【摘 要】本文講述了深基坑施工在高層建筑的重點(diǎn),并且作者根椐工程實(shí)例,對深基坑施工安全措施進(jìn)行了討論。
【關(guān)鍵詞】深基坑;安全措施;圍護(hù)
隨著我國的經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展,深基坑施工是高層建筑施工的重點(diǎn),同時(shí)也是難點(diǎn),作為整幢大廈的基礎(chǔ),其施工質(zhì)量好壞直接關(guān)系到大廈的質(zhì)量和使用安全。深基坑施工具有較大的難度,同時(shí)具有很大危險(xiǎn)性,可能引起基坑周圍局部土體位移的沉降,危及鄰近建、構(gòu)筑物、道路及地下管線安全,即造成人民生命財(cái)產(chǎn)的重大損失。同時(shí)也影響工程的順利實(shí)施。所對深基坑施工技術(shù)方案及安全技術(shù)措施必須認(rèn)真考慮,在確保安全的前提下選擇最佳的施工方案。深基坑施工主要包括圍護(hù)工程、挖土工程及地下室底板工程三大塊,其中圍護(hù)工程是三塊中的重點(diǎn)。本文以某大廈為例,主要就圍護(hù)工程施工作詳細(xì)討論。
1.工程概況
某大廈工程位于最繁華地段的地區(qū)。商業(yè)大廈由主樓和裙樓兩部組成,中南部方向?yàn)橹鳂,?jì)十六層,總高度71 m。地下室二層,基坑深度分別為7.3m和 9.1m;裙樓在北段,地面七層,地下室一層 ,基坑深度為4.9 m,圍護(hù)延長米約300m,工程樁系 800鉆孔灌注樁。根據(jù)提供的工程地質(zhì)勘察報(bào)告,在圍護(hù)樁深度范圍內(nèi),土層的物理學(xué)指標(biāo)如下:
2.圍護(hù)工程
圍護(hù)工程施工技術(shù)方案一般主要有鉆孔灌注樁、混凝土地下室連續(xù)墻、水泥攪拌樁自立式擋土墻,拉森鋼板樁,預(yù)制空心方樁等,同時(shí)采用對攆、角撐、斜撐、壓力注漿和鋼筋混凝土蓋梁、素混凝土蓋梁等相互配合,但根據(jù)具體施工現(xiàn)場的周圍環(huán)境、實(shí)際的挖土深度、安全因素、經(jīng)濟(jì)因素工期因素等,選擇既安全又經(jīng)濟(jì)的施工方案,目前一般多選用幾種方案相互配合使用的組合式結(jié)構(gòu)的圍護(hù)方案。
( 1 )圍護(hù)設(shè)計(jì)
、賴o(hù)設(shè)計(jì)思路
本工程變形控制要求高,而且基坑深度有 A區(qū)4.9 m,B區(qū)7.3 m及 c區(qū)9.1 m三種,宜采用多種圍護(hù)形式組合結(jié)構(gòu)方案。根據(jù)施工現(xiàn)場實(shí)際情況、造價(jià)的控制及與挖土工程的配合,在 9.1m深基坑處采用鉆孔灌注樁加兩遭支撐,并且第二道支撐采用預(yù)應(yīng)力錨桿;基坑南側(cè)有一汽車斜坡道,宜采用大面積水泥攪拌樁加固處理;北側(cè)4.9m的深基坑則采用能撐則撐,不能撐就用懸臂樁形式;7.3m的深基坑采用一道對撐或角撐形式,南北深淺交匯處用水泥攪拌樁支護(hù)。
、趪o(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算
本工程壓力計(jì)算采用朗肯土壓力理論,水土合算,地面超載取20kN/m2,半無限分布,基坑南側(cè)和東側(cè)的7.3 m深基坑選用 18.5m長,φ800@950 的鉆孔灌注樁,樁配筋為l2φ25 ;倆側(cè)和東側(cè) 9.1m 深基坑采用 18.5m長,φ800@950鉆孔灌注樁。北側(cè)懸臂部分采用16.5m長,φ800@900鉆孔灌注樁,配筋為16φ25 ,離地面7.0 m處加一道預(yù)應(yīng)力錨桿,錨桿間距為 950mm,以25、30傾角交錯(cuò)排布;西北側(cè)角攆部分采用φ800@1000的鉆孔灌注樁,樁長13.0m,樁身配筋 12φ22 ;支攆結(jié)點(diǎn)處的支攆柱由鋼構(gòu)件加鉆孔灌注樁組合形成,基底以上用素砼包住鋼構(gòu)件,基底以下配主筋 8φl8通長,做底板時(shí)敲掉外包砼,以利底板鋼筋通過;南側(cè)坡道下的水泥攪拌樁為 5.7m寬,10.8m長,樁頂距地面為3.7m,水泥攪拌樁插人坑底 6.25m與鉆孔灌注樁形成較好的整體。除西北側(cè)角撐的淺基坑和南側(cè)基坑外,坑內(nèi)其余各側(cè)坑底距坑壁3.Om寬,5.Om深范圍內(nèi)進(jìn)行壓力注漿,以加固被動(dòng)土,注漿的水泥用量為加固土體重量的8%。
③安全保證措施
由于本工程是特殊的淤泥質(zhì)軟土地質(zhì),進(jìn)行基坑支護(hù)及開挖難度較大,一旦引起支護(hù)結(jié)構(gòu)在某種程度的失穩(wěn),后果不堪設(shè)想,因而必須采取切實(shí)有效的技術(shù)安全保證措施,以確保工程順利進(jìn)行。
1 )施工前對錨軒進(jìn)行承載試驗(yàn)及進(jìn)行壓力注漿加固效果試驗(yàn),根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定合理的錨桿長度和壓力注漿配比。
