摘 要:隨著高層建筑的迅猛發(fā)展,建筑施工中的基坑開挖深度和復(fù)雜性也不斷增加,這在一定程度上給基坑工程支護技術(shù)的施工提出了更高的要求。本文結(jié)合某高層住宅建筑基坑工程,在闡述周邊環(huán)境條件及工程水文地質(zhì)情況下,介紹了基坑支護施工技術(shù)方案,為類似基坑支護工程的應(yīng)用提供了參考。
關(guān)鍵詞:基坑支護;周邊環(huán)境;水文地質(zhì);深層攪拌樁;錨桿監(jiān)測
近年來,為了緩解用地緊張問題,高層住宅建筑的建設(shè)逐漸增多。由于高層住宅建筑上部荷載較大,為了維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和利用地下空間,因此,基礎(chǔ)埋深較大,基坑支護就成為了工程施工極為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。它是確保主體工程基礎(chǔ)部分順利實施的關(guān)鍵,它直接影響到工程的經(jīng)濟效益、工程進度、施工安全等方面,因此,對基坑支護技術(shù)的選擇一定要合理、科學(xué),而支護技術(shù)的施工質(zhì)量也要嚴(yán)格控制,這樣才能確保深基坑工程順利進行。
1工程概況
某高層住宅建筑工程,高28層(副樓2層),地下室1層,基礎(chǔ)設(shè)計為預(yù)應(yīng)力管樁,基坑開挖深度自然地面下-5.3m,開挖深度較大,地下作業(yè)的時間長,受臺風(fēng)、暴雨的影響較大,須進行基坑開挖支護,才能有效地保證土建工作的順利進行。
2周邊環(huán)境條件
擬建基坑南部距河邊約300m,地下水的滲透比較快。擬建建筑物周圍較空曠,大部分場地具備放坡空間,但東側(cè)受圍墻及市政道路的影響空間有限。針對周邊環(huán)境的約束條件,分別采用水泥土深層攪拌樁+錨桿與放坡形式。
3工程地質(zhì)
一層土為素填土,分布于場地東北角,堆填時間約為3~4年,層厚0.6~1.1m,平均值0.84m,γ、C、φ值地質(zhì)報告未給;二層土為粉砂,分布于全場地,以粉細(xì)砂為主,局部含貝殼碎屑,層厚6.4~9.0m,平均值7.39m,γ=19.1KN/m3、C=23.5Kpa、φ=29.7°;三層土為粘土,分布于場地東側(cè),韌性中等,無搖震反應(yīng),層厚1.3~3.1m,平均值2.37m,γ=17.7KN/m3、C=17Kpa、φ=5°;四層土為粉質(zhì)粘土,分布于場地東側(cè),韌性中等。
4基坑支護思路
(1)設(shè)計原則:基坑支護設(shè)計遵循“安全、經(jīng)濟、合理”的基本原則。
。2)開挖方式:基坑周邊比較寬敞,可以充分利用場地優(yōu)勢,采取自然放坡卸載開挖。根據(jù)不同的場地環(huán)境采取不同的放坡比例,采取不同的支護措施。
(3)支護條件:據(jù)勘察結(jié)果,基坑開挖深度范圍內(nèi)的土層x為素填土和粉砂,為松散及飽和土,土的性狀一般,1:1放坡開挖條件下能自穩(wěn),無須采取其它支護措施;1:0.6放坡條件下坑壁不能自穩(wěn),需適當(dāng)?shù)闹ёo措施后方可開挖取土。
。4)周邊環(huán)境:基坑的東側(cè)為圍墻和市政道路,距離基坑開挖邊線約12m、其它三側(cè)較為空曠。基坑南側(cè)靠近河邊,地下水補給比較快。
