如何做到统一、协调、优质、高速地施工,是各施工单位在施工中必须重点审视的问题。在施工中应加强施工管理,提高对深基坑支护重要性的认识,加强深基坑工程施工过程中的监测,实行信息化施工。
参考文献
篇9
【关键词】泵站基坑支护降水明渠井点排水法
中图分类号:TV675文献标识码: A
一.引言
在基础设计位置按基底标高和基础平面尺寸所开挖的土坑。开挖前应根据地质水文资料,结合现场附近建筑物情况,决定开挖方案,并作好防水排水工作。开挖不深者可用放边坡的办法,使土坡稳定,其坡度大小按有关施工规程确定。
二.泵站基坑支护降水实例。
1.工程概况。
某泵站工程位于某出水滨河口处,地处青石路、大峰酒厂侧。主要施工项目有:进水箱涵、泵室、泵房、备用排水涵、出水箱涵、箱涵四、和二期的进水涵管等;其中泵室内安装立式轴流排涝泵三台,排涝量达9立方米/秒,潜水排污泵三台,单机设计流量660立方米/小时,垃圾格栅一台,皮带输送机一台,不锈钢闸门二座。泵室建筑面积约350平方米;进水涵管长142米,涵管截径2.6米×2.6米,连接滨河路排水片区顶管。
2. 工程地质。
工程地质为①素填土:以中细砂为主,土质松散,层厚约1.30-1.9米;②淤泥:灰黑色,富含有机质,呈流塑状,饱和,层厚3.5-3.9米,上部多含中细砂及贝壳,粘性较差,下部含砂量较少,粘性较好,在淤泥层中没发现砂土夹层,适宜进行沉箱基础施工;③粘土:花色,粘性较好,很湿,可塑;④粉质粘土:花色,粘性较好,含少量粗砂,湿,可塑。沉井井身位于①、②、③地层,最终刃脚落位于④地层中。为了防止沉井下沉过程中可能会出现自沉和倾斜现象,因此下沉施工前,采取有效控制措施和防倾斜措施极其重要,同时在沉井内不同位置设置探孔,以探明地质状况,指导施工,探孔直径为0.2m,每次探深2m。
3. 工程现场环境 。
泵站北侧紧邻大峰酒厂,施工中需对邻近的建构筑物加保护。该泵站建在某上,河涌宽12-15米,是该片区的主要排洪渠道,施工期间必须保证该涌的排洪功能;相邻的青石路交通非常繁忙。
4. 该工程综合分析具有以下特点:
(1). 施工场地狭窄,且紧邻 酒厂建构筑物;
(2). 施工技术复杂、难度大、专业多;
(3). 施工工期要求紧迫;
(4). 文明施工、防洪、环保、安全要求高;
(5). 排水工作量大;
(6). 基础施工不能采取大开挖;
(7). 交通疏导有难度。
针对上述难点、特点,我们必须在施工实施过程中采取相应的、安全的、合理的措施,科学的安排、调度,既做到安全文明施工,又保证质量和工期。
5. 施工管理体会 。
该工程现已交付使用,正常运行中,正在进行竣工验收工作。由于施工过程按上述措施的实施,进展较顺利,未因方案措施不力而造成任何安全事故。在该项工程项目的施工实践中,针对该工程工期紧、技术复杂、任务重、专业多的特点,与现场技术人员一起,制定切实可行的技术措施,成功地解决了泵室沉井施工许多难题,安全成功地对附近的建筑物进行了保护,并科学地调度和安排,使土建、机电安装等各工序有条不紊地进行,保证了泵站按时投入使用。
6.感触。
该泵站主体施工特点,采用沉井业。在此次的沉井施工中,得到了如下的认识:①对沉井地质要有深刻的认识,施工前应参考地质资料提供的岩土物理、化学性质指标进行计算后选定施工方案。②沉井施工过程中会遇到较多的问题,因此在施工中必须对其沉降加强监测,根据出现的情况对其施工方案进行动态调整,才能取得较好的施工效果。③软土地基沉井刃脚加固处理时,应首先垫木,并应减少对周边土体的扰动。④在软土地区施工沉井时,必须考虑沉井的持力层强度,必要时还应先对沉井地基进行处理,以方便施工和有效控制工后沉降。
三.明渠和集水井排水法。
1.分层开挖排水:
在基坑(基槽)的周围一侧或两侧或基坑中部逐层设置排水明沟,每隔20~30M设一集水井,使地下水汇流于集水井内,然后用水泵等设备将水排除基坑外。并且边挖土边加深排水沟和集水井,保持沟底低于基坑底0.3~0.5M,井底低于沟底0.4~1.0M。排水沟设在地下水的上游,沟底宽不小于0.4M,排水沟边坡为1:1~1:1.5,沟底设0.2%~0.5%的纵坡便于水流。集水井的截面为0.6M×0.6M~0.8M×0.8M。井壁用竹龙、木板加固,抽水应连续进行,直到基础工程完成,回填土后方能停止。在沙土中为避免沙土淤塞沟渠,也可以填以沙砾建成盲沟。如需加深降水深度,可按基坑壁分级设置明渠。
