1、1结合实例论深基坑的施工技术控制措施摘要：本文中的工程外观造型独特新颖,是一座综合性公共建筑。作为基础施工,基坑工程非常复杂,深度在 3.59.5m 之间呈台阶式分布,深、浅基坑相互交错,施工难度大；本文主要提出了对深基坑支护设计与施工技术进行了优化的工程思想。 关键词：施工方案 ； 可行性分析 ； 施工方法 Abstract: works in a unique new appearance, is a comprehensive public buildings. As a basis for the construction, excavation engineering is very
2、 complex, the depth was between 3.5 9.5m stepped distribution, deep, shallow pit interlocking construction difficult; This paper presented the design and construction technology of deep foundation pit support optimized engineering ideological. Keywords: construction program; feasibility analysis; co
3、nstruction methods 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013） 、工程概况 该工程建筑面积约 60808m2。地下一层、地上 4 层,局部六层。基础形式为独立桩承 2 台及倒桩承台筏板基础,基坑面积约 7500m2,为半地下2室结构,呈扇型布置。本工程室内0.000 相当于绝对标高高程 89.5m,现场场区自然地面标高为 90m,基坑底板、承台底标高为-6m、-7m、-9m,浅基坑承台底标高为-3.50m,基坑开挖深度在 79.5m 之间,深浅基坑高差在 4.56.5m。 2、工程地质情况 工程地质情况分布如下: 1.素填土,粉质粘土为主,
4、局部分布有杂填土,层厚 0.31.9m； 2.粉土(新近堆积)混有砂土颗粒,夹有粉砂薄层,层厚 1.33.5m； 3.粉土(新近堆积),有流塑状粉质粘土薄层,层厚 3.35.7m,层底埋深 6.69m； 4.粉土,混有砂粒,有粉质粘土透镜体,层厚 1.85m,层底埋深9.013.2m； 5.粉质粘土,可塑-软塑,局部有高压缩性土,层厚 0.53.6m,层底埋深 1114.6m； 6.粉土,中压缩性土,层厚 0.43.5m,层底埋深 13.516.3m； 7.粉土,可塑-软塑,有机质含量平均值 7.1%,属有机质土,层厚0.63.4m,层底埋深 14.918.0m； 8.粉土,含砂粒,为中压缩性
5、土,层厚 0.45m,层底埋深16.220.2m； 9.粉细砂,上部混有粉土颗粒,层厚 1.15.1m,层底埋深19.222.2m。 本工程地下水位较高,位于自然地面以下 3m 左右,土质表层 2m 左右3是回填杂土层,以粉土和粉土粘土为主。本工程基础施工正处于雨季,必须采取可靠的措施来降低地下水位,同时必须采取必要的措施保证雨水顺利排放,保证施工期间的安全可靠。 3、施工方案选型及可行性分析 1)施工方案选型 根据该工程地质勘探报告显示,该工程土层构造较为复杂,在深度2528m 之间存在粘土构造层,该土层属于隔水层,通过前期降水试验,在该土层降水曲线属于明显的“双漏斗”形状。该工程四周没有重
6、要建筑物,对于基础埋置深度在 3.59.5m 之间的基坑深度,在支护结构选型上有以下方案： 基坑侧壁安全等级为二级,对基坑侧边变形控制指标为基坑坡顶、垂直沉降、边坡整体位移三项监测数值控制在 60mm、80mm、60mm。对于基坑深度在 68m 的部位支护方案主要有排桩、土钉墙、深层搅拌桩,基坑深度在 3.55m 之间的部位可以采用土钉墙、放坡或密目网砂浆固面等方法。 2)实施难点及可行性分析 雨季施工季节的影响由于基础部位施工正处于 79 月份雨季期间,对于土层以粉土、细砂土为主来讲,要防止地表水侵入土层,对支护结构造成不利影响;另外对于土钉墙支护、深层搅拌桩及砂浆固面结构影响较大,因此,必
