谢光军
摘要:本文结合湖光花园工程,从深基坑的设计与计算出发,阐明基坑工程施工过程中的问题及注意事项,结合工程实际进一步阐述基坑设计和施工的基本原则与技术,希望可以引起相关施工人员的重视。
关键词:高层;基坑;支护
前言
深基坑工程是一项临时性工程,过于考虑安全问题会导致投资过多而造成浪费,相反,过于强调经济效益又可能导致基坑失稳破坏,在这两方面己有不少的教训。选择一个科学合理支护方案是深基坑工程成败的关键。基坑工程的研究无论在理论上还是在实践上还不很成熟,因此对其深入研究是十分必要的。
1工程概况
湖光花园高层商住楼工程由4座30层塔楼组成,设有3层地下室(其中负3层为人防工程),总建筑面积3.6万m2,建筑总高度93.4m。基坑底面标高为一13.3m,主体采用框剪结构,部分结构转换梁设在负2层,基础采用f500高强预应力管桩。根据地质勘探报告,本工程场地自上而下各土岩层分别为:①人工填土层:厚1.6-9.4m,平均6.17m,属杂填土,稍湿,松散,由粉质粘土混建筑垃圾组成;②第四系坡积层:②-1为粉质粘土层,厚1.1 -5.2m,平均3.24m,稍湿一湿,可塑,粘性较差,含较多砾砂;②-2为粉质粘土,厚1.0-5.8m,平均4.5m,稍湿,硬塑,粘性较差,含较多砾砂;③第四系残积层:粉质粘土,厚1.2-6.9m,平均4.35m,稍濕,硬塑,粘性差,含较多砾砂,最大粒径为f25,组织结构完全破坏,为含砾砂岩风化残积土,遇水易软化崩解;④白奎系沉积岩:以泥质粉砂岩为主,中、粗砂岩次之,局部为砂砾岩,泥、铁质胶结,厚层状,其中④-1为全风化岩,厚4.4 -16.4rn,平均9.6m,裂隙发育,组织结构基本破坏,岩芯呈坚硬土状,遇水易软化;.-2为强风化岩,厚3.5 -19.4m,平均7.85m,裂隙发育,矿物成分显著变化,组织结构大部分破坏,岩芯呈半岩半土状,遇水易软化。
2工程特点
本工程基坑开挖支护具有以下特点:①开挖深度相差大,为0.7-13.3m:②另一工程与本工程同时动工,基坑也同时进行开挖支护施工,造成基坑底面标高相差达4.3m;③东面埋藏有军用电缆,给施工带来一定困难;④周边建筑物间距过小,对基坑开挖的影响较敏感,如东南面的游泳池和高层住宅楼相隔仅为8-15m,高层住宅楼基础为CFG桩基,锚索或锚杆较易触及基础。
3基坑支护方案
建设单位根据施工安全及场地施工运输条件,要求两个工程同时动工,故其基坑支护方案统一考虑和设计。综合考虑基础施工要求、场地地质条件、基坑周边环境状况、基坑开挖深度等因素,从安全、经济、可靠的角度出发,并进行了多方案比较,决定采用f150钢管桩与锚杆锚网、人工挖孔桩与预应力锚索、锚杆与锚网等支护方式相结合的支护方案,并最终经有关部门审查通过并实施。
4基坑支护结构施工
4. 1施工要求
(1) 支护结构施工前,应仔细查明场地范围内的地下管线情况,做好坡顶地面截水、边坡体有针对性的排水和基坑内开挖土方时临时降水措施。
(2)做好材料、施工机械的准备工作,需送检的材料和机械仪表应及时送检。
(3)施工单位必须在施工前编制好详细的施工方案及安全保证措施,并经有关部门审批。
(4)钢管桩施工前放线定位必须准确,控制与基坑平行方向的孔位误差<5mm,并严格控制钢管桩的垂直度和搭接长度,要求垂直度误差<0.01 L(桩长)。
(5)基坑开挖应自上而下进行,每层锚杆为一个开挖层,每层开挖深度应在该层锚杆下0.5m范围,及时支护和严禁超挖,注意开挖时施工机械不得碰及已完成的喷锚面和锚杆头。
(6)喷射混凝土施工应分段分片依次进行,同一分段内由下而上进行喷射,每次厚度≥30mm,注意喷头与受喷面垂直,且控制好水灰比,保持混凝土表面平整、湿润光泽、无干斑及滑移流淌现象,同时保证喷射压力。
4. 2施工工艺流程
钢管桩施工流程为:放线→钢管桩钻孔、清孔→安插钢管、注浆→分层挖土→分层分段锚杆孔施钻→清孔→安插钢筋、注浆→修整锚面土方→安装锚面钢筋→喷射混凝土。
土方开挖应与喷锚支护配合进行施工,要求分层、分段开挖支护,实行循环流水作业方式,其施工流程为:土方开挖→初喷速凝混凝土→机械钻孔→锚杆施工→注浆→钢筋网及焊筋→终喷速凝混凝土及养护(锁定)。
采用分层分段的开挖方式,分层次数与锚杆排数相同,上层锚杆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进行下层锚杆施工,一般应在上层喷锚支护完成2天后才能开挖下一层土方。
4. 3动态设计和信息化施工
在施工过程中及时收集土方开挖所揭露的地层和地下水位、水量等资料,并与原设计依据进行对比,如存在差异应及时通知设计方和有关各方,将新收集到的有关资料整理后,以文字、图表的形式递交给设计方作为参考,在向有关主管人员汇报并征得设计方同意后,施工工艺和参数也应作出相应调整。
(1)土方开挖时注意观察揭露土质情况,如土质较差则应缩小开挖段的长度,并抓紧时间施工,尽量减少坑壁裸露时间并加强观测。
(2)施工过程中应严格按监测要求进行基坑监测,对获得的数据应及时整理和分析,发现异常则应采取相应的处理措施,并及时通知设计方等。
(3)在基坑开挖施工过程中,应派人员轮值巡视基坑周边的变形情况,如发现细小裂缝则应及时用水泥浆修补,如裂缝较大则应采取紧急处理措施并及时通知设计方等。
(4)施工过程中观察地下水的变化情况,如发现水量较大则应加密布置泄水孔引水;在正常天气情况下,如已布置的泄水孔水流量突增,则应注意观察周边排水沟、地下管线等是否开裂渗漏,如发现渗漏则应分析其原因并采取相应的处理措施。
(5)施工过程中应根据进度和工程需要,及时进行施工机械和人员的调配,以确保满足工程要求。
(6)发现异常时,技术负责人应迅速组织技术人员进行研究分析,同时通知设计方,以确定措施后由施工方进行处理。施工人员应全天轮值巡查基坑安全,并根据施工进度及工程需要及时调配施工机械和施工人员,以保证满足施工需要。
(7)土方开挖施工时必须保证及时提供喷锚工作面,即在基坑边缘按分层分段要求开挖L≥25m, D≥l0m的工作面,使喷锚施工得以连续进行。
结束语
经过2个多月的施工,本工程在业主、设计、监理及监测等单位的紧密配合下,基坑支护施工顺利完工,对锚杆、锚索及人工挖孔桩的抽测评定全部合格,经有关部门验收通过,完全符合设计要求,达到了预期效果,得到了建设单位及有关部门的好评,同时为下一步的施工创造了良好的基础。
参考文献
[1]张在明.地下水与建筑基础工程.北京:中国建筑工业出版社,2001.
[2]唐业清.基坑工程事故分析与处理.北京:中国建筑工业出版社,1999.