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摘要:现阶段,无论是住宅类建设还是商业办公、综合楼类的工程项目,都会涉及基础施工,故而开展深基坑支护施工极为关键。众所周知,水文条件、地层土质直接影响着地下施工,尤其是基坑开挖期间,软土地基的低承载会导致塌陷、坑涌等情况的发生。故而,施工企业应以调查工程现场、勘察岩土工程为基础,通过科学设计支扩结构与选择适宜的支护技术,利用地下水位监测及控制基坑变形等手段,确保项目的安全开展,为深基坑支护项目的顺利完成奠定基础。
关键词:工程;深基坑支护;施工技术
前言:当前,深基坑支护技术应用十分广泛,其具有风险低且范围广等特点,不同于其他工程。在工程挖掘期间,主要采取放坡挖掘、直接挖掘等方式,导致施工难度不断加大,对深基坑技术的顺利进行十分不利。在项目开展期间,深基坑支护直接影响着施工质量,与项目效益有紧密联系,决定着整体施工进度。故而,深入剖析工程结构,明确各种施工技术要点,采取科学的基坑施工方法,才能保证项目的安全、有序实施。故而,如何强化深基坑质量,是本次研究探讨的重点问题。
1工程地质条件
1.1场地地形地貌
工程项目原地表为泥质滩涂地,地形平坦,后经围海造地,吹填粉煤灰、建设垃圾(主要成分为淤泥质土夹碎块石、混凝土碎块等)形成陆域。工程场地四周地势较高,主要由人工堆积的填土组成,本装置大部分场地未进行过软基处理,仅对表部进行了固化处理,固化处理深度一-般为1.2m左右,现地面标高一般为4.0-4.5m。场地建东侧及建南侧一些区域勘察期间正在采用塑料排水板+真空预压+覆水预压进行地基处理,预压处理后地面标高一般为3.0-4.0m,局部低洼处为2.6m左右。周边隔堤堤顶标高一般为5.5m左右,现状道路标高一般为4.5-5.0m。道路两侧分布少量地下管线及架空电缆线路,场地及周边环境较复杂。
1.2工程地质
根据本次勘察钻探所揭露的地层岩性特征、埋藏分布、物理力学性质,并参照邻近工程勘察报告的划分原则,可将场地内地基岩土层划分为6个工程地质层组,并细分为18个工程地质亚层,现由浅至深分述如下:
(1)①0a层:杂填土(mlQ)
杂色,松散~稍密,成份杂,主要由流塑~软塑状的黏性土组成,不规则的夹杂碎块石、混凝土碎块及碎砖块等建设垃圾、少量生活垃圾、粉煤灰等,大小混杂,均--性极差,碎块石粒径一-般为2~:30cm,个别大于50cm,含量各处不等,为新近回填。其中现状南北向临时道路(平面上大致沿A4-A4'工程地质剖面线分布)及东西向两条临时道路(平面上大致沿A13--A13’、A24-A24'工程地质剖面线分布)处混杂大量碎块石及建设垃圾。该层场地内均有分布,物理力学性质较差,钻探揭示层厚为1.20~15.40m,平均厚度6.52m。
(2)①0c层:吹填土(m1Q)
浅灰色,松散~稍密,饱和,厚层状,为约15年前建厂前粉煤灰吹填而成,土质不均,岩性以粉砂为主,局部为粉土。
该层场地内零星分布,主要分布于场地西北角,物理力学性质较差,具中等压缩性,钻探揭示层顶标高-0.602.60m,钻探揭示层厚1.60~4.00m,平均厚度2.78m。
(3)①2层:淤泥质粉质黏土(mQ34)
灰褐色,流塑,厚层状,含少量有机质,局部夹粉土薄层或团块,土质不均,稍有光泽,韧性中等,干强度中等,无摇振反应。其中场地建北部经过真空+覆水预压处理,性质相对变好。该层场地内大部有分布,物理力学性质差,具高压缩性,钻探揭示层顶标高-6.83~2.32m,钻探揭示层厚0.409.30m,平均厚度4.69m。
2基坑围护设计方案
2.1基坑特点
综合分析场地地理位置、土质条件、计算挖深和形状以及工程桩类型,本工程基坑具有以下特点:基坑挖深、形状及规模:本工程计算挖深为5.6~6.8m,基坑形状规则且开挖面积很小;工程桩类型:工程桩均采用锤击方桩,桩基施工对土体扰动较大;周边环境:南侧距现状厂区道路较近,放坡条件受限;西侧距现状厂区道路较远,东侧及北侧为现状空地,均有很大放坡条件;工程地质条件:本工程未进行过软基处理,仅对表部进行了固化处理,固化处理深度1.2m左右。基坑围护范围内①0a层杂填土,土质不均,层厚介于1.8~7.9m;①0c层吹填土主要由粉煤灰吹填而成,土质不均,层厚0.00~4.00m;①2层淤泥质粉质黏土土性较差,且坑底位于该土层上,对基坑开挖及变形控制较为不利;②1层粉土夹粉质粘土土性相对较好,层厚5.50~7.50m;②2层淤泥质黏土土性较差且层厚较厚。基坑开挖范围内各层土的渗透系数一般在10-7cm/s左右,②1层粉土夹粉质粘土含承压水,承压水头标高为1.500m;基坑等级:根据浙江省《建筑基坑工程技术规程》,本工程基坑安全等级为二级,基坑重要性系数γ0=1.0,基坑支护设计使用年限为一年。
