某深基坑支护实例分析
第一篇:某深基坑支护实例分析
深基坑开挖支护现状分析论文(共)
1、存在的问题
近年来,城市中的建筑密度随着城市现代化的推进而增大,随着高层建筑的不断兴建,深基坑开挖支护问题日益突出。因而深基坑开挖支护及对邻近建筑、道路及设施的影响日益为工程师们所关注,研究开发出许多好的措施.但是基坑开挖深度越来越深,开挖环境日益复杂,设计及施工人员经常遇到新的问题及新的挑战,从而使基坑工程的成功率降低。尤其在上海、深圳等大城市,事故发生率更高。上海在一年之中就发生近四十例基坑事故,上海广东路某基坑事故,导致交通主干线广东路下陷1.8m,致使各种地下管线产生严重破坏,煤气泄露产生爆炸,当场熏倒二十多人,直接经济损失达五千多万元,造成了极坏的社会影响;98年深圳某基坑工程,出现了严重的塌方事故,几名施工人员被埋,基坑周围几栋建筑物出现严重破坏,轰动全国.本文通过对深基坑开挖支护现状的分析,提出一些看法和建议,供设计和施工参考。
2、深基坑工程特点及现状
(1)基坑越挖越深。或为了使用方便,或因为地皮昂贵,或为了符合城管规定及人防需要,建筑投资者不得不向地下发展.过去建1~2层地下室,即使在大城市也不普遍,中等城市更为少见.现在在大城市、沿海地区尤其是特区,地下3~4层已很寻常,5~6层也有。因此基坑深度多在10~16m间,在20m左右的也为数不少。
(2)工程地质条件越来越差。这一点在某些沿海经济开发区较为突出。
(3)基坑周围环境复杂。重要高层和超高层建筑集中在人口稠密、建筑物密集的地方,并紧靠重要市政公路。而此处原有建筑结构陈旧,地上与地下管线密布。因此,基坑开挖不仅要保证基坑本身的稳定,也要保证周围的建筑物和构筑物不受破坏。
(4)基坑支护方法众多。诸如人工挖孔桩,预制桩,深层搅拌桩,钢板桩,地下连续墙,内支撑,各种桩、板、墙、管、撑同锚杆联合支护,此外还有锚钉墙等。
(5)基坑工程的成功率较低。一旦基坑支护失效,常造成邻近房屋、地下管线及道路的开裂,引发工程纠纷,甚至出现严重的破坏,造成重大的经济损失及人员的伤亡。
3、深基坑工程事故的分析
由于深基工程的上述特点,使深基坑支护成为一个最感头痛的工程难题.通过工程事故实例的调查分析,对其原因提出如下看法:
3.1设计方案失误
(1)方案选择错误。
此类工程事故出现较多,如济南某大厦工程,位于繁华市区,地上23层,地下3层,基坑深12m,场地狭窄,东、南、北三面距建筑物较近.施工单位提出,采用大直径灌注桩,设一土层锚杆,桩顶设混凝土圈梁的桩锚支护体系,需费用约100万元.建设单位提出,部分采用φ800悬臂灌注桩,部分采用φ150钢管悬臂桩,部分放坡方案,费用40万元.结果按建设单位方案:西侧采用1∶0.3放坡.东、南、西北浇筑C30的φ800悬臂灌注桩57根,@1800,桩长18m,悬臂12m,入坑底6m.北部用φ150钢管悬臂桩7根,@1000,桩长15m,悬臂12m,入坑底3m.结果几次断桩,塌方来势凶猛,均在瞬间发生,共造成坑内土方堆积3000m3,断桩23根,桩倾斜2根,7根φ150钢管歪倒.可见,基坑支护必需认真对待,绝不能为节省费用,随便定个方案.经分析,原先施工单位提出的方案还是可行的,建设单位乱定方案,不科学办事,结果是浪费了投资,拖延了工期,欲速则不达。
(2)实施方案与设计方案不符。
(3)止水帷幕力度不当。
如南京交通银行大楼,地上28层,地下室1层,基坑深6.7m.设计方案是:支护采用800悬臂灌注桩,@1000,桩长14m,在桩顶设800×500mm圈梁,桩嵌入坑底8.8m;防水及降水在排桩背后设高压旋喷混凝土,形成止水帷幕.坑东侧42m长,距房屋15m左右,采用1∶1放坡开挖.在坑内设3个深20m管井作为降水井。实施方案是:基坑加深0.7m至7.4m,桩长改为13m,桩嵌入坑底5.6m.放坡面因场地限制改为1∶0.3~0.5。为抢进度,桩顶圈梁未施工即开始挖土,且一次挖到设计标高。基坑开挖后,东南角桩间出现大量涌泥和流沙,支护结构向基坑内侧移位达20cm以上,桩后形成5~10cm地面裂缝,放坡地段滑移失稳,降水井失效,以至东南面的和平电影院严重开裂破坏,被迫停止拆除,北侧湖南路路面开裂,被迫采用土层锚杆加固,直接经济损失100多万元。可见,不按原设计方案施工,灌注桩与喷射混凝土未形成止水帷幕是基坑事故的主要原因。
3.2设计计算错误
(1)锚杆计算错误。
如石家庄某高层建筑,建筑面积10万多平方米,地上28层,地下4层,基坑深达20.5m,东西长120m,南北宽100m.基坑用φ600灌注桩,@1000,桩长20m,入土5m,混凝土强度为C25,配12根φ22的Ⅱ级钢筋,桩顶设帽梁,帽梁顶砌5.5m高370砖墙作护墙,墙内有构造柱及压顶圈梁.护壁桩设三道130锚杆:第一道锚杆长15.5m,@2000;第二道锚杆长20m,@1500;第三道锚杆长18m,@1000.用槽钢与护壁桩相结合.1993年9月12日,施工完西部坑底垫层,施工管理人员发现基坑西部护壁桩间成片掉土,并有渗水现象,顶部砖墙外倾,顶部地面出现裂缝.9月15日西侧北部有部分腰梁槽钢脱落,部分锚杆螺母松动.施工人员将槽钢补焊接上,拧紧螺母.在坑顶局部挖土卸载.9月16日下午5时左右,基坑西部南北约50m的护壁结构迅速倒塌,折断钢筋混凝土桩48根,倒塌边缘距坑边约13m,护壁桩折成三段,折点分别在第二、三层锚杆处,第一层锚杆从土中完全拔出,第二、三层锚杆锚头拉脱,腰梁扭断开.经分析计算,第一道锚杆的锚固长度需25.6~30m,第二道锚杆的锚固长度需22~25m。可见倒塌的主要原因是设计中完全拔出,第二、三层锚杆锚头拉脱,腰梁扭断开.经分析计算,第一道锚杆的锚固长度需25.6~30m,第二道锚杆的锚固长度需22~25m。可见倒塌的主要原因是设计计算错误所导致。
