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关键词:深基坑;监测
一、项目概况
某深基坑工程水文地质条件属于软土地基,地质较差。此类地质若开挖很容易造成基坑涌动,而且基坑南北侧均有建筑物,环境复杂。做好水位与基坑监测是关键。监测布置见图1:
图1 监测布置图
二、监测方案
(1)冠梁顶部水平位移监测
监测仪器采用徕卡ts06,精度 ,在坡顶或桩顶按设计要求,均匀布设监测点,共设置8个水平位移监测点。由于该项目基坑水平位移点离开基准点较远且不通视,故须增设工作基点,这样可使设站不受施工和地形的限制,提高监测精度和工作效率。具体监测方法是选择稳定的a,b点为基准点,0点为工作基点,每次观测时先以a点为测站点,b为后视方向,测定ao的距离及与ab的夹角,再以0点为测站点,oa为后视方向,测定n点至每个监测点的距离及与oa的夹角,通过测角度和距离算得监测位移点偏离基坑方向的距离,而本次与上次距离之差就是偏移量。
通过支护结构桩顶的水平位移变化数据,判断基坑及地下室施工期间基坑支护结构的安全状态,以有效指导信息化施工的目的。
(2)临近道路水平位移监测
监测仪器采用徕卡ts06,精度 ,在道路靠近基坑一侧按设计要求,均匀布设监测点,共设置20个水平位移监测点。针对工程基坑特点,选用小角度法。具体监测方法是选择稳定的a,b点为基准点构成基准线,尸点为位移点,每次观测时以ab为稳定的方向作为起始零方向,通过测角度和距离算得监测位移点至ab方向的距离,本次与上次距离之差就是偏移量。
从而达到通过道路水平位移变化数据,判断道路及地下管线的安全状态,以有效指导信息化施工的目的。
(3)周边建筑沉降观测
测量仪器:ds05水准仪,精度为0.01 mm;共设置14个点,分别布设在邻近建筑物角点和跨中位置建筑物承载柱上。采用高差测量法,以附合或闭合路线在水准路线上联测各监测点,以水准控制点为基准,测算出各监测点标高。同一测点相邻两次标高差即为本次该测点沉降量(向下沉降量为正值):本次沉降=本次高程-前次高程;从第一次沉降量累加至当次沉降量即为该测点累计沉降量,测点的初测高程共测量3次并取其平均值。
通过沉降观测数据,判断基坑及地下室施工期问周边环境及支护结构体系的安全状态,及时提供周边环境信息,可进一步指导施工的目的。
三、监测结果及分析
按照监测方案埋设的监测点位42个,均正常使用,即监测元件的埋设成活率为100%,占工程总量的100%,满足监测工程的需要。
(1)周边建筑沉降监测
根据现场勘查,基坑南侧紧靠一幢建筑,基坑北面约40m处为商铺,根据基坑设计要求对这两栋建筑进行了沉降监测。
1.基坑南侧建筑沉降监测
该建筑距离基坑平均距离约3---4 m,在基坑降水和开挖施工过程中进行了沉降监测,沉降-时间曲线如图2。
图2 基坑监测南侧建筑的沉降一时间曲线
从图2可以看出,从基坑开挖期到底板开始浇筑期间,j1--j6各点的累计沉降量较大,但后来变化量都趋于平稳。原因分析:这段时问开挖位置非常靠近这些点位,沉降量突显,这是由于基坑土体及南侧建筑的荷载作用产生向基坑方向的位移作用,连带产生沉降;但随着开挖到设计标高底板开始浇筑,沉降就慢慢回稳。变化量较突出的点是j1.j2和j3点,由于其靠近基坑,故在开挖过程中必然产生较大压力,但在施工过程中及时进行了监测和预报,施工方也放缓了开挖进度,开挖速度和降水正常化,所以沉降量的累计值和沉降速率均未超过报警值。
2.基坑北侧a建筑沉降监测
建筑距离基坑的平均距离约40m,在基坑降水和开挖施工过程中进行了沉降监测,沉降一时间曲线如图3。
图3 a建筑沉降一时间曲线
从图3可以看出,沉降变化量及累计值较大的为c11 ,c14,、两个点。原因分析:这两点位分别位于建筑的西北和西南角,正好在基坑的中部位置,故受到的影响较大,但由于施工进度和降水正常,所以沉
量的累计值和沉降速率均未超过报警值。
3.基坑北侧b建筑沉降监测
b建筑与a建筑东西并排,且处于a建筑的正西方向,距离基坑的平均距离约40m,在基坑降水和开挖施工过程中进行了沉降监测,沉降一时间曲线如图4。
图4 b建筑沉降一时间曲线
从图4可以看出,沉降累计值较大的点为c23,c22两个点,原因分析:这两点位分别位于b建筑的东北和东南角,相比c21、c24更靠近基坑的中部位置,故受到的影响和沉降量较大,但由于施工进度和降水控制的基本正常,所以沉降量的累计值和沉降速率均未超过报警值。
(2)地下水位观测
基坑回灌井共有6个,选取其中的4个进行监测,并根据水位变化量随时问变化的曲线来判断水位的波动,负值表示水位下降,正值表示水位回升,地下水位一时问曲线如图5。
图5 地下水位一时间曲线
由图5可以看出,在整个基坑施工时段内水位基本呈下降趋势,只在局部出现波动。局部水位下降的主要原因是基坑降水和局部渗漏等情况;局部水位的上升是源于季节性降雨,且降雨对水位变化的影响较大;局部水位陡降主要与地下围护结构的止水效果有关。
(3)水平位移监测
该基坑东西相邻桥涵,南侧紧邻三层建筑,北侧紧邻东西向道路,施工期间对进基坑及其北侧的道路进行了水平位移监测。
1.基坑圈梁水平位移监测
圈梁水平位移一时间曲线见图6。
图6 基坑圈梁水平位移一时间曲线
从图6可以看出:①位移变化最活跃的点分布在11月至第二年的1月这个时间段,原因分析:这段时间正好处于基坑开挖和施工期,符合客观情况;②从点位分布及正负变化可以看出,整个基坑的移动方向向北,并且变化突出的点位是19",18",23",22#点,其中19",18#位于基坑南侧紧靠三层建筑的j2和j1,,监测结果表明19“和18"的位移与j2和j1、的沉降是一致的,符合位移与沉降的变化规律。由于施工中采取了先支撑后开挖及边挖边撑的正确施工工艺,整个过程中位移变化量累计值和速率都在允许范围内。
结果总体评价:从基坑土方开挖到设计标高这个阶段,圈梁顶部各位移监测点的变化量增加较快,其原因主要在于开挖后周围土体产生侧向压力所致,而随着基坑底板浇筑的完成变化量逐渐趋稳。
2.道路水平位移监测
基坑北侧和西侧紧靠道路,对这两条道路监测的时程曲线如图7。
图7 基坑道路水平位移一时间曲线
从图7可以看出:①道路的整个变化规律与基坑变化呈现出一致性,即在11月至12月31日这段时间内变化较活跃,之后变化趋势开始平稳;位移变化量及累计值较大的点为w3、w4、w7、w8这儿点位于基坑西北侧方向,靠近西边桥涵w10、w14这两点位于基坑东北侧方向,靠近东侧桥涵,所以这些点受到的影响较大。②基坑北侧道路位移变化与基坑北侧水平位移监测点的变化基本一致,说明土体对二者产生的位移是一致的。③结果总体评价。在开挖初期到底板浇筑期间,由于周围土体的侧向拉力致使道路产生基坑方向的位移,而随着基坑底板浇筑的完成变化量逐渐趋稳。
关键词:影响因素;技术要求; 结构类型; 注意问题
Abstract: with the building highly increase, according to the structure and the application requirements, basic buried depth also always increase, so there appear a large number of deep foundation pit engineering. In order to guarantee the foundation pit of buildings, underground pipeline, road safety, we should promote the deep foundation pit supporting technology. In this paper, the main content of deep foundation pit engineering and supporting structure type analysis, the paper discusses the deep foundation pit technology.
