羅其龍 葉忠
【摘要】深基坑支護的設(shè)計、施工、監(jiān)測技術(shù)是近些來隨著高層建筑增加而增多的施工項目。深基坑的開挖與支護,不僅要求保證基坑內(nèi)正常安全,更要防止基坑及坑外土體移動,保證基坑附近建筑物、道路、管線不因工程施工而遭遇到損害。本文介紹某高層建筑工程中的深基坑支護施工。
【關(guān)鍵詞】深基坑;支護;設(shè)計與施工
1. 工程概況
某住宅樓工程東近已建住宅區(qū)、南臨古河填筑后的多層建筑,30 m外為某運河,西邊30 mm為河道,北臨縣級公路;地下水位于自然地面以下1.5 m;工程建筑面積為140431.6m2,其中住房97329.34m2,基坑底標高-4.55m,最深處為電梯井-6.95m ,底板厚500mm。地下室27341.4m2;高層(11~17層)15幢;工程總概算約5億元。合同工期為600日歷天?;A(chǔ)采用鋼筋混凝土灌注樁、承臺、地梁相結(jié)合。結(jié)構(gòu)為框架剪力墻體系。
2. 深基坑支護類型選擇與支護
2.1深基坑支護不僅要求確保邊坡的穩(wěn)定,而且要滿足變形控制要求,以確?;咏邓┕さ陌踩?、周圍的建筑物 、地下管線、道路等的安全。由單一的支護、二種以上的復(fù)合支護等新的支護結(jié)構(gòu)形式與穩(wěn)定邊坡的方法。
2.2根據(jù)本工程的具體情況,經(jīng)比較工程西側(cè)建筑物外的10 m處采用單排600 mm,樁長20m,樁中心間距1.5m的鋼筋混凝土鉆孔灌注樁,兩側(cè)加700水泥攪拌樁作止水的基坑支護擋土結(jié)構(gòu);基坑南側(cè)為防止古河道地下水和運河水進入施工基坑,采用單排700水泥攪拌樁作止水的基坑支護擋土結(jié)構(gòu),水泥攪拌樁離地下室南邊側(cè)軸線10m;東、北側(cè)采取自然放坡錨桿支護。
2.3基坑的開挖與支護。因基坑開挖面積較大,基坑采用分層分段挖土,分段支護的方法進行,從兩邊向中間,邊坡比為1:0.7,邊坡修整后用鋼管土釘施工,采用打入注漿法,打入采用專業(yè)錨桿鉆孔機成孔施工,孔徑不小于100;用48×3.2鋼管(6m),@1000俯角10°作錨釘打入邊坡,鋼管外端與250×250的8鋼筋網(wǎng)焊接,然后高壓噴射混凝土漿厚80mm。
2.4基坑施工設(shè)有專用通道供作業(yè)人員上下。設(shè)置的通道,在結(jié)構(gòu)上必須牢固可靠,數(shù)量、位置滿足施工要求并符合有關(guān)安全防護規(guī)定,防護欄按照有關(guān)規(guī)定設(shè)置、制作。
2.5對基坑內(nèi)的電梯井坑或坑中坑,采取長4.5~6 m的鋼板+工字鋼樁臨時支護進行施工,用施工開挖的挖掘機械打入,待電梯井施工完成后再用該機拔起鋼板。
3. 基坑的排水與監(jiān)測
3.1排水設(shè)施:為減少和防止地表水進入基坑,自然地面處(基坑外1m)的平臺上設(shè)置300×400的集水溝,四周貫通,每隔15m左右設(shè)一500×500×500的集水井,利用泵排除地表水;每一個土方開挖面的基坑內(nèi)均設(shè)置環(huán)狀臨時排水溝,并四周跟通,確?;痈稍铮欣谥问┕ず蜋C械進入基坑內(nèi)挖土;在基坑底設(shè)置牢固的磚砌排水溝,由坑內(nèi)排向基坑外及四周盲溝,每隔20m設(shè)置集水井500×500×500,利用集水井抽水泵向上排水;所有排出的水經(jīng)場內(nèi)設(shè)置的沉淀池沉淀后,排向市政污水管溝內(nèi)。
3.2基坑監(jiān)測:在基坑開挖過程中應(yīng)密切監(jiān)測圍護結(jié)構(gòu)、工程樁水平變位、土體和鄰周房屋道路及地表的變形,根據(jù)這些變形的發(fā)展情況,重點監(jiān)測非地下室工程樁部位的土體變形情況,并保護工程樁不受挖土影響其位移,指導(dǎo)基坑開挖和地下室工程施工的進行。
