时间:2023-04-18 17:51:38
序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇深基坑施工范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。
深基坑工程的设计是作为指导施工的决定性文件,在进行设计是,我们应综合各方面的因素,采取最佳的设计方案,来节省工程的开支与施工时间,同时需要注意的是一定要对施工过程中可能出现的问题进行预知,从而最大限度的避免施工质量问题的产生,使大家获得最大的收益。
1 深基坑支护的设计方案
深基坑支护是建筑工程中的基础,其质量的好坏将直接影响工程整体的质量,在设计时应充分考虑各方面因素的影响及施工过程中可能遇到的问题及解决对策,确保工程能够及时高效的完成,因此设计方案十分重要。往往一个工程要设计多份方案备用,然后根据实际情况最后敲定方案,设计方案中应全面包括整个工程建设中各个细节,以确保万无一失。
2 深基坑支护的技术
深基坑支护不仅要求确保边坡的稳定,保证基坑内正常作业安全,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。近年来出现了许多新的支护结构形式与稳定边坡的方法。根据不同的地质情况与现场边界条件,常用的支护结构有深层搅拌水泥土桩结构、排桩内支撑结构、钻孔灌注桩和旋喷桩结构、土钉墙支护结构及支锚工程等,下面将重点介绍前三中技术在深坑支护中的应用。
2.1 深层搅拌水泥土桩在深基坑支护中的应用
深层搅拌水泥土桩挡墙设计,参照以往类似工程经验,充分考虑土体侧向压力及墙顶周围的施工荷载,按重力式挡墙进行设计并验算抗倾覆和侧向位移。坑外侧向压力按水、土压力分算,其中土压力采用朗肯土压力理论,坑内土压力计算采用m法计算土体反力。
墙底主动土压力强度:料斗容量,保证首灌后导管底埋入混凝土中大于1 m以上。在料斗内放满混凝土后,剪断铁丝,隔水栓埋入底部混凝土,此时后续混凝土浇捣必须及时跟上,保证混凝土连续施工。浇捣过程中,检查导管提升、拆除等必须保证管底在混凝土中的埋置深度,宜控制在2 m~6 m。并应通过测量确定,不能盲目估计,避免拨空。在混凝土面上升将要接近钢筋笼底部时,应放慢浇捣的速度,减少导管埋深以降低混凝土上升的冲击力。
2.2 排桩内支撑在深基坑支护中的应用
排桩内支撑支护是我国沿海地区应用较多的一种联合支护形式。支护桩有多种类型,钻孔灌注桩用于较深基坑的支护;沉管桩工程造价低,但抗弯性能差,且易扰动软土;预制桩也容易扰动土体。而内支撑系统可根据基坑形状自由组合,能较好地支撑整体,也可在拆除后再次利用排桩内支撑支护的优点是支护系统较安全可靠。内支撑的布置应尽量简洁,方便基坑挖土和地下室施工。此外,慎重选择经济合理的支护桩桩型和桩长,对支护的工程造价和安全也有很大影响。
2.3 钻孔灌注桩和旋喷桩在深基坑支护中的应用
钻孔灌注桩排桩式挡土墙作为板式支护体系的一种,主要应用于当基坑工程开挖深度较大时,或开挖场地附近有较重要的建筑,或地下管线对变形控制有严格要求时,或施工场地十分狭窄时,考虑到施工稳定性的保证、变形控制的要求和对施工场地的要求,采用放坡大开挖甚至采用重力式支护措施可能都难以保障开挖顺利进行的情况。桩间高压旋喷桩是指利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置,以高压使浆液或水形成高压流从旋转钻杆的喷嘴中喷射出来,冲击破坏土体。当能量大、速度快和呈现脉动状喷射流的动压超过土体结构强度时,土粒便从土体剥落下来。一部分细小土粒随着浆液冒出水面,其余土粒在喷射流作用下与浆液搅拌混合,并按一定比例和土粒质量大小有规律的重新排列。浆液凝固,便在土中形成一个固结体。一般用于当挡土深度较深,超过一般水泥搅拌桩的施工深度时(18 m--20 m),可以在灌注桩间设高压旋喷桩,其止水深度可达几十米。我国实践证明,在砂类土、黏性土、黄土和淤泥中进行喷射加固,效果较好。
3 深基坑支护的施工
在深基坑支护的施工中,未来保证工程的质量及进度,会借助一系列高科技手段以确保工程的顺利进行,主要有现代通讯确保数据传输,工程测量确保施工的精确度
3.1 数据通信及稳定技术
深基坑施工数据通信及稳定技术专用于深基坑钢支撑轴力自适应支撑系统的实时补偿与监控,作为数据采集和控制指令发送的桥梁,起着十分关键的重要作用。该项技术采用CAN总线来实现数据采集和控制指令发送,站与站之间采用方便的接插件技术并赋以新型可靠的稳定技术,确保数据传输可靠、安全,同时满足了工地现场的方便使用。
3.2 工程测量在深基坑施工中的应用
当前,基坑支护设计尚无成熟的方法用以计算基坑周围的土体变形,施工中通过准确及时的监测,可以指导基坑开挖和支护,有利于及时采取应急措施,避免或减轻破坏性的后果。基坑支护监测一般需要进行下列项目的测量:(1)监控点高程和平面位移的测量;(2)支护结构和被支护土体的侧向位移测量;(3)基坑坑底隆起测量;(4)支护结构内外土压力测量;(5)支护结构内外孔隙水压力测量;(6)支护结构的内力测量;(7)地下水位变化的测量;(8)邻近基坑的建筑物和管线变形测量等。
3.3 复合土钉技术在深基坑施工中的应用