Keywords: influencing factors; Technical requirements; Structure types; Pay attention to problems
中图分类号:TV551.4文献标识码:A 文章编号:
1 深基坑施工中的影响因素
基坑开挖不可避免地要引起坑内土体的应力释放,基坑开挖土体的空间尺寸的大小直接决定了每步开挖土体释放的压力大小。
1.1深桩对工程的影响在深基坑工程施工中,要充分重视深桩对土质的影响,包括:沉桩外的工程地质条件,特别要注意土的塑性指标及粘粒含量,判断会否发生液化;桩的密度及类型;沉桩时的速度;孔隙水压力变化;沉桩与土方开挖的间隙时间等。
1.2降水对工程的影响在深基坑施工中,常遇到水位较高的情况,往往对坑内外采取降水。目前,降水主要采取轻型井点、喷射井点、深井井点及电渗井点等方法。但在降水过程中,由于含水层内的地下水位降低,土层内液压沉降,使土体粒间应力增加,从而导致地面沉降,严重时地面沉降会造成相邻建筑物的倾斜及破坏,由于水位差增加,易出现管涌,造成工程事故。
1.3土方开挖对工程的影响在城区内施工中,必须考虑到周围建筑物、地下管线、道路等因素的安全。通常会在基坑土方开挖过程中出现墙体水平位移、墙后地面沉降及坑体土体隆起等土移现象。土体开挖必然引起墙体的水平位移,这种位移还受土的蠕变及应力松驰的影响,若基坑开挖深度较大而又来不及支撑,可能就会发生基坑坍塌,或因支护结构不够牢固而造成基坑失稳、墙体水平位移。会引起墙后地面的沉降。在土方开挖过程中,基坑底部土也将发生回弹变形,开挖越深,回弹量就会越大,即发生土体隆起现象。
2 深基坑支护技术要求
在具体的工程实践中,科学设计和处理深基坑支护结构,并采用安全合理的支护技术措施保证深基坑施工至关重要。工程深基坑支护结构的作用是在基坑挖土期间挡土又挡水,以保证基坑开挖和基础施工能安全、顺利地进行,并不对周围的建筑物、道路和地下管线等产生危害。支护结构一般是临时性结构,基础施工完毕后,也就失去作用。因此,支护结构既要确保基础安全、顺利地施工,又要考虑方便施工、经济合理。深基坑支护的基本要求是:技术先进,结构简单,受力可靠,确保基坑围护体系能起到挡土作用,使基坑四周边坡保持稳定;确保基坑四周相邻建(构)筑物,地下管线、道路等的安全,在基坑土方开挖及地下工程施工期间,不因土体的变形、沉陷、坍塌或位移而受到危害;通过排水、降水、截水等措施,使基础施工在地下水位以上进行;经济上合理,保护环境,保证施工安全。施工监测内容:地下水位、邻近建筑物和道路的水平位移、支护结构水平位移及坡顶沉降,预应力锚杆的预应力监测。在支护施工阶段,要每天监测1次,在完成坑开挖,变形趋于稳定的情况下,可适当减少监测次数,直到支护退出工作为止。在施工开挖过程中,基坑顶部的侧向位移与当时的开挖深度之此,如超过2%-5%数值时,应密切加强观察并及时对支护采取加固措施。当发现基坑顶位移超标,地面裂缝较大时,土钉墙部分应采用加密土钉或打预应力土钉的方法解决,桩锚护部分采用补打锚杆的方法补救,严防事态扩大。
3 基坑支护结构类型
基坑支护首先要保证支护结构的安全性,同时也要兼顾经济性和施工便利性。支护结构一般由支挡结构(挡土墙)和支撑(或拉锚)两部分组成,支护结构设计必须根据基坑开挖、地质情况、场地条件、环境条件以及施工条件。通过多方案对比选择,确定安全可靠、技术可行、施工方便、经济合理的支护结构方案,且保证工程的顺利进行,这样就必须了解现行的各种基坑支护方法的优缺点及其适用范围。目前所采用的基坑支护措施多种多样,常用的支护结构类型有以下6种:
3.1水泥土围护墙
水泥土围护墙是采用深层搅拌机就地将士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。水泥土围护墙的优点: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,并且施工中无振动、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,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。水泥土围护墙主要适用于加固淤泥、淤泥质土和含水量高的粘土、糟质粘土、粉土,对砂土及砂质粘土等较硬质的土的适应性也逐渐被挖掘出来。
3.2旋喷桩所用的材料亦为水泥浆,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,可用作支护结构挡墙。其截面抗弯刚度、整体性、防水抗渗性能均较好,较经济,而且其施工设备结构紧凑、体积小,机动性强、占地少.但是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,由于喷射的浆渡无法在注浆管周围凝固,均不宜采用该法。
3.3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,但由于钢筋混凝土扳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。但由于其截面形状及配筋对板桩受力较为合理并且可根据需要设计,目前已可制作厚度较大(如厚度达500mm以上)的扳桩,并有液压静力沉桩设备,故在基坑工程中仍是支护板墙的一种使用形式。
3.4人工挖孔桩
人工挖孔桩是依靠人工开挖成孔,边开挖边施工护壁.在护壁的保护下逐层循环开挖至桩底,成孔后绑扎,下放钢筋笼,浇筑混凝土,最后成桩。人工挖孔桩的优点:节省工程造价,成桩费用低,而且不需要大型机械设备,同时增加工作面容易,只要适当增加劳动力即可加快工期,并且开挖成桩后浇注混凝土,成桩质量好。人工挖孔桩的缺点;受地层条件的限制,不适用于砂性地层及地下水丰富的地层;施工环境差,属于小直径、井下作业:并且劳动强度大,施工安全性差。
3.5土层锚杆支护
土层锚杆在长度上分为锚固段和自由段,锚固段是它在土中以摩擦力形成传递荷载的部分,使用水泥、砂浆等胶结物以压浆的形式注入钻孔中凝固而成的.其中有受拉的锚杆(钢丝束等),上部连接自由段。自由段不与钻孔土壁接触,仅把锚固力传至U锚头处,锚头是进行张拉和把锚固力锚定在结构上的装置,使结构产生锚固力。采用该支护形式可将悬臂式结构厚度减小到最经济的程度:
3.6地下连续墙
地下连续墙是在基坑四周构筑具有相当厚度的钢筋混凝土封闭的墙体,用作基坑内部开挖及施工主体结构时的屏障。地下连续墙具有以下的优点:它可减少工程施工时对环境的影响并且施工时能够紧邻相近的建筑及地下管线施工,对沉降及变位较易控制;地下连续墙的缺点;施工技术要求高,对于弃土及废泥浆的处理问题,除增加工程费用外.如处理不当,还会造成新的环境污染:地下连续墙虽适应的还是软塑、可塑的粘性土层。
4 深基坑施工应注意的其他问题
4.1沉桩施工要充分重视沉桩对土质的影响。对沉桩速度快、施工工期要求紧的密集群桩工程要采取如下相应措施,防止发生工程事故:沉桩时可打设袋装砂井或塑料排水板,或减少孔隙水压力的增高;支护结构设计要考虑因超孔隙水压力对土的影响,为使各项物理力学性质指标取值更加可靠,最好在工程桩结束后,对土体做些原位测试,积累经验,提高工程的设计与施工水平;坑内土方开挖时采取预降水,尤其雨季施工更应注意;采取钻孔取土沉桩以减少挤土造成孔隙水压力增高。
