【摘要】基坑工程是建筑物的基礎(chǔ),它的地域性和綜合性很強(qiáng),在開(kāi)挖過(guò)程中很容易造成含水層被切斷,進(jìn)而使大量地下水滲入基坑,若基坑浸水則會(huì)降低地基的承載力以及管涌和邊坡失穩(wěn)等現(xiàn)象,所以對(duì)基坑采取有效的支護(hù)與排水措施是十分必要的。因此,本文對(duì)深基坑支護(hù)與排水方案設(shè)計(jì)進(jìn)行淺析。
【關(guān)鍵字】深基坑支護(hù);排水方案;設(shè)計(jì)
1 深基坑工程
深基坑工程主要是指開(kāi)挖深度超過(guò)五米或者地下室在三層以上,以及開(kāi)挖深度雖然未超過(guò)五米,但水文地質(zhì)條件和周?chē)沫h(huán)境因素極其復(fù)雜的工程。它是在地表以下的一個(gè)地下空間及其配套的支護(hù)體系,主要包括支護(hù)體系的設(shè)計(jì)與施工和土方開(kāi)挖兩大部分,其中土方開(kāi)挖施工組織的合理性直接關(guān)系到支護(hù)體系的成功與否。一旦在土方開(kāi)挖施工過(guò)程中出現(xiàn)差錯(cuò),就很可能導(dǎo)致地下主體結(jié)構(gòu)的樁基變位,支護(hù)結(jié)構(gòu)也會(huì)因此變形,甚至引起支護(hù)體系失穩(wěn)而導(dǎo)致破壞。因此,在土方開(kāi)挖施工過(guò)程當(dāng)中,應(yīng)該加強(qiáng)監(jiān)測(cè),力求實(shí)行信息化施工。
深基坑工程還具有很強(qiáng)的環(huán)境效應(yīng),因?yàn)榛娱_(kāi)挖勢(shì)必會(huì)引起周?chē)牡鼗叵滤坏淖兓蛻?yīng)力場(chǎng)的改變,導(dǎo)致周?chē)牡鼗馏w變形,進(jìn)而給周?chē)ㄖ镆约暗叵鹿芫造成一定的影響,情況嚴(yán)重的還將危及其正常使用或者安全。另外,深基坑工程還涉及到施工所在地的水文地質(zhì)條件對(duì)基坑開(kāi)挖所造成的影響,以及基坑支護(hù)體系的設(shè)計(jì)強(qiáng)度與穩(wěn)定性的控制。因此,深基坑工程是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的系統(tǒng)工程,涉及到巖土、水文、結(jié)構(gòu)、環(huán)境等許多方面,一直以來(lái)它都是巖土工程界的難點(diǎn),而且經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明,大部分的基坑工程事故都與地下水的滲漏有關(guān)。它不僅使工作條件變得惡劣,而且易造成坑底隆起、流沙和坑壁的剝落、坍塌,甚至引起周?chē)ㄖ锍两怠A斜、裂縫和倒塌等。另外,在地下水含量豐富的地區(qū)進(jìn)行深基坑開(kāi)挖作業(yè)時(shí),由于受到地下水的影響,地層力學(xué)性質(zhì)更差,其難度更為突出。因此,在進(jìn)行基坑開(kāi)挖的過(guò)程中,需要巖土工程和結(jié)構(gòu)工程的技術(shù)人員相互配合,因地制宜。
2 深基坑支護(hù)