复合土钉支护技术是将土钉墙与其他支护形式或施工措施联合应用于土体开挖和边坡稳定的一种新的挡土技术。它将土钉墙与预应力锚杆等结合起来,使得土钉墙技术在深基坑中应用及垂直土钉墙成为现实,并改善了土钉墙支护形式变形较大的缺陷。
4 深基坑支护中对安全的要求
任何工程建设都是将安全放在首位,但是近年来随着城市建筑向高空发展,高层或超高层建筑越来越多,周围环境越来越复杂,导致施工越来越难,而由深基坑施工诱发的事故也经常发生。较为常见的事故即边坡失稳坍塌事故所包含的基坑破坏主要有五类:一是倾覆破坏;二是整体稳定破坏;三是剪切破坏;四是渗透破坏,流砂、流土或管涌;五是局部隆起破坏,特别是整体圆弧滑动,塌方量大,破坏力强,已引起业内人士的高度重视。要确保深基坑施工的安全,必须掌握以下要点:(1)要重视深基坑支护的方案和设计工作。在选择支护方案时,必须结合实际情况确定,必须根据某一工程的地质环境、地下情况以及周围环境而定。同时,应组织专家对深基坑支护结构进行论证,确保其安全性、经济性和可操作性。(2)必须十分重视深基坑开挖所在地的地形、地貌和工程地质特点的勘察,在勘察工作中事先摸清可能导致边坡土体滑坡的各种因素;对支护结构的稳定性和安全性造成威胁的重要地段、重点层和重要的土质指标要保证其可靠性;查明场地内地下水的类型、水位、补给条件和动态变化及其渗透性。(3)选择具有丰富深基坑支护设计经验的设计单位进行设计。设计单位的选择关系到整个基坑支护工程的大局,一个好的设计不仅考虑其经济性,而且考虑其安全性,还应结合场地特点实现其可操作性。(4)注重地下水的处理。地下水处理不当往往会造成基坑倒塌事故,同时还会给周围环境造成不良影响。在基坑开挖过程中,地下水采用何种方式进行处理,首先要看建筑物所在地的工程地质和水文地质情况及周围的环境而定,不能因为基坑降水而引起地面下沉给周边建筑物及管线造成破坏。(5)确保基坑支护工程的施工质量。深基坑支护属于地下工程,具有不可视性,其出现工程质量事故的概率也比较大,一旦出现质量问题,事后纠正和补救比较困难。因此,必须招专业的施工队伍进行施工,严把质量关。
5 结语
随着时代的发展,城市建筑物注定向更高更多发展,这就要求建筑技术要有更好的提升,虽然目前深基坑支护技术已经比较完善,但随着科技的发展吗,更多的先进技术会被应用到深基坑技术中来,我相信未来深基坑技术会更加完善更加具有安全性。
参考文献:
关键词:深基坑;设计施工;压力
Abstract: This paper starts from the deep foundation pit design theory, characteristics, analyzes some problems existing in the design and construction of deep foundation pit, and the technology of deep foundation pit engineering in the future are discussed, for reference.
Key words: deep foundation pit design and construction; pressure;
中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:
前言
深基坑开挖与支护结构是一个系统工程,涉及工程地质、水文地质、工程结构、施工工艺和施工管理.它是集土力学、水力学和结构力学于一体的综合性学科。支护结构又是由若干具有独立功能的体系组成的整体、正因为如此,无论是结构设计还是施工组织都应从整体功能出发,将各部分协调好,才能达到安全可靠、经济合理的目的。
1基坑支护的设计
基坑支护体设计要根据实际施工需求,结合基坑侧壁安全等级及重要性系数科学严谨的制定设计方案,应充分做到以下几点:
1.1充分利用新技术、新理念,具体事物具体分析,不要生搬硬套传统的设计理念。
在现今的深基坑支护结构的设计领域,还没有公认的、权威的的计算公式,基本上都是摸着石头过河。深基坑支护结构的设计要区别其他设计领域,要改变传统观念,利用施工监测反馈动态信息指引设计体系。
1.2重视支护结构理论和材料的试验研究,实践是检验真理的唯一标准。
正确的理论必须建立在大量试验研究的基础之上。在深基坑支护结构的实验方面,我国与发达国家有较大距离,还有大量的路要走。不过,我国由于经济的飞速发展,大量高层超高层建筑拔地而起,所以积累了拥有大量的第一手施工数据,但缺少科学的测试数据,无法形成理论,我们以后一定要重视。
1.3勇于创新,设计支护结构时,开拓思路,多进行新的尝试。
在施工中深基坑支护结构各元素往往是相互结合的,各结构相互结合,这就要求我们从全局出发,寻求新的设计思路,探索更好的计算方法。
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。
2 基坑工程的特点
基坑工程是一项综合性很强的系统工程,它不仅需要岩土工程的知识,也需要结构工程的知识,它需要岩土工程与结构工程技术人员密切配合才能创造出良好的工程。基坑工程涉及土力学中稳定、变形及渗流三个基本课题,三者熔融在一起,需要综合处理。根据笔者的总结,深基坑工程的主要特点有以下五点:
(1)建筑倾向高层化,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,给支撑体系带来了较大的难度。