4.2土方开挖一是在作基坑支护设计时应考虑土体的蠕变、重视因土体蠕变使土堆强度降低的影响;二是由于土的蠕变特性,挡土墙会随着无支撑时间的延长而逐渐增大变形,必须严格控制无支撑工况时间;由于土的松驰性,支撑同围檩及挡土墙间须共有可靠连接,采用钢支撑的基坑还须注意附加应力;坑内土挖到设计标高时应及时施工垫层混凝土,垫层厚度视情况而定,须重视挡土墙的止水帐幕及入土深度。
【关键词】岩土工程;深基坑支护;技术措施
1引言
我国城镇化进程的加快使得城市有限的土地资源变得越来越紧缺,为了缓解人口的大量增加与稀缺的土地资源之间的矛盾,高层建筑、超高层建筑越来越多。为了解决地基沉降的问题,高层建筑的建设需要建立在深基础、大基础之上,而深基坑在开挖的过程中必须充分考虑施工场地的地下管道、道路以及周围的建筑物、地下水水位改变等因素。为了保证施工的顺利进行,必须采取必要的深基坑支护技术。深基坑支护技术不仅关系着工程建设的质量,影响着工程建设的顺利进行而且关系着施工人员的生命财产安全,所以,在工程建设的过程中要根据工程建设的实际特点选择合适的支护技术。
2岩土工程中常见的深基坑支护技术
2.1钢板桩支护技术
钢板桩相互连接之后形成的钢板桩墙可以有效地阻挡沙土与水,又因为其施工难度也较低,所以钢板桩支护技术在施工过程中的应用比较普遍。但由于钢板桩支护在施工的过程中噪声较大,所以在施工的过程中会对周围的环境造成一定的影响。此外,由于钢板桩自身具有一定的柔性,在施工的过程中容易发生变形,如果在支护上出现问题会带来意想不到的后果,所以在基坑深度大于7m时不宜采取这种方式。
2.2土钉墙支护技术
土钉墙支护技术是在基坑土坡的表面铺设钢筋网后再向钢筋网喷射混凝土面层,同时,通过已经深入到基坑侧面土体中的土钉与边坡土体紧密结合,从而达到加固边坡使其稳定的目的[1]。这种情况之下,土钉与混凝土面层形成有效的受力体系后产生了很好的挡土功能。但需要注意的是,在开挖过程中需要遵循分层开挖、分层支护的原则,并且还需要做好混凝土面层和土钉的养护工作。土钉墙支护技术往往适用于无地下管网、地下水位以下的边坡支护,不适用于淤泥土的支护。
2.3灌注桩支护技术
灌注桩支护技术是指利用专门的钻孔机械设备钻出桩孔后将混凝土浇筑在桩孔内生成灌注桩的技术,是目前岩土工程深基坑支护技术中最常见的1种技术形式。灌注桩支护技术在施工的过程中必须保证钻机钻孔之前施工场地是平整的,在做好排水沟的开挖工作后进行试桩成孔确定好轴线的定位点、水准点,做好防线定桩位。在钻孔的过程中,还需要做好水泵设备、桩架的安装工作,然后埋设孔口护筒,充分发挥孔口护筒保护孔口、存储泥浆等作用。
2.4喷锚支护技术
喷锚支护技术综合了钢筋网喷射混凝土锚杆和土层锚杆两者的优点,具有稳固、安全的特点。钢筋网喷射混凝土锚杆主要是指锚杆在高速喷射的情况下喷射到已固定的钢筋网支护上,进而使得支护土体与喷层发生嵌固效应。锚杆固定后在土体内与土体之间形成了复位,从而有效地提高了土体的强度和整体性,并且有效控制了位移现象的发生。
3岩土工程深基坑支护中的常见问题
岩土工程深基坑支护技术在长期的发展过程中积累了一定的经验,但仍然存在着一系列的问题,具体表现如下。
3.1土层开挖和边坡支护不配套
通常情况下,深基坑支护施工要滞后于土方开挖施工很长一段时间,在进行支护施工时必须采用二次回填或搭设架子的方式来完成。土方开挖工程工序简单、技术含量低、施工组织和管理难度小。而支护工程工序复杂、技术含量高、施工组织和管理的难度较大。所以在工程的建设施工过程中,土方开挖工程与支护工程多是由不同的施工队伍来完成的,这就会导致土层开挖和边坡支护不配套现象的出现。土方施工单位往往为了抢进度,开挖顺序较为随意,不注重给后期支护施工留充足的工作面,这就使得后期的支护施工不能顺利进行。
3.2边坡修理不符合要求
深基坑在进行开挖时通常使用机械开挖,在机械开挖、人工进行简单边坡修理后就开始进行支护施工。但在实际开挖中,技术交底不到位、施工管理较为松散、分层分段开挖高度不一致等因素的存在都会导致边坡表面不平整,需要对边坡进行修理。但受到种种因素的制约,边坡修理往往不能符合工程建设的要求,使得挡土支护后常常出现欠挖、超挖现象。
3.3注浆不到位、土钉或锚杆的受力不能达到相关的设计要求
深基坑支护所用土钉或锚杆通常使用钻孔直径为100~150mm的钻机成孔,孔深从五六米到二十多米不等,钻孔所穿过的土层质量也不一样[2]。在这种情况之下,如果不对土体的情况进行细致的研究,会出现出渣不尽的现象,残渣沉积不仅会影响注浆的进行还会出现孔洞坍塌的问题。除此之外,如果注浆时配料不标准、操作不规范还会造成土钉或锚杆的受力不能达到相关的设计要求,严重影响工程质量。
4岩土工程中深基坑支护技术的施工要求
4.1合理选择深基坑支护技术形式
如前文所述,深基坑支护有很多常见的技术,但每一种技术的优势和适用范围是不同的,所以,在深基坑支护技术的使用过程中要根据工程特点,合理选择深基坑支护技术形式,切忌盲目使用。合理的深基坑支护技术能够有效保证施工安全,提高施工质量。
4.2明确深基坑支护工程的性能要求
深基坑支护施工能够有效提升地基的稳定性和承载能力,但在深基坑支护技术的施工过程中,深基坑支护工程的性能还有着其他的要求,比如说基坑的防水作用、基坑四周的稳定情况等。因此,明确深基坑支护工程的性能要求能够有效提高支护工程的施工水平和质量,促进施工的安全进行。
4.3合理设计深基坑支护施工方案
在确定深基坑支护的施工形式后需要合理设计深基坑支护施工方案。在进行方案设计时,要充分考虑基坑开挖的各个影响因素并对其进行有针对性的分析,比如建筑物的占地面积、基坑的边缘距离、地基的地质条件等[3]。
5提高岩土工程深基坑支护技术的具体措施
5.1加强观测力度
在岩土工程的深基坑支护施工过程中应该加强对地下管线、基坑边坡等的观测力度,并且在观测结束后及时将施工前的观测数据与施工过程中的观测数据进行对比。在对比后如果发现两组数据存在着冲突,应当根据实际情况及时进行分析解决,确保工程安全和工程质量。在基坑支护过程中数据的准确获得对于整个工程的顺利进行会产生非常大的影响,所以在施工过程中加强观测力度对于整个工程质量的提高具有非常重要的现实意义。
5.2加强施工管理控制
在岩土工程的深基坑支护施工中,需加强施工管理控制,对于在施工过程中出现的一系列问题及时发现、及时解决。在施工前,要做好设计方案,规划施工进程,确保施工可以正常开展。在施工过程中,应该根据施工的任务和目标,遵循深基坑开挖的原则,实行分层、分段开挖与支护,避免不规范开挖现象的出现[4]。
6结语
经济社会的发展使得建筑工程的复杂程度越来越高,其对岩土工程深基坑支护技术的要求也越来越高。深基坑支护技术发展潜力巨大,我们应该加强对深基坑支护理论和支护技术的研究,从而促进我国建筑事业的进一步发展。
【参考文献】
【1】余良武.岩土工程深基坑支护方案探析[J].低碳世界,2017(5):188.