2.井点排水法:
在基坑周围埋下适当的深于基坑底的滤水井点或井管。以总管连接抽水(或每个井单独排水)。在基坑开挖前和开挖过程中不断抽出地下水,使地下水位下降形成一个降落漏斗,并降低到坑底以下0.5~1.0M。从而保证可在干燥无水的状态下挖土,不但可以防止流沙、基坑边坡失稳等问题且便于施工。人工降低水位不仅是一种施工措施,也是一种加固地基的方法。
轻型井点降低水位,是沿基坑周围以一定的间距埋入井点管(下端为滤水管)至蓄水层内,井点管上端通过弯连管与地面上水平铺设的集水总管相连接,利用真空原理,通过抽水设备将地下水从井点管内不断抽出,使原有地下水位降至坑底以下。
轻型井点系统的布置,应根据基坑或沟槽的平面形状和尺寸、深度、土质、地下水位的高低与流向、降水深度要求等因素综合确定。
当一级井点系统达不到降水深度要求,可根据具体情况采用其他方法降水,(如上层土质较好时,先用集水井排水法挖去一层土再布置井点系统)或采用二级井点(即先挖去第一级井点所疏干的土,然后再在其底部装设第二级井点),使降水深度增加。
四.监测。
基坑支护结构应按照方案进行变形监测,并有监测记录。对毗邻建筑物和重要管线、道路应进行沉降观测,并有观测记录。
基坑支护工程监测包括: 支护结构检测和周围环境监测.
1.支护结构监测包括: ⑴对围护墙侧压力,弯曲应力和变形的监测、⑵对支撑锚杆的轴力,弯曲应力监测土钉墙支护、⑶对腰梁(围檩)轴力,弯曲应力的监测、⑷对立拄沉降,拾起的监测。
2. 周围环境的监测包括:⑴临近建筑物的沉降和倾斜的监测、⑵地下管线的沉降和位移监测等、⑶坑外地形的变形监测。
五.结束语
基坑支护作为一个结构体系,应要满足稳定和变形的要求,即通常规范所说的两种极限状态的要求,即承载能力极限状态和正常使用极限状态。因此,基坑支护设计相对于承载力极限状态要有足够的安全系数,不致使支护产生失稳,而在保证不出现失稳的条件下,还要控制位移量,不致影响周边建筑物的安全使用。因而,作为设计的计算理论,不但要能计算支护结构的稳定问题,还应计算其变形,并根据周边环境条件,控制变形在一定的范围内。基坑支护是一种特殊的结构方式,具有很多的功能。不同的支护结构适应于不同的水文地质条件,因此,要根据具体问题,具体分析,从而选择经济适用的支护结构。
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篇10
关键词:深基坑支护;特点;技术要求;前景展望
Abstract: the deep foundation pit supporting is a theoretical and practical technology, its involved a wide, not only involves the structural mechanics, reinforced concrete JieGouXue, also related to rock mechanics and hydrogeology, etc. With the emergence of the high-rise building, in the cities of the deep foundation pit technology used more widely, this paper expounds the characteristics of deep foundation pit support and the supporting structure of choice, and the deep foundation pit supporting technical requirements have been analyzed, and finally to the deep foundation pit support is prospected.