(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、市政建设和地下管线造成影响。
(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会相互制约与影响,增加协调工作的难度。
3 基坑施工中遇到的问题
3.1基坑边坡坍塌。
这种情况一般发生在基坑施工阶段和基坑支护施工刚结束不久。在北京朝阳区洼里某一工地,基坑支护刚完工不到两天,边坡从上至下整体坍塌,长度达五十余米。究其原因,支护施工单位没有经过合理的设计,也没有严格按设计施工,从坍塌的坡面看,尽管是土钉支护,但是没有按土钉支护规范进行。大多数土钉没有注浆,只是打了一些孔把钢筋去;有些土钉虽然注了浆,但是孔内浆体没有注满;有些土钉孔位置根本没有打孔,只是将土钉杆体直接击入土体。
3.2边坡水平位移较大。
一些基坑边坡水平位移较大,达到4cm以上,并且经监测,水平位移还在继续加大。面对此种情况,结构主体施工单位停止了地下主体施工,业主不得不立即召集基坑支护设计、施工单位和专家对基坑重新进行稳定性分析,并就出现的问题提出处理措施。
3.3附近建筑物变形。
在城市建设中,很多基坑紧邻建筑物,处理稍有不当,附近建筑物就极易变形。一般来说,建筑物变形都是其地基沉降引起的。建筑物出现较大变形后,不仅危及楼上的居民或工作人员的安全,而且也对在施的工程造成威胁,使得工程难以继续进行下去。
4深基坑支护的土压力及计算方法
4.1土压力
土强度指标的选择土的抗剪强度指标C,与土的固结度有密切的关系,土的固结过程就是土中孔隙水压力的消散过程,对于同一种土,在不同排水条件下进行试验,可以得出不同的抗剪指标c,故试验条件的选取应尽可能反映地基土的实际工作状态。
在基坑支护设计施工中,对于黏性土,计算围护结构背后由自重应力而产生的主动土压力,采用三轴不排水剪指标较合理。特别对于软黏性土,最好采用现场十字板的原位测试方法确定C和ф,因为室内试验的扰动影响太明显,强度指标偏低,使设计过于保守。计算基坑内被动土压力时,一般宜采用三轴固结不排水剪。对于砂土,由于排水固结迅速,对于任何情况,均可采用排水剪指标,或采用固结不排水剪经孔隙水压力修正后的c值来计算土压力。
4.2土压力计算理论及方法
挡土结构物的作用是用来挡住墙后的填土并承受夹自垃土的压力。以下讨论土压力的大小和分布规律的确定方法。以下图分别为三种不同情况的土压力图。当认为墙后填土达到极限平衡状态时,与墙背接触的任一土单元体都处于极限平衡状态,然后根据土单元体处于极限平衡状态时足的条件来建立土压力的计算公式。假设墙本身是刚性的,不考虑墙身的变形、墙后填土延伸到无限远处,填土表面水平值为0、墙背垂直光滑。用O1、O2作摩尔应力圆,如图中应力圆i所示
(1)试验结果证实了太沙基理论的定性结论,土压力大小取决于位移的大小和位移方向。
(2)实测结果表明,当变形小于5%H(H为开挖深度)时,被动土压力仍然能得到充分发挥,所以说,对于深基坑工程的实际变形情况而言,套用一些经验的位移指标来判断墙前土体是否达到被动极限状态,是有局限性的。
(3)在黏性土上的许多基坑支护工程,护坡桩钢筋强度未完全发挥,实际钢筋应力还低于钢筋的设计强度,造成很大浪费,而造成钢筋应力低的原因主要是计算土压力大于实际土压力。实验还表明,把基坑支护结构视为平面不合理,因为基坑工程的“角效应”即士压力的空间效应,对墙移有明显的抑制作用。利用这种空间效应可以在两边折减桩数或减少配筋量。
4.3支护结构计算方法
支护结构的计算方法很多,有:静力平衡法,等值梁法,弹性地基梁的m法,弹塑有限元法等等。在此介绍常用的一种情况下的算法,弹性地基梁的m法:
基坑工程弹性地基粱法取单位宽度的挡墙作为竖直放置的弹性地基梁,支撑简化为与截面面积、弹性模量和计算长度等有关的二力杆弹簧。弹性地基梁法中土对支挡结构的抗力(地基反力)用土弹簧模拟,地基反力的大小与挡墙的变形有关,即地基反力由水平地基反力系数同该深度挡墙变形的乘积确定。~f=mzy,其中,f为土对支挡结构的水平地基反力,kN/m2;m为比例系数,kN/m4;z为计算深度,m;y为计算点处挡墙的水平位移,m。弹性地基梁的m法优点是考虑了支护结构与土体的变形协调。工程实践表明,在软土中的悬臂桩支护计算采用m法,计算位移与实测位移有很大差异,实测位移是计算值的好几倍这说明桩后土体变形已不再属于弹性范围。另外,m法无法直接确定支护结构的插入深度,通常假定试算有很大的随意性,有时桩底落在软弱土层中,还需经验来修正。
[关键词]基坑开挖;监测方法;监测设备;数据处理
1概述
基坑长167.2m,两端宽30.3m,标准段宽18.6m,开挖深度14.76m,采用混凝土灌注桩加内支撑的支护方法,按设计要求,为保证基坑开挖及结构施工安全,基坑施工应与现场监测相结合,根据现场所得的信息进行分析,及时反馈并通知有关人员,以便及时调整设计、改进施工方法、达到动态设计与信息化施工的目的。
该基坑的监测内容主要有:围护桩的水平位移观测(测斜);围护桩顶的水平位移观测;钢支撑的轴力测试;基坑周围土体及建筑物的沉降监测;围护桩体主筋应力监测。通过基坑位移与支撑的轴力监测,基本上可以了解基坑的稳定情况。
该工程通过监测小组与驻地监理、设计、业主及相关各方建立良性的互动关系,积极进行资料的交流和信息的反馈,优化设计,调整方案,保证了工程施工的顺利进行。
