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深基坑的特点及其施工技术研究

2010-01-01黄迪

中国新技术新产品 2010年12期
关键词:深基坑建筑物土体

黄迪

(浙江省工程咨询有限公司,浙江 杭州310000)

引言

各种建筑物与地下管线施工时都要进行基坑开挖,一些深度和面积较小的基坑可直接开挖或放坡开挖。目前国内深基坑支护技术有:钢板桩支护、排桩支护、深层搅拌水泥桩、地下连续墙、土钉墙及复合土钉墙、喷锚网支护、逆作法与半逆作法施工、环形支护结构等。实践中根据土质条件、基坑深度、地下水情况等,结合不同支护方式的优缺点,选择经济合理的方案。

1 深基坑施工的几个特点

1.1 施工环境复杂

基坑开挖不仅要保证基坑本身的稳定,也要保证周围的建筑物和构筑物不受破坏。深基坑工程的开挖,必将引起周围地基中地下水位变化和应力场的改变,导致周围地基土体的变形,对相邻建筑物、构筑物及市政地下管网产生影响。影响严重的将危及相邻建筑物、构筑物及市政地下管网的安全与正常使用。大量土方运输也对交通产生影响。所以应注意其环境效应。地质埋藏条件和水文地质条件的复杂性、不均匀性,往往造成勘察所得数据离散性很大,难以代表土层的总体情况,并且精度较低,给基坑工程的设计施工增加了难度。在软上、高水位及其他复杂场地条件下开挖基坑,很容易产生土体划移、基坑失稳、桩体变位、坑底隆起、支挡结构严重漏水、流上以致破损等病害,对周围建筑物、地下构筑物及管线的安全造成很大威胁。

1.2 事故隐患较大

深基坑支护工程技术较复杂,而且当基坑支护失效时,会引发工程纠纷,甚至造成重大的经济损失及人员的伤亡。因此在具体的工程实践中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。

1.3 深基坑工程具有很高的质量要求

必须保证深基坑工程的质量,才能保证地下结构和上部结构的工程质量,创造一个良好的前提条件,进而保证整幢建筑物的工程质量。由于深基坑工程中的挖方量大,土体中原有天然应力的释放也大,这就使基坑周围环境的不均匀沉降加大,使基坑周围的建筑物出现不利的拉应力,地下管线的某些部位出现应力集中等,故深基坑工程的质量要求高。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。

2 深基坑施工技术要点

常见支护施工滞后于土方施工很长一段时间,而不得不采取二次回填或搭设架子来完成支护施工一般来说,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。所以在施工中大型工程是由施工队来完成,而且绝大部分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,特别是雨期施工,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。

2.1 转变传统深基坑工程设计理念

我国对于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,且目前还没有统一的支护结构设计的相关规范和标准。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,而应逐步建立以施工监测为主导的动态设计体系。认真分析施工中的土层特点和现象,及时反馈并能采取有效措施对各种问题进行处理。

2.2 重视变形观测及时补救

对设计中存在的偏差,在下部施工中及时校正设计参数,对已施工的部位采取恰当的补救和控制措施,要求现场变形观测的数据必须准确可靠及时,要求变形观测人员严格按照预定设计方案精心测量、认真负责,保证观测质量。如果在实际测量中确实发现异常情况,就需要即时研究采取措施以防止其恶化。对于重大复杂的基坑工程目前国内采用专家论证的形式,对保证工程安全、降低造价是有效和现实的一种方法。

2.3 全程控制基坑的施工质量

深基坑支护施工重在过程控制,一旦施工过程控制环节出现问题,事后纠正和补救都会比较困难。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,另外,降水系统应确保正常工作。施工单位在施工过程中不得随意改变设计方案进行施工等,设计方案变更时必须重新经专家评审。深基坑开挖的过程中应采取措施以防止碰撞支护结构、工程桩或挠动基底原状土。当有异常情况发生时,应立即停止挖土,并应立即查清原因和采取措施,深基坑开挖完成后,应提醒建设单位尽快组织勘察、设计、质监、监理、施工等部门进行验槽,及早开始地下结构工程的施工,严禁基坑长时间暴露。基坑回填前,支护层不能破坏,特别是坡脚部分。

2.4 工程施工实例

位于浙江省的某工程是地上27层,地下2层的超高层建筑,建筑物总体高度97m,钢筋混凝土框架——筒体结构。建筑物地下室埋深8.4m,1层-27层各层高3.4m。建筑物安全等级为一级,岩土工程勘察等级为一级。坑内采用13口大口井疏干地下水,被动区采用双轴深层搅拌桩加固地基,既加固了土体,改善了土体的物理力学性质,又消除了液化。土钉要求设计水平倾角施工,采用干作业成孔或钻机成孔,确保孔径D≥130mm,水平倾角15°。成孔后清孔,安装拉杆,再灌水泥浆、砂浆,砂浆强度不小于M20。拉杆钢筋均为Ⅱ级,拉杆上每2.00m设船形支撑架,保证水泥砂浆的握裹力。该施工工程中的要点是预防并控制因基坑开挖等因素引起周边地面的不均匀沉降;确保基坑周边土体、建筑物及管线等稳定;为后续的主体施工创造良好的施工条件。结合了周围不同的环境分别采用了人工挖孔桩、高压旋喷桩、双层内支撑及喷锚的联合支护方式作为深基坑护壁,使原有建筑物未发生位移,既经济,又合理,基坑安全稳定,收到良好的效果。

3 结束语

由于地层的非均匀性及非连续性,各地地质条件千差万别,千变万化,设计及施工规范又各有差异,施工人员和设备能力各有自己的特点,但深基坑施工的技术和管理上仍然存在一些重点问题,希望工程技术人员在总结实践的基础上,将能逐步完善深基坑支护的技术理论,不断提高深基坑支护工程质量,减少基坑事故发生,创造出较好的社会效益和经济效益。实际施工管理中要求决策者需要掌握本地区或类似条件下已有的成功的经验和失败的教训,根据特定的工程要求和条件进行综合考虑,作出安全、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。

[1]易运战,孟国民,孔凡林.深基坑支护技术的探讨[J].西部探矿工程,2008,(8)

[2]吴宇飞.岩土工程中的深基坑支护设计问题探讨[J].黑龙江科技信息,2009,(1)

[3]张秀铭.深基坑支护岩土工程勘察[J].西部探矿工程,2007,(10)

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[5]曾维钧.关于深基坑施工工程中的体会[J].科技资讯,2008,(18)

[6]徐伟雄.综述深基坑施工技术的应用[J].建材与装饰,2008,(6)

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