论文部分内容阅读
摘要:深基坑施工现在已经成为现代土木工程建设的重要部分。本文对深基坑施工技术进行了探讨,仅供参考。
关键词:土木工程;深基坑技术;概况;应用
中图分类号:S969文献标识码: A
一、深基坑施工技术概况
深基坑工程比较复杂,一般意义上来说,基坑工程是自地面向下开挖一个地下空间。顾名思义,深基坑工程就是在基坑工程的基础上将地下空间挖得更深。深基坑的四周设置的是垂直的挡土结构。基坑四周一般为垂直的挡土结构,挡土结构的组成材料是钢、土、木等,通常被设计为具有一定穿插深度的藏于开挖面地基下的板墙结构。这种板墙的设置方式也很多,可以设置为单撑式的,也可以设置为多撑式的,还可以设置成悬臂式。前面两种方式可以统称为支撑式,这种方式对土的状况没有太多要求,而且会使坑内的空间变大,使得施工更加便利,但是在连续作业时,支撑式的构件会对工程进度造成不利的影响。而悬臂式就不会产生影响,但采用这种方式时坑内空间会变小,施工就没有那么容易了。总之,这两种方式各有利弊,要更具实际情况决定采取与否。
土方开挖和基坑围护结构组成了完整的基坑工程,由于深基坑工程的综合性和系统性很强,因而,要求这两部分很好地配合在一起,发挥整体协作的效果,所以,这两部分内容在深基坑工程中是相辅相成的。土方开挖作为传统的土木工程中极为常用的方式,在此无需赘述。而基坑围护结构作为一个临时的结构具有其特殊性,值得我们注意。
二、深基坑施工过程中的常见问题
1、基坑开挖过程中对边坡的不当整修
深基坑开挖,是一项比较难以施工的项目,在通常情况下,施工队伍会选择人机配合的方法进行。但在深基坑施工时,却常常会出现机械开挖深入不到位,或开挖过渡,以至于开挖方的数量比较难以控制的现象,另外机械开挖时由于深度的加大,以致平整度与边坡的平顺度都很难得到良好的保证。而对于人工在深基坑开挖时,难度就更大了,因为人工整修时限制条件相对也比较多,尤其是安全施工的限制条件,所以对于较深基础的开挖,难度是比较大的,且施工质量也比较难以控制。
2、实际施工与设计间的差距较大
在深基坑施工的过程中,如对搅拌桩的施工,很多的施工人员误认为对于基坑的施工是在建筑地面以下,偷工减料不易被发现,所以则会减少水泥的正常用量,水泥掺量不够则会很大程度上降低基坑支护措施的强度,出现裂缝影响施工质量。其原因都是施工单位在施工过程中抢进度,或不按照施工图纸施工,偷工减料,对施工中的各项指标控制不严格等,因为对局部或眼前效益的看重,从而对整体施工的质量带来较多的潜在问题。
3、边坡支护与开挖进度不协调
在处理中较为常见的一个问题,即开挖时承包工程的施工单位很多都是没有相应施工资质的,所以在施工中很容易出现一些不良的施工现象。在基坑开挖的同时,通常会伴有边坡支护措施的施工,而边开支护与基坑开挖的施工队伍通常也不是同一施工队,所以不可避免会出现施工配合方面的不协调,在施工中的对进度的控制各部相同,开挖施工人员只注重开挖施工的进度,却并不协调与边坡支护施工的合作,所以比较容易形成施工现场秩序混乱,不按照规范进行,各项工作不能共同协调的进行。
三、实例:某深基坑施工方案
1、工程概况
某深基坑工程是一建筑工程的地下室基础部分,该深基坑位于站内中心区域,占地面积150.5m2。地下9.0m;地下室层高为6.2m和9.3m。建筑呈長方形,总长度20.1m,宽4.4~10m。