2监测系统的设置原则
施工监测工作是一项系统工程,监测工作的成败与监测方法的选取及测点的布设直接相关。监测系统的设计原则可归纳为以下5条。
A、可靠性原则
可靠性原则是监测系统设计中所要考虑的最重要的原则。为了确保其可靠,必须做到:第一,系统需采取可靠的设备。一般而言,机械式测试仪器的可靠性高于电子测试式仪器,所以如果使用电测仪器,则通常要求具有目标系统或与其他机械式仪器互相校核;第二,应在监测期间内保护好测点。
B、 多层次监测原则
多层次监测原则的具体含义有4点:
(1) 在监测对象上以位移为主,但也考虑其他物理量监测;
(2) 在监测方法上以仪器监测为主,并辅以巡检的方法;
(3) 在监测仪器选型上以机测式仪器为主,辅以电测式仪器,为了保证监测的可靠性,监测系统还应采用多种原理不同的方法和仪器。
(4) 考虑分别在地表、基坑土体内部及邻近受影响建筑物与设施处布点以形成具有一定测点覆盖率的监测网。
C、 重点监测关键区原则
据研究,在不同支护方法的不同部位,其稳定性是各不相同的。一般地说,稳定性差的部位容易失稳塌方,甚至影响相邻建筑物的安全。因此,应将易出问题而且一旦出问题就将带来很大损失的部位,列为关键区进行重点监测,并尽早实施。
D、 方便实用原则
为了减少监测与施工之间的相互干扰,监测系统的安装和测读应尽量做到方便实用。
E、 经济合理原则
考虑到多数基坑监测都是临时工程,基坑施工结束后监测仪器也完成其任务。所以在监测系统时应尽量考虑实用而低价的仪器,不必过分追求仪器的“先进性”,以降低监测费用。
3测点布置及监测方法
2.1测点布置
按设计要求,在基坑周边共布置23个测斜监测点,39个钢支撑轴力监测点,12个桩顶水平位移监测点,6个钢筋应力监测点。
2.2监测方法
⑴ 支护结构桩墙顶位移监测
支护结构桩顶位移常用经纬仪和全站仪监测。其原理为:应用水平角全圆方向观测法,测出各点水平角度,然后计算出各点水平位移。具有测试简单,费用低,数据量适用等特点。
⑵ 支护结构倾斜监测
支护结构沿基坑深度方向倾斜常用测斜仪监测。在桩身或地下连续墙中埋设测斜管,测斜管底端插入桩墙底以下,使用测斜仪由底到顶逐段测量管的斜率,从而得到整个桩身水平位移曲线。
⑶ 支护结构应力监测
用钢筋应力计或混凝土应变计沿桩身钢筋、冠梁和腰梁中较大应力断面处监测主钢筋应力或混凝土应变,对监测应力和设计值进行比较,判断桩身、冠梁、腰梁内应力是否超过设计值。
⑷ 支撑结构应力监测
对于钢支撑,在支撑施加预应力前,将钢筋应力计焊接在钢管外壁,对于混凝土支撑,在钢筋笼绑扎时,将钢筋计焊接在主钢筋上,随基坑开挖,量测支撑轴力的变化。
⑸ 邻近建筑物的沉降观测
在深基坑开挖过程中,为了掌握邻近建筑物的沉降情况,应进行沉降观测。在被观测建筑物上设置测点,在开挖影响范围外的建筑物上埋设基准点或通过钻孔至基岩内设置深埋式基准点。基准点个数2-3个。测点布置间距以15-20m为宜。采用精密水准仪,测出观测点的高程,再计算沉降量。
4主要监测设备(见表1)
表1主要监测设备
监测对象 监测项目 传感器 接收仪器
基坑侧壁
稳定性 桩体变形 测斜管 测斜仪
桩体钢筋应力 钢筋计 频率读数仪
桩顶水平位移
桩顶监测点 徕卡TCRA1201R300全站仪
变形观测专用铟钢尺
支撑稳定性 钢支撑轴力 轴力计 频率读数仪
地表变形 地表沉降 地表监测点 水准仪
建筑物 建筑物沉降观测 地表监测点 水准仪
5监测频率与预警值
监测频率根据施工进度确定,在基坑开挖阶段,每天一次,其余可每隔2-3天测一次,当监测结果超过预警值时应加密监测,当有危险事故征兆时连续监测,并及时通知有关人员立即采取应急措施。
为确保基坑安全,设计要求加强基坑监测,将监测数据及时反馈给有关人员,实行信息化施工,对各监测项目按规范要求设置预警值,超出预警值时迅速报有关部门处理(见表2)。
表2基坑监测设计预警值
序号 工 程 项 目 监控值(mm) 设计值(mm) 位移速率控制(mm/d)
1 桩顶位移 30且
≤0.2%H 40 2 mm/天
2 地面沉降 30 50 2 mm/天
3 建筑物沉降 桩基础建筑物 10 10 2 mm/天
4 天然地基建筑物 30 6 mm/天
5 普通砖石基础局部倾斜 0.002 0.002
6 钢管支撑轴力 ≤80%设计值
7 测斜管 曲线上出现明显的折点应报警
6监测数据处理及反馈
每次监测后,将原始数据及时整理成正式记录,并对各监测断面内的监测项目进行如下资料整理:
⑴ 原始记录表及实际测点图;
⑵ 位移(应力)值随时间及开挖深度的变化图;
⑶ 位移速度、累积位移随时间及开挖面变化图。
将监测数据全部输入计算机,由计算机计算并描绘出各监测对象的变化曲线,然后反馈给有关单位和人员。
参考文献
1王奎,安全监测预报技术在基坑支护施工中的应用研究,吉林大学,2004.10
2唐孟雄 陈如桂 陈伟,深基坑工程变形控制,中国建筑工业出版社,2006.12
【关键词】基坑检测技术;深基坑施工;应用
在我国城市建设发展过程中,随着地价的逐渐增加。为了更加充分的对土地资源进行开发利用,建筑基坑的深度越来越深,这给基坑工程施工安全增加了风险。另外,我国城市地铁、地下商城、地下排水排气管道等的施工,都是基坑施工的一部分。在基坑施工中,需要应用基坑监测技术,对基坑施工地质进行详细的了解,为基坑施工安全提供技术支持。
