范炫芬
(福建卓越建设工程开发有限公司)
如何加强深基坑工程质量安全监督管理
范炫芬
(福建卓越建设工程开发有限公司)
大规模的地下空间结构已在工业与民用建筑领域普遍存在,深基坑支护施工过程选择合理的支护方案、科学监测手段、优化质量安全控制措施是关键。
深基坑支护;土方工程;科学监测;质量安全控制
随着我国城市化进程的不断发展,使地下空间有效的利用是重要的研究课题。大规模的地下防控工程、商场、停车场等空间结构在高层建筑设计施工中更为普遍,各种深基坑工程防护结构体系也被设计建设出来。但基坑工程普遍存在建设周期短、使用时间长、施工工序相对复杂、技术含量高,受现场条件、地下水文地质、开挖深度、周边环境等不利因素影响大的特点。因此,如何加强深基坑防护领域的质量安全监管工作,已被施工各方责任主体当作重大危险源加以严格控制。本文以融侨江滨广场场深基坑支护施工为案例,分析质量安全的相关控制措施,为类似工程提供参考。
融侨江滨广场场地位于福州市北江滨大道东北侧,江岸名都(上浦路与江滨西大道交叉口东南侧,框剪,桩基础)南侧,东面为拟拆迁福州市抗菌素厂,南侧现为空地,基坑开挖期间东侧和南侧将施工24~36m宽规划道路,距离30m为江滨大道车行道,道路路面标高约10.5m,距离地下室约13m为江滨大道人行道宽约9.0m,路面标高约8.50m,交通便利。场地内旧承台和基层以及清理完毕,场地内无市政管线。本工程拟建物为1幢25层酒店、1幢35层写字楼及其4层裙楼和地下2层满铺地下室。该工程± 0.00相当于罗零标高8.00m,场地周围平整后相对高程约-0.80~ 1.00m,地下室承台底标高-10.60m,基坑开挖深度9.80~11.60m,坑内主楼电梯井开挖深度较底板低3~5m。
本基坑工程,存在合同工期紧、施工场地狭窄、基坑开挖面积较大、紧邻闽江水力联系密切、土质多为饱和的软弱土层、西侧高层建筑邻近、土方外运存在交通高峰限行等多方面因素。所以根据研究决定,对基坑支护形式采取采用局部剖面拉森钢板桩+ SMW工法桩+一道混凝土内撑+一道腰部锚杆,坑中坑采用拉森钢板桩+钢支撑。本工程中所使用的基坑防护形式能够对开挖面创造良好的工作环境,并且能够最大程度的降低地下水对基坑的影响,使基坑的稳定性不断加强。
具体施工工序确定如下:
场地平整→3-3剖面拉森钢板桩施工→基槽开挖→SMW工法桩(从地面施工)和立柱施工→分层分段土方开挖至第一级平台处,对放坡段喷射混凝土,3-3剖施工扩孔锚杆→消压井施工→钢筋混凝土冠梁、支撑梁施工并养护至设计强度→分级土方开挖至腰梁垫层底标高→扩孔式预应力锚杆、钢筋混凝土腰梁施工并养护至设计强度→分级土方开挖至基坑底设计标高→地下室结构施工至底板面,设置传力带→地下室结构施工至地下二层楼板标高→土方回填→设置传力带→地下室结构施工至±0.00标高→拆撑→土方回填→HN700×300型钢拔桩回收最后进行土方回填。
(1)明确土方开挖顺序,合理平衡运输通行、严格开挖程序。
①土方必须分层分段均衡开挖。
严格做到开挖一层支护一层,上层未支护完,不得开挖下一层。开挖坡度必须符合设计要求,坡度不得大于设计坡度,同时不得在大雨天开挖施工,每层开挖深度不超过1.5m,每段开挖长度不大于15m,淤泥层开挖长度不大于6m,且应间隔开挖,开挖后应及时对壁面进行修整,严禁扰动地基土。
②合理布置退土顺序,平衡垂直分力和行驶车辆荷载对支护桩柱及结构柱桩的应力破坏。
③机械开挖应注意挖铲不得碰撞围护桩,应防止围护桩排桩和工程桩受到破坏,机械设备必须顺着一边走,不许来回碾压,使工程桩压偏.坑壁应保留300mm厚土层,用人工清除浮土,用人工开挖承台土方,严禁用机械开挖承台土方。开挖立柱桩周边土方时应先沿立柱四周掏槽下挖,下挖一段再开挖立柱周边土方,如此循环,避免立柱侧偏。开挖时注意避免碰撞立柱,严禁在水平支撑上堆放重物,严禁临空碾压支撑梁。
表1 土方开挖立面分段规划
图1 土方分区安排及通道布置图
(2)基坑支护体系做到围护结构堵水,坡顶、坑内构筑物有效降排水,以保持基坑内水位在基坑底以下,是保证施工顺利进行的关键。