粗格栅间基础采用阀板式基础,基础为两个不同高程的钢筋混凝土阀板式基础,其中阀板基础底高程为15.00m,两高程相差3.2m,高差较大,阀板基础截面尺寸为别为4400×7900,底板厚600和12200×10000,底板厚700两部分组成。
工程的基坑底面积为214m2,0.00相当于高程21.8m。开挖深度分为:粗格栅区-6.9m;基坑开挖的总方量约1800m3。
2、周围环境和地质条件
基地周围无地下管线,东侧紧挨打鼓渡河河道北侧为三角湖北路,西侧为待建规划路。基坑周围环境较好无任何障碍。
根据提供的地质资料,基坑浅层土由填土,粉质粘土,淤泥质粉质粘土,砂质粉土,以及淤泥质粘土组成。表层填土由杂填土及各类建筑物基础及地下设施组成,该层开挖后坑壁稳定性很差,褐黄色粉质粘土较薄,且局部尖灭,灰黄、灰色粉土不规则分布,局部地段夹淤泥质粉质粘土,土质不均匀,最低层为粘土持力层。根据土工试验及工程地质剖面图分析:上方淤泥质土层、及粉质粘土在地下水渗流条件下,易发生坍塌及流砂现象,对围护和降水提出了很高要求。
3、围护方案
采用基底砌筑砖挡土墙,坑壁竹钉挂钢丝网喷水泥浆护壁的方法防止塌方。粗格栅区基底-6.9m,沿土壁四周用M10水泥砂浆砌MU15蒸压灰砂砖370厚1.2m高挡土墙;泵房区基底-10.1m,沿土壁四周用M10水泥砂浆砌MU15蒸压灰砂砖370厚1.5m高挡土墙,且所有挡土墙沿墙每隔2m设-490×490砖垛;而后沿土壁四周钉竹钉挂钢丝网喷水泥浆护壁。
4、轻型井点降水技术
4.1井点的设计
井点采用V5真空泵,滤管为准50mm,井点管长6m,滤管长1.5m,集水管为准120,井点支管间距1.2m,采用双排井点,井点至基坑边距离为1m,井点埋深大于基础挖深1.5m。
4.2轻型井点施工
埋设井管,用水射管对准井点位置,用压力射水成孔。射水深度应比井管深1m。成孔后,拔出射水管,插入井管,同时四周回填中粗砂,距地面1.5m内,改用粘土封口,防止漏气,插管有困难时,可拔出重新射水插管。冲孔时要用水沟将冲孔用水排走。
连接,安装抽水机组,连接集水总管;进行试抽并全面检查管路接头质最、井点出水状况和抽水机运转情况,如发现漏气和死井立即处理。
抽水,检查合格后,开泵抽水,开动前,必须将所有进出口阀门关闭,达到一定真空度后,慢慢开启进水阀,真空表指示400mm水银柱左右,地下水开始从滤管吸入集水箱,开动离心泵将水排出。抽水过程中有砂粒抽出时,应将进水阀关小来调整。排水时及时调节出水阀使集水箱内吸水量与排水量平衡。
拔管,施工结束,拆除连接管,用扒杆将井管拔出。灌添砂滤料,将井管与集水总管线连接;冲孔孔径不小于300mm,深度比滤管底深0.5m以上,管距为1.2m。
4.3井点降水注意事项
本工程降水采用轻型井点降水,在沟槽开挖断面1m外提前一天沿纵向布置好轻型井点降水(6m)。每套机组的技术参数井距1.5m;机组功率7.5kW。压力3.0kg/cm2;滤管长度1.5m。真空度70.8kPa。井点计算(从略)。井点组装时的要求:主管的延伸和连接都要平直,支管冲孔后安装时要在一条线上,并保持在同一高度上;冲扩后孔径大于30cm,其深度要超过支管深度5cm,支管一定要直立;下砂要连接,不得间断;主机的安装位置,一定要安排在主管的中心位置,保持两侧水流平衡,保证抽水效率;组装前应主、支管进行检查,剔除死管,开机24h内必须见清水,否则必须查找原因,处理解决;安装支管冲水必须注意孔洞保持垂直,上下孔径一致,保证侧壁有一定厚度的砂滤层,冲孔深度要比滤管底深500mm,保证底部有足够的砂滤层。插入支管后要及时填灌砂滤层,砂滤层至少要达到砂滤管顶以上1~1.5m,在孔口到地面以下0.5~1m的深度范围内用粘土填塞,以防漏气;