1 深基坑施工中进行基坑监测的意义
对于基坑的监测,主要指的是对建筑基坑以及其周边的环境进行检查和监控,监测的时间为基坑施工过程以及建筑施工期限内。
在基坑施工前,一定要利用基坑监测技术,对基坑的施工地质条件进行详细的了解,为基坑施工提供相关的指导,也为基坑施工规划提供数据支持。这主要是因为基坑地质中土体、负荷等因素都存在很大的不确定性,必须进行基坑监测。
对于深基坑施工中基坑监测技术的应用发挥了很大的作用,主要表现在以下几个方面:(1)通过施工前对基坑地质的监测信息,可以对工程施工进行指导;(2)在施工过程中,通过实时监控的数据分析,可以了解到基坑施工的强度,为工程控制成本提供有力的依据;(3)通过基坑监测技术,施工人员可以清楚的了解基坑地下的情况,了解地下管道、线路等的分布情况,在进行基坑施工过程中,就能避免基坑施工对其他路政设施造成影响;(4)在深基坑施工的过程中,通过基坑监测技术,可以对施工可能发生的风险进行预测,及时的进行调整就能避免事故的发生,提高基坑施工的安全。
2 深基坑监测技术手段
对深基坑施工的基坑监测技术手段,主要是通过专业的基坑监测设备,由专业的监测人员进行操作。对于监测设备来说,其量程以及精度一定要能满足基坑施工的要求,并且稳定性要好。对于基坑监测,需要利用好多种监测技术,结合传输系统,将监测到的信息数据传输到专家监控系统以及智能控制系统中,进行统计、分析。
3 深基坑施工中进行检测的主要内容
深基坑进行施工中,进行基坑监测的内容包括对地下水位的监测、对基坑横向纵向位移的监测、对基坑深层水平位移的监测、对基坑倾斜的监测、对基坑裂缝的监测、对基坑周围土体压力的监测、对基坑孔隙的水压力监测等。
对于基坑位移的监测,包括水平与竖向位移的监测。对于基坑水平位移的监测,其方法如下:(1)对于像任意方向发生水平位移的基坑监测,可以采用极坐标或者前方交汇等方法;(2)利用投点法或者小角度法可以进行基坑向某一水平方向进行位移的监测;(3)当基坑与基坑监测点的距离较远时,可以利用GPS测量的方法,实现对基坑的监测。对于基准点的埋设位置,应该尽量的避开低洼积水的地方。另外还要不断的提升监测设备的精度以及量程,保证监测结构的真实可靠。对于基坑竖向位移的监测,一般用到液体静力水准以及几何水准的方法进行监测,但是在进行监测过程中,需要注意的有几点:(1)为了保证监测结果的客观性,要修正传递高程的一些工具;(2)要在基坑的底部回弹区设置监测点;(3)进行检测时,要坚持客观的原则,保证监测结果的可靠性。
对于基坑施工中的裂缝监测,就是对裂缝的位置进行确定,了解裂缝的长宽以及深度,监测裂缝的数量以及各自的走向。对于深基坑施工中的主要部分,要对这些部位的裂缝进行重点监测,并采取一定的措施以消除裂缝对工程施工的影响。对裂缝的长宽进行检测过程中,可以在裂缝的两侧铁石膏饼或者划平行线,然后利用专业的测量工具进行测量。目前对于裂缝深度的监测,一般都是利用超声波技术,这样可以得到较为准确的数据信息。
对于基坑土压力的监测一般都是使用土压力计进行,采用的手段也主要是接触法以及埋入法。进行土压力监测过程中需要注意的事项包括以下几点:(1)在进行埋入式监测时,要始终保持压力模的垂直;(2)进行监测时要及时的进行相关的记录,避免信息变动;(3)监测结束后,还要检查土压力计与压力膜,避免两者出现损害。
为了保证基坑承受水压的能力,就必须对基坑孔隙的水压力进行监测。进行监测过程中要用到孔隙水压力计,对于压力计的选择最好是选用埋设钢弦式的,因为这种水压力计可以保证得到的数据完整准确。
对于基坑地下水位的监测,主要是为了提供基坑地下详细的水文信息,避免深基坑施工受到地下水的影响。对地下水位的监测,常常会用到水位计。为了保证对基坑地下地下水监测的整体性,要在基坑中选择合适的位置安置水位计进行监测。在利用水位计进行检测的过程中,要适时的水位计的位置进行调整,确保可以得到完整的监测数据信息。另外,必须对水位计的刻度以及精确度进行检验,确保使用其进行水位检测的可靠性。
需要注意的是,基坑监测的最终目的是为了保证施工安全,确保施工人员的生命安全,所以在基坑监测过程中,要坚持“以人为本”的基本原则。基坑监测是一种通过监测结果比较的方式,所以就必须定期对监测设备进行校准和维护,确保监测设备的精确性,保证监测结果的真实可靠性。基坑的各项监测还具有实时性的特点,所以进行监测时要按照一定的频率进行,当受到外界干扰后,应该适当的对其频率进行调整。进行基坑监测需要多个方面的人员进行紧密的配合,才能确保监测能够顺利的进行,并保证监测数据的准确适用性。有时候,进行基坑监测工作,需要对周边的环境进行检测,这时就需要施工人员与相关单位做好协商等沟通工作,避免出现对监测工作有影响的因素。
4 总结
基坑施工中常常应用到基坑监测技术,完成对基坑地质的详细了解,采取适当的措施,消弱地下地质对基坑施工的影响,增强基坑施工的安全性能。对于深基坑的监测主要包括对其水平、竖向的位移监测、对基坑裂缝的监测、对基坑土压力监测、对基坑孔隙水压力监测、对基坑地下水位的监测等,通过对上述内容的监测,可以了解到基坑施工个各项地质情况,实现了基坑施工的全方位监控,保证了基坑施工的安全,提高了其施工的效率和质量。
【参考文献】
[1]黄海波.基坑监测技术在深基坑中的应用探讨[J].科技创新与应用,2012,28(10):209-210.