(2)支护桩嵌入深度不够。
上海某工程基坑采用深层水泥搅拌桩做支护,基坑开挖深度5~7m,桩长12m,嵌入深度5m.开挖到5m时未发生事故,但开挖到7m时,发生管涌,涌砂涌水.由于大量砂土冒出,最终导致支护结构全部倒塌.仅加固费就增加投资30万元(原支护结构费80万元),工期延长2个月.经对管涌计算知,支护桩嵌入深度需7m。
(3)安全系数偏小。许多基坑设计时,为单纯追求造价,而忽略许多因素,使工程的安全系数偏小。如遇雨水或少量偶然的坑边堆载,就导致基坑的失稳。
3.3未进行稳定验算
由很多工程事故可见,仅进行基坑支护设计或选择一个方案是不行的,还必须进行稳定验算,以确保基坑的整体及局部稳定,特别是软土地区。
3.4施工管理方面的问题
(1)严重超挖,不遵守分层分段开挖原则;
(2)坑边过量堆载;
(3)管理混乱。
4、建议及对策
4.1坚持分层分段开挖与支护的原则
一般情况下,边坡破坏有一个从局部开始,逐渐扩大的过程.首先产生局部破坏的部位为突破点.当某部位土体应力达到或超过其强度时,突破点开始破坏,并引起周围土体力学性质的变化和临近部位应力的升值,使破坏面扩大.城市高层建筑的发展,使基坑深度日益增大,边坡也越来越陡立(一般在80~90°).目前各种边坡稳定的理论计算模式都是在60°左右建立的,与陡立边坡的初始受力状态有较大差异.边坡开挖后,破坏了原自然土体的三向受力状态,在开挖面附近产生一个高能区.其中一部分能量传给周围土体,一部就成为使土体变形的动力.对近于直立的边坡,若一次开挖深度太大,积聚的能量就很大,有可能成为破坏的突破点而产生塌方.所以施工中必须控制开挖面的长度与深度,并进行快速支护,使支护尽早发挥效能,达到控制和消灭破坏突破点的目的.分层分段开挖并支护有利于边坡能量的释放.前期开挖掘层段的能量有一部分通过锚体传到土层较深部位,有一部分受已施工面板影响留在坡面浅层部位.当下一层段开挖后,就被后期开挖段吸收并释放.因此,分层分段开挖并支护的施工方法也是一个能量释放的过程,最后总的开挖能量留在坡面的较少,这对整个破面的稳定是有利的。
边坡层段开挖的大小应作为设计的重要内容,在分析土体力学性能、地下水和边坡附加荷载分布的基础上预测突破点可能产生的部位,这是划分层段的重要依据.据此绘出每一坡面的层段开挖图,作为施工依据,并在施工中根据具体情况进行调整。
4.2信息反馈是基坑施工的重要组成部分
所谓施工过程中的信息反馈基本上指两方面:一是指坡面开挖过程中对暴露出来的地质构造、地下水分布的变化及未知地下建筑物的信息反馈;二是指施工过程中对边坡位移及应力监测的信息反馈.其中,施工中发生侧移有以下原因:
(1)土力学的模糊性:土的层面结构多变,影响因素多,物理力学性能分散性大。其结构计算原理及各种参数取值有较大的模糊性,不可能一次计算到位。
(2)外力作用下的变形。
(3)施工阶段的不稳定性。
4.3支护结构的革新
(1)从结构受力改变结构形式。闭合拱圈挡土、连拱式基坑支护,都是将平面结构改变为空间支护结构,利用拱的作用,一方面减小土对桩的侧向压力,另一方面将结构受弯变为拱圈受压,充分发挥混凝土的受压特性,降低了工程费用。
(2)从施工方法上改变。桩墙合一地下室逆作法,是将基坑支护桩和地下室墙合在一起,将地下室的梁板作为支护,从地下室顶往下施工,地下室外墙也施工.它的优点是节约投资,在地下水丰富、不易降低水位地区,尚须作防水帷幕。
(3)发展新的支护方法。近年来,喷锚网支护法、锚钉墙法在工程中得到应用,并显示了显著的经济效益.它不要一根桩、一块板、一根管、一根撑,完全抛弃了传统法及其被动支护概念,以尽可能保持、显著提高、最大限度地利用基坑边壁土体固有力学强度,变土体荷载为支护结构体系的一部分.它主动支护土体,并与土体共同工作,具有施工简便、快速、及时、机动、灵活、适用性强、随挖随支、挖完支完、安全经济等特点。其工期一般比传统法短30~60天以上,工程造价低10%~30%.支护最大垂直坑深18m,建筑淤泥基坑深达10m。
4.4进一步研究基坑支护理论
可以看到,随着国民经济的飞速发展和城市现代化的进程,基坑工程的可靠性成为高层建筑亟待解决的问题.因此进一步探讨基坑支护的方法和计算理论,尤其是新型支护方法的计算理论,乃为工程实际所急需。如喷锚网支护法、锚钉墙法。
4.5探讨基坑护壁抢险技术
如前所述,基坑工程的破坏率较高。因此,配合施工过程的监测与信息反馈技术,进行基坑护壁抢险技术的探讨非常必要.目前,发现基坑护壁失效,采用的方法是停止开挖或回填土方等,收效甚微。因此在支护设计或确定施工方案时,就必须考虑基坑护壁的抢险措施。如基坑护壁帷幕漏水化学灌浆抢险技术,具有简单、经济。快速和有效的特点,是目前基坑漏水涌砂最好的抢险补救方法。
第二篇:16.深基坑典型支护结构分析与应用