深基坑支護(hù)是指為了確;油练介_(kāi)挖、基礎(chǔ)施工的順利進(jìn)行以及基坑周邊環(huán)境安全,對(duì)基坑側(cè)壁和周邊環(huán)境采用的支擋、加固與保護(hù)措施。深基抗支護(hù)體系在施工過(guò)程中一般屬于臨時(shí)工程,在整個(gè)地下工程完工后就不再需要了,但因其技術(shù)復(fù)雜,安全儲(chǔ)備較小,涉及范圍廣,因而具有很大的風(fēng)險(xiǎn)性,在施工過(guò)程中事故頻繁;庸こ淌┕み^(guò)程中應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測(cè),并應(yīng)有應(yīng)急措施。在施工過(guò)程中一旦出現(xiàn)險(xiǎn)情,需要及時(shí)搶救。因此,在基坑工程中,支護(hù)系統(tǒng)具有特殊的地位。深基坑的支護(hù)方案設(shè)計(jì)以鋼板樁最為常用,鋼板樁支護(hù)的施工前準(zhǔn)備工作有:
2.1 鋼板樁種類(lèi)選擇。目前普遍采用封閉拉森鋼板支護(hù)結(jié)構(gòu),鋼板樁的設(shè)置位置應(yīng)便于基礎(chǔ)施工,即在地下結(jié)構(gòu)邊緣之外,并留有支、拆模板的操作面,鋼板樁不直的平面位置,應(yīng)盡量平直整齊,避免不規(guī)則的轉(zhuǎn)角,以便充分利用標(biāo)準(zhǔn)鋼板和便于設(shè)置支撐。
2.2 鋼板樁的打入。鋼板樁打入方式采用的是單獨(dú)打入法。這種方法是從板樁墻一角開(kāi)始,逐根打入,直到打樁工程結(jié)束為止。這其中鋼板樁打設(shè)的工藝程序包括有測(cè)量定位放線、樁機(jī)導(dǎo)架安裝機(jī)就位、測(cè)建樁機(jī)垂直和水平度、吊車(chē)板樁就位插樁、套上樁帽、輕輕加以捶擊、樁打設(shè)至標(biāo)高、樁機(jī)移位、重復(fù)施工程序至打樁結(jié)束以及鋼板樁上部的支撐安裝。
2.3 鋼板樁的拔除。在地下結(jié)構(gòu)樁施工完成后,進(jìn)行基坑回填土?xí)r,要拔除鋼板樁,以便修整再重復(fù)使用。拔樁前要考慮拔樁順序,拔樁時(shí)間以及樁空處理方法;觾(nèi)先回填夯實(shí),為了工程施工總進(jìn)度,加速回填和拔樁工期,基坑采用砂回填,澆水沉實(shí)。拔樁的順序正好與打樁的順序相反,拔除鋼板樁時(shí)利用振動(dòng)錘所產(chǎn)生的強(qiáng)大作用力破壞鋼板樁周?chē)耐翆咏Y(jié)構(gòu),然后依靠附加的起吊力克服拔樁阻力將樁拔除,對(duì)較難拔的鋼板樁,可以先使用柴油錘先振先,然后再與振動(dòng)錘交替進(jìn)行振打和振拔。另外,考慮到施工條件以及工期,可以將鋼板樁外露部分割除,余留下的部分埋入土層內(nèi),當(dāng)將樁拔出后及時(shí)用砂子回填孔洞,或者利用振動(dòng)法讓土孔填實(shí)。拔樁的空洞必須及時(shí)回填,以防止對(duì)鄰邊基礎(chǔ)造成影響;靥罘椒ㄓ姓駝(dòng)法、劑實(shí)法及填入法,也可在樁拔時(shí)間灌水,邊振邊拔并回填砂子。
2.4 鋼板樁加固支撐設(shè)置鋼板樁墻上部設(shè)置通環(huán)鋼梁,環(huán)鋼與鋼板樁焊接牢固,斜撐與水平環(huán)梁焊接牢固。鋼板樁墻中間每隔一段距離設(shè)置鋼梁的水平支撐,與環(huán)梁長(zhǎng)邊焊接牢固,中間水平支撐,可在基坑至標(biāo)高,跟著逐根加設(shè)焊接。不影響基坑土方開(kāi)挖。
3 深基坑排水方案設(shè)計(jì)
