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摘要:深基坑工程的施工是一个循序渐进的过程,施工单位应按先设计、后施工的程序施工,并尽量做到边施工、边监测,还要遵循“分层开挖,先撑后挖,随挖随撑,对称均衡,限时限量”的原则,杜绝盲目施工和野蛮施工的现象,加强对整个深基坑施工过程的控制,保证工程顺利、安全地完成。本文探讨了高层建筑深基坑工程中施工技术及控制措施。
关键词:高层建筑深基坑施工技术控制措施
中图分类号:[TU208.3] 文献标识码:A 文章编号:
随着改革开放的发展,城市建设了大批的高层和超高层建筑。开发商为提高建筑用地率,加之国家有关规范,对基础埋置深度和人防工程的要求,多层建筑地下室的设计必不可少。于是,地下建筑开挖时的深基坑支护成为一个必要的施工过程。但由于深基坑支护为临时建筑,不在建筑主体施工的范围内,为节省投资、降低成本及加快进度,业主、施工单位往往只强调基坑支护施工的临时性,而忽略了基坑支护施工的重要性、复杂性及风险性。认为只要基础工程完成时,基坑支护未垮掉便解决问题,有的施工单位甚至认为挖一个大坑,简单地处理一下坑壁即可,致使深基坑施工时安全质量事故时有发生,不仅延误了工期,还造成了巨大的经济损失。
一、高层建筑深基坑工程中施工技术
1、深基坑施工的技术控制
在深基坑的施工过程中主要要有挖土方、挡土、防水及围护措施等相关建设,一些细部结构的施工还是相对比较复杂的,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推进的作用。
2、深基坑周围的防水与止水处理
深基坑的施工,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,变向增加的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。
3、深基坑施工中特殊性项的施工与处理
对于建筑工程的施工可以说是一个投资大、周期长、投入人力资源较多的过程,而在施工過程中也经常会发生许多令人难以预料的事件。对于针对深基坑的施工而言,则更是要做好应对突发事件的各项专业技术准备。据多年的实践经验得出,突发事件主要有以下这几类:基坑内出现管涌或流沙等现象;基坑支护的局部出现明显裂缝与大面积的不均匀沉降;气候出现异常情况,出现罕见的且持续多日的狂风暴雨等不良气候;相邻施工段之间的影响较严重,如降水、打桩以及土方开挖等施工工序中;地下有障碍物影响了基坑结构或止水帷幕等的施工。在类似的事件发生后,要及时启动预先准备的应急预案,并尽快提出相应的解决方案。
二、施工中的质量控制要点
1 、基坑降水的控制
在地下水位较高的地区开挖基坑, 土的含水层被破坏, 地下水会不断渗入基坑,雨季施工时,地面水也会流入基坑,为保证施工的正常进行,防止边坡失稳和地基承载力的下降, 必须做好降排水工作。在选择地下水的处理方式时,要根据工程地质和水文条件及周围环境,决定采取降水还是防渗措施,以免引起地面沉降,给周边建筑及管线造成破坏。降水井施工中,降水井的质量对降水效果的影响很大。井深,管井和管的质量必须进行量测,并必须控制井位的垂直度,防止偏斜,下井管时可采取沿管长分段设定位器的办法保持垂直度。在打每个井点之前要先人工挖至少两米,确保地下无任何线缆及各类管线,轻型井点钻孔直径不小于300mm,管井井点的钻孔直径不小于500mm,钻孔完毕后应立即测量深度,钻孔深度应比设计井点管埋深大0.5 米-1.0米,以保证井点管下至预埋深度。控制滤料质量和填入的质量是影响抽水效果的关键,最好的滤料是级配良好的豆石,用磨圆度较好的硬质岩石也会取得较好的效果。对于重要的工程或有重要的相邻建筑时, 应进行抽水的含沙量检验,不允许超标。基坑的降水阶段要加强现场的管理,建立专人负责制度, 随时检查降水系统各部件, 要求连接严密, 不得漏气,漏水,漏电,检查水泵正运转,防止反转,保证抽水设备的正常运转,降水期间不得停泵。