4.4信息化施工技术
基坑施工期间在周边环境和基坑本体上设置各种监测点,组成监测体系。监测的主要内容有:周边建筑物的沉降和位移监测;邻近基坑的桥墩位移和沉降观测;围护桩压顶梁沉降和平面位移监测;围护钻孔灌注桩桩体变形测量;立柱沉降及位移监测;坑内外地下水位观测;支撑轴力监测;裂缝宽度观测。工程基坑内外共布置了134个各种监测点,监测工作主要分围护施工、基坑挖土和支撑施工、基础结构施工三个阶段进行。
在各个阶段,根据监测的位移、沉降数据,分析产生的原因,根据不同因素有针对性的采取措施,如加固保护对象、控制施工进度和调整施工方案等,以保证周围环境的安全和施工顺利进行。
结束语
随着时代的发展和人民的生活水平的提高,建筑物的重要性和安全等级越来越高,且深基坑的开挖深度也越来越大,合理的基坑支护技术是保障建筑物安全施工的关键,为了确保建筑物的稳定性,基础必须要满足地下埋深嵌固的规范要求。
参考文献
[1]仲杰雄.探究土木工程中深基坑土方开挖施工技术[J].黑龙江科技信息,2013,12:185.
[2]杨艳,李胡勇.土木工程中的深基坑施工技术[J].河南科技,2013,20:169.
[3]孟磊.土木工程中深基坑土方开挖的施工技术分析[J].中国建筑金属结构,2013,20:76.
关键词:土木工程;深基坑技术;概况;应用
中图分类号:S969文献标识码: A
一、深基坑施工技术概况
深基坑工程比较复杂,一般意义上来说,基坑工程是自地面向下开挖一个地下空间。顾名思义,深基坑工程就是在基坑工程的基础上将地下空间挖得更深。深基坑的四周设置的是垂直的挡土结构。基坑四周一般为垂直的挡土结构,挡土结构的组成材料是钢、土、木等,通常被设计为具有一定穿插深度的藏于开挖面地基下的板墙结构。这种板墙的设置方式也很多,可以设置为单撑式的,也可以设置为多撑式的,还可以设置成悬臂式。前面两种方式可以统称为支撑式,这种方式对土的状况没有太多要求,而且会使坑内的空间变大,使得施工更加便利,但是在连续作业时,支撑式的构件会对工程进度造成不利的影响。而悬臂式就不会产生影响,但采用这种方式时坑内空间会变小,施工就没有那么容易了。总之,这两种方式各有利弊,要更具实际情况决定采取与否。
土方开挖和基坑围护结构组成了完整的基坑工程,由于深基坑工程的综合性和系统性很强,因而,要求这两部分很好地配合在一起,发挥整体协作的效果,所以,这两部分内容在深基坑工程中是相辅相成的。土方开挖作为传统的土木工程中极为常用的方式,在此无需赘述。而基坑围护结构作为一个临时的结构具有其特殊性,值得我们注意。
二、深基坑施工过程中的常见问题
1、基坑开挖过程中对边坡的不当整修