2 )做好基坑圍護(hù)的監(jiān)測便及時(shí)掌握基坑施工對鄰近建設(shè)物的影響及支護(hù)結(jié)構(gòu)工作狀態(tài),在開挖過程中應(yīng)做好以下幾項(xiàng)工作:
A 對現(xiàn)場周圍的地下管網(wǎng)及建筑物進(jìn)行沉降監(jiān)測?筛鶕(jù)要求設(shè)置十二個(gè)沉降觀測點(diǎn)。
B 對基坑周圍圈粱沉降及位移進(jìn)行監(jiān)測。每隔15 m設(shè)置一水平位移觀測點(diǎn),可測定在基坑開挖過程中圈梁的穩(wěn)定性,同時(shí)在必要時(shí)對基坑周圍的地下水位進(jìn)行監(jiān)測,這樣既可監(jiān)測周邊建筑物下沉情況,也可監(jiān)測水泥攪拌樁防滲帷幕效果。
C 對基坑深層土體位移進(jìn)行監(jiān)測。在基坑周邊根據(jù)挖土深淺和周圍建筑物的重要性設(shè)置十一個(gè)測斜L,埋設(shè)深度與圍護(hù)樁深度相一致。
D 對基坑支撐軸力進(jìn)行監(jiān)測。在錨桿上設(shè)置十個(gè)錨桿測力計(jì)進(jìn)行錨桿受力觀測,并做好每天觀測記錄 。
上各測試在土方開挖期間每天一次,待地下室底板完成后為每三天一次,各種數(shù)據(jù)必須及時(shí)匯總,對于出現(xiàn)監(jiān)測報(bào)警情況,及時(shí)向有關(guān)部門通報(bào),并協(xié)商進(jìn)行方案調(diào)整、施工速度控制及制定相應(yīng)措施,如基坑周邊卸荷,設(shè)立應(yīng)急支撐等。
3 )由于氣候影響,特別是碰到雨季,要防止地表水的沖洗,影響圍護(hù)桂的強(qiáng)度和地下水位升高。所在挖土過程中,在基坑外側(cè)設(shè)置八個(gè)坑外集水井,深3m直徑 800mm,內(nèi)套直徑600mm用8φ16縱向盤,φ10@100螺旋箍做成鋼筋籠,井壁與鋼筋籠之問用半徑l-3碎石做濾水層,鋼筋籠外表用篩網(wǎng)或窗紗包住,集水井之間用500mm寬 300mm深等粒徑盲溝相連,及時(shí)排除井內(nèi)匯集水,且坑底內(nèi)四周及中間設(shè)置相應(yīng)的坑內(nèi)集水坑,并做成 4O0×400排盲溝,及時(shí)排除坑內(nèi)積水。
4 )當(dāng)土方已有一部分挖到要求深度且有一定大而積時(shí),應(yīng)及時(shí)處理工程樁樁頭,盡快完成墊層工程,以利于圍護(hù)的穩(wěn)定性和防止基底好土被雨水破壞而造成施工困難。
3.挖土工程
高層建筑的基坑往往具有較大埋深,所以在開挖時(shí)用推土機(jī)進(jìn)行場地平整和開挖表層外,大多采用反鏟挖土和拉鏟挖土機(jī)進(jìn)行開挖。根據(jù)本工程基坑的深度,采用多層開挖,挖出的土方除堆放一小部分外,必須隨挖隨運(yùn);開挖土方時(shí),為便于挖土機(jī)反鏟、拉鏟以及運(yùn)土汽車進(jìn)入基坑內(nèi)施工,在適當(dāng)部位留了坡道和汽車的出人口。另外還必須做到下幾點(diǎn):①挖土應(yīng)在支護(hù)體系達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行并分層開挖,嚴(yán)禁一次到底。②基坑開挖時(shí)嚴(yán)禁機(jī)械碰撞支撐、支撐柱及工程樁;機(jī)械挖不到的用人工挖除。基坑內(nèi)挖出的土及時(shí)運(yùn)走,坑壁外側(cè)附近嚴(yán)禁堆土。③開挖時(shí)應(yīng)防止坑底隆起失穩(wěn)和坑底管涌失穩(wěn)。對于前者,應(yīng)采用階梯式挖土方案或坑壁四周預(yù)留一部分反壓土;對于后者,可采取排水降低地下水位或預(yù)先截止地下水流人基坑的措施。④挖土速度必須隨圍護(hù)監(jiān)測結(jié)果的變化而變化,碰到圍護(hù)報(bào)警應(yīng)立即調(diào)整挖土方案,確保圍護(hù)穩(wěn)定性 。
4.結(jié)語束
本工程地下室部分施工總的來說是比較成功的,但也存在一些不足的地方:如幾種圍護(hù)結(jié)構(gòu)連接部位應(yīng)力較集中,由此產(chǎn)生土體位移較大;挖土機(jī)械有時(shí)碰撞圍護(hù)樁及一次挖土深度過大也在一定程度上影響圍護(hù)穩(wěn)定;挖土與墊層沒有很好銜接使基坑暴露時(shí)間相對較長,對圍護(hù)造成一定威脅等。總之,從整個(gè)深基坑施工過程來看,圍護(hù)工程,挖土工程及地下室底板工程三者是緊密聯(lián)系的,挖土和地下室底板工程是以圍護(hù)工程的穩(wěn)定為基礎(chǔ)的,反過來挖土和地下室底板工程同時(shí)對圍護(hù)也可以起加固作用。應(yīng)根據(jù)基坑的實(shí)際情況,三者互相穿插進(jìn)行,盡量減少基坑暴露天數(shù),避免因基坑暴露時(shí)間過長而影響圍護(hù)的安全。