【2】杨文方.岩土工程深基坑支护技术应用探微[J].中国设备工程,2017(13):152.
【3】廖辉.岩土工程深基坑支护施工技术探讨[J].资源信息与工程,2017(1):113.
深基坑工程是指在开挖深度大于或者等于五米以上的基坑通过土方开挖、支护、降水的方法的工程,如果工程基坑的深度并没有达到五米,但是由于其地址条件、周围自然环境以及地下管线等非常之复杂,或者对毗邻建筑物安全有一定影响的基坑也可以叫做深基坑工程。土地整体开挖、降水与排水、围护的基本结构、基坑支护、周变的基本防护以及对工程的检测等方面为基本主要内容。在与周围的环境条件、涉及的方方面、影响的基本因素等比较多的方面来分析,深基坑施工是由区域性和综合性两部分组成的。工作条件基本为地下、规模性比较大、要求很高等方面来分析,都具备风险性和挑战性。同时具备复杂性与不确定性的是在地址条件和地下管线的等方面。其中,在建筑规格方面市政工程深基坑施工的最大特点就是深、窄、长。
2市政工程深基坑施工中存在的问题
2.1深基坑施工中在降水问题处理的不当
在深基坑施工之中,一个较大的难题就是对降水的处理问题,而且这是极为重要的,因为如若没有将降水问题处理妥当就会导致挡土基坑支护的结构失去其稳定性、地基的承载能力下降与变形等事故的发生,危害性还是及其巨大的。目前市政工程深基坑施工主要就是通过以轻型井点、喷射井点和深井井点等方式进行降水,存在许多处理并不得当的问题在降水期间,比如降水速度过快等,就很有可能对地面造成沉降,使对环境造成许多不良的影响,使其影响最大的就是深井降水。
2.2施工的过程中并没有按照专项的施工方案执行
深基坑工程不论是施工设计还是方案上往往都市比较完善的,但是由于在实际的施工过程中却往往因为只图眼前的利益加快施工进度和对施工质量的偷工减料等各种各样的问题。比如在对支护进行施工时,在深层搅拌柱中掺入的水泥量并没有在设计中的那么多,这对水泥土的支护强度有着直接的影响,由此使在深基坑中水泥土发生裂痕对施工质量有很大的影响。另外,在深基坑开挖属于是一个空间的问题,在对按平面应变假设的设计支护结构构成方面适当的进行一些调整是许多的施工单位不能够做到的。
2.3施工中运行信息化进行的程度不够
深基坑工程由于地质条件的问题变得复杂多变,在施工的实际过程中,同样处于动态变换中的是围护结构所受的荷载,使其会出现围护结构以及基坑周围土层的位移变化,从而体现了深基坑在安全施工中体现的突变性。为了使安全系数降低,所以就就要合理的运用信息化技术对工程的设计以及在施工进行的过程中安全检测和反馈的及时等。然而,由于我国目前的深基坑工程在进行运用信息化的施工程度还远远不够,在险情发生的时候暂时还没有一个良好有用的预警系统,从而使原始报表信息不能够及时有效的传递给专家组。
2.4深基坑支护的结构设置不合理
深基坑工程一个很重要的组成部分就是深基坑支护结构。需要在进行支护结构选型的时候考虑许多不同的因素,比如地下水位的高低程度,地基土类型的选择以及周围的基本环境等。在根据不同条件的基本下选择合适合理的支护结构,但是由于许多的施工工作人员的经验不足以及一些其他的原因对深基坑的支护结构型式的选择造成很多不合理,直接导致了建筑不牢固的支护结构,从而使其对深基坑甚至整个工程的安全造成了很大的威胁,同时还会对周边的环境造成影响。
3市政工程深基坑施工中面临的问题与对策
3.1对降水处理问题的加强
为了减轻或避免深基坑的变形而提高深基坑内土体的水平抗力,在开挖之前要先进行降水。同时还应该注意的是在降水期间进行检测,主要是周边的建筑物、地下的管线以及地表沉降等,而且降水要保持相应的速度不宜过快。地面设回灌井在深基坑之外,采用回灌措施可以在必要的时候确保周边。
3.2深基坑施工质量进行全程监控
施工设计在施工前进行全面的分析与研究,根据施工的设计计划对施工人员进行详细具体的安全安排和技术工作指导。在施工期间,应该及时有效的进行监控对施工进程与施工质量等,按照施工设计方案严格的进行施工,如果在遇到特殊情况需要对施工方案进行改动时,在应该按照修改后的设计方案进行施工。
3.3重视信息化施工
信息化施工是指一项发展前景非常好的新技术,代价较小、成效较大、高性价比等为其优点。由于深基坑工程具有风险与安全两个特点,所以在保证深基坑工程能够安全有效的进行,就要对安全系统有良好的检测。信息化施工就是通过对施工信息不断的采集,并且对这些心急进行不断的修改设计和指导方案,将施工设计的变化过程处于动态的状态,对信息的反馈,不断对设计方案进行优化,从而使不安全的因素进行排除,以确保深基坑工程能够在经济合理的同时又能保证安全可靠的进行下去,保证工程最佳的实现。
3.4丰富设计人员的支护设计经验
今后深基坑工程发展的一个必然趋势就是如何能够使支护结构的选型更加的合理。设计人员必须对支护设计有着良好丰富的经验,只有这样对能对支护结构型式设计的更加合理。比如位于在地下水位以上的粉土、粘性土以及五年图等能够在钉墙上选取的用土,但是淤泥质土和软土不能作用于此墙之上。如果能够较为合理的选择支护结构型式的话,那样就能做到将整个深基坑以及整个的建筑物的施工合理有效的同时又保证安全可靠的进行,由此还能为此带来良好的社会与经济的双重效益。
3.5南方汛期对深基坑支护的注意
六月到八月的两个月的南方,有许多的地区都进入了汛期,由于在汛期报防御、泥石流、洪水、滑坡等现象的时有发生,对深基坑工程造成了许多不利的影响。应该在汛期前对坑边多余的弃土进行清除,在汛期之后应该进行合理有效的检查和测量对深基坑的固壁支撑结构等,如若及时发现有疏松、裂痕、支架折断等现象,就应该及时有效的采取相应的补救措施。对深基坑周边环境的监控进行加强,将要配备足够的排水设施,以确保能够及时的进行排水,从而避免了深基坑的崩塌。
4总结
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
确保建筑施工的稳定进行。
关键词:建筑工程;深基坑支护;施工技术
中图分类号:TU74文献标识码: A
一、深基坑支护施工技术的意义