2 、土方开挖的控制要点
基坑的开挖过程就是原状土的平衡被破坏,相应的会伴随着边坡土体的变形, 基坑自身和相邻区域的变形也产生, 导致了基坑开挖的风险和事故。开挖土方是风险很大的施工,而且风险随着开挖的进展不断加大,因此在开挖前就要作好监测的工作。基坑开挖能否利用好现场的条件进行有效的组织管理和计划安排对施工的质量,安全,进度,造价都起着非常大的影响。基坑开挖的基本原则:开槽支撑,先撑后挖,分层开挖,严禁超挖。土方开挖必须严格按照设计方案及经过批准的施工组织设计进行,严禁在施工中任意更改方案,盲目施工。由于基坑面积较大,基坑开挖时,必须分层分段开挖,分层分段支护,开挖时须配合土钉或锚杆的分步开挖,基坑中间大量土方则可以2-3步的速度超挖,(或分5-6步挖至槽底),每步挖深不宜大于3米。在软弱地基坑开挖施工中,应适当减少每步开挖土方的空间尺寸,并减少每步开挖后未支撑前基坑暴露时间, 基坑底面暴露时间过长也会导致基坑的事故发生。
基坑边壁严禁出现超挖或边壁土体松动, 如有异常应采取措施放慢施工速度, 待恢复正常后继续施工。基坑边壁采用人工进行切削清坡,以保证边坡的平整度,开挖最后一步土方时应由测量人员测量标高,预留300m厚土方由人工配合挖土清除。基坑开挖后要加强现场管理,各类土方开挖机械停放位置必须严格按照设计要求和施工组织设计的要求与基坑保持距离,防止支护所受荷载过大,造成支护变形较大;防止开挖过程中挖土机械碰撞支撑系统,锚固系统,造成支锚体系和支护结构之间的连接破坏, 产生事故隐患。
3 、土钉支护的施工质量控制要点
土钉支护的工作原理是通过土钉与土体的相互作用, 使加固的边坡成为具有整体性和稳定性的土体,土钉的受力模式非常复杂,在土体变形过程中,既受拉力又受弯,因此保证土钉的设计强度和满足设计抗拉拔力就显得尤为重要。
(1)土钉成孔前按设计要求在作业面上定出孔位并做标记和编号。
(2)施工中要求成孔工人在每个孔口标明实际深度,待监理测量钻机钻杆上余尺达到孔深,并根据钻机总长计算孔深,符合要求后方可同意终孔。
(3)浆液的水灰比严格按设计要求控制,外加剂品种及掺量也要按设计要求并经试验确定。浆液要搅拌均匀,随拌随用,对于每天注浆要按设计要求制作试块,注浆采用重力方法进行以注满为止,在初凝前补浆1-2 次。
(4)对于土钉拉拔力的确认,除了控制好注浆量和注浆力外, 最关键的是要进行拉拔试验,试验应由有资质的第三方进行,试验土钉采取随机方式抽取, 保证能够满足设计要求的抗拉拔力。
(5)土钉端部的井字衬垫,钢筋网片及连接钢筋相互间应可靠连接, 井字衬垫应压在钢筋网片上, 并压住连系钢筋。
(6)喷射混凝土面层施工质量,主要是确保混凝土喷射的厚度达到设计的要求。现场搅拌的喷射混凝土应挂标牌标示混凝土配比,,喷射混凝土垂直作业面尽量从底部逐步向上施喷,保证混凝土厚度,并按规范要求留置试块。在边壁上打入短的钢筋段做标记, 在钢筋部位先喷填钢筋后方,再喷射前方,防止在钢筋背面出现空隙;一次喷射厚度约为30-50mm土钉注浆体和喷射混凝土面层达到设计强度的百分之七十且不小于3天,才允许开挖土方,冬季混凝土面层的养护非常重要,一般采用一层塑料薄膜加两层草帘覆盖。
伴随着高层建筑的发展,深基坑开挖越来越多,深基坑支护难度逐度加大基坑支护的施工组织设计方案必须依据工程地质资料进行科学設计。由于地质条件的不确定性,基坑开挖地质情况与地质勘察报告略有不同,施工单位必须在基坑开挖过程中根据地质条件的变化,及时同施工单位调整和改进基坑支护施工方案,确保深基坑的施工安全。
参考文献:
[1] 刘静香,孙凯. 钢管桩在深基坑支护中的应用[J]. 科技信息, 2010,(22):
[2] 郑艳、麻凤海、金鑫等:《地铁车站深基坑施工中的变形监测研究》,《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》,2012.(02).149-154。
[3] 陶聿君. 对深基坑工程支护技术的论述[ J ] . 四川建材,2006(4):148~149.
