論如何加強基坑支護施工的幾點建議
【摘 要】建筑基坑的開挖與支護結構是一個系統(tǒng)工程,涉及工程地質、水文地質、工程結構、建筑材料、施工工藝和施工管理等多方面。它是集土力學、水力學、材料才學和結構力學等于一體的綜合性學科。支護結構又是由若干具有獨立功能的體系組成的整體。正因如此,無論是結構設計還是施工組織都應當從整體功能出發(fā),將各組成部分協(xié)調好,才能確保它的安全可靠、經濟合理。
【關鍵詞】建筑;基坑支護
近幾年來,高層建筑的迅速興起,促進了基坑支護技術的發(fā)展。各地在基坑開挖和支護技術方面積累了豐富的設計和施工經驗,新技術、新結構、新工藝不斷涌現(xiàn)。但是,現(xiàn)在的城市建筑間距很小,有的基坑邊緣距已有建筑僅十幾米、甚至幾米,給基礎工程施工帶來很大的難度,給周圍環(huán)境帶來極大威脅,也相應地增加了施工工期和施工費用。
一、基坑支護結構選擇
基坑支護結構選擇,一般應先考慮本單位現(xiàn)有施工機構,優(yōu)先考慮本工程基礎樁相同類型樁作為基坑支護結構,如工程樁采用鋼筋混凝土灌注樁,則基坑支擴結構應盡量選用這種樁型,其直徑可相應選用較小直徑,這樣可減少進退場費用。當基坑較深圍護樁布置允許時,應盡量選用兩排支護樁,這種布置方式力學性能較好,前后排樁與樁頂圈梁形成剛架結構,樁間土參與協(xié)同工作。改善圍護樁的受力狀況,達到減少樁的配筋量。當圍護樁要求達到防滲要求,基坑深度小于7m,地表雜填土中磚瓦碎片含量較多時,不宜單獨選用水泥攪拌樁,攪拌樁改為水泥注漿。北方粘土地區(qū),基坑較深,可選用鋼筋混凝土樁加錨桿支護形式,但南方一般不適用,可選用大直徑鋼筋混凝土灌注樁,樁頂加鋼筋混凝土圈粱,轉角處加斜支撐。凡是地基土為淤泥,且基坑又較深時,不宜選用鋼板樁,選用鋼筋混凝土地下連續(xù)墻。工程造價較高,可選用大直徑兩排鋼筋棍凝土灌樁,中間加水泥攪拌樁(互相重疊 150mm 以上,以便形成防滲幕墻,且參加灌注樁協(xié)同工作,具有良好力學性能,當條件允許時,用井點降水作為輔助手段)。圍護樁的選用應經過多方案比較,根據(jù)實際情況,包括周圍環(huán)境和地質條件,選用經濟效益最佳的支護方式。
二、基坑支護的施工流程
基坑支護的施工流程一般包括:施工前準備、支護樁的施工、聯(lián)系梁等的施工、錨桿的施工、土方開挖。支護樁一般采用人工挖孔樁,然后用鋼筋混凝土做護壁。聯(lián)系梁施工時,先開挖基槽,經驗收合格后,進行抗?jié)B墻混凝土的澆筑,最后再對聯(lián)系梁施工;油谥铃^桿標準高度后,開始進行鉆孔、制作錨頭、穿錨索、注漿,安裝連系梁,穿外錨具,然后錨固,最后進行錨桿試驗。土方開挖要采用分層開挖,對挖出的土方要隨時挖出隨時運走,把土清理干凈。
三、施工階段的控制要點
施工階段是項目實施的關鍵階段,監(jiān)理工程師應根據(jù)地質勘探資料和當?shù)厮臍夂驐l件,結合當?shù)鼗庸こ淌┕さ慕涷灪蜅l件,確定工程的關鍵項目,要求施工單位制定專項施工方案報監(jiān)理機構審核,并強調要制定突發(fā)事件的應急預案。
3.1 基坑工程的施工
基坑工程包括挖土、擋土、圍護、防水等環(huán)節(jié),是一項復雜的系統(tǒng)工程,任何一個環(huán)節(jié)的失誤都有可能導致施工失敗,甚至造成事故。施工單位要嚴格按照施工規(guī)程、經批準的施工組織設計及相關的技術規(guī)范組織施工,對各施工要點要制定具體措施,并加強過程控制。例如,確定土方開挖方案時,應對周圍建筑物、構筑物進行拍照和錄像,對地質勘測報告、周圍建筑物及地下設施情況等信息進行分析,對特殊土質需精心組織施工,膨脹土地區(qū)不宜在雨季開挖,軟土地區(qū)分層開挖的深度不宜太大。若挖土高差太大或挖土進度過快,極易改變土體原來的平衡狀態(tài),降低土體的抗剪強度,可導致土體快速滑移,這樣不利工程監(jiān)控,易造成坍塌事故。
3.2 基坑周圍土體止水效果的控制