建筑工程施工过程中,深基坑技术工程施工的重要基础性技术,对整体工程的质量具有非常大的影响,特别是在当前建筑工程项目不断增加的情况下,传统的直接放坡开挖的施工技术越来越无法满足当前高层建筑的深基坑施工需求,所以采用支护技术是当前施工中必不可少的重要环节之一。利用深基坑支护技术不仅可以有效使地面空间得到充分的利用,而且可以充分的利用地下空间,有利于实现对土地资源的节约。目前在建筑工程施工中,由于技术的快速发展,深基坑结构不断的加深,在这种情况下,就对技术具有较高的要求,所以利用深基坑支护技术,可以有效的避免在深基坑中由于地下水、土体等对基坑所带来的压力影响,使基坑的稳定性和安全性得以保证,同时对于工程的质量也起到了非常好的效果。
二、深基坑支护工程的特点
随着高层建筑的不断发展,基坑也开始朝着大深度的方向发展,为了便于施工,基坑的开挖面积也在不断增加,加上复杂的开挖条件,对于基坑的支护工程提出了更高的要求,也在很大程度上加大了基坑施工的难度。就目前而言,深基坑支护工程的基本特点包括:随着基坑形式的变化而变化,形式多种多样;属于临时性工程,贯穿于基坑施工的始终,施工周期长;施工的规模较大,且成本相对较高;地质条件复杂多变,施工条件差。
支护工程的作用主要有:首先,可以确保基坑边坡的稳定性,起到防止坍塌和陷落的作用;其次,确保深基坑工程在施工过程中,不会受到土体变动产生的影响;然后,可以通过排水、截水等措施,将基坑中的水排出,保证基坑工程可以在地下水位以上进行正常施工,切实保证施工的安全。
三、深基坑支护施工技术应用分析
1、做好工程勘察
建筑施工中工程勘察是重要和基础环节,需要依靠具体的地质条件作实际勘察,当然对于急需支护的地区还应进行针对性的初步勘察,由于各场地的地质状况不相同,因而可以依据底层结构、具体的地下水位以及变更条件等对当地的土地建立科学合理的评价,制定出相应的解决措施。勘察中工作人员尤其要注意对施工现场附近的建筑物的情况进行考察,充分观测施工产生的震动承受力,防止施工对其造成不可挽回的影响。
2、做好检测与检查
深基坑支护施工中,如果客观条件影响,支护主要结构或者支护尺寸和设计要求不吻合,施工人员应及时和设计人员做出协商,并按照施工顺序有序进行。地下水检测中一定要固定周期,安装好控制装置后应立即着手检测。施工现场还应派出专门的负责人员对于施工状况做出检查,加大现场管理力度。同时巡检也应设定整齐并做好相应的记录。
3、防止受到地下水的影响
地表下存在的地下水在深基坑支护施工中的影响是非常关键的,不少地下水渗透的区域都会出现地面下沉,造成施工隐患。因而有条件的话,可以通过人工降水方法减少地下水对深基坑支护机构造成的巨大压力,改善土质条件,确保工程的有序进行。如果周边环境限制不能采取降水措施时,较为有效的方法是建立水帷幕,起到挡水作用,保证施工质量。
4、防止极限状态发生
建筑工程中深基坑支护施工具有较大的破坏性,主要表现在:综合性的土体出现失衡,基地出现异动,结构不能保持稳定甚至遭到破坏,挡土部分的承载力失去效用,以及地下冲刷管涌和锚杆抗拔无效等。事实上,挡土部分局部变形而对周围建筑物以及道路造成影响,也会导致建筑物的结构性损坏,属于破坏性极限状态的一种。当前地区的高层建筑地下室也通常集中在1―3层,一般不会达到4层。基坑的深度也多为一层2米,二层9米,三层为12米,而石挡墙结构往往只能使用在7米左右的基坑,因而基坑过深的情况下一般采用单支点或者多支点深基坑支护结构。
5、深基坑开挖要对周边应重点保护
岩土工程进行挖土工程时,要做好施工现场周变地表的有效保护。一般来说,地面水渗透到基坑裂缝时,就极易导致支架结构的位移。为了避免这种情况出现,必须采取有效的措施及时堵塞,根据实际情况对地面上的水做分散疏导使其尽快流向其他地方,以有效防止这些水大量流入基坑。
6、做好变形监测控制
为了保证深基坑施工的安全性,采用动态设计法24h的系统监测对基坑稳定性分析与验算,同时还应该及时了解围护结构、周围土体的变形情况,将支护的沉降、位移量以及变形量均控制在预定的范围内,另外及时选择合适、合理安全的深基坑支护方案和开挖施工方法,以保证工程始终处于安全稳定的状态。
四、建筑工程深基坑中支护施工技术的具体分析
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。
要想获得高质量的混凝土灌注桩,使其发挥出更积极的作用,就需要在施工之前对工程的整个流程进行了解,并能够严格地按照相关规定执行,不仅能够提高基坑支护的质量,还能够满足基础工程的需要。混凝土灌注桩工程是十分复杂的,在进行施工之前应该做好施工现场的平整,测量放线等工作,进而为后续的施工做好基础,满足混凝土灌注桩的施工需求,进而促进整个基础工程建设的发展。该项施工技术是深基坑支护技术的一种表现形式,我们必须对此项技术加强重视,做好相关的工作。
2、锚杆支护
锚杆支护施工技术,是指在开挖的深基坑墙面或基坑的立壁土层上钻孔,并将钢索、钢筋等抗拉材料放入孔中,灌注浆液进行固定,从而形成抗拉力较强的锚杆。通过这样的方式,可以提高基坑支护体系的抗拉力,保证支护工程结构的稳定,防止出现变形情况,确保施工的安全;还可以有效节约人力、物力资源,降低施工成本。
3、排水处理
由于该基坑工程的深度在地下水位以下,为了避免地下水对于基坑施工的影响,需要采取相应的措施,做好防水排水工作。如果地下水流量较小,可以在支护工程中加入相应的排水工程,将积水排除;而如果地下水流量较大,则需要在施工前,采取适当的措施,降低地下水位,使得基坑工程可以在地下水位以上进行施工。
4、质量控制
一方面,对于混凝土灌注桩而言,要确保桩体埋深不低于1m,泥浆的比重必须控制在1:2左右;要确保钢筋笼的编制切实满足设计要求,安装位置准确,偏差在设计允许的范围内;混凝土的浇筑必须进行连续作业,对浇筑速度进行控制,避免出现堵管或钢筋笼上浮的情况。浇筑完成后,要采取相应的养护措施,确保浇筑质量。另一方面,要对锚杆支护工程进行质量检测,确保锚杆与土层结合的紧密型,保证锚杆作用的充分发挥。
结束语
深基坑支护技术是深基坑工程中经常运用到的技术,深基坑工程即是大型建筑物的地下室工程,如现在普遍流行的地下超市、地下停车场等。深基坑工程是随着大批人口涌入城市,城市空间出现巨大压力的情况下诞生的,在这种背景驱使下,深基坑支护技术也得到了广泛的应用和发展。
参考文献
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[2]李明,刘雪峰.探讨建筑工程基坑支护施工技术要点[J].科学中国人,2014,08:9.