7、须采取可靠的排水措施,以确保地表水及基坑内存水及时排出。多变复杂土层结构对支护结构的影响。 根据现场实际开挖土方土层结构来看,上表以回填杂土为主,厚度在42m 左右;下层存在黑色淤泥、细砂层,底层土多为粉土、粘土层,这些不同复杂土层对支护结构都有较大影响。 高地下水位对支护结构的影响 本工程地下水位高,地下水对缺少止水帷幕结构的支护形式如土钉墙、砂浆固面等来讲是致命的,即使采用复合土钉墙体系,由于土钉锚杆比较密集、土层以沙土为主的结构来说,也容易产生管涌、流沙及边坡失稳等事故,因此必须采取可靠的手段,保证降水效果,能够满足支护结构选型需要。 多变深浅复杂基坑交叉多,支护结构施工难度大 深浅基坑
8、高差在 4.56.5m 之间,交叉长度达到 150m 左右,浅基坑以独立桩承台为主,因此在该部分土方开挖既要保证深浅基坑土方开挖安全,又要保证土方开挖不能够破坏原浅基坑土层结构。同时会议中心工程为不规则形状,定位及支护结构施工难度都很大。 3)根据现场周遍环境及支护结构施工特点,结合工程实际情况,最终确定以下施工方案 总体方案：据现场抽水试验的结果,确定以大口径深井降水为主,局部根据实际情况采取轻型井点降水作为辅助。降水井直径 600、布置间距20m、深度 25m 呈梅花型布置,另外在周遍及基坑中央设置 6 口观察井。 坑支护方案:深度在 59.5m 的深基坑区域,支护形式采取土钉墙为主;深浅
9、交叉区域采取深层搅拌桩为主;浅基坑区域以砂浆固面支护形式作为补充。这样在施工方案选择上是可行的,不仅施工速度快,而且施工质量容易得到控制,另外经济造价低廉。在支护结构安全上,选择了二级5安全等级,为了保证施工雨季期间的安全,分别在基坑边、局基坑 5m 设置变形观测点,随时掌握基坑变形情况。 4、支护结构设计 支护形式主要有以下三种,即土钉墙、深层搅拌桩、喷射混凝土固面。对于砂浆固面做法属于构造做法,按照相应规范执行。对于深层搅拌桩和土钉墙要进行设计计算。 土钉墙其结构类似于重力式挡墙,将拉筋(又称为土钉)利用人工或机械成孔植入土体内部,并在坡面上喷射混凝土,形成土体加固区域共同作用,从而形成支
10、护体系。土钉墙主要计算控制指标承载力如下： 单根土钉抗拉承载力应满足, 1. 250 Tjk Tuj 其中:0 为基坑侧壁安全重要系数,本工程取二级,系数 1.0； Tjk 第 j 根土钉受拉荷载标准值； Tuj 第 j 根土钉抗拉承载力设计值； 单根土钉受拉荷载标准值按照下公式计算： Tjk = eajk sx j szj / cos aj 其中: 综合系数,与土层内摩擦角、放坡角度有关； eajk 第 j 个土钉位置处的基坑水平荷载标准值； sxj,szj 第 j 个土钉与相邻土钉的水平、垂直间距。 本工程侧壁安全等级为二级,土钉抗拉承载力设计值需要通过试验确定。在本工程中现场进行了四组不
11、同土层土钉抗拉承载力试验,现场分别在距地面 1.5m、2.5m、3.5m、4.5m 深度进行,实验用钢筋采用二级、625,试验值经过实际测量分别为 7.95kN、21.12KN、36KN、59KN,分别比理论实际计算大 10.7%、16.25%、3.75%、25%。根据实际进行调整,在 5米深度范围内采取 4 层土钉、7 米范围内采用 6 层土钉,9 米范围采用 8层土钉。土钉长度为深度的 1-1.5 之间,经过修整,土钉直径调整为22、20。 同时需要验算基坑底承载力,对于软弱土层承载力不满足的情况下,需要对基底土进行加固,常用的加固方法主要有水泥土桩、高压注浆、置换土层等方法。计算软件采用
12、 PKPM 电算软件,计算过程略。 5、主要施工方法 1)土钉墙 土钉墙施工时,上层土钉注浆体及喷射混凝土面层达到设计强度的 70%后方可开挖下层土方及下层土钉施工。 基坑开挖和土钉墙施工自上而下分段分层进行。在机械开挖后辅以人工修整坡面,坡面平整度的允许偏差为20mm,在坡面喷射混凝土支护前,先清除坡面虚土。 土钉墙施工顺序如下： 开挖工作面修整边坡埋设喷射混凝土厚度控制标筋喷射第一层混凝土钻孔安设土钉注浆安设连接件绑扎钢筋网,喷射第二层混凝土设置坡顶、坡面和坡脚的排水系统。 喷射作业根据土方开挖顺序分段进行,同一分段内喷射顺序自下而上一次喷射厚度为 40mm；喷射混凝土时,喷头与受喷面应保