远程教育学院 本科生毕业论文(设计) 题目 深基坑典型支护结构的分析与应用 姓名与学号汤庆 714129324021 年级与专业 14秋土木工程(工程管理) 学习中心 浙大校内直属学习中心(紫金港) 指导教师 鲁嘉 浙江大学远程教育学院本科生毕业论文(设计)诚信承诺书 1.本人郑重地承诺所呈交的毕业论文(设计),是在指导教师的指导下严格按照学校和学院有关规定完成的。
2.本人在毕业论文(设计)中引用他人的观点和参考资料均加以注释和说明。
3.本人承诺在毕业论文(设计)选题和研究内容过程中没有抄袭他人研究成果和伪造相关数据等行为。
4.在毕业论文(设计)中对侵犯任何方面知识产权的行为,由本人承担相应的法律责任。
毕业论文(设计)作者:汤庆 2016年10月30日 论文版权使用授权书 本论文作者完全了解浙江大学远程教育学院有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和电子文档,允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江大学远程教育学院可以将论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编论文。
毕业论文(设计)作者签名:汤庆 2016年10月30日 摘要 建筑物可以按处于室外地坪以上或者以下分为地上和地下两部分。地下部分在建造时,需要先挖坑,然后再建造。挖出来的坑就是基坑。基坑大致可以分为普通(浅)基坑和深基坑。一般来说,5米以上的称为深基坑。在深基坑的支护结构选择中,首先要了解基坑支护的目的,其主要的意义在于保证基坑四周的土体的稳定性,同时满足地下室施工有足够空间的要求,这是土方开挖和地下室施工的必要条件。文本从深基坑典型支护结构入手,分析了钻孔灌注桩、地下连续墙、放坡、护坡桩、锚喷支护等几种支护形式的类型、选型及工艺流程等。并且以天津某工程人防深基坑支护为例,重点分析了工程深基坑的支护结构、需要解决的工程问题以及具体计算分析过程,以及泥浆制备与管理。最后,对深基坑支护施工中存在的问题及实施策略进行了综合分析,指出当前深基坑支护施工中存在的问题,根据相应的问题提出了深基坑支护施工实施策略,进一步保障工程的安全进行。
关键词:深基坑;
工程维护;
支护结构 目录 摘要 I 一、绪论 1 (一)国内外研究现状 1 (二)本领域存在的问题 1 (三)本文的目的 1 二、深基坑典型支护结构分析 3 (一)钻孔灌注桩 3 (二)地下连续墙 3 (三)放坡 3 (四)护坡桩 3 (五)锚喷支护 4 三、案例分析——天津某工程人防深基坑支护分析 5 (一)工程基本情况说明 5 (二)工程概况 5 (三)工程深基坑支护结构分析 6 (四)需要解决的工程问题以及具体计算分析过程 6 (五)泥浆制备与管理 7 (六)泥浆的调整 8 四、深基坑支护施工中存在的问题及实施策略 10 (一)深基坑支护施工中存在的问题 10 1.边坡修理不达标 10 2.施工过程与施工设计的差别大 10 3.土层开挖和边坡支护不配套 10 (二)深基坑支护施工实施策略 10 1.转变传统深基坑支护工程设计理念 10 2.重视变形观测,并注意及时补救 11 3.全程控制基坑支护的施工质量 11 结论 12 致谢 13 一、绪论 (一)国内外研究现状 贝特指出深基坑支护工程由于具有许多有优点,并且正在代替很多传统的施工方法,而越来越多地用它作为结构物的主体结构,近年来建设行业发展的速度较快,建筑施工技术也得以较快的发展起来,深基坑施工作为建筑施工中非常重要的一项工作,最近十年更是用于大型的深基础工程中。
凯恩指出深基坑支护工程施工方法一经闯世,便受到工程界的重视与推广,很快被各函用来建造城市中的地下工程。如日我国北京火车站用深基坑支护工程施工方法建造的。欧洲最高的建筑物——修筑在法国巴黎6号地下铁道线上,层高210m的蒙巴纳斯大楼就是利用50m深的深基坑支护工程将往1.5万吨竖直荷载传到硬质灰岩上去的。我国北京的王府井宾馆、广州的白天鹅宾馆、上海的金茂大厦和杭州的黄龙饭店等高层建筑的地下室也利用了深基坑支护工程施工方法。
丛蔼森,地基.深基坑支护工程的设计施工与应用[M].中國水利水电出版社,2001. 王宇指出深基坑支护工程围护深基坑施工技术起源予欧洲,如深基础工程因为平面尺寸大,难以保证工程自身和周围环境的安全。然而,只要利用了深基坑支护工程施工方法,上述这些深基础工程的施工困难就可以得到较妥然的解决。
(二)本领域存在的问题 深基坑支护工程施工方法也有一定的局限性和缺点:第一,对于岩溶地区含承压水头很高的砂砾层或很软的粘土(尤其当地下水位很高时),如不利用其它辅助措施,目前尚难于利用深基坑支护工程工法;
第二,如施工现场组织管理不善,可能会造成现场潮湿和泥石,影响施工的条件,而且要增加对废弃泥浆的处理工作;
目前在我国除岩溶地区和承压水头很高的砂砾层难以利用外,在其它各种土质中皆可应用深基坑支护工程技术。
孙立宝.超深深基坑支护工程施工中若干问题探讨[J].探矿工程:岩土钻掘工程,2010(2):51-55. 不会影响或较少影响邻近的建筑物或构筑物。距离现有建筑物基础能兼作临时设施和永久的地下主体结构。而且在采取一定结构构造措施后可用作地面高层建筑基础或地下工程的部分结构。一种称为逆作法的新颖施工方法,传统施工方法先地下后地上的施工步骤,大大压缩了施工总工期。经过多年的实践,深基坑支护工程已在我国得到广泛应用。如高层建筑的深大基坑、大型地下商场和地下停车场利用深基坑支护工程的基坑规模长宽已达儿百米,基坑开挖深度已达30m以上,连续墙深度已超过50m。