[4] 董剑. 深基坑支护施工工艺及质量控制措施.建材技术与应用.2009-06-15
关键词:高层建筑深基坑施工技术控制措施
中图分类号:[TU208.3] 文献标识码:A 文章编号:
随着改革开放的发展,城市建设了大批的高层和超高层建筑。开发商为提高建筑用地率,加之国家有关规范,对基础埋置深度和人防工程的要求,多层建筑地下室的设计必不可少。于是,地下建筑开挖时的深基坑支护成为一个必要的施工过程。但由于深基坑支护为临时建筑,不在建筑主体施工的范围内,为节省投资、降低成本及加快进度,业主、施工单位往往只强调基坑支护施工的临时性,而忽略了基坑支护施工的重要性、复杂性及风险性。认为只要基础工程完成时,基坑支护未垮掉便解决问题,有的施工单位甚至认为挖一个大坑,简单地处理一下坑壁即可,致使深基坑施工时安全质量事故时有发生,不仅延误了工期,还造成了巨大的经济损失。
一、高层建筑深基坑工程中施工技术
1、深基坑施工的技术控制
在深基坑的施工过程中主要要有挖土方、挡土、防水及围护措施等相关建设,一些细部结构的施工还是相对比较复杂的,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推进的作用。
2、深基坑周围的防水与止水处理
深基坑的施工,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,变向增加的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。
3、深基坑施工中特殊性项的施工与处理
对于建筑工程的施工可以说是一个投资大、周期长、投入人力资源较多的过程,而在施工過程中也经常会发生许多令人难以预料的事件。对于针对深基坑的施工而言,则更是要做好应对突发事件的各项专业技术准备。据多年的实践经验得出,突发事件主要有以下这几类:基坑内出现管涌或流沙等现象;基坑支护的局部出现明显裂缝与大面积的不均匀沉降;气候出现异常情况,出现罕见的且持续多日的狂风暴雨等不良气候;相邻施工段之间的影响较严重,如降水、打桩以及土方开挖等施工工序中;地下有障碍物影响了基坑结构或止水帷幕等的施工。在类似的事件发生后,要及时启动预先准备的应急预案,并尽快提出相应的解决方案。
二、施工中的质量控制要点
1 、基坑降水的控制
在地下水位较高的地区开挖基坑, 土的含水层被破坏, 地下水会不断渗入基坑,雨季施工时,地面水也会流入基坑,为保证施工的正常进行,防止边坡失稳和地基承载力的下降, 必须做好降排水工作。在选择地下水的处理方式时,要根据工程地质和水文条件及周围环境,决定采取降水还是防渗措施,以免引起地面沉降,给周边建筑及管线造成破坏。降水井施工中,降水井的质量对降水效果的影响很大。井深,管井和管的质量必须进行量测,并必须控制井位的垂直度,防止偏斜,下井管时可采取沿管长分段设定位器的办法保持垂直度。在打每个井点之前要先人工挖至少两米,确保地下无任何线缆及各类管线,轻型井点钻孔直径不小于300mm,管井井点的钻孔直径不小于500mm,钻孔完毕后应立即测量深度,钻孔深度应比设计井点管埋深大0.5 米-1.0米,以保证井点管下至预埋深度。控制滤料质量和填入的质量是影响抽水效果的关键,最好的滤料是级配良好的豆石,用磨圆度较好的硬质岩石也会取得较好的效果。对于重要的工程或有重要的相邻建筑时, 应进行抽水的含沙量检验,不允许超标。基坑的降水阶段要加强现场的管理,建立专人负责制度, 随时检查降水系统各部件, 要求连接严密, 不得漏气,漏水,漏电,检查水泵正运转,防止反转,保证抽水设备的正常运转,降水期间不得停泵。
2 、土方开挖的控制要点