深基坑排水方案設(shè)計(jì)要根據(jù)工程的具體地層情況,在遇到地下水位較高的地區(qū)時(shí)要格外留意含水層對(duì)基坑工程的施工影響,由于在開(kāi)挖過(guò)程中很容易將含水層切斷,在壓差作用下,地下水必然會(huì)不斷地滲流入基坑,如不采取有效的排水措施,大量的地下水就會(huì)滲入基坑內(nèi),使現(xiàn)場(chǎng)的施工狀況變差,嚴(yán)重情況下還會(huì)導(dǎo)致地基承載力下降,甚至在水壓的作用下還能引起流砂、管涌和邊坡失穩(wěn)等現(xiàn)象。因此,為確保基坑施工安全,必須對(duì)深基坑采取必要的排水措施。一般情況下,對(duì)深基坑的排水方案設(shè)計(jì)有:
3.1 排水溝和集水井的設(shè)計(jì)。為了避免基坑被地下水長(zhǎng)時(shí)間浸泡致使土體軟化,要及時(shí)排放地下水,同時(shí)方便基坑內(nèi)的施工作業(yè)。在基坑內(nèi)、外各設(shè)置一條排水溝,呈環(huán)形封閉狀,用磚砌以及水泥砂漿抹面修筑,要在基坑開(kāi)挖施工前預(yù)先修好排水溝。另外,還應(yīng)該注意的是在雨期施工前應(yīng)該首先檢查現(xiàn)場(chǎng)的排水系統(tǒng),保證水流暢通。
3.2 回灌井的設(shè)計(jì);又械慕邓S基坑的不斷開(kāi)挖而逐步加深,由于基坑降水后,不可避免地會(huì)造成基坑周?chē)叵滤坏南陆,從而?dǎo)致基坑周邊的地面原有建筑物以及地下構(gòu)筑物因不均勻沉降而受到不同程度的損傷。為了減少這些影響以及損傷,就要在基坑和需要保護(hù)的建筑物之間采取回灌措施,使地下水位均勻變化,根據(jù)本基坑的地層特點(diǎn),回灌措施采用坑外回灌井,此外為了解地下水位變化,及時(shí)調(diào)整回灌水量,還應(yīng)在基坑周?chē)O(shè)置水位觀測(cè)井。
3.3 集水井的設(shè)計(jì)。集水井應(yīng)該設(shè)置在基坑角或者每隔一段距離設(shè)置一個(gè)。井壁可用擋土板作臨時(shí)支護(hù),井底還要鋪上一層礫石,用來(lái)防止泥砂堵塞水泵。由于基坑明溝降水適用于降水深度不大的工程,所以要根據(jù)工程的實(shí)際情況采用管井井點(diǎn)降水,同時(shí)基坑開(kāi)挖也應(yīng)設(shè)計(jì)明溝,但它只是收集基坑中和坑壁局部滲出的地下水和其它施工時(shí)遺留下的地下水。
除此以外,還應(yīng)該注意排水溝與集水井要保持一定的高差,集水井應(yīng)該比排水溝低,而排水溝應(yīng)該比挖土面低。用抽水設(shè)備將集水井中的水排至基坑外部,嚴(yán)禁排出的水回流于基坑內(nèi)。人工挖孔樁施工時(shí),降水以管井降水為主,輔以樁孔內(nèi)污水泵明排抽水,邊抽邊挖。
4 結(jié)語(yǔ):
深基坑支護(hù)體系與排水方案的設(shè)計(jì)要根據(jù)土層性質(zhì)以及開(kāi)挖的深度等特點(diǎn),經(jīng)過(guò)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和節(jié)能比較后確定,但由于土層地質(zhì)條件的復(fù)雜性,以及施工部門(mén)的各項(xiàng)施工數(shù)據(jù)取值是否正確將直接影響到基坑支護(hù)與排水方案設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性,從而致使目前基坑排水工程設(shè)計(jì)在技術(shù)、結(jié)構(gòu)上不合理的現(xiàn)象十分普遍。所以要在實(shí)踐中要采用信息化施工,定時(shí)檢測(cè)降深、出水量以便進(jìn)一步優(yōu)化深基坑支護(hù)與排水設(shè)計(jì)的施工方案。