13、持垂直,距离宜 0.61.0m；喷射混凝土终凝 2h 后,应喷水养护,养护时间为737h。 喷射混凝土面层中的钢筋网应在喷射一层混凝土后铺设,钢筋保护层厚度为 40mm；钢筋网与土钉采用承压板焊接相连。 采用水泥净浆的水灰比为 0.5,水泥浆随拌随用,一次拌合的水泥浆必须在初凝前用完。 注浆前应将孔内残留或松动的杂土清除干净,注浆开始或中途停止超过 30 分钟时,应用水或稀水泥浆润滑注浆泵及其管路;注浆时,注浆管应插至距孔底 250500mm 处,孔口部位设置止浆塞及排气管;土钉钢筋设置定位支架。 2)深层搅拌桩 水泥深层搅拌桩采取切割搭接法施工。在前桩水泥土尚未固化时进行后序搭接桩施工,施工
14、开始和结束的头尾做搭接加强处理。 深层搅拌水泥土桩每米水泥掺入量不小于 60kg。 水泥深层搅拌桩采用浆喷工艺。 3)砂浆固面 边坡按照 1:1 放坡,坡面人工清理平整,对局部缺陷部位软弱土层清理干净。采用密目钢丝网满铺,与土层接触面留置 25mm 保护层,钢丝网采用 12 钢筋、间距 600mm、长度 1200mm 梅花型打入土层固定。面层用1:2.5 水泥砂浆罩面。固面层施工完毕后,及时洒水湿润。 6、控制措施 1)降水效果必须达到设计要求 对于选用的支护结构来讲,水对支护结构的安全影响最为严重。因8此,降水效果的好坏直接影响到支护结构的安全使用。本工程中采取深井降水,每天观测水位变化情况
15、,准确掌握了水位情况,由于前期采取了抽水试验,测定不同土层的渗透系数及深井降水的影响半径,为降水工程提供了可靠的一手资料,降水工程实施顺利,效果也达到了预期目标. 2)地表雨水防水措施 对于土钉墙支护结构,变形是必然的,也必然在地表产生裂缝。如果不对这些裂缝及时有效的处理,会加剧裂缝的变化。因此,在施工中加强对地表裂缝的观察及处理。由于雨季及地下降水的影响,有效的防水措施是保证基坑安全的重要措施。实际施工距基坑 6m 设置专用排水沟,基坑边与排水沟之间采取混凝土硬化,并施工成 5%坡面,及时有效地将地表雨水及基坑雨水抽出排放。 3)基坑变形、位移监测 分别在基坑坡顶面、间距 15m 和距离基坑
16、 6m 设置变形观测点,土方开挖期间每天观测两次,土方开挖完成后每天观测一次,发现超出规定的变形及时处理。实际施工中由于加强了监测,个别部位变形超出了控制范围,及时采取了加固措施,有力的保证了基础施工顺利进行。 4)土钉墙施工注意事项 土钉墙土方开挖放坡坡度控制在 1:0.2,坡面人工修整平整,对于软弱土层要清理干净,局部缺陷较大部位要采取换土方法,进行加强。严格按照分层开挖、分层支护、上层支护强度达到 70%设计强度后,才能再往下继续开挖的原则执行,每层开挖深度不超过 2.2m,严禁超挖,更不允许一次开挖到位。土方开挖、基坑支护、变形观测要紧密配合,发现异常9情况,及时上报,并及时处理。喷射
17、混凝土强度按照规定及设计要求,要检测强度,可以采取同类施工方法,做一组 500500 模块,做成试样,喷射完成初凝前及时修边、养护,做成标准试块,进行实验。 7、结束语 该工程支护结构方案由于选择合理,实施过程中监督和监测到位,整个基础施工较为顺利。在进度方面,从土方开挖开始,仅用了 70 天时间就全部完成了复杂的基础部分施工。在经济方面,采取相对低廉的支护形式,造价相对较低,支护总费用不超过 350 万元,经济效果明显。技术方面该工程特点是多变深浅复杂基坑交叉多、多变复杂土层结构、高地下水位、雨季施工季节典型案例,在基础施工方面具有重要的参考价值。对于此类工程要采取多方面可靠的保证措施,降水工程、监测、过程控制、支护结构施工、季节性施工等诸多因素,必须周密部署,科学安排;同时对于复杂土层,最好要进行实际试验,掌握第一手资料,对保证设计安全性、经济性都有重要的意义,为今后施工同类项目积累了丰富经验。