基坑的开挖过程就是原状土的平衡被破坏,相应的会伴随着边坡土体的变形, 基坑自身和相邻区域的变形也产生, 导致了基坑开挖的风险和事故。开挖土方是风险很大的施工,而且风险随着开挖的进展不断加大,因此在开挖前就要作好监测的工作。基坑开挖能否利用好现场的条件进行有效的组织管理和计划安排对施工的质量,安全,进度,造价都起着非常大的影响。基坑开挖的基本原则:开槽支撑,先撑后挖,分层开挖,严禁超挖。土方开挖必须严格按照设计方案及经过批准的施工组织设计进行,严禁在施工中任意更改方案,盲目施工。由于基坑面积较大,基坑开挖时,必须分层分段开挖,分层分段支护,开挖时须配合土钉或锚杆的分步开挖,基坑中间大量土方则可以2-3步的速度超挖,(或分5-6步挖至槽底),每步挖深不宜大于3米。在软弱地基坑开挖施工中,应适当减少每步开挖土方的空间尺寸,并减少每步开挖后未支撑前基坑暴露时间, 基坑底面暴露时间过长也会导致基坑的事故发生。
基坑边壁严禁出现超挖或边壁土体松动, 如有异常应采取措施放慢施工速度, 待恢复正常后继续施工。基坑边壁采用人工进行切削清坡,以保证边坡的平整度,开挖最后一步土方时应由测量人员测量标高,预留300m厚土方由人工配合挖土清除。基坑开挖后要加强现场管理,各类土方开挖机械停放位置必须严格按照设计要求和施工组织设计的要求与基坑保持距离,防止支护所受荷载过大,造成支护变形较大;防止开挖过程中挖土机械碰撞支撑系统,锚固系统,造成支锚体系和支护结构之间的连接破坏, 产生事故隐患。
3 、土钉支护的施工质量控制要点
土钉支护的工作原理是通过土钉与土体的相互作用, 使加固的边坡成为具有整体性和稳定性的土体,土钉的受力模式非常复杂,在土体变形过程中,既受拉力又受弯,因此保证土钉的设计强度和满足设计抗拉拔力就显得尤为重要。
(1)土钉成孔前按设计要求在作业面上定出孔位并做标记和编号。
(2)施工中要求成孔工人在每个孔口标明实际深度,待监理测量钻机钻杆上余尺达到孔深,并根据钻机总长计算孔深,符合要求后方可同意终孔。
(3)浆液的水灰比严格按设计要求控制,外加剂品种及掺量也要按设计要求并经试验确定。浆液要搅拌均匀,随拌随用,对于每天注浆要按设计要求制作试块,注浆采用重力方法进行以注满为止,在初凝前补浆1-2 次。
(4)对于土钉拉拔力的确认,除了控制好注浆量和注浆力外, 最关键的是要进行拉拔试验,试验应由有资质的第三方进行,试验土钉采取随机方式抽取, 保证能够满足设计要求的抗拉拔力。
(5)土钉端部的井字衬垫,钢筋网片及连接钢筋相互间应可靠连接, 井字衬垫应压在钢筋网片上, 并压住连系钢筋。
(6)喷射混凝土面层施工质量,主要是确保混凝土喷射的厚度达到设计的要求。现场搅拌的喷射混凝土应挂标牌标示混凝土配比,,喷射混凝土垂直作业面尽量从底部逐步向上施喷,保证混凝土厚度,并按规范要求留置试块。在边壁上打入短的钢筋段做标记, 在钢筋部位先喷填钢筋后方,再喷射前方,防止在钢筋背面出现空隙;一次喷射厚度约为30-50mm土钉注浆体和喷射混凝土面层达到设计强度的百分之七十且不小于3天,才允许开挖土方,冬季混凝土面层的养护非常重要,一般采用一层塑料薄膜加两层草帘覆盖。
伴随着高层建筑的发展,深基坑开挖越来越多,深基坑支护难度逐度加大基坑支护的施工组织设计方案必须依据工程地质资料进行科学設计。由于地质条件的不确定性,基坑开挖地质情况与地质勘察报告略有不同,施工单位必须在基坑开挖过程中根据地质条件的变化,及时同施工单位调整和改进基坑支护施工方案,确保深基坑的施工安全。
参考文献:
[1] 刘静香,孙凯. 钢管桩在深基坑支护中的应用[J]. 科技信息, 2010,(22):
[2] 郑艳、麻凤海、金鑫等:《地铁车站深基坑施工中的变形监测研究》,《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》,2012.(02).149-154。
[3] 陶聿君. 对深基坑工程支护技术的论述[ J ] . 四川建材,2006(4):148~149.
[4] 董剑. 深基坑支护施工工艺及质量控制措施.建材技术与应用.2009-06-15