关键词:深基坑;施工;降水措施
深基坑开挖绝大多数情况都需要进行人工降低地下水。要降低地下水水位,就要合理的选择降水方法,在此基础上进行人工降水的方案设计,以及进行降水方案的水位预测,通过预测进行降水方案的优化,从而得到最佳的降水方案。
1 人工降水与深基坑支护和开挖
深基坑施工中降水可以改善劳动强度,实现机械化施工。由于降低了地下水水位,使基坑开挖范围内的岩土层,不但不含有重力水,而且使其含水量大大降低,这样就为机械化施工创造了良好的环境,从而改善了人们的劳动强度,使工程得以快速进行。降水可以缩短工期,降低造价,加快工程建设。由于人工降水,实现机械化施工,从而缩短了工期,同时又降低了成本造价,实现工程建设的多快好省。采用有效经济的降水方法,疏干地下水,保持岩土体的边坡稳定。人工降水的方法有多种,必须结合具体工程选择有效的、经济的人工降水方法,这样才能达到疏干地下水、满足深基坑开挖的目的。基坑边坡地下水的疏干增加了基坑边坡的稳定性。降水有利于岩土工程施工。例如边坡支护中的人工挖孔桩,由于人工降低地下水位,改变了挖孔桩的施工条件,使其能顺利施工。
深基坑开挖是基础工程和地下工程施工中一个综合性的岩土工程难题,既涉及土动力学中典型的强度与稳定问题,又包含了变形问题及疏干地下水问题,同时涉及到土与支护结构的共同作用问题。这些问题都与深基坑开挖这一岩土工程问题紧密联系在一起,既互相联系,又相互制约。在某些情况下,由于人工降水,深基坑边坡不需要进行支护,或者改变了边坡支护的类型,从而降低工程费用,由此可见人工降水在深基坑开挖中的地位和作用。因此,不难看出人工降水是保证深基坑开挖的基础工作,它能增加开挖边坡的稳定性,使某些情况下基坑开挖不需要支护或采用简单的支护类型。
2 基坑工程的降水措施
在基坑工程施工中,对地下水的治理一般可从两个方面进行,一是降低地下水位;二是堵截地下水。降低地下水位的常用方法可分为明排降水和井点降水两类。明排降水由于其制约条件较多,尚不能得到广泛应用;而井点降水的适用条件较广,并经过二十多年来的应用、发展和改进,已形成了多种井点降水方法,如轻型井点、喷射井点、管井点、引渗井点、电渗井点、辐射井点等,这些有效的降水方法现已被广泛用于各种降水工程中。但由于降低地下水位后,可能带来一些不良影响,如地面沉降、邻近已有建筑物或构筑物的安全稳定及残留滞水的处理等。因此,必须充分考虑降水所带来的有关问题,在不具备采用降低地下水位的情况下,可采用堵截法,将地下水体分隔开后,进行基坑施工。常用的堵截法有:钢板桩、稀浆槽、夹心墙、防渗垂直帷幕、防渗水平帷幕、冷冻法等。为了更好地治理地下水,为工程施工服务,必须很好地研究场区的工程、水文地质条件,熟悉各种治理地下水的技术、原理和方法,根据降水工程的任务要求,采用合理的降水方案和施工工艺,进行全面质量管理,以达到安全、快速、经济地治理地下水的目的。
2.1 明排降水
明排降水的适用条件及特点明排降水是指在基坑内设置排水明沟或渗渠和集水井,使进入基坑内的地下水沿排水沟渠流人集水井中,然后用水泵将水抽出基坑外的降水方法。明排降水一般适用于土层比较密实,坑壁较稳定,基坑较浅,降水深度不大,坑底不会产生流砂和管涌等的降水工程。具体在选用明排降水时,应根据场地的水文地质特征,基坑开挖方法及边坡支护形式等综合分析确定,当具备如下条件时,一般可以采用明排降水方案。
2.2 井点降水
在地下水位以下施工基坑工程时,通常采用井点(垂直井点和水平井点)降水法来降低地下水位。垂直井点常沿基坑四周布设,水平井点则可穿越基坑四周和底部,井点深度大于要求降水深度,通过井点抽水或引渗来降低地下水位,实现基坑外暗降,保证基坑工程的施工。经井点降水后,能有效地截住地下渗流,降低地下水位,克服基坑的流砂和管涌现象,防止边坡和基坑底面的破坏;减少侧土压力,增加挖掘边坡的稳定性,有利于边坡的支护和施工;防止基底隆起和破坏,加速地基土的固结作用;有利于提高工程质量,加快施工进度及保证施工安全。目前常用的井点降水方法有:轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井点、引渗井点,辐射井(或水平井)点等。
2.3 堵截治水
由于基坑降水常会带来一些不良影响,如地面沉降,临近已有建筑物或构筑物的安全稳定及残留滞水的存在而影响边坡稳定等。为了避免这些问题的产生,可以采用堵截法将地下水体分隔开,在基坑内进行降水,基坑外的地下水位保持不变或变化很小。国内外对地下水进行堵截的方法有钢板桩、稀浆槽、夹心墙、防渗垂直帷幕、防渗水平帷幕及冷冻等。
3 降水施工中常见问题
施工中要根据实际情况对原有方案进行修改补充,使降水方案更加完善。在井点施工时,由于填入滤料不合适,在粉、细砂含水层中造成井内涌砂严重,不能进行洗井和抽水。一旦发现这种现象,应立即更换滤料或包纱网,以阻止流砂的进入;对于已打成的井点,只需将泥浆洗出后,就暂停洗井,以免涌砂后造成井孔周边地层塌陷,甚至影响边坡的稳定。当井点不出水或出水量很小的时,对于轻型井点类,可向井管内送人高压清水,以冲动孔内滤料,将泥浆和泥皮稀释、破坏、再送气吹扬洗井或接上真空泵抽吸。对于管井点,可在井孔周边10~30cm处用工程钻机打孔至含水层部位,从孔中送入高压清水直接冲洗孔壁的滤料,或边送水边送气吹洗,将井孔附近的砂和滤料吹出地面,待送入清水畅快流入井中后,从孔中填入新滤料,并重新进行井内洗井。此外,由于地下水水位的下降,使土层中含水量减少,浮托力减小,等于增加了附加荷重,使土产生固结、压缩,使建筑物基础发生不均匀沉降;如在井点施工和抽水过程中发生井孔坍塌和涌砂,将会加大其不均匀沉降。如控制不好,将会直接影响到邻近建(构)筑物的安全,所以必须特别重视。在降水时要随时注意抽出的地下水是否有混浊现象。抽出的水中带走的细颗粒不但会增加周围的沉降,而且还会使井管堵塞、井点失效。为此首先应根据周围土层的情况选用合适的滤网,同时应重视埋设井管时的成孔和回填滤料的质量。在同样的降水深度前提下,降水漏斗线的坡度越平缓,影响范围越大,而所产生的不均匀沉降就越小,因而降水影响区内的地下管线和建筑物受损伤的程度也愈小。