(三)本文的目的 本文的本文的目的主要包括以下几个方面:
(1)通过查阅相关资料,对于地基连续墙围护深基坑的当前应用概况进行研究,清楚这一结构形式的应用价值与当前应用概况;
(2)结合土木工程相关理论知识,对于深基坑支护工程围护深基坑的基本理论进行阐述;
(3)结合查阅的相关资料,以及本人所参与的工程实践,对于深基坑支护工程围护深基坑的具体施工技术进行研究。
二、深基坑典型支护结构分析 (一)钻孔灌注桩 钻孔灌注桩具有承载能力高、沉降小等特点。钻孔灌注桩的施工,因其所选护壁形成的不同,有泥浆护壁方式法和全套管施工法两种。施工时无振动、无噪声等环境公害,无挤土现象,对周围环境影响小;
墙身强度高,刚度大,支护稳定性好,变形小;当工程桩也为灌注桩时,可以同步施工,从而施工有利于施工组织、工期短。但是,桩间缝隙易造成水土流失,特别是在高水位软粘土质地区,需根据工程条件采取注浆、水泥搅拌桩、旋喷桩等施工措施以解决挡水问题。钻孔灌注桩是排桩式中应用最多的一种,多用于坑深7~15m的基坑工程,适用于软粘土质和砂土地区。
(二)地下连续墙 地下连续墙的刚度大,止水效果好,是支护结构中最强的支护形式。但是通常地下连续墙的造价较高,施工要求专用设备。适用于地质条件差和复杂,基坑深度大,周边环境要求较高的基坑。
(三)放坡 放坡的适用条件基坑侧壁安全等级宜为三级;
施工场地应满足放坡条件;
可独立或与上述其他结合使用;
当地下水位高于坡脚时,应采取降水措施。放坡的原理在于,土是有一个一个的细小颗粒组成的。如果是沙土的话,可以认为颗粒之间不存在粘聚力。土的边坡稳定完全是由颗粒间的摩擦力来保持的。这时,边坡的坡面斜率控制在某一范围内的时候,边坡是稳定的。
(四)护坡桩 护坡桩的造价较高,但护坡桩带来的最大收益是可以竖直开挖。极大程度地省去了土地的占用率。一般来说,在准备开挖的地方先打桩,用密集的排桩形成一道墙,把土挡在后面,形成护坡桩。护坡桩一头埋在土里,另一端是自由的。这种结构其实类似一个悬臂梁,对结构的受力较为不利。因此,护坡桩和锚杆通常是配合使用的。在桩的顶端设锚索拉住(桩比较高的时候可以在桩的中间设多道锚索)。在桩顶还会设置一道横两把所有的桩连在一起,让其共同工作。
(五)锚喷支护 所谓锚喷支护,就是锚杆与喷射混凝土的结合。在边坡的坡壁上人工用洛阳铲挖出来一个略向下倾斜的洞,洞的直径约为十几厘米,深度一般比较大,约有十几米。往洞里放入钢绞线,然后用泵注入水泥浆,等到水泥浆凝固并达到规定强度后,张拉钢绞线,等到钢绞线被张拉到一定的程度,会把钢绞线通过锚具锁定在已经放置在边坡坡壁上的钢梁上,被拉长的锚索回缩时就可以持续的给边坡提供压力了。锚索统称分为两段。靠近洞口的一段叫自由段,在放进锚孔的时候就套了塑料管并涂上了润滑脂,其实这一段的主要作用是传递拉力。位于深处的一段叫锚固段,这段钢绞线与水泥浆粘结产生锚固力。具体情况见图。但是锚杆只能形成一个一个的单点,无法对整个边坡提供约束,因此,一般要在锚杆之间放上钢筋网,然后喷上混凝土,形成一个整体。
三、案例分析——天津某工程人防深基坑支护分析 (一)工程基本情况说明 标段名称:天津市人民中学操场人防工程深基坑支护方案设计,按照天津市建设委员会宁建字(91)204号文件和本暂行规定的要求,凡基坑深度在5米以上,开控面积在500平方米以上的基坑支护工程,建设单位必须向市建委招标办公室申报,并依照本暂行规定组织招标和专家论证工作,确定中标单位。为进一步加强对深基坑支护工程的管理使深基坑支护工程的承发包工作规范化、程序化、切关搞好深基坑支护工程的施工招标和专家论证工作, 工程地点:天津市玄武区中山路178号人民中学院内,建设规模:总投资约11000万元、建筑面积约17000平方米 天津市人民中学操场人防工程的地下室基础施工的深基坑支护方案设计。经过招标人组织的专家评委确定中标人后,中标人须按照专家意见和招标人要求进行修改,最终须通过江苏省审图中心的深基坑施工图专项审查,并在基坑支护施工期间提供施工技术服务制定《天津市深基坑支护工程施工招标和专家论证暂行管理规定》。
(二)工程概况 本基坑工程开挖深度为16.6m,由于基坑开挖深度较大,为了便于施工,基坑-5m以上部分按1:0.5放坡开挖,并采用锚杆加网喷支护。坡面设置三道锚杆,竖向间距为1.5m,距离地面分别为1.6m、3.1m和4.6m。锚杆长度分别为10m、10m、6m,倾角为10°,水平间距为1.5m,锚杆采用单根Φ22螺纹钢。基坑-5m以下部分采用桩锚支护结构,支护结构是由排桩和锚索两部分组成。排桩桩径为800mm,有效桩长18.0m,桩顶标高-5.0m,桩间距为1.0m;
桩身混凝土强度等级C30,混凝土保护层厚度50mm;
钢筋笼主筋采用对称布置,钢筋选用16Φ25@2000,螺旋箍筋选用Φ10@150。设置四道锚索,锚索水平倾角为15°,间距2.5m,预应力均为180.0kN;
锚索采用4束Φ7.5钢绞线,分别设在距地面8.9m、13.4m、15.9m及18.4m处;
