【摘要】深基坑工程的影响因素多,危险性大,成功的深基坑工程设计方案,取决于其是否适应场地的工程地质条件、水文地质条件及周边环境特点等。深基坑工程的影响因素在基坑开挖过程中是不断变化的。因此,一个合理的深基坑工程设计方案能否顺利完成,还必须进行施工过程中的监测工作,获得动态信息。通过对前期开挖监测得到的各种数据进行分析,对后续开挖方案、开挖顺序和开挖速度提出建议,对施工过程中可能出现的险情进行及时的预报,保证基坑支护结构的稳定性及周围环境的安全。
【关键词】软土地基 深基坑 设计处理
随着我国综合国力和经济实力的不断增长,大量的地下工程蓬勃发展,基坑埋深也逐渐增加,从而产生了大量的深基坑工程,大量超高层建筑应运而生使得深基坑工程朝着更大深度,更大规模的方向发展。就目前现状而言,大量的深基坑开挖都位于建筑密集区,所以即使深基坑工程作为临时工程,但其技术复杂性却是永久性的基础结构或上层结构不能相比的,若施工工程中出现差错不仅会使基坑本身发生危险而且还会殃及深基坑周边的建筑物、道路桥梁及地下设施,造成巨大的损失。
一、土方开挖处理?措施
(1)借用场外空地作为临时工程材料堆场及加工厂、土方随挖随运,以实现基坑四周的零堆载,同时基坑周边严禁停滞大型机械。
(2)基坑开挖采用分段、分层相结合并以分层为主的开挖方法,分层开挖厚度严格控制在2m之内;开挖至支撑位置后,及时跟进支撑系统的施工,以尽快形成闭合支撑体系;在支撑系统砼未达到设计强度等级前,严禁进行下一道土方的开挖。
(3)土方开挖必须严格按施工方案的顺序均衡推进,严禁乱挖以保证支护体系均匀受力。施工中配备专职人员进行测量控制,及时将基槽开挖下口线测放到槽底,以控制开挖标高,避免超挖。
(4)每一阶段基坑土方开挖,在支护结构前均留置适量的被动土,待基坑内侧土方开挖完毕后再挖除此部分土体,以减少基坑支护结构变形和荷载的积累。
二、深基坑的设计及处理
(一)深基坑支护设计
1、基坑支护类型
(1)排桩内支撑支护
排桩大多为冲、钻孔灌注桩,***W工法及地下连续墙或预应力管桩。内支撑系统根据平面形状有角撑式、角撑对撑式、水平拱圈式等多种布置方式。支撑材料有钢梁和钢筋混凝土梁二种。这种支护形式大多用在软土层较厚、且基坑深度较深的工程,基坑深度在6m-10m之间多采用一道支撑,大于10m的采用二道支撑。内支撑的布置应尽量简单,以方便基坑机械挖土和地下工程施工。其优点是支护系统较安全可靠,缺点是基坑挖土和地下室施工较为不便,一旦有某个节点破坏将导致整体失稳。
(2)桩锚支护
这种支护方式主要适用于场地土层性能较好或软土层较薄的场地。对基坑深度较大的工程,岩土锚杆的参数如下:与水平夹角在15o-40 o之间;长度在35m以内;设计轴向抗拔力一般小于600kN;锚筋材料有钢筋或 3-4条钢铰线;大多采用2次高压注浆工艺,第2次注浆一般大于2MPa。
(3)喷锚支护
这种支护方式是锚杆、钢丝网、喷射混凝土相结合的联合支护形式,适用于地下水位以上或经人工降水后的人工填土、粘性土和弱胶结砂土。常用在单层地下室、且淤泥较薄、地下水较少的基坑。但不适用于含水丰富的粉细砂层沙砾卵石层,不能用于自稳能力极差的厚淤泥层,基坑深度不宜大于12m。
(4)水泥土重力式围护墙
水泥土重力式围护墙常被称作重力式挡土结构,但实际由不同于一般的重力式挡土墙。建造在软土地基上的这类围护墙不但需要足够墙厚形成重力墙,而且必须要有一定的插入深度。因为这类挡土结构的稳定性不是完全依赖于墙体自重,而在很大程度上依赖于随插入深度急剧增大的墙前被动土压力。水泥土墙施工时无振动,无噪声,无泥浆废水污染;施工操作简便、成桩工期较短,造价较低;隔水防渗性能较好;基坑开挖不需要支撑拉锚,基坑内干净整洁,空间宽敞,有利于开挖及后期结构结构施工。
(5)组合型支护
当基坑内有几种深度,或者土层分布变化较大,或者基坑各侧的环境条件有较大差别时,可因地制宜地采用不同的组合方式,以充分发挥各种材料及支护机构形式的优越性,降低工程造价。
三、软土地基深基坑的支护技术
由于软土地基的深基坑在开挖之后由于支护结构周围的土层由于土体的压力以及水压等出现非平衡的现象,导致周围的墙体产生向坑内位移的现象,引发基坑外侧土体的整体变形以及周围结构的破坏。所以,在设计的过程中应该合理的选用支护技术,对支护结构的变形等来予以合理控制,确保整个施工过程以及环境安全等不会受到外部压力等的影响。
1、基坑围护方案设计
深基坑施工难度大,危险性高,故应进行严格的基坑围护方案的施工前设计。设计应在前述场地地质分析的基础上展开,过程中应结合项目的实际情况,依照安全、经济、可行性强的原则,最终产生实际可操作的基坑围护设计方案。
2、深基坑围护方案所涉及的内容依据具体工程的现场实际情况的不同而灵活变化。如针对周边环境中较为常见的残存土钉墙的现象,方案设计中可计划用钻机首先对土钉墙体进行切除,再根据实际情况判断是否打设维护排桩墙或进行放坡维护。障碍处理完后,可再进行深基坑的整体维护设计,具体确定放坡与维护排桩墙的使用,围护剖面的措施选取,是否采用钻孔桩加拉锚、钻孔桩加内支撑或悬臂支护等一系列力案。为保证深基坑的顺利开挖,坑内可采用800mm管井降水等措施。对承台底与板底底之间存在的高差现象,亦可采取局部放坡措施,并确定合理的放坡系数。
3、 施工监测预评价
由于软土地基深基坑项目地层稳定性差、施工危险性高,故在工程建设中需严格施工监测评价工作,从而确保工程施工的顺利进行,同时,还可起到保障基坑以及其周边各个建筑物安全的作用。
监测过程之初,需对工程周边的各建筑物、各条道路以及周边管道的裂缝及沉降情况作出全面而细致的调查,并对开挖前现场的管线状况进行又一轮复查。工程施工开始后,监测过程需转而成为一项动态的监督操作,要十分及时的获取深基坑开挖过程中工程周围土体的变形状况,了解施工过程与周边土层的互相影响情况。此外还要随时获取施工中支护结构的信息,从而全面把握项目施工所引起的周边环境的变化状况。
四、结语
深基坑支护是一个过程性很强的工程,从设计、施工到监测环环相扣,缺一不可,每个过程都应得到施工人员足够的重视,通过各种勘查和比较从种类繁多的支护方式中选择最优的深基坑支护体系。
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