深基坑开挖,是一项比较难以施工的项目,在通常情况下,施工队伍会选择人机配合的方法进行。但在深基坑施工时,却常常会出现机械开挖深入不到位,或开挖过渡,以至于开挖方的数量比较难以控制的现象,另外机械开挖时由于深度的加大,以致平整度与边坡的平顺度都很难得到良好的保证。而对于人工在深基坑开挖时,难度就更大了,因为人工整修时限制条件相对也比较多,尤其是安全施工的限制条件,所以对于较深基础的开挖,难度是比较大的,且施工质量也比较难以控制。
2、实际施工与设计间的差距较大
在深基坑施工的过程中,如对搅拌桩的施工,很多的施工人员误认为对于基坑的施工是在建筑地面以下,偷工减料不易被发现,所以则会减少水泥的正常用量,水泥掺量不够则会很大程度上降低基坑支护措施的强度,出现裂缝影响施工质量。其原因都是施工单位在施工过程中抢进度,或不按照施工图纸施工,偷工减料,对施工中的各项指标控制不严格等,因为对局部或眼前效益的看重,从而对整体施工的质量带来较多的潜在问题。
3、边坡支护与开挖进度不协调
在处理中较为常见的一个问题,即开挖时承包工程的施工单位很多都是没有相应施工资质的,所以在施工中很容易出现一些不良的施工现象。在基坑开挖的同时,通常会伴有边坡支护措施的施工,而边开支护与基坑开挖的施工队伍通常也不是同一施工队,所以不可避免会出现施工配合方面的不协调,在施工中的对进度的控制各部相同,开挖施工人员只注重开挖施工的进度,却并不协调与边坡支护施工的合作,所以比较容易形成施工现场秩序混乱,不按照规范进行,各项工作不能共同协调的进行。
三、实例:某深基坑施工方案
1、工程概况
某深基坑工程是一建筑工程的地下室基础部分,该深基坑位于站内中心区域,占地面积150.5m2。地下9.0m;地下室层高为6.2m和9.3m。建筑呈長方形,总长度20.1m,宽4.4~10m。
粗格栅间基础采用阀板式基础,基础为两个不同高程的钢筋混凝土阀板式基础,其中阀板基础底高程为15.00m,两高程相差3.2m,高差较大,阀板基础截面尺寸为别为4400×7900,底板厚600和12200×10000,底板厚700两部分组成。
工程的基坑底面积为214m2,0.00相当于高程21.8m。开挖深度分为:粗格栅区-6.9m;基坑开挖的总方量约1800m3。
2、周围环境和地质条件
基地周围无地下管线,东侧紧挨打鼓渡河河道北侧为三角湖北路,西侧为待建规划路。基坑周围环境较好无任何障碍。
根据提供的地质资料,基坑浅层土由填土,粉质粘土,淤泥质粉质粘土,砂质粉土,以及淤泥质粘土组成。表层填土由杂填土及各类建筑物基础及地下设施组成,该层开挖后坑壁稳定性很差,褐黄色粉质粘土较薄,且局部尖灭,灰黄、灰色粉土不规则分布,局部地段夹淤泥质粉质粘土,土质不均匀,最低层为粘土持力层。根据土工试验及工程地质剖面图分析:上方淤泥质土层、及粉质粘土在地下水渗流条件下,易发生坍塌及流砂现象,对围护和降水提出了很高要求。
3、围护方案
采用基底砌筑砖挡土墙,坑壁竹钉挂钢丝网喷水泥浆护壁的方法防止塌方。粗格栅区基底-6.9m,沿土壁四周用M10水泥砂浆砌MU15蒸压灰砂砖370厚1.2m高挡土墙;泵房区基底-10.1m,沿土壁四周用M10水泥砂浆砌MU15蒸压灰砂砖370厚1.5m高挡土墙,且所有挡土墙沿墙每隔2m设-490×490砖垛;而后沿土壁四周钉竹钉挂钢丝网喷水泥浆护壁。
4、轻型井点降水技术
4.1井点的设计
井点采用V5真空泵,滤管为准50mm,井点管长6m,滤管长1.5m,集水管为准120,井点支管间距1.2m,采用双排井点,井点至基坑边距离为1m,井点埋深大于基础挖深1.5m。