在基坑施工,如护坡桩、挖土、锚杆等施工过程中,常常会造成降水井点的损坏,特别是影响渗井的渗水效果。施工护坡桩时,由于机械碾压破坏井口,孔口坍塌与井孔连通后泥浆进入井中,造成井孔堵塞;大量注水使地下水位抬升,增加降水时间;当有砂层时,可能使井中出现涌砂等。挖土时,特别是挖第一步土和车道过程中,对于狭窄场地,井点距基坑很近,常出现挖坏井管;甩土时将泥、上掉人井中等。因此,必须加强降水井的保护。
参考文献
关键词: 软土地基 深基坑 质量控制
0 前言
软土泛指抗剪强度低、压缩性大的软弱土层,主要为饱和软粘土,在天然地层剖面上,它往往与泥炭或粉砂交错沉积。由于它的低强度、高压缩性和弱透水性,作为地基,常常成为棘手的工程地质问题。深基坑支护工程虽属临时性工程,但其技术复杂性却不逊于永久性的结构工程,本文结合工程实例,对于利用复合土钉进行深基坑支护的设计与施工作一探讨,并对处理效果予以评述。
1工程概况
1.1 支护体系及场施工
某工程的情况为,地上二十六层,地下两层。基坑平面尺寸为83.65m×53.70m,开挖面积约为4500m2,,大面积开挖深度为9.45m,中部楼电梯井剪力墙筒芯处承台加深3.9m,形成“坑中坑”。支护体系设计上采用内撑式排桩支护结构:支护桩为Φ700钻孔灌注桩,水平内撑为两层钢筋砼结构,支护桩间采用做止水的Φ500高压旋喷桩。
1.2 场地地质情况
本工程场地地势较平坦,平整后标高约为6.60m,根据岩土工程勘察报告,场地土层由上往下分为:
①杂填土:厚度0.80~2.10m;
②粉质粘土:厚度一般0.80~2.70m;
③淤泥:厚度一般3.00~8.60m;
④中砂夹淤泥:厚度一般0.90~7.30m;
⑤淤泥夹中砂/中砂夹淤泥:层厚一般16.15~22.40m;
⑥砾砂:厚度1.50~6.70m。
基坑开挖范围内岩土层主要为①杂填土、②粉质粘土、③淤泥、④中砂夹淤泥,坑底土层主要为④中砂夹淤泥,局部为③淤泥。
场地地下水的稳定水位为5.05~5.87m,对基坑开挖有影响的地下水主要赋存于第①杂填土的上层滞水及第④中砂夹淤泥中的微承压水,根据抽水试验,④中砂夹淤泥层的渗透系数为3.7m/d,水位埋深6.8~8.0米。
2 基坑施工
深基坑工程施工的关键工序是土方开挖和降排水,必须慎重对待。由于基坑自土方开挖就处于动的状态,支护结构的受力状态、大小、位移变形都随着开挖深度的增加而增加,而且由于软土流变特性,随着基坑暴露时间越久,基坑支护体系的位移变形越大,稍有不慎随时都可能会发生事先估计不到的事故。因此软土地区基坑开挖应特别重视时空效应问题,认真做好施工组织设计及工期安排,尽量缩短基坑暴露的时间,减少时空效应对基坑支护结构的不利影响。
2.1 施工进度
根据支护体系的设计特点及要求,结合场地和周边环境的实际状况,本工程土方共分三阶段进行开挖,施工顺序如下:
平整场地——第一阶段土方开挖——第一道支撑及东侧斜撑施工——第一道支撑养护——第二阶段土方开挖——第二道支撑施工——第二道支撑养护——第三阶段土方开挖——封底垫层——地下室结构施工。
2.2 开挖方法
由于支护体系内支撑设计充分考虑到基坑挖运土机械化施工的需要,以圆拱形钢筋砼环梁作为支护体系的内支撑,充分利用砼的受压特性,使得基坑平面内无支撑区域达75%以上,为挖运土的机械化施工提供了良好的作业条件。另外基坑北侧约7~8m为院内道路,可在北向中间对撑两侧留设两个挖运土坡道,以实现大规模、高度机械化的开挖,尽最大限度地减少基坑挖运土的时间,降低时空效应对基坑支护结构的不利影响。
基坑开挖采用3台CAT320型反铲挖掘机和3台小型挖掘机,由南向北逐步分段分层开挖,土方随挖随运。开挖以分层为主,东侧与门诊大楼地下室相邻处可结合采用分段方法开挖;支护桩边、格构柱附近及支撑梁底和基底、地梁等无法进行机械开挖部位的土方安排人工开挖、修整。
2.3 质量控制
在基坑开挖之前,技术人员详细调查了近年来已施工的类似深基坑工程,并对其监测数据中表明的不足与缺陷进行统计,做成排列图如下:
根据图表显示,已往施工的类似深基坑工程中基坑坡顶水平位移存在不足与缺陷所占的比例最高,为72.50%。究其因由,主要是地面超载及基坑降排水不当造成的,与土方开挖顺序不合理、开挖速度过快及支撑砼养护时间不足也存在一定的关系。针对上述调查结果,结合本工程实际及施工场地较为狭小的情况,在基坑开挖期间对不同的工序采取对应的施工预防措施:
2.4. 土方开挖措施
1)借用场外飞地作为临时工程材料堆场及加工厂、土方随挖随运,以实现基坑四周的零堆载,同时基坑周边严禁停滞大型机械。
2)基坑开挖采用分段、分层相结合并以分层为主的开挖方法,分层开挖厚度严格控制在2m之内;开挖至水平支撑位置后,及时跟进支撑系统钢筋砼的施工,以尽快形成水平支撑体系;在支撑系统砼未达到设计强度等级前,严禁进行下一道土方的开挖。