[3]许文通.试论深基坑支护施工中的问题与解决对策[J].科技创新与应用,2014,02:218.
[4]陈胜.深基坑支护施工技术要点分析[J].建筑,2014,02:77-78.
意见及建议;
1、基坑支护工程必须在水位降水开挖面以下才能支护,没有说不降水就能施工的;
2、地下室一层深度为6米,两层为9-12米;
3、缺乏针对性,应该以某些工程为主,进行土力学计算及相关的设计理念进行论证;
关键词:工程测量深基坑施工特点仪器
中图分类号:TV551.4文献标识码: A 文章编号:
深基坑施工中测量的目的和特点与普通工程测量截然不同,其测量的方法和设备与传统的测量也完全不同。其中重要的测量设备除深层沉降仪与测斜仪外,还有振弦式钢筋应力计、土压力盒、孔隙水压力计等,分别适用于不同的专门需求。
一、深基坑施工监测的特点
深基坑开挖,受地质条件、地下水位、大工程量、施工场地及周围建筑物等的影响。因此,深基坑施工监测具有独特的一些特点。
1、时效性。普通工程测量一般没有明显的时间效应。基坑监测通常是配合降水和开挖过程, 有鲜明的时间性。测量结果是动态变化的, 1 d 以前( 甚至几小时以前) 的测量结果都会失去直接的意义, 因此深基坑施工中监测需随时进行, 通常是1 次/ d, 在测量对象变化快的关键时期, 可能每天需进行数次。基坑监测的时效性要求对应的方法和设备具有采集数据快、全天候工作的能力, 甚至适应夜晚或大雾天气等严酷的环境条件。
2、高精度。普通工程测量中误差限值通常在数毫米, 例如60 m 以下建筑物在测站上测定的高差中误差限值为2. 5 mm, 而正常情况下基坑施工中的环境变形速率可能在0. 1 mm/ d 以下, 要测到这样的变形精度, 普通测量方法和仪器都不能胜任, 因此基坑施工中的测量通常采用一些特殊的高精度仪器。
3、等精度。基坑施工中的监测通常只要求测得相对变化值, 而不要求测量绝对值。例如, 普通测量要求将建筑物在地面定位, 这是一个绝对量坐标及高程的测量, 而在基坑边壁变形测量中, 只要求测定边壁相对于原来基准位置的位移即可, 而边壁原来的位置( 坐标及高程) 可能完全不需要知道。由于这个鲜明的特点, 使得深基坑施工监测有其自身的规律。例如, 普通水准测量要求前后视距相等, 以清除地球曲率、大气折光、水准仪视准轴与水准管轴不平行等项误差, 但在基坑监测中, 受环境条件的限制, 前后视距可能根本无法相等。这样的测量结果在普通测量中是不允许的, 而在基坑监测中, 只要每次测量位置保持一致, 即使前后视距相差悬殊, 结果仍然是完全可用的。因此, 基坑监测要求尽可能做到等精度。使用相同的仪器, 在相同的位置上, 由同一观测者按同一方案施测。
二、深基坑测量中的仪器
针对深基坑这些特点,常采用一些专业的观测仪器来指导施工。
1、深层沉降仪
深层沉降仪是用来精确测量基坑范围内不同深度处各土层在施工过程中沉降或隆起数据的仪器。它由对磁性材料敏感的探头和带刻度标尺的导线组成。当探头遇到预埋在预定深度钻孔中的磁性材料圆环时, 沉降仪上的蜂鸣器就会发出叫声。此时测量导线上标尺在孔口的刻度以及孔口的标高, 即可获得磁性环所在位置的标高。通过对不同时期测量结果的对比与分析, 可以确定各土层的沉降( 或隆起) 结果。
深层沉降观测过程分为井口标高观测和场地土深层沉降观测两大部分。井口标高观测按常规光学水准观测方法进行。以下介绍的是实际中使用的加拿大Ro ckTest 公司产R- 4 型磁性沉降仪, 其刻度划分为1 mm, 读数分辨精度为0. 5 mm。
(1)磁性沉降标的安装
第一、用钻机在场地中预定位置钻孔( 实际布设孔位时要注意避开墙柱轴线) 。根据各个测点的不同观测目的, 考虑到上部结构的重量分布及结构形式以及实际土压力影响深度, 综合取定各孔深尺寸及沉降标在孔中的埋设位置。第二、用PVC 塑料管作为磁性探头的通道( 称为导管) , 导管两端设有底盖和顶封。将第一个磁性圆环安装在塑料管的端部, 放入钻孔中。待端部抵达孔底时,将磁性圆环上的卡爪弹开; 由于卡爪打开后无法收回, 故这种磁性环是一次性的, 不能重复使用, 安装时必须格外小心。第三、 将需安装的磁性圆环套在塑料管上, 依次放大孔中预定深度。确认磁性环位置正确后, 弹开卡爪。测量点位要综合考虑基底压力影响深度曲线和地质勘探报告中有关土层的分布情况。第四、固定探头导管, 将导管与钻孔之间的空隙用砂填实。第五、固定孔口, 制作钢筋混凝土孔口保护圈。第六、测量孔口标高3 次, 以平均值作为孔口稳定标高。测量各磁性圆环的初始位置( 标高) 3 次, 以平均值作为各环所在位置的稳定标高。
(2)磁性沉降标的测量
第一、在深层沉降标孔口做出醒目标志, 严密保护孔口。将孔位统一编号, 以与测量结果对应。第二、根据基坑施工进度, 随时调整孔口标高。每次调整孔口标高前后, 均需分别测量孔口标高和各磁性环的位置。第三、每次基坑有较大的荷载变化前后, 亦需测量磁性环位置。
2、测斜仪
测斜仪是一种可以精确地测量沿铅垂方向土层或围护结构内部水平位移的工程测量仪器, 可以用来测量单向位移, 也可以测量双向位移, 再由两个方向的位移求出其矢量和, 得到位移的最大值和方向。文中介绍加拿大RockTest 公司产RT- 20MU 型测斜仪, 其仪器标称精度为± 6 mm/ 25 m, 探头精度为±0. 1 mm/ 0. 5 m。
(1)测斜管的埋设
第一、在预定的测斜管埋设位置钻孔。根据基坑的开挖总深度,确定测斜管孔深, 即假定基底标高以下某一位置处支护结构后的土体侧向位移为零, 并以此作为侧向位移的基准。第二、将测斜管底部装上底盖, 逐节组装, 并放大钻孔。安装测斜管时, 随时检查其内部的一对导槽, 使其始终分别与坑壁走向垂直或平行。管内注入清水, 沉管到孔底时, 即向测斜管与孔壁之间的空隙内由下而上逐段用砂填实, 固定测斜管。第三、测斜管固定完毕后, 用清水将测斜管内冲洗干净, 将探头模型放入测斜管内, 沿导槽上下滑行一遍, 以检查导槽是否畅通无阻, 滚轮是否有滑出导槽的现象。由于测斜仪的探头十分昂贵, 在未确认测斜管导槽畅通时, 不允许放入探头。第四、测量测斜管管口坐标及高程, 做出醒目标志, 以利保护管口。现场测量前务必按孔位布置图编制完整的钻孔列表, 以与测量结果对应。
(2)土体水平位移测量