锚索总长均为26m。场地地层从上往下依次为素填土、砾砂、黏土①、细沙、黏土②、强风化岩。各土层的深度和物理力学参数请参照表2-2-1。
表2-2-1 岩土材料参数表 本案例采用深基坑支护结构分析模块进行验算分析,共分为以下6个计算工况:1)工况阶段:基坑放坡开挖至-5.0m并采用锚杆支护;
2)工况阶段:基坑开挖至-6.9m;
3)工况阶段:设置第一道锚索,并将基坑开挖至-9.4m;
4)工况阶段:设置第二道锚索,并将基坑开挖至-11.9m;
5)工况阶段:设置第三道锚索,并将基坑开挖至-14.4m;
6)工况阶段[6]:设置第四道锚索,并将基坑开挖至-16.6m。
(三)工程深基坑支护结构分析 深基坑支护结构分析软件采用弹塑性共同变形法对围护结构进行分析。该方法又称Dependent pressure,最早由捷克学者提出,现已在欧美和日本广泛使用。该方法的基本假设是结构周围的岩土材料是理想的弹塑性Winkler材料。材料性质由土的水平反力系数和极限弹性变形决定,其中水平反力系数描述了材料在弹性区域的变形行为。
周沛.深基坑支护工程在深基坑支护中的应用[J].工程设计与建设,2005,37(3):22-26. 当超过极限弹性变形时,材料表现为理想塑性。和弹性支点方法相比,弹塑性共同变形法可以更好的考虑结构前后土压力随变形的变化,可以更真实的反应出结构的变形和土压力的分布,从而也能得到更真实的结构内力。同时,在对于土压力不能超过极限土压力的考虑上,弹塑性共同变形考虑土体为理想弹塑性,部分区域的土体可以进入塑性状态。而弹性支点法则不做类似考虑。
(四)需要解决的工程问题以及具体计算分析过程 天津市人民中学操场人防工程深基坑支护方案设计导墙设计利用整体式钢筋砼结构,导墙间距1040mm,导墙顶口一般比地面高出40~50毫米。导墙深度一般控制在2.2米左右,确保导墙趾部必须坐落在原状土层上,以防止导墙基底不实造成导墙整体沉降。导墙肋厚200mm,配Φ14@200双向钢筋网片,顶宽1.0m左右,导墙筋与基坑内外两侧施工道路和临时便道内的钢筋连接成整体,砼强度等级C25。单幅槽段深基坑支护工程, 天津市人民中学操场人防工程深基坑支护方案设计场地平整→测量定位→挖槽及处理弃土→垫层→绑扎钢筋→支模板→浇筑混凝土→砼养护→拆模及设置横撑。凡是深基坑魂记方案未经市建委、市劳动局组织专家评审批准,建设单位不得领取地下工程《建设工程规划许可证》,建设、施工单位不得组织施工。
天津市人民中学操场人防工程深基坑支护方案设计导墙外侧边回填必须用粘土回填密实,防止地面水从导墙背后渗入槽内,引起槽段塌方。导墙内墙面要垂直,墙面与纵横轴线间距的允许偏差±10毫米,内外导墙间距W+40mm控制,导墙面应保持水平,墙面平整度小于5mm,导墙平面位置±10mm。天津市人民中学操场人防工程深基坑支护方案设计导墙利用液压反铲挖掘机挖槽,人工配合修槽,符合导墙制作施工要求。导墙模板利用标准钢模板,用8#槽钢固定模板,强度达到70%后方可拆模。模板拆除后统一设置10cm直径上、中、下三道原木支撑,水平距离为1m。导墙拆模经支撑后,及时做好沟槽回填土工作,以保障施工安全。施工中应注意导墙砼底面和土面应密贴,砼养护期间起重机等重型设备不应在导墙附近作业停留,成槽前支撑不允许拆除,以免导墙变位。
天津市人民中学操场人防工程深基坑支护方案设计导墙制作可按依照施工情况30~50m长设置伸缩缝长度,施工时按3~3个伸缩缝长度作为例如区段,以进行流水施工,并满足导墙接头的施工缝与深基坑支护工程之间的接头位置错开。
天津市人民中学操场人防工程深基坑支护方案设计导墙混凝土墙顶上,用红漆标明单元槽段的编号,同时测出每幅墙顶标高,标注在施工图上。经常观察导墙的间距、整体位移、沉降,并做好记录,成槽前做好复测工作。
图3--2天津市人民中学操场人防工程深基坑支护方案设计导墙施工质量控制标准 序号 项 目 检查频率 标 准 检测方法 1 内墙面与深基坑支护工程纵轴线平行度(导墙平面位置) 每幅2点 <+10mm 麻线 2 内墙面平整度(倾斜度) 每幅2点 <3 mm 钢尺 3 内外导墙间距(W+40 mm) 每幅1点 0~40mm 直尺 4 内侧面倾斜度(垂直度) 每幅2点 <1/500 mm 线垂 5 导墙顶面标高 每幅1点 <+10 mm 水准仪 6 导墙顶面平整度 每幅1点 <5mm 钢尺 (五)泥浆制备与管理 泥浆配合比如下:参考配合比为 水:膨润土:CMC:碱 = 100:5~8:0.06:0.15~0.1.(每立方米泥浆材料用量Kg)水:1000,膨润土:70,纯碱:1.8,羧甲基纤维素作为增粘剂(CMC):0.8上述配合比在施工中依照试验槽段及实际情况再适当调整。
泥浆应依照工程的地质情况进行配置。泥浆拌制材料利用膨润土,泥浆具有护壁防止槽壁坍塌的功能,在地墙成槽时及时灌入护壁泥浆。泥浆对挖槽施工影响很大,对用过的浆液进行净化处理达到指标后重复使用。
图3-3依照工程的地质情况及以往地墙施工经验,利用泥浆指标及检验方法如下:
泥浆类别 新鲜泥浆 再生泥浆 成槽中泥浆 清孔后泥浆 再化浆(度) 检验 方法 密度(比重) g/cm3(t/m3) 1.05 1.08~1.15 1.05~1.20 1.05~1.15 >1.4 比重计 漏斗粘度(S) 19~21 19~25 22~60 22~40 >60 漏斗计 PH 值 8~9 7~9 7~10 7~10 >14 试纸 失水量(ml/30min) <10 <15 <20 <15 >30 失水量仪 含砂率(%) <3% <5% (可不测) <6% >10% 洗砂瓶 泥皮厚(mm) <1.0 <2.0 (可不测) <2.0 >3.0 失水量仪 注:新拌制泥浆应贮存24h以上或加分散剂使膨润土(或粘土)充分水化后方可使用。
(六)泥浆的调整 在挖槽过程中,泥浆由循环池注入开挖槽段利用泵吸循环,泥浆由循环池泵入槽内,槽内泥浆抽到沉淀池,砼灌注过程中,上部泥浆返回沉淀池,而砼顶面以上4米内的泥浆排到废浆池,原则上废弃不用。
天津市人民中学操场人防工程深基坑支护方案设计泥浆制作所用原料符合技术性能要求,制备时符合制备的配合比。泥浆制作中每班进行二次质量指标检测,新拌泥浆应存放24小时后方可使用,补充泥浆时须不断用泥浆泵搅动。混凝土置换出的泥浆,应进行净化调整到需要的指标,与新鲜泥浆混合循环使用,不可调净的泥浆排放到废浆池,再生及废弃标准见下表:
图3-4泥浆调整、再生及废弃标准 泥浆的试验项目 需要调整 调整后可使用 废弃泥浆 密度 1.3以上 1.08——1.15 >1.3 含砂率 10%以下 <5% >10% 粘度 60以下 19~25 >60 失水量 30以下 <15 >30 泥皮厚度 3.0以下 <2.0 >3.0 pH值 14以下 7~9 >14 注:表内数字为参考数,应由开挖后的土质情况而定。
图3-5泥浆检验时间、位置及试验项目 序号 泥浆 取样时间和次数 取样位置 试验项目 1 新鲜泥浆 搅拌泥浆达100m3时取样一次,分为搅拌时和放24h后各取一次 搅拌机内及新鲜泥浆池内 稳定性、密度、粘度、含砂率、pH值 2 供给到槽内的泥浆 在向槽段内供浆前 优质送入泵吸入口 稳定性、密度、粘度、含砂率、pH值、(含盐量) 3 槽段内泥浆 每挖例如槽段,挖至中间深度和接近挖槽完了时,各取样一次 在槽内泥浆影响之处 同上 在成槽后,钢筋笼放入后,混凝土浇灌前取样 槽内泥浆的上、中、下三个位置 同上 4 混凝土置换出泥浆 判断置换泥浆能否使用 开始浇混凝土时和混凝土浇灌数米内 向槽内送浆泵吸入口 pH值、粘度、密度、含砂率 再生处理 处理前、处理后 再生处理槽 同上 再生调制的泥浆 调制前、调制后 调制前、调制后 同上 泥浆密度检测频率宜按2h检测一次,泥浆的储备量不得低于单元槽段体积的2倍,混凝土浇筑过程中经检测合格的泥浆才可回收;
被混凝土污染的泥浆坚决废弃。
泥浆稳定性检测时,对已静置1h以上的泥浆,从其容器的上部1/3和下部1/3处各取出泥浆试样分别测定其密度,如这两者没有差别则认为泥浆质量合格。
四、深基坑支护施工中存在的问题及实施策略 (一)深基坑支护施工中存在的问题 1.边坡修理不达标 在深基坑施工中经常存在挖多或挖少的现象,这都是由于施工管理人员管理的不到位以及机械操作手的操作水平不够等多种因素的影响,使得机械开挖后的边坡表面的平整度和顺直度不规则,而人工修理时又由于条件的限制不可能作深度挖掘,故经常性会出现挡土支护后出现超挖和欠挖现象。这是深基坑支护工程施工中较为常见的不足之处。
吴祥祖,朱小龙,王慧康.深基坑支护工程施工中常见问题及控制措施[J].施工技术,2005,34(6):51-54. 2.施工过程与施工设计的差别大 在实际施工中,偷工减料的现象也时常发生,深基坑挖土设计中常常对挖土程序有所要求来减少支护变形,并进行图纸交底,而实际施工中往往不管这些框框,抢进度,图局部效益,造成偷工减料现象的发生。
刘志华,周山.深基坑支护工程施工技术难点的分析及处理措施[J].葛洲坝集团科技,2007(3):18-20. 深基坑开挖是一个空间问题。传统的深基坑支护结构的设计是按平面应变问题处理的。在未能进行空间问题处理之前而需按平面应变假设设计时,支护结构的构造要适当调整,以适应开挖空间效应的要求。这点在设计与实际施工方面相差较大,也需要引起高度重视。
3.土层开挖和边坡支护不配套 当土方开挖技术含量较低时,组织管理相对容易。而挡土支护的技术含量较高,施工组织和管理都比土方开挖复杂。所以在实际施工过程中,大型工程一般都是由专业的施工队伍来完成的,而且绝大部分都是两个平行的合同。
冯虎,刘国彬,张伟立.上海地区超深基坑支护工程深基坑支护工程的变形特性[J].地下空间与工程学报,2010,6(1):151-156. 这样,在施工过程中协调管理的难度大,土方施工单位抢进度,拖延工期,开挖顺序较乱,特别是雨天期间施工,甚至不顾挡土支护施工所需要工作面,留给支护施工的操作面几乎是无法操作,时间上也无法去完成支护工作,对属于岩土工程的地下施工项目,资质限制不严格。
(二)深基坑支护施工实施策略 1.转变传统深基坑支护工程设计理念 现如今我国在深基坑支护技术上已经积累很多实践经验,为建立健全深基坑支护结构设计的新理论和新方法打下了良好的基础。但对于岩土深基坑支护结构的实际设计和施工方法仍处于摸索和探讨阶段,而且,目前我国尚无统一的支护结构设计的相关规范和标准。