Keywords: deep foundation pit supporting; Characteristics; Technical requirements; prospect
中图分类号:TV551.4文献标识码:A 文章编号:
随着我国城市建设步伐的加快, 基坑支护技术也得到了快速的发展,随着高层建筑的出现,在城市中深基坑技术的应用越来越广泛。基坑支护虽然是属于临时工程,然而,其技术的复杂性远远难于一些赢就行的基础结构的建设,施工途中稍有不慎,不仅基坑本身的受到影响,临近的建筑物、桥梁、道路等都会受到殃及。其不仅会涉及到土方开挖与支撑工程,还会涉及到围护工程、降水工程和结构工程等,为此,要支护结构的选择、对深基坑支护技术要求的把握至关重要。
1 基坑工程的特点
1.1 为了节约土地、便于使用,与城市管理规定及人防需要等相符合,建筑需要不断向地下发展,为此,基坑深度在不断增加。
1.2 建筑工程基坑的周围环境较为复杂。建筑工程程所处的地质条件差的问题较为突出。在现代城市中,高层建筑主要集中在建筑物密集、人口稠密的地方,并紧靠一些重要的城市市政公路。然而在通常情况下,这些地方的原有建筑结构都相对较陈旧,地上与地下密布了管线。为此,在开挖基坑时,既要保确保基坑自身的稳定,还要确保其周围的建筑物的安全。
1.3 在建筑工程基坑支护工程的事故隐患较大。由于深基坑支护技术较为复杂,一旦基坑支护受到损坏时,同时也会造成邻近建筑屋、地下管线及道路的开裂,甚至会出现严重的破坏,从造成不必要的人员的伤亡及经济损失。
2 深基坑支护结构的选择
钢板桩和井点降水联合使用是以往的基坑支护中比较简单的支护方法,深基坑支护的结构体系基本成型。随着深基坑支护技术的发展已经产生以下几种方法:
2.1 悬臂式支护结构:其体系为五支撑和锚杆。为保证支护的稳定和结构的安全,悬臂式必须有足够的入土深度和锚杆抗弯强度,适合土质较好、开挖深度还不是浅的基坑。
2.2 拉锚式支护结构:其体系由支护桩或者是墙与锚杆所组成。而充足的场地设置锚桩和其他锚固装置是地面锚杆所必须的,而土层锚杆要求土层有较大的锚固力。对有较大场地或较好土质的建筑工地,这种支护体系最适合。
2.3 内支撑支护结构:其组成主要由支护桩或者是墙与内支撑。虽然对地基的土层没有过多的要求,但是这种结构设置的内支撑会很占空间。
2.4 重力式挡土支护结构:即为达到支护的效果而利用挡土墙自身的重量来抵抗土体所产生的土压力。
2.5 土钉墙支护:土钉支护适合地下水位以上的砂土、粘性土和碎石土等土质,而淤泥或淤泥质土等土层就不适合。
2.6 水泥土桩墙支护:利用水泥作固化剂凝结成整体性有强度的水泥土桩。适合淤泥或淤泥质土等软土土层的基坑支护。
3 深基坑支护技术要求
在实际工程中,为确保深基坑施工,深基坑支护结构需要经过科学的设计和处理,并需要使用安全合理的支护技术措施。建筑工程中的深基坑支护结构,其作用主要在于其在基坑挖土期间可以将土和水都挡住,不仅基坑开挖以及基础施工能安全、顺利进行,且对周围的建筑物、地下管线和道路等都不会造成影响。支护结构通常是作为临时性的结构,待基础施工施工完成后,其作用也随之消失。深基坑支护结构不仅要使基础安全、顺利施工得到确保,还要将方便施工、经济合理等都考虑在内。
3.1 深基坑支护的基本要求是:要有先进的技术,可靠的受力,简单的结构,基坑围护体系能真正起到挡土挡水的作用,基坑四周边坡的稳定性得到确保;基坑周围的建筑物、地下管线和道路等都不会受到影响,在工程施工期间,不会出现土体的变形、沉陷、坍塌或位移,而造成危害;基础施工在通过降水、排水、截水等一系列措施,能在地下水位以上进行;要保护环境,经济要合理,施工安全得以确保。
3.2 施工监测内容:要通过预应力锚杆对支护结构水平位移及坡顶沉降、地下水位、邻近建筑物和道路的水平位移进行监测。在进行深基坑支护的施工时期,要保持一天一次检测,在坑开挖施工完毕后,且变形逐渐减少时,方可适当的将监测次数减少,但不能完全不进行检测,要直到支护完成其工作为止。在开挖的过程中,基坑顶部的侧向位移相比当时的开挖深度,若其比值大于2%-5%数值时,此时就需要加强观察,并及时采取相应措施用于支护的加固。若发现基坑顶位移超标,地面出现较大的裂缝时,再桩锚支护部分使用补打锚杆的方法进行补救,在土钉墙部分要使用加密土钉,或采取打预应力土钉的方法予以解决,严防事态扩大。
4 深基坑支护存在问题及前景展望
当前深基坑支护存在问题主要有四个方面:一是地下水不能得到很好的控制;二是设计和施工情况差异较大;三是喷射混凝土的厚度不够、强度也难以达不到设计要求;四是土方的开挖和边坡支护易出现不协调现象。此外,还有很多其他问题。例如:边坡修理达不到设计、成孔注浆不到位、土钉或锚杆受力达不到设计要求、工程检测不重视等。这些问题都要在施工中引起重视。随着城市的高速发展,周边环境的复杂性越来越大,相应的也加大了深基坑开挖与支护的难度。
4.1 在将来的发展中,两墙合一的逆作法将会拥有很大的发展空间,以后将会朝着提高柱的单柱承载能力方向发展,使其达到一柱一桩。
4.2 人们对基坑的变形的关注越来越多,通过预应力以使基坑变形减少,将会是这些年的一个重要研究方向。
4.3 在一定程度上,深基坑的半逆法施工也将会得到推广和应用;当前人工开挖的方式是基坑开挖的主要方式,这样的工作效率较低,在未来的施工中,将会逐渐有小型、轻便适合且在地下施工的挖掘机的加入。
4.4 由于深基坑支护易受外界环境的限制,为此,内支撑支护结构的使用也将会是一个研究热点。
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