第一、连接探头和测读仪。当连接测读仪的电缆和探头时, 要使用原装扳手将螺母接上。检查密封装置、电池充电情况( 电压) 及仪器是否能正常读数。当测斜仪电压不足时必须立即充电, 以免损伤仪器。第二、将探头插入测斜管, 使滚轮卡在导槽上, 缓慢下至孔底以上0. 5 m 处。注意不要把探头降到套管的底部, 以免损伤探头。测量自下而上地沿导槽全长每隔0. 5 m 测读一次。为提高测量结果的可靠度, 每一测量步骤中均需一定的时间延迟, 以确保读数系统与环境温度及其他条件平稳( 稳定的特征是读数不再变化) 。若对测量结果有怀疑可重测, 重测的结果将覆盖相应的数据。第三、测量完毕后, 将探头旋转180b, 插入同一对导槽, 按以上方法重复测量, 前后两次测量时的各测点应在同一位置上; 在这种情况下, 两次测量同一测点的读数绝对值之差应小于10% ,且符号相反, 否则应重测本组数据。第四、用同样的方法和程序, 可以测量另一对导槽的水平位移。第五、侧向位移的初始值应取基坑降水之前连续3 次测量无明显差异之读数的平均值。第六、观测间隔时间通常取定为3 d, 当侧向位移的绝对值或水平位移速率有明显加大时, 必须加密观测次数。第七、RT- 20MU 型测斜仪配有RS- 232 接口, 可以与微机相连, 将系统设置与测量数据在微机与测斜仪之间传输。RockTest 公司还开发有Acculog-X2000 软件系统, 可以自动解释测量数据, 完成分析与绘图输出等内业工作。
总之,深基坑工程是一个复杂的动态系统,工程量测在深基坑工程中扮演着一个极其重要的角色,它是建立在"最可能"的设计条件和设计参数(设计中)及最不利的偶然事件发生(施工中)基础之上,通过监测来控制偶然事件的发生。在保证基坑安全性的前提条件下,将大大节省投资和施工时间,产生巨大的经济效益和社会效益。
参考文献:
[1] 齐术京,王长龙.深基坑岩土工程施工中的监测技术的处理[J]. 科技信息. 2011(06)
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[3] 丁勇,赵启林,曹文生.基于监测信息的环境安全性控制技术研究[J]. 科学技术与工程. 2008(12)
关键词:工程测量;深基坑;施工监测
前言
随着高层建筑和超高层建筑的开发,城市对地下空间的发展不断增长,深基坑工程的施工也越来越多。基坑工程的不断加深,对周边环境保护的要求也不断提高。对于深基坑工程的施工的复杂性和不确定性,工程量测已成为深基坑施工中必不可少的手段,它提供了使潜在破坏活动达到最小的一种方法。
1.深基坑工程测量步骤
1.1监测数据的采集
在建设过程中,测量频率根据施工进度的速度,也可以监测数据为基础发展趋势调整监测频率,监测数据可以反映实际工况基坑。在工程开挖前,应对各监测点测量,确定其参考价值。
1.2监测数据的处理
大部分的监控数据应该是策划对时间曲线,并标有相应的施工过程中基坑工作状况,客观评价奠定基础。这是在前面的时间相关的地面沉降,孔隙水压力曲线,有利于反映项目监测数据的大小,速度随时间的变化和发展趋势;平面图和剖面图显示测点的位置,有助于监测结果的分析和观察的现象之间的相互关系的监测区。
1.3监测数据的分析
监测数据的分析和建设过程中潜在的影响因素,必须是最好的一个深基坑工程的设计和施工经验的设计,施工和监理人员集体完成;最重要的是能够确定监测数据或曲线的可靠性和真实性,杰出的随机效应或作用深基坑工程中人为不合理的数据,或反映实际情况合理的数据,只有这样,才能开挖的安全是合理的、正确的评价。
2.基坑测量中的仪器
适应基坑监测的上述内容和特点,具体测量中采用了很多新型的测量仪器,譬如磁性深层沉降仪和测斜仪等设备。这些新的设备及其技术特点是传统的工程测量不能涵盖的。
2.1深层沉降仪
深层沉降仪是用来精确测量基坑范围内不同深度处各土层在施工过程中沉降或隆起数据的仪器。它由对磁性材料敏感的探头和带刻度标尺的导线组成。当探头遇到预埋在预定深度钻孔中的磁性材料圆环时,沉降仪上的蜂鸣器就会发出叫声。此时测量导线上标尺在孔口的刻度以及孔口的标高,即可获得磁性环所在位置的标高。通过对不同时期测量结果的对比与分析,可以确定各土层的沉降(或隆起)结果。
深层沉降观测过程分为井口标高观测和场地土深层沉降观测两大部分。井口标高观测按常规光学水准观测方法进行。
2.1.1磁性沉降标的安装
(1)用钻机在场地中预定位置钻孔(实际布设孔位时要注意避开墙柱轴线)。根据各个测点的不同观测目的,考虑到上部结构的重量分布及结构形式以及实际土压力影响深度,综合取定各孔深尺寸及沉降标在孔中的埋设位置。
(2)用PVC塑料管作为磁性探头的通道(称为导管),导管两端设有底盖和顶封。将第一个磁性圆环安装在塑料管的端部,放入钻孔中。待端部抵达孔底时,将磁性圆环上的卡爪弹开;由于卡爪打开后无法收回,故这种磁性环是一次性的,不能重复使用,安装时必须格外小心。
(3)将需安装的磁性圆环套在塑料管上,依次放大孔中预定深度。确认磁性环位置正确后,弹开卡爪。测量点位要综合考虑基底压力影响深度曲线和地质勘探报告中有关土层的分布情况。
(4)固定探头导管,将导管与钻孔之间的空隙用砂填实。
(5)固定孔口,制作钢筋混凝土孔口保护圈。
(6)测量孔口标高3次,以平均值作为孔口稳定标高。测量各磁性圆环的初始位置(标高)3次,以平均值作为各环所在位置的稳定标高。
2.1.2磁性沉降标的测量
(1)在深层沉降标孔口做出醒目标志,严密保护孔口。将孔位统一编号,以与测量结果对应。
(2)根据基坑施工进度,随时调整孔口标高。每次调整孔口标高前后,均须分别测量孔口标高和各磁性环的位置。
(3)每次基坑有较大的荷载变化前后,亦须测量磁性环位置。
2.2测斜仪
测斜仪是一种可以精确地测量沿铅垂方向土层或围护结构内部水平位移的工程测量仪器,可以用来测量单向位移,也可以测量双向位移,再由两个方向的位移求出其矢量和,得到位移的最大值和方向。
2.2.1测斜管的埋设
(1)在预定的测斜管埋设位置钻孔。根据基坑的开挖总深度,确定测斜管孔深,即假定基底标高以下某一位置处支护结构后的土体侧向位移为零,并以此作为侧向位移的基准。
(2)将测斜管底部装上底盖,逐节组装,并放大钻孔内。安装测斜管时,随时检查其内部的一对导槽,使其始终分别与坑壁走向垂直或平行。管内注入清水,沉管到孔底时,即向测斜管与孔壁之间的空隙内由下而上逐段用砂填实,固定测斜管。
(3)测斜管固定完毕后,用清水将测斜管内冲洗干净,将探头模型放入测斜管内,沿导槽上下滑行一遍,以检查导槽是否畅通无阻,滚轮是否有滑出导槽的现象。由于测斜仪的探头十分昂贵,在未确认测斜管导槽畅通时,不允许放入探头。
(4)测量测斜管管口坐标及高程,做出醒目标志,以利保护管口。现场测量前务必按孔位布置图编制完整的钻孔列表,以与测量结果对应。