4.2轻型井点施工
埋设井管,用水射管对准井点位置,用压力射水成孔。射水深度应比井管深1m。成孔后,拔出射水管,插入井管,同时四周回填中粗砂,距地面1.5m内,改用粘土封口,防止漏气,插管有困难时,可拔出重新射水插管。冲孔时要用水沟将冲孔用水排走。
连接,安装抽水机组,连接集水总管;进行试抽并全面检查管路接头质最、井点出水状况和抽水机运转情况,如发现漏气和死井立即处理。
抽水,检查合格后,开泵抽水,开动前,必须将所有进出口阀门关闭,达到一定真空度后,慢慢开启进水阀,真空表指示400mm水银柱左右,地下水开始从滤管吸入集水箱,开动离心泵将水排出。抽水过程中有砂粒抽出时,应将进水阀关小来调整。排水时及时调节出水阀使集水箱内吸水量与排水量平衡。
拔管,施工结束,拆除连接管,用扒杆将井管拔出。灌添砂滤料,将井管与集水总管线连接;冲孔孔径不小于300mm,深度比滤管底深0.5m以上,管距为1.2m。
4.3井点降水注意事项
本工程降水采用轻型井点降水,在沟槽开挖断面1m外提前一天沿纵向布置好轻型井点降水(6m)。每套机组的技术参数井距1.5m;机组功率7.5kW。压力3.0kg/cm2;滤管长度1.5m。真空度70.8kPa。井点计算(从略)。井点组装时的要求:主管的延伸和连接都要平直,支管冲孔后安装时要在一条线上,并保持在同一高度上;冲扩后孔径大于30cm,其深度要超过支管深度5cm,支管一定要直立;下砂要连接,不得间断;主机的安装位置,一定要安排在主管的中心位置,保持两侧水流平衡,保证抽水效率;组装前应主、支管进行检查,剔除死管,开机24h内必须见清水,否则必须查找原因,处理解决;安装支管冲水必须注意孔洞保持垂直,上下孔径一致,保证侧壁有一定厚度的砂滤层,冲孔深度要比滤管底深500mm,保证底部有足够的砂滤层。插入支管后要及时填灌砂滤层,砂滤层至少要达到砂滤管顶以上1~1.5m,在孔口到地面以下0.5~1m的深度范围内用粘土填塞,以防漏气;
4.4信息化施工技术
基坑施工期间在周边环境和基坑本体上设置各种监测点,组成监测体系。监测的主要内容有:周边建筑物的沉降和位移监测;邻近基坑的桥墩位移和沉降观测;围护桩压顶梁沉降和平面位移监测;围护钻孔灌注桩桩体变形测量;立柱沉降及位移监测;坑内外地下水位观测;支撑轴力监测;裂缝宽度观测。工程基坑内外共布置了134个各种监测点,监测工作主要分围护施工、基坑挖土和支撑施工、基础结构施工三个阶段进行。
在各个阶段,根据监测的位移、沉降数据,分析产生的原因,根据不同因素有针对性的采取措施,如加固保护对象、控制施工进度和调整施工方案等,以保证周围环境的安全和施工顺利进行。
结束语
随着时代的发展和人民的生活水平的提高,建筑物的重要性和安全等级越来越高,且深基坑的开挖深度也越来越大,合理的基坑支护技术是保障建筑物安全施工的关键,为了确保建筑物的稳定性,基础必须要满足地下埋深嵌固的规范要求。
参考文献
[1]仲杰雄.探究土木工程中深基坑土方开挖施工技术[J].黑龙江科技信息,2013,12:185.
[2]杨艳,李胡勇.土木工程中的深基坑施工技术[J].河南科技,2013,20:169.
[3]孟磊.土木工程中深基坑土方开挖的施工技术分析[J].中国建筑金属结构,2013,20:76.