【關(guān)鍵字】深基坑支護(hù);排水方案;設(shè)計(jì)
1 深基坑工程
深基坑工程主要是指開(kāi)挖深度超過(guò)五米或者地下室在三層以上,以及開(kāi)挖深度雖然未超過(guò)五米,但水文地質(zhì)條件和周?chē)沫h(huán)境因素極其復(fù)雜的工程。它是在地表以下的一個(gè)地下空間及其配套的支護(hù)體系,主要包括支護(hù)體系的設(shè)計(jì)與施工和土方開(kāi)挖兩大部分,其中土方開(kāi)挖施工組織的合理性直接關(guān)系到支護(hù)體系的成功與否。一旦在土方開(kāi)挖施工過(guò)程中出現(xiàn)差錯(cuò),就很可能導(dǎo)致地下主體結(jié)構(gòu)的樁基變位,支護(hù)結(jié)構(gòu)也會(huì)因此變形,甚至引起支護(hù)體系失穩(wěn)而導(dǎo)致破壞。因此,在土方開(kāi)挖施工過(guò)程當(dāng)中,應(yīng)該加強(qiáng)監(jiān)測(cè),力求實(shí)行信息化施工。
深基坑工程還具有很強(qiáng)的環(huán)境效應(yīng),因?yàn)榛娱_(kāi)挖勢(shì)必會(huì)引起周?chē)牡鼗叵滤坏淖兓蛻?yīng)力場(chǎng)的改變,導(dǎo)致周?chē)牡鼗馏w變形,進(jìn)而給周?chē)ㄖ镆约暗叵鹿芫造成一定的影響,情況嚴(yán)重的還將危及其正常使用或者安全。另外,深基坑工程還涉及到施工所在地的水文地質(zhì)條件對(duì)基坑開(kāi)挖所造成的影響,以及基坑支護(hù)體系的設(shè)計(jì)強(qiáng)度與穩(wěn)定性的控制。因此,深基坑工程是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的系統(tǒng)工程,涉及到巖土、水文、結(jié)構(gòu)、環(huán)境等許多方面,一直以來(lái)它都是巖土工程界的難點(diǎn),而且經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明,大部分的基坑工程事故都與地下水的滲漏有關(guān)。它不僅使工作條件變得惡劣,而且易造成坑底隆起、流沙和坑壁的剝落、坍塌,甚至引起周?chē)ㄖ锍两怠A斜、裂縫和倒塌等。另外,在地下水含量豐富的地區(qū)進(jìn)行深基坑開(kāi)挖作業(yè)時(shí),由于受到地下水的影響,地層力學(xué)性質(zhì)更差,其難度更為突出。因此,在進(jìn)行基坑開(kāi)挖的過(guò)程中,需要巖土工程和結(jié)構(gòu)工程的技術(shù)人員相互配合,因地制宜。
2 深基坑支護(hù)
深基坑支護(hù)是指為了確;油练介_(kāi)挖、基礎(chǔ)施工的順利進(jìn)行以及基坑周邊環(huán)境安全,對(duì)基坑側(cè)壁和周邊環(huán)境采用的支擋、加固與保護(hù)措施。深基抗支護(hù)體系在施工過(guò)程中一般屬于臨時(shí)工程,在整個(gè)地下工程完工后就不再需要了,但因其技術(shù)復(fù)雜,安全儲(chǔ)備較小,涉及范圍廣,因而具有很大的風(fēng)險(xiǎn)性,在施工過(guò)程中事故頻繁;庸こ淌┕み^(guò)程中應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測(cè),并應(yīng)有應(yīng)急措施。在施工過(guò)程中一旦出現(xiàn)險(xiǎn)情,需要及時(shí)搶救。因此,在基坑工程中,支護(hù)系統(tǒng)具有特殊的地位。深基坑的支護(hù)方案設(shè)計(jì)以鋼板樁最為常用,鋼板樁支護(hù)的施工前準(zhǔn)備工作有:
2.1 鋼板樁種類(lèi)選擇。目前普遍采用封閉拉森鋼板支護(hù)結(jié)構(gòu),鋼板樁的設(shè)置位置應(yīng)便于基礎(chǔ)施工,即在地下結(jié)構(gòu)邊緣之外,并留有支、拆模板的操作面,鋼板樁不直的平面位置,應(yīng)盡量平直整齊,避免不規(guī)則的轉(zhuǎn)角,以便充分利用標(biāo)準(zhǔn)鋼板和便于設(shè)置支撐。
2.2 鋼板樁的打入。鋼板樁打入方式采用的是單獨(dú)打入法。這種方法是從板樁墻一角開(kāi)始,逐根打入,直到打樁工程結(jié)束為止。這其中鋼板樁打設(shè)的工藝程序包括有測(cè)量定位放線、樁機(jī)導(dǎo)架安裝機(jī)就位、測(cè)建樁機(jī)垂直和水平度、吊車(chē)板樁就位插樁、套上樁帽、輕輕加以捶擊、樁打設(shè)至標(biāo)高、樁機(jī)移位、重復(fù)施工程序至打樁結(jié)束以及鋼板樁上部的支撐安裝。
2.3 鋼板樁的拔除。在地下結(jié)構(gòu)樁施工完成后,進(jìn)行基坑回填土?xí)r,要拔除鋼板樁,以便修整再重復(fù)使用。拔樁前要考慮拔樁順序,拔樁時(shí)間以及樁空處理方法;觾(nèi)先回填夯實(shí),為了工程施工總進(jìn)度,加速回填和拔樁工期,基坑采用砂回填,澆水沉實(shí)。拔樁的順序正好與打樁的順序相反,拔除鋼板樁時(shí)利用振動(dòng)錘所產(chǎn)生的強(qiáng)大作用力破壞鋼板樁周?chē)耐翆咏Y(jié)構(gòu),然后依靠附加的起吊力克服拔樁阻力將樁拔除,對(duì)較難拔的鋼板樁,可以先使用柴油錘先振先,然后再與振動(dòng)錘交替進(jìn)行振打和振拔。另外,考慮到施工條件以及工期,可以將鋼板樁外露部分割除,余留下的部分埋入土層內(nèi),當(dāng)將樁拔出后及時(shí)用砂子回填孔洞,或者利用振動(dòng)法讓土孔填實(shí)。拔樁的空洞必須及時(shí)回填,以防止對(duì)鄰邊基礎(chǔ)造成影響;靥罘椒ㄓ姓駝(dòng)法、劑實(shí)法及填入法,也可在樁拔時(shí)間灌水,邊振邊拔并回填砂子。
2.4 鋼板樁加固支撐設(shè)置鋼板樁墻上部設(shè)置通環(huán)鋼梁,環(huán)鋼與鋼板樁焊接牢固,斜撐與水平環(huán)梁焊接牢固。鋼板樁墻中間每隔一段距離設(shè)置鋼梁的水平支撐,與環(huán)梁長(zhǎng)邊焊接牢固,中間水平支撐,可在基坑至標(biāo)高,跟著逐根加設(shè)焊接。不影響基坑土方開(kāi)挖。
3 深基坑排水方案設(shè)計(jì)
深基坑排水方案設(shè)計(jì)要根據(jù)工程的具體地層情況,在遇到地下水位較高的地區(qū)時(shí)要格外留意含水層對(duì)基坑工程的施工影響,由于在開(kāi)挖過(guò)程中很容易將含水層切斷,在壓差作用下,地下水必然會(huì)不斷地滲流入基坑,如不采取有效的排水措施,大量的地下水就會(huì)滲入基坑內(nèi),使現(xiàn)場(chǎng)的施工狀況變差,嚴(yán)重情況下還會(huì)導(dǎo)致地基承載力下降,甚至在水壓的作用下還能引起流砂、管涌和邊坡失穩(wěn)等現(xiàn)象。因此,為確保基坑施工安全,必須對(duì)深基坑采取必要的排水措施。一般情況下,對(duì)深基坑的排水方案設(shè)計(jì)有:
3.1 排水溝和集水井的設(shè)計(jì)。為了避免基坑被地下水長(zhǎng)時(shí)間浸泡致使土體軟化,要及時(shí)排放地下水,同時(shí)方便基坑內(nèi)的施工作業(yè)。在基坑內(nèi)、外各設(shè)置一條排水溝,呈環(huán)形封閉狀,用磚砌以及水泥砂漿抹面修筑,要在基坑開(kāi)挖施工前預(yù)先修好排水溝。另外,還應(yīng)該注意的是在雨期施工前應(yīng)該首先檢查現(xiàn)場(chǎng)的排水系統(tǒng),保證水流暢通。
3.2 回灌井的設(shè)計(jì);又械慕邓S基坑的不斷開(kāi)挖而逐步加深,由于基坑降水后,不可避免地會(huì)造成基坑周?chē)叵滤坏南陆,從而?dǎo)致基坑周邊的地面原有建筑物以及地下構(gòu)筑物因不均勻沉降而受到不同程度的損傷。為了減少這些影響以及損傷,就要在基坑和需要保護(hù)的建筑物之間采取回灌措施,使地下水位均勻變化,根據(jù)本基坑的地層特點(diǎn),回灌措施采用坑外回灌井,此外為了解地下水位變化,及時(shí)調(diào)整回灌水量,還應(yīng)在基坑周?chē)O(shè)置水位觀測(cè)井。
3.3 集水井的設(shè)計(jì)。集水井應(yīng)該設(shè)置在基坑角或者每隔一段距離設(shè)置一個(gè)。井壁可用擋土板作臨時(shí)支護(hù),井底還要鋪上一層礫石,用來(lái)防止泥砂堵塞水泵。由于基坑明溝降水適用于降水深度不大的工程,所以要根據(jù)工程的實(shí)際情況采用管井井點(diǎn)降水,同時(shí)基坑開(kāi)挖也應(yīng)設(shè)計(jì)明溝,但它只是收集基坑中和坑壁局部滲出的地下水和其它施工時(shí)遺留下的地下水。
除此以外,還應(yīng)該注意排水溝與集水井要保持一定的高差,集水井應(yīng)該比排水溝低,而排水溝應(yīng)該比挖土面低。用抽水設(shè)備將集水井中的水排至基坑外部,嚴(yán)禁排出的水回流于基坑內(nèi)。人工挖孔樁施工時(shí),降水以管井降水為主,輔以樁孔內(nèi)污水泵明排抽水,邊抽邊挖。
4 結(jié)語(yǔ):
深基坑支護(hù)體系與排水方案的設(shè)計(jì)要根據(jù)土層性質(zhì)以及開(kāi)挖的深度等特點(diǎn),經(jīng)過(guò)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和節(jié)能比較后確定,但由于土層地質(zhì)條件的復(fù)雜性,以及施工部門(mén)的各項(xiàng)施工數(shù)據(jù)取值是否正確將直接影響到基坑支護(hù)與排水方案設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性,從而致使目前基坑排水工程設(shè)計(jì)在技術(shù)、結(jié)構(gòu)上不合理的現(xiàn)象十分普遍。所以要在實(shí)踐中要采用信息化施工,定時(shí)檢測(cè)降深、出水量以便進(jìn)一步優(yōu)化深基坑支護(hù)與排水設(shè)計(jì)的施工方案。