2.2.2土体水平位移测量
(1)连接探头和测读仪。当连接测读仪的电缆和探头时,要使用原装扳手将螺母接上。检查密封装置、电池充电情况(电压)及仪器是否能正常读数。当测斜仪电压不足时必须立即充电,以免损伤仪器。
(2)将探头插入测斜管,使滚轮卡在导槽上,缓慢下至孔底以上0.5m处。注意不要把探头降到套管的底部,以免损伤探头。测量自下而上地沿导槽全长每隔0.5m测读一次。为提高测量结果的可靠度,每一测量步骤中均需一定的时间延迟,以确保读数系统与环境温度及其他条件平稳(稳定的特征是读数不再变化)。若对测量结果有怀疑可重测,重测的结果将覆盖相应的数据。
(3)测量完毕后,将探头旋转180°,插入同一对导槽,按以上方法重复测量,前后两次测量时的各测点应在同一位置上;在这种情况下,两次测量同一测点的读数绝对值之差应小于10%,且符号相反,否则应重测本组数据。用同样的方法和程序,可以测量另一对导槽的水平位移。
(4)侧向位移的初始值应取基坑降水之前,连续3次测量无明显差异之读数的平均值。
(5)观测间隔时间通常取定为3d。当侧向位移的绝对值或水平位移速率有明显加大时,必须加密观测次数。
3.总结语
深基坑施工测量工作,是建筑基础工程施工中的难点和重点,更是建筑基础施工的基础。它的成败不仅对工程的造价、质量和工期有着重大的影响,而且对周围的建筑物、构筑物的影响同样不可忽视。因此在深基坑的施工过程中,要认真做好测量工作,保证工程按时按质完成。
参考文献:
【关键词】深基坑支护;施工技术;优化设计
1 工程概况
某建筑项目主楼为18层,其中裙楼6层,地下室为1~2层,基坑面积3988m2,基坑深6.5~13.5m,开挖深度不一致。根据岩土勘察报告,场区地层分层为:①杂填土、②粉质粘土、③粘土、④1强风化泥岩、④2中风化泥岩,场区土层的主要指标如表1所示。
表1 基坑边坡支护结构设计参数表
2 基坑支护优化设计思路与验算
2.1 支护体系的分析选择
为了寻求最佳支护体系模式,结合本工程的特点,进行了多种方案的技术、经济分析比较。
1)锚喷支护:适用于填土、粘性土层,造价低,工期较短,但支护深度不宜超过8m,因本基坑开挖深度为5.9~14.0m,因此可以考虑在北侧和南侧及坑中坑段采用此方案,而EG段、BC段分别需对加油站、五层办公楼进行保护,故不宜采用此方案。
2)灌注桩加喷锚联合支护:该技术成熟,能确保基坑安全,对土方开挖和地下结构施工无妨碍,因场区粘土较厚,支护桩可以采用人工挖孔桩,而钻孔灌注桩造价比人工挖孔桩高20%。
3)放坡挂网喷砼:适用于填土、粘性土,支护工期短,造价低,开挖深度不宜超过6m,本基坑工程周边环境严峻,故不采用此方案。
4)双排支护桩:技术成熟,能确保基坑安全,但造价较高,本工程不宜采用此方案。
2.2 基坑支护体系方案设计
结合以上分析,本工程根据不同地段、不同环境采取桩-锚与喷锚挂网的联合支护技术方案,确保施工安全。
2.2.1 喷锚支护
1)EF、HIA、DG、HJC段采用喷锚支护,放坡的坡度分别为1:0.4和1:0.2,高度5.9~6.5m,开挖后施工锚杆,锚杆采用25~32钢筋作为锚杆,长度为6m~10.5m,倾角15°,采用M30水泥砂浆压力注浆,注浆孔附近应具有抵抗注浆引起的压力扩散作用,典型支护剖面见图2。
图1 1-1段支护剖面图
2)钢筋焊接长度:单面10d,双面5d;确保对中,不能错位;
3)坡面采用挂钢筋网喷射混凝土,钢筋网采用6@200×200,骨架钢筋采用2Φ16,按设计要求沿锚杆位置布置。喷射混凝土总厚度100mm,强度等级为C20。
2.2.2 桩锚支护
ABE、FGH段采用桩锚支护。支护桩采用人工挖孔桩,桩直径1000mm,采用素混凝土护壁,支护桩强度C30,冠梁砼强度C25。锚杆采用25~32钢筋为灌浆锚杆,直径孔为120~200mm,采用二次压浆,材料为纯水泥浆,成孔深度比锚杆水平入土深度深0.8m,锚杆接头采用焊接,接头位置错开布置。锚杆设5层,长度分别为2l、21、21、21、12m,自由端长为5m,倾角15°。支护桩的桩与桩之间采用砖拱进行封闭。基坑支护典型剖面如图2所示。
图2 2-2段支护剖面图
2.2.3 基坑支护方案的结构相关验算
2.2.3.1 锚杆验算
土压力系数计算:Ka=tan2(45o-22o/2) =0.456,Kp=tan2(45o+30o/2)=3.00
计算锚杆水平力T:主动土压力引起:Ea=1/2×γ×H2×Ka=813.40kN/m
上部匀布荷q引起:Eq=q×h×Ka= 90.97KN/m
被动土压力引起:Ep=1/2×γ×H2×Kp =317.29kN/m
则根据力学平衡方程:T=Ea+Eq-Ep= 586.58kN/m
考虑到锚杆水平间距1.5m,则剖面锚杆水平力T总=586.551.5=879.87kN
锚杆倾角θ=15o,故锚杆轴力N=879.87 /cos15o=893.44kN
设计为竖向5排锚杆:2Φ25+2Φ28 +1Φ32,其抗拉强度设计值:
[(1×252+2×282+2×322)×3.14/4]× 300/1000=998.76KN>锚杆轴力N=893.44kN,因此锚杆强度验算满足要求。
2.2.3.2 桩的验算
Φ1000人工挖孔桩,桩间距4m,混凝土强度等级为C30,桩身配筋18Φ22;
锚杆传给桩身水平推力T=586.58kN/m
桩间距4m,则桩身受到水平推力R总=586.58×4=2346.3kN
桩身配筋18Φ22,配筋率8.71%>6.5%按《建筑桩基技术规范》单桩水平承载力设计值为:Rh=[(α3×EI)/υx]×χ0a
α=[(m×b0)/(EI)]1/5=0.924
EI=2.8×104×(3.14×14)/64×103=1.37×106kN?m2
υx查表得2.441
χ0a桩顶充许水平位移取5.8mm
经计算后得:Rh=3010.77kN>桩身受到水平推力R总=2346.3kN
故桩单桩水平承载力验算符合要求。
2.2.3.3 锚头钢板(30×30cm)处砼局部受压强度验算
锚头钢板处砼局部受压:使用C30混凝土,fc=N/mm2;σ=1.2N/A=1.2×2346.3/6 ×1000/(300×300)=5.21N/mm2≤fc,砼局部受压满足规范要求。经上述支护结构的强度及变形验算,均满足设计与规范要求。
2.2.4 地下水控制设计
1)对基坑周围的地面用厚100mm的素砼进行硬化。基坑坡顶四周设置排水沟,以堵截地表水流入基坑。