3.2.1監(jiān)測內(nèi)容:
(1)深層土體水平位移觀測,沿基坑施工荷載較大的側(cè)邊埋設(shè)測斜管,以確定圍護體系是否安全。
(2)沉降,在基坑邊土釘噴錨的坡頂設(shè)沉降觀測點。
(3)現(xiàn)場觀測,觀測邊坡的位移、裂縫等穩(wěn)定情況,在土釘墻圍護擋墻邊坡設(shè)觀測點。
3.2.2監(jiān)測要求。對毗鄰建筑物和重要管線、道路應(yīng)進行沉降觀測,并有觀測記錄。
(1)要求監(jiān)測單位根據(jù)上述監(jiān)測內(nèi)容和現(xiàn)場地質(zhì)條件,擬訂出詳細的監(jiān)測實施方案,在基坑開挖施工前布置好所有測點,并將測得的原始數(shù)據(jù)及周圍環(huán)境的現(xiàn)狀調(diào)查記錄在案。
(2)在基坑開挖和地下室施工期間,每天觀察一次,如遇位移或沉降速率較大時,則應(yīng)增加觀測次數(shù)。
(3)觀測數(shù)據(jù)即時填入相應(yīng)表格,并當天提供給建設(shè)、監(jiān)理、施工單位,當出現(xiàn)危險情況時,及時聯(lián)系并采取應(yīng)急措施。
(4)每天觀測到的數(shù)據(jù)應(yīng)繪制成相關(guān)的曲線,每天提供結(jié)果。
(5)深層土體水平位移警戒值為5cm。
4. 基坑開挖支護的應(yīng)急措施在基坑開挖和地下室工程施工中,在結(jié)合現(xiàn)場圍護監(jiān)測情況,采取如下應(yīng)急處理措施。備用砂袋、鋼管、鋼筋、水泥、噴漿機具及其他施工機械。確保基坑邊坡的安全性和穩(wěn)定性。
4.1坑壁滲水。由于基坑處于雜填土、粉質(zhì)粘土等土層中,如遇臺風雨季、地下障礙物或施工不當,會出現(xiàn)坑壁滲水現(xiàn)象。當漏量不大時,采用“導(dǎo)堵結(jié)合”方法,即用導(dǎo)管引流后,用
速凝砼封堵,或加鋼絲網(wǎng)片高壓噴漿封堵。當水土泥漿涌入量較大時,須在噴錨外高壓注漿,在內(nèi)側(cè)用上述方法封堵。
4.2土釘墻擋墻變位、護坡裂縫。土釘墻變位、裂縫等現(xiàn)象的發(fā)生,以及存在較大位移時,采取的對策是首先卸土卸載,同時壓入6m長48鋼管@1000,作為超前錨桿,并在鋼管內(nèi)高壓注入水泥漿,同時立即在坑內(nèi)側(cè)拋石。在采取以上應(yīng)急措施的同時,必須積極創(chuàng)造條件,晝夜突擊,盡快鋪筑基坑底的砼墊層,特別是靠近坑邊的砼墊層,并在胎模砌筑后回填坡腳,以提高基坑抵抗土體變形的整體能力。
5. 結(jié)束語
(1)深基坑支護工程是近二十年來隨著城市高層建筑發(fā)展而發(fā)展的一門新的實踐工程學,它還有待于理論上的完善,如何取一種在經(jīng)濟、技術(shù)、安全上都合理的支護類型,必須充分考慮現(xiàn)場環(huán)境、 工程地質(zhì)條件以及工程要求,可以用單一的支護方式,也可以用二種以上的復(fù)合式組合方式進行,但不管采用任何方式都必須保證基坑支護的安全。
(2)基坑支護作為一個結(jié)構(gòu)體系,應(yīng)要滿足穩(wěn)定和變形的要求,即通常規(guī)范所說的兩種極限狀態(tài)的要求,即承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。所謂承載能力極限狀態(tài),對基坑支護來說就是支護結(jié)構(gòu)破壞、傾倒、滑動或周邊環(huán)境的破壞,出現(xiàn)較大范圍的失穩(wěn)。一般的設(shè)計要求是不允許支護結(jié)構(gòu)出現(xiàn)這種極限狀態(tài)的。因此,基坑支護設(shè)計相對于承載力極限狀態(tài)要有足夠的安全系數(shù),不致使支護產(chǎn)生失穩(wěn),而在保證不出現(xiàn)失穩(wěn)的條件下,還要控制位移量,不致影響周邊建筑物的安全使用。