杨更平,刘铁.深基坑支护设计与施工方法的探讨[J].宁波工程学院学报,2009,21(1):104-108. 土压力分布还按库伦或朗肯理论确定,支护桩仍用“等值梁法”进行计算。这些陈旧的计算理论所计算出的结果与深基坑支护结构的实际受力悬殊较大,既不安全也不经济。因此,深基坑支护结构的施工工程设计不应该再采用以往传统的“结构荷载法”,而应彻底改变传统的设计观念,逐步建立以施工监测为主导的信息反馈动态设计体系。
2.重视变形观测,并注意及时补救 岩土工程中深基坑支护结构变形观测的内容包括:基坑边坡的变形观测、周围建筑物及地下管线变形观测等。通过对监测数据可及时分析并及时了解土方开挖及支护设计在实际应用中的情况,分析其存在的偏差便可以及时了解基坑土体变形状况、土方开挖影响的沉降情况以及地下管线的变形情况等。对设计中存在的偏差,在下部施工中及时校正设计参数,对已施工的部位采取恰当的补救和控制措施,为此,要求现场变形观测的数据必须准确、可靠、及时,要求变形观测人员严格按照预定设计方案精心测量、认真负责,保证观测质量。如果在实际测量中确实发现异常情况,就需要及时研究采取措施以防止其恶化。而一旦出现大的变形或滑动,立即分析主要原因,做出可靠的加固设计和施工方案,使加固工作快速而有效,防止变形或滑动继续发展。研究和应用已有的基坑工程行业的和地区性规范以及当地的工程经验。对于重大复杂的基坑工程目前国内采用专家论证的形式,对保证工程安全、降低造价是有效和现实的一种方法。
3.全程控制基坑支护的施工质量 岩土深基坑支护施工重在于过程控制,一旦施工过程控制环节出现问题,事后纠正和补救都会比较困难。因此必须进行严格的施工过程控制管理,确保施工质量。严格按设计方案组织施工。工程施工前,有关人员需要熟悉当地的地质资料、本次施工设计图纸及施工现场周围的环境,另外,降水系统应确保正常工作。施工单位在施工过程中不得随意改变锚杆位置、长度、型号、数量,钢筋网间距,加强筋范围,放坡系数等。设计方案变更时必须重新经专家评审。基坑支护施工单位要与挖土施工单位紧密配合,坚持分层分段开挖和分层分段支护的施工原则进行施工。土方开挖的顺序和具体开挖的方法必须与设计的工作情况相一致,并遵循“开槽支撑,先撑后挖,分层开挖,严禁超挖”的原则,减少开挖过程中土体的扰动范围,缩短基坑开挖卸荷后无支撑的暴露时间,对称开挖,均衡开挖。
结论 本文在阅读大量国内外文献,总结以往研究成果的基础上,参照实际工程的检测;
得出以下结论地连墙成槽过程中塌方及处理在导墙施工时,导墙的底面坐到原状土上,当导墙出现裂缝或塌陷时,锁口管顶升机底座要加大,增加其受力面积,可利用三根40b工字钢并排焊接底面加铺20mm厚钢板。必须保证导墙的整体性,翼板依照地质情况、承载能力情况适当放宽,确保导墙在施工过程中不变形在成槽时,成槽机履带下铺设40mm厚钢板开挖时再张开,上、下抓斗时要缓慢进行,避免形成真空涡流冲刷槽壁,引起坍方在地连墙硷未灌注之前严禁重型机械在槽孔附近行走产生振动,泥浆液面高出地下水位0.5m以上,同时也不能低于导墙顶面0.3m以下,在泥浆供应不足时,应停止挖槽,待泥浆加足后再进行,施工中可适当加大泥浆比重。
致谢 在大学的美好时光即将结束,通过这些年的学习,我收获了我的学业,也收获了我的成熟,如今我就要毕业了,在此心中有很多感谢的话语。论文能够顺利完成,离不开我的指导老师老师的细心指导,她对我的论文从确定题目,修改直到完成,给予了我许多的指点和帮助。感谢她在繁忙的工作之余,挤出时间对论文提出精辟的修改意见。在此,向老师致以最诚挚的谢意。我也要感谢大学学院的各位老师在我的学习期间给予我谆谆教诲。感谢我身边的每个关心我的朋友,生活和学习中的每一步成长都离不开你们的陪伴。
参考文献 [1]丛蔼森,地基.深基坑支护工程的设计施工与应用[M].中國水利水电出版社,2001. [2]孙立宝.超深深基坑支护工程施工中若干问题探讨[J].探矿工程:岩土钻掘工程,2010(2):51-55. [3]吴祥祖,朱小龙,王慧康.深基坑支护工程施工中常见问题及控制措施[J].施工技术,2005,34(6):51-54. [4]刘志华,周山.深基坑支护工程施工技术难点的分析及处理措施[J].葛洲坝集团科技,2007(3):18-20. [5]冯虎,刘国彬,张伟立.上海地区超深基坑支护工程深基坑支护工程的变形特性[J].地下空间与工程学报,2010,6(1):151-156. [6]周沛.深基坑支护工程在深基坑支护中的应用[J].工程设计与建设,2005,37(3):22-26. [7]杨更平,刘铁.深基坑支护设计与施工方法的探讨[J].宁波工程学院学报,2009,21(1):104-108. [8]朱建峰.深基坑支护工程中深基坑支护工程的设计[J].隧道建设,2005,25(1):27-30. [9]L.Grillo,F.AIessandrini,R.Meriggi.A new system for the construction of Large Shallow tunnel sbymicro tunnelling technology[J],TrenchlessTechnol.Res.2000,15(1):43-58. [10]金石嵩.深基坑支护工程在地铁站深基坑支护中的应用[J].工程建设与设计,2006(3):42-44. [11]赵善同,陈志良.深基坑支护工程在杭州地铁车站深基坑支护中的应用[J].铁道标准设计,2009(009):94-97.