①基坑排水包括地表水处理和基坑内的水处理,地表水的阻截,主要是在边坡顶设置排水沟。基坑内沿基坑四周设置排水沟和集水井,及时排干基坑的水。排水沟宽400mm,深400mm,集水坑1m×1m,深1m,用砖砌,水泥砂浆批面;在坑壁部不让水浸泡基坑壁;坑底另设DN500塑料管开孔包网做降水点。基坑内排出水及洗车污水池污水要经过沉淀过滤后能有效排入市政排污管道。
②基坑周边维护结构能有效止水、堵水的关键是如何保证水泥土搅拌桩身的强度和均匀性。
在施工中应加强对水泥用量和水灰比的控制,确保泵送压力不小于0.3MPa。根据钻头下沉和提升两种不同的速度,注入土体搅拌均匀的水泥浆液,确保水泥土搅拌桩在初凝前达到充分搅拌,水泥与被加固土体充分拌和,以确保搅拌桩的加固质量。
③做好施工过程的预控措施:
a.水泥流量、注浆压力采用人工控制,严格控制每桶搅拌桶的水泥用量及液面高度,用水量采取总量控制,并用比重仪随时检查水泥浆的比重。土体应充分搅拌,严格控制钻孔下沉、提升速度,使原状土充分破碎,有利于水泥浆与土均匀拌和。
b.浆液不能发生离析,水泥浆液应严格按预定配合比制作,为防止灰浆离析,放浆前必须搅拌30s再倒入存浆桶。
c.压浆阶段输浆管道不能堵塞,不允许发生断浆现象,全桩须注浆均匀,不得发生土浆夹心层。
d.发生管道堵塞,应立即停泵处理。待处理结束后立即把搅拌钻具上提和下沉1.0m后方能继续注浆,等10~20s恢复向上提升搅拌,以防断桩发生。
e.施工冷缝处理
由常规套钻1个孔改为套钻2个孔来增加搭接的强度和抗渗度。
严格控制上提和下沉的速度,做到轻压慢速以提高搭接的质量。
如上述方法无法满足要求,采取在冷缝处围护桩外侧补搅素桩方案,以防偏钻,保证补桩效果,素桩与围护桩搭接厚度约10cm,确保围护桩的止水效果。
f.渗漏水处理
在整个基坑开挖阶段,备好相应设备及材料,密切注视基坑开挖情况,一旦发现墙体有漏点,及时进行封堵。具体采用以下两种方法补漏。
引流管:在基坑渗水点插引流管,在引流管周围用速凝防水水泥砂浆封堵,待水泥砂浆达到强度后,再将引流管打结。
双液注浆
A.配制化学浆液。
B.将配制拌合好的化学浆和水泥浆分别送入贮浆桶内备用。
C.注浆时启动注浆泵,通过2台注浆泵2条管路同时接上Y型接头从出口混合注入孔底被加固的土体部位。
(3)加强测量监控技术,把握好施工各阶段结构的受力体系转换,保证结构在施工和使用过程中均处在安全工作状态,是基坑支护施工的技术关键。
①本基坑必须监测的项目包括:基坑坑顶沉降、平面位移监测;基坑周边建(构)筑物沉降监测;基坑周边道路管线、道路的沉降监测;基坑冠梁沉降、平面位移监测;基坑周边地表沉降监测;基坑支护桩外深层土体位移监测;基坑支护桩外地下水位测试;基坑支承柱沉降、平面位移监测;基坑内支撑构件轴力监测;基坑塔吊沉降、水平位移监测点。具体平面布置如图2。
②所有监测安排均应以确保基坑支护及周边环境安全为宗旨,若开挖过程中出现位移速率、支撑轴力较大等异常情况时,应适当加密监测次数。并且每次监测完毕后及时整理分析测试数据,向业主和监理单位提供监测简报。若发现异常情况及时报警。
③对基坑工程现场监测采用仪器监测与巡视检查相结合的方法,基坑施工和使用期内,每日派专人巡视检查并做好记录,巡视以目测为主,对自然条件、支护结构、施工工况、周边环境及监测设施等定时进行检查。每天排专人巡视基坑周边路面以及管道裂缝和沉降等情况、坡面以及支护桩间是否有渗水情况,做好当天巡视记录,出现情况立马汇报,必要时启动应急预案。
建立完善的监测体系能有效指导基坑开挖和支护结构的施工,保证基坑支护结构、相邻建筑物、周边道路及地下管线的安全;验证支护结构设计,为完善设计提供依据。
图2 基坑监测平面分布图
加强深基坑工程质量安全监督管理是目前最需要解决的问题之一,在技术上我们要根据实际情况针对基坑开挖量、岩层、地下水等多种因素进行控制。同时要制定良好的管理制度,在施工过程中要做针对每到工序制定管理办法,做到技术和管理的双重保证,最大程度提高基坑的安全性。
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2015-7-19