在地下水位較高的地區(qū),地下水對基坑工程施工帶來的危險程度是相當高的。地下水的來源一般為上層滯水、潛水、承壓水、雨水及基坑周圍的滲漏管道水,由于水的來源復雜,枯水期和豐水期水位變化的影響,在制定止水方案時應從深基坑工程的防水、降水和排水三個方面考慮,根據(jù)地質勘察部門提供的地質資料,深入分析地下水的成因,了解基坑周圍環(huán)境,對周邊有建筑基坑,宜采用以堵為主,抽水為輔,否則會導致基坑周圍土體與水體的流失,使建筑物不均勻沉陷,甚至發(fā)生坑底流沙、管涌等現(xiàn)象,增大了處理難度,拖延了工期,反之,以降水為主。
四、基坑支護方案設計及施工中的注意事項
4.1 徹底轉變傳統(tǒng)的設計理念
近十幾年來,我國在基坑支護技術上已經積累很多實踐經驗,收集了施工過程中的一些技術數(shù)據(jù),已初步摸索出巖土變化支護結構實際受力的規(guī)律,為建立基坑支護結構設計的新理論和新方法打下了良好的基礎。但是,對于基坑支護結構的設計,國內外至今尚沒有一種精確的計算方法,多數(shù)是處于摸索和探討階段,我國也沒有統(tǒng)一的支護結構設計規(guī)范。土壓力分布還按庫倫或朗肯理論確定,支護樁仍用"等值梁法"進行計算。其計算結果與基坑支護結構的實際受力懸殊較大,既不安全也不經濟。
4.2建立變形控制的新的工程設計方法
目前,設計人員用的極限平衡原理是一種簡便實用的常用設計方法,其計算結果具重要的參考價值。但是,將這種設計方法用于深基坑支護結構,只能單純滿足支護結構的強度要求,而不能保證支護結構的剛度。眾多工程事故就是因為支護結構產生過大的變形而造成的,由此可見,評價一個支護結構的設計方案優(yōu)劣,不僅要看其是否滿足強度的要求,而且還要看其是否產生環(huán)境問題,關鍵在于其變形大小。
4.3 大力開展支護結構的試驗研究
正確的理論必須建立在大量試驗研究的基礎上。但是,在基坑支護結構方面,我國至今尚未進行科學系統(tǒng)的試驗研究。一些支護結構工程成功了,也講不出具體功之處;一些支護結構工程失敗了,也說不清失敗的真實原因。在支護工程施工的過程中積累的技術資料很豐富,但缺少科學的測試數(shù)據(jù),無法進行科學分析,不能上升到理論的高度,這是一個很大的缺陷。
4.4 探索新型支護結構的計算方法
高層建筑的飛速發(fā)展給深基坑支護結構帶來一場技術革命。在鋼板樁、鋼筋混凝土板樁、鉆孔灌注樁擋墻、地下連續(xù)墻等支護結構成功應用后,雙排樁、土釘、組合拱帷幕、旋噴土錨、預應力鋼筋混凝土多孔板等新的支護結構型式也相繼問世。但是,這些支護結構型式的計算模型如何建立、計算簡圖怎樣選取、設計方法如何趨于科學,仍是當前新型支護結構設計中急需解決的問題。目前,深基坑支護結構正在向著綜合性方向發(fā)展,即受力結構與水結構相結合、臨時支護結構與永久支護結構相結合、基坑開挖方式與支護結構型式相結合。這幾種結合必然使支護結構受力復雜。所以,建立新型支護結構的計算方法,已成為深基坑工程技術的當務之急。
五、施工過程控制質量
基坑支護施工重點在于過程控制,一旦施工過程控制環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,事后糾正和補救都比較困難。工程施工前,施工人員先熟悉地質資料、現(xiàn)場周圍的環(huán)境,施工圖紙,降水系統(tǒng)應確保正常工作,施工過程中不得隨意改變錨桿位置、長度、型號、數(shù)量,鋼筋網間距,加強筋范圍,放坡系數(shù)等;又ёo施工單位要與挖土施工單位緊密配合,堅持分層分段開挖和分層分段支護,土方開挖的順序和具體開挖的方法必須與設計相一致,并遵循“開槽支撐,先撐后挖,分層開挖,嚴禁超挖”的原則,減少開挖過程中土體的擾動范圍,縮短基坑開挖卸荷后無支撐的暴露時間,對稱開挖,均衡開挖,合理利用土體自身在開挖過程中控制位移的能力。
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