。5)地下水的防治:基坑開挖必須作好地下水的控制,地下水的控制是深基坑支護中的重要的一個環(huán)節(jié),當(dāng)土的含水層被切斷,水會不斷的涌入基坑,造成流砂現(xiàn)象、邊坡失穩(wěn)。該段地下水相當(dāng)豐富,砂層比較厚,如不作好水的治理基坑是無法開挖到設(shè)計標(biāo)高,同時地下室基礎(chǔ)也是無法施工。本工程地下水埋藏較淺、地下水外援補給比較快,采用降水法完全降低基坑中地下水位以滿足施工要求時,降水水頭降差不少于5m,估算需要布置29口降水井左右,降水歷時至少到基坑完全回填為止,時間費用等不經(jīng)濟,且場地西側(cè)有售樓部、北側(cè)為規(guī)劃路,大面積降水時會引起地面沉陷變形,潛在的負(fù)作用較大,降水不是本工程的最佳選擇。為此,宜合理選用防治場地地下水的方法。結(jié)合場地條件,本方案設(shè)計時采取防滲止水帷幕方式為主,即基坑?xùn)|側(cè)采用深層攪拌樁作為止水帷幕,坑內(nèi)采用輕型井點進行明降。
5支護結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計及計算
本工程開挖深度按自然地面下-5.3m計算,基坑等級按二級考慮,基坑側(cè)壁重要性系數(shù)取1.0。地下水埋深按1.1m計,坑內(nèi)土不考慮加固效應(yīng),坑底地下水降至基坑底以下0.5m。(設(shè)計巖土參數(shù)見表1)
5.1 基坑?xùn)|坡支護結(jié)構(gòu)參數(shù)如下:
深層攪拌樁
基坑?xùn)|側(cè)設(shè)置雙排,北側(cè)和南側(cè)各設(shè)置20m長單排,與東側(cè)相連,形成U形。樁長L=8.5m,樁徑Φ500mm,中心距@350mm,咬合厚150mm,水泥摻量15%。
。1)錨桿和注漿花管
錨桿為普通式錨桿。錨桿水平間距為1.4m,型號為Φ50×3mm,長度12m。錨桿漿體采用純水泥漿,注漿壓力為0.3MPa,水灰比為0.45~0.5:1,漿體設(shè)計強度為20MPa。錨桿定位支架沿桿體軸線方向每隔2m設(shè)置一個。注漿花管采用Φ48×2.5鋼管,與錨桿桿體綁扎在一起,底端2/3長度打花眼,花眼直徑5mm,間距150×150,采用沖擊器打入基坑,待噴射砼初凝后注漿花管采取高壓注漿,注漿水泥采用32.5普通硅酸鹽水泥,水灰比0.4~0.45。注漿壓力不小于2Mpa。設(shè)置2根14a槽鋼橫梁2道,錨桿與槽鋼敢接。
(2)鋼筋網(wǎng)
基坑開挖后立即人工修整邊坡、敷設(shè)鋼筋網(wǎng),網(wǎng)筋Φ6.5,網(wǎng)格250×250。
(3)噴射砼
噴層厚度6cm,砼強度C20。
。4)錨頭加強筋
錨頭加強筋采用Φ16鋼筋,橫向采用通長鋼筋,豎向采用L=0.4m,布置在錨管的兩側(cè),與通長筋焊接,形成“井”錨筋。
5.2 基坑北坡、南坡、西坡支護結(jié)構(gòu)參數(shù)如下:
。1)鋼筋網(wǎng)
基坑開挖后立即人工修整邊坡、敷設(shè)鋼筋網(wǎng),網(wǎng)筋Φ6.5,網(wǎng)格250×250。
(2)噴射砼
噴層厚度6cm,砼強度C20。
6 材料要求
。1)注漿材料為水泥凈漿,水灰比為0.45~0.5:1,用PO32.5普通硅酸鹽水泥。注漿管采用壓力塑膠管。漿液應(yīng)攪拌均勻,隨攪隨用,并在初凝前用完,嚴(yán)防石塊、雜物混入漿液。 。2)深層攪拌樁水泥采用PC32.5普通硅酸鹽水泥。
。3)坡面鋼筋網(wǎng)采用Φ6.5鋼筋,錨管錨筋Φ16。
7 施工技術(shù)要求
(1)若場地內(nèi)及附件地下埋藏有地下管線,土方開挖和錨管施工影響范圍內(nèi)的地下建(構(gòu))筑物和地下管網(wǎng)等的埋藏情況,詳細(xì)核對施工影響范圍內(nèi)的地下管網(wǎng)布置圖,采取遷移、避讓(如對錨管位置進行調(diào)整)和保護措施,避免破壞工程樁及地下管網(wǎng),造成損失,并對周邊建(構(gòu))筑物的現(xiàn)狀進行拍照、取證。
。2)基坑開挖之前,必須準(zhǔn)確放線;并做好挖土機械、運土車輛的通道布置、挖土順序及堆土位置的安排,嚴(yán)禁將挖出的土堆置于基坑周邊。
。3)基坑施工時采用中心島式均衡逐層分段開挖。