2.2围护方案比较与确定
2.2.1基坑围护整体方案选取
本基坑形状规则且开挖面积小,根据本工程基坑特点在“安全、经济、方便施工”的原则下,对本地区常用的围护结构方案进行比较,详细见图1。
图1基坑围护整体方案优缺点对比
综合以上分析:本工程计算挖深为5.6~6.8m,且本工程未进行过软基处理。排桩+钢筋砼支撑方案需另设止水帷幕,造价高且钢筋混凝土支撑体系需要养护,整体工期长,不予选用。由于周边情况复杂土质极差,施工过程中支护变形非常大,故本工程采用工期较短、挖土方便的拉森钢板桩+两道钢支撑方案。
2.2.2基坑围护具体方案情况
支撑体系:如图2为支撑平面布置:根据基坑形状及各边尺寸情况,采用角撑+对撑的平面布置形式,围檩均采用双拼H400×400×13×21型钢,支撑均采用φ609×16钢管二道支撑布置同一道支撑布置。
图2平面布置图
支撑竖向布置:一道支撑面设置在地面下0.5m,即绝对标高3.800m;二道支撑面设置在地面下3.0m,即绝对标高1.300m。具体详见图3:
图3典型剖面图
桩长选取:选用18m长SP-Ⅳ型拉森钢板桩。
立柱和立柱桩:立柱采用H型钢,型号为H700×300×13×24,每米重量185kg,桩顶标高为4.000m,桩长为20m。
出土口:根据基坑形状、开挖面积、场地布置情况,出土口设置在基坑北侧,按照设计要求进行加固。
表1 抗承压水稳定性验算
由以上计算可知,各区域抗承压水系数不能满足规范要求(<1.1),存在顶穿风险。但根据周边工程情况,并未出现被顶穿的情况,因此在地下池坑内设置应急管井。
3基坑施工
3.1基坑支护施工前准备
为了做好基坑施工前的准备工作,需要提前测量施工现场,以地下室底板施工图和项目总平面图为标准,进一步确认实际场地是否完全符合设计。测量要涉及周围建筑尺寸与现场场地之间的关系,明确周边管线具体分布情况,周边环境设施是否会受到基坑开挖的影响。施工开展前期,与设计院就施工组织设计、现场测量实际展开深入沟通,科学调整本项目基坑围护。
3.2放坡和简易护面施工
基坑挖土涉及较多内容,包括均衡开挖、对称开挖、分段开挖、分层开挖等,在挖土过程中,要控制浓度在300mm之内,不能超出设计标准,每段开挖长度要控制在20m之内,决不能一挖到底,同时要避免应力集中,转角时可采取圆角方式,并控制开挖当天锚喷在24小时内。
护坡选取C20细石混凝土,砼配合比1水泥:2米砂:2粗砂,施工期间早强剂要实施合理加入,当上层喷锚砼达到其设计强度的70%时方可进行下一道工序的施工。
钢筋网采用HPB300级钢筋,通长的加强钢筋采用HRB400级钢筋。钢筋网片为φ6.5@300×300,连接加强筋采用φ12,采用φ16钢筋制作,水平间距为1.5m,垂间距1.5m,采用φ16钢筋打入。固化剂采用42.5级复合硅酸盐水泥,喷射混凝土面层底部宜0.2m,坡顶翻边1.0m,在喷射面层背部适当位置应设置水平排水管,管径不宜小于50mm,其外端包扎滤网伸出支护面层,以导出混凝土面层背后积水。
3.3钢板桩支护
边坡段采用拉森钢板桩进行支护,钢板桩选用拉森SP-4(15米)型。进场钢板桩需进行外观检验及桩身缺陷矫正;施打前板桩咬口处宜涂抹黄油以保证施打的顺利和提高防水效果。主要机具设备采用液压震动锤、挖掘机、水泵、汽车吊、电焊机、15米钢板桩、22#工字钢钢围檩,旋喷桩锚索采用42.5级普通硅酸盐水泥,水泥掺量30%,搅拌桩水灰比可控制在0.6~0.7之间,水泥浆搅拌均匀,随拌随用,喷浆压力为20-30MPa,旋喷锚桩施工采取钻进、喷浆、搅拌一次性完成。
3.4设置挡水墙
对于地表水,采取“堵”和“疏”结合的办法,于基坑外砌筑400mm高挡水墙,挡水墙外侧设置截水沟,截水沟底宽 300mm,沟深 400mm,沟壁使用水泥砂浆抹面,以防地表水进入基坑;对于由于降水时间短、土方开挖速度较快而出现的上层滞水滞留现象,采取就地挖设土层集水坑导流措施,以减小降水速度对基坑的影响。
结语:
综上所述,深基坑支护技术是保障地下工程施工质量的首要技术,本文以某工程实例展开分析,从基坑支护施工前准备、放坡和简易护面施工、钢板桩支护以及设置挡水墙几方面入手,旨在降低水文工程地质对构建筑物基础施工的影响。
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