3)土方开挖必须严格按施工方案的顺序均衡推进,严禁乱挖以保证支护体系均匀受力。施工中配备专职人员进行测量控制,及时将基槽开挖下口线测放到槽底,以控制开挖标高,避免超挖。
4)每一阶段基坑土方开挖,在支护结构前均留置适量的被动土,待基坑内侧土方开挖完毕后再挖除此部分土体,以减少基坑支护结构变形和荷载的积累。
5)坑底标高以上200~300mm留作保护层,采用人工开挖,以保持坑底土体的原状结构、避免坑底超挖。开挖保护层时集中劳动力和配套设备,开挖一片,铺设一片垫层,以避免人为及自然因素造成扰动,减少坑底土的暴露时间,及时在坑底形成“水平支撑”,避免发生支护桩“踢脚”及坑底土体隆起等现象,确保基坑的整体稳定。
3施工中出现的问题及对策
3.1 地面沉降
当基坑开挖到底,准备进行大面积浇捣坑底砼垫层时,路面及教学楼E开始出现裂缝,为了摸清本工程基坑在土方开挖过程中的实况,项目部技术人员对现场的监测数据进行详细分析,对监测数据中表明的不足与缺陷进行统计,做成排列图如下:
根据图表显示,基坑坡顶水平位移存在不足的问题已得到有效控制,而坡顶、周边建筑物、道路的沉降问题比较明显,原由主要是基坑初期大规模降水造成的,根据这种情况,为消除降水的不利影响,决定采取以下措施:
1)在基坑北侧靠近住院部附近增设5口回灌井,将坑底抽排上来的地下水经沉淀过滤后回灌入地层,以平衡地下水位。
2)严密监测降水井出水量及地下水位变化,在不超过预警水位的前提下逐步降低整个基坑抽水系统的工作强度,尽量减少抽水量或降低抽水频率;同时根据各降水井的出水量,有组织有针对性地进行抽水,确保整个基坑的地下水位处于相对均匀稳定的平衡状态。通过上述措施,在整个基坑施工过程中,路面及教学楼E的裂缝发展得到较有效地控制,效果明显,基坑稳定与安全得到有效保障。
1.1边坡整修问题深基坑实际施工过程中,机械开挖深度较浅或者深度太深的现象经常出现,由此造成对开挖方数量进行控制难度很大。此外,机械开挖过程中,因为深度增加,导致边坡平顺度以及平整度质量受到影响。采用人工方式开展深基坑开挖,施工难度很大,这是由于人工整修受到各方面的限制,特别是安全施工限制性很大,因此造成深度较大的基础开挖,不仅施工难度大,同时施工质量也无法保障。
1.2基坑开挖进度控制不当深基坑施工过程中,出现频率最高的一个问题是开挖过程中,由于施工队伍整体素质偏低,施工技术以及施工条件差,另外施工企业为了获取更多项目收益,还会随意修改施工设计,不仅造成规范性与科学性均很低,同时还会影响工程应有安全度,使其越来越低。
1.3基坑边坡支护事故设计方案不合理、基坑降水措施不到位、土方开挖程序不合理;边坡顶部堆在超过设计要求,边坡锚杆深度不足或预应力张拉过早且不到位,孔内水泥灌注不饱满、边坡监测不到位造成边坡塌陷。。
2建筑工程深基坑施工处理措施
2.1做好深基坑工程施工前准备工作在深基坑工程施工前,需要做好以下几个方面的准备工作:(1)认真审核施工图纸。有施工方组织相应的技术人员,根据施工合同相关内容对施工图纸进行仔细审议,并根据施工图纸内容,与相关人员取得联系,将工程细化,明确各方的责任以及工作范围。建设方将审议结果呈交给业主以及监理单位,做好工程设计变更工作。(2)制定完善的施工管理制度,使深基坑施工中各阶段工作有章可循。(3)明确工程质量目标,树立全员质量意识,制定完善的质量计划,落实相应施工的质量标准。(4)制定科学的施工方案,根据工程特点以及周边地质条件,征求每一方参建人员意见,对各方意见进行综合,确定切实可行的深基坑施工方案。(5)开挖前必须组织各方做好开挖条件验收,要求逐条达到设计要求的开挖条件,如支撑强度、降水深度等,才允许开挖施工。(6)施工前应完成监测点的布设并读取初始数据。
2.2提高土方开挖的合理性(1)在施工点,相关施工人员需要对地质条件、周边环境等进行详细的了解,确认施工区域内地下管道、线路分布情况等。(2)根据地质勘察报告具体情况,并根据深基坑工程的实际要求,确定土方开挖的速度与步骤,同时做好相应的环境保护措施,避免对周边环境造成恶劣影响。开挖的顺序和方案必须与设计工况一致,并遵循“开槽支撑,先撑后挖,分层开挖,严禁超挖”的原则。(3)施工单位需要做好土方开挖的监测工作,推行信息化施工,确保土方开挖的合理性,避免出现基坑主体结构桩基变为等问题。(4)为防止深基坑挖土后土体回弹变性过大,在基坑开挖过程中和开挖后,应保证井点降水正常进行,在挖至设计标高后,要尽快浇筑垫层和底板,减少基坑暴露时间。必要时,可对基础结构下部土层进行加固。
2.3加强深基坑施工质量管理与监测深基坑工程包括土方开挖、支护、防水、基坑围护等多个环节,任何一个环节出现质量问题,对整个基坑工程质量都会造成巨大的影响,甚至酿成安全事故。所以,施工单位要做好每一个阶段的施工管理工作,确保每一阶段的施工严格按照施工图纸进行,落实施工质量计划。如在土方开挖过程中,检查是否采用了与施工方案相匹配的施工方法与步骤,在膨胀土地区是否避免了在雨季开挖,在软土地区开挖时,基坑大小是否适宜等。在支护阶段,要检查基坑底部隆起情况、支护结构顶部的水平位移情况以及支护结构的支撑轴力、地下水位、支撑立柱沉降等,如果发现异常情况应及时采取措施进行处理。
2.4做好深基坑施工应急预案深基坑工程是建筑工程施工中的重点与难点,在施工过程中常常出现不可预见的工程问题,为了避免这些问题对工程质量造成太大的影响,施工单位就需要做好相应的施工应急预案。如基坑排水应急预案、气象异常预案、地下障碍物预案等等,只有全方面的工程应急预案,才能在紧急情况发生时的第一时间提出解决对策,为工程施工提供保障。
3总结