。4)每層土方開挖之前必須待上層錨管達(dá)到設(shè)計強度的70%并施加預(yù)應(yīng)力后方可開挖。錨管施工與土方開挖之間必須密切配合,逐層分段開挖,每段開挖長度不宜大于20m,每層開挖深度必須嚴(yán)格按照支護施工要求進行,一般不宜大于2.5m,不得超挖也不得欠挖。
。5)合理安排基坑土方開挖順序,使基坑坡面暴露時間最短,土方開挖不得碰撞已經(jīng)施工好的支護結(jié)構(gòu)及噴射砼,土方外運時應(yīng)注意防止損壞排水溝、護欄等設(shè)施。
(6)基坑土方開挖應(yīng)采取逐層分段跳挖并清坡,掛網(wǎng)噴射砼面層,一次性開挖長度應(yīng)控制在20m之內(nèi),開挖深度控制在2.5m之內(nèi)并與錨桿搭設(shè)位置相對應(yīng),開挖后迅速修整坡面、敷設(shè)鋼筋網(wǎng)片、噴射砼。
。7)基坑排水采用兩級輕型井點進行基坑降水處理,坑頂、坑底均設(shè)置排水溝,坑頂排水應(yīng)在土方開挖前設(shè)置,放坡坡面應(yīng)設(shè)置泄水孔,在每級放坡離坡腳70mm設(shè)置一排,橫向泄水孔間距為2~3m。材料采用Φ50PVC管,每段長50cm,伸入土體部分應(yīng)設(shè)濾水孔,并用絲網(wǎng)包扎,外斜5%。井點宜在開挖前一周進行抽水。
8 監(jiān)測及應(yīng)急措施
。1)基坑開挖前應(yīng)在基坑邊緣2~3倍基坑開挖深度范圍內(nèi)約按30m間距設(shè)置一定數(shù)量的監(jiān)測點、基準(zhǔn)點。監(jiān)測點、基準(zhǔn)點應(yīng)在基坑開挖之前布置。在施工期間妥善管理,監(jiān)測頻率為:基坑開挖期間或暴雨天每天觀測一次;支護施工時2~3天觀測一次,基礎(chǔ)施工期間每周觀測一次;雨季或基坑出現(xiàn)異常情況時應(yīng)根據(jù)實際情況增加觀測頻率;監(jiān)測周期為基坑開挖至回填完畢的整個過程。監(jiān)測報警值為基坑頂部水平位移≥30mm,垂直沉降≥20mm;如發(fā)現(xiàn)水平位移及沉降過大或基坑有失穩(wěn)的征兆,應(yīng)立即采取應(yīng)急搶險措施。
。2)變形控制
基坑開挖后預(yù)計場地周邊范圍將產(chǎn)生一定程度的變形。預(yù)測的變形程度如下表:
。3)基坑開挖之前,首先編制應(yīng)急預(yù)案,并將具體的措施落實到現(xiàn)場人員,對可能危及到的人員及財產(chǎn)進行疏散;平時準(zhǔn)備好編織袋,并在場內(nèi)保證有一臺挖土機可以隨時調(diào)用,若發(fā)現(xiàn)位移量增大且不收斂,應(yīng)立即用砂袋和挖土機向坡腳回填反壓、臨時增設(shè)內(nèi)支撐或角撐等方法。應(yīng)急處理穩(wěn)定后,可采用增加錨桿等措施加強。
。4)施工過程中如發(fā)現(xiàn)揭露地層與巖土工程勘察報告出入大時應(yīng)及時通知勘察和設(shè)計單位,待根據(jù)實際情況作出設(shè)計變更后,方可繼續(xù)施工。其它未盡事宜,按相關(guān)規(guī)范要求執(zhí)行。
9結(jié)束語
基坑支護是確;庸こ添樌┕さ闹匾U洗胧。因此,在支護設(shè)計及方案選取過程中,工程人員應(yīng)結(jié)合施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件、基坑周圍環(huán)境狀況等因素,選取最合理、經(jīng)濟的支護方式。實踐證明,本工程采用的支護技術(shù)方案是有效、可行的,施工結(jié)束至今,基坑開挖后支護體系的穩(wěn)定性得到了保障,均未發(fā)現(xiàn)任何異常情況。
參考文獻(xiàn)
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