第三篇:第一讲建筑基坑支护工程施工安全事故分析与措施
一、引言
建筑物基坑支护与施工技术是一门丛实践中发展的技术,以前高层建筑及深基坑较少,工程事故较少。随着经济与高层建筑的飞速发展,深基坑支护技术得到相应的发展,出现的事故相应增多,一旦出现基坑坍塌,通常会酿成重大工程安全事故,因此,必须慎重。因此本文针对基坑支护工程中一些案例进行分析,并相应地提出了基坑支护安全技术措施。
二、工程案例
案例一广州海珠城广场塌方
●2005年7月21日中午,海珠城广场工地基坑塌方,造成三人死亡,并危及海员宾馆北楼。●2005年7月22日凌晨海员宾馆北楼倒塌并发生火灾。
●2005年8月8日,海员宾馆北楼被爆破拆除。
2005年7月21日,海珠区江南大道中——海珠城广场B区施工工地发生一起基坑坍塌造成3人死亡、8人受伤的重大安全事故,事故调查组一致认为,造成本次事故发生的主要原因是建设单位、施工单位等建设责任主体无视国家法令,故意逃避行政监管,长期无证违法建设,基坑支护受损失效,这是一起责任事故。
图1 广州海珠城广场塌方现场
(一)事故原因
1.施工与设计不符,基坑施工时间过长,没有进行有效的安全验算,基坑支护受损失效,构成重大事故隐患。
2.南侧岩层向基坑内倾斜,软弱强风化夹层中有渗水流泥现象,施工时未及时调整设计和施工方案,错过排除险情时机。
3. 盲目按照南谊公司指令往下深挖基坑至-20.3米,致使原支护桩变成吊脚桩,基坑坡顶严重超载,致使基坑南边支护平衡打破,坡顶出现开裂。
4.基坑变形量明显增大及裂缝增长时未能及时作加固处理。
(二)事故处理
五个监管单位和部门失责处理
原市质安站 、市建委、海珠区城管部门 、市余泥渣土排放管理处、海珠区人民政府 7个安全生产责任主体处罚一览表
1、南谊公司 作为建设单位在未领取施工许可证之前擅自通知施工单位施工,未经招标擅自将基坑开挖支护工程直接发包给省机施;未将施工图设计文件组织专家审查而擅自使用,未及时委托工程监理单位进行监理,未及时在开工前办理工程质量监督手续;违法将基坑挖运土石方工程发包给没有相应资质等级的宏泰运输;故意逃避政府有关职能部门的监管,经多次责令停工后仍继续违法施工;对有关单位报告的基坑变形安全隐患未给予足够重视,错过了加固排险的时机,对重大安全事故的发生负主要责任 ,责令限期改正和罚款151.7万元。
2、宏泰运输 作为土石方挖运施工单位,在本单位未取得建筑业土石方挖运工程专业承包企业资质、安全生产许可证的情况下非法承揽工程,并安排联营方汤建光违法挖运土石方,而且对联营方汤建光私自承揽基坑超挖工程的行为没有进行有效的管理。其联营方汤建光土石方运输队盲目按照南谊公司指令往下深挖基坑至-20.3米,致使原支护桩变成吊脚桩,同时汤建光安排大型施工机械在南侧坑顶进行土方运输作业,大大增加了基坑坡顶负荷超载 取缔、没收违法所得和罚款53.68万元 。
3、省机施(省建筑工程机械施工有限公司) 在建设单位未依法取得建筑工程施工许可证的情况下长期违法施工,无视政府有关职能部门的监管,经多次责令停工后仍继续违法施工;不认真落实《建设工程安全生产管理条例》的安全责任,没有根据基坑因长期施工已经存在的基坑支护失效的安全问题,进行有效的安全验算,并采取有效措施确保安全施工;在发现基坑变形存在重大安全隐患后,虽然多次向南谊公司报告,但未能采取有效措施予以消除,对重大安全事故的发生负有重要责任,责令停业整顿、罚款3万元和建议上级建设行政主管部门暂扣安全生产许可证。
4、海外监理 作为监理单位对无证施工行为未能采取有效措施加以制止;在施工单位仍不停止违法施工的情况下,并没有依法及时向有关主管部门报告;对现场周围工作环境存在的重大安全隐患未能采取果断的监理措施予以消除,对事故发生负有监督不力的责任 责令限期改正和罚款9万元。
5、汕头建安实业 在建设单位未依法取得建筑工程施工许可证的情况下违法施工;不认真履行《建设工程安全生产管理条例》第二十六条的安全责任,没有对主体结构施工涉及的基坑因长期施工已经存在支护失效的安全问题,组织专家进行论证和审查,并采取有效措施确保安全施工,对重大安全事故的发生负有一定的管理责任。
6、承总设计院 作为设计单位在基坑支护结构施工设计文件中没有提出保障施工作业人员安全和预防生产安全事故的措施建议,并且承担的主体结构(条形基础工程)设计与基坑设计衔接不良,致使主体结构条形基础开挖到-20.3米后基坑出现安全隐患问题,并且没有提出有效的防护措施进行加固排险,对重大安全事故的发生负有重要的管理责任 责令改正和
罚款30万元。
7、市设计院 当事发前基坑南侧出现较大水平位移时,虽然口头上告知了南谊公司观测情况,但没有书面向有关单位发出警告,也没有及时按合同规定告知设计单位及有关部门,对重大安全事故的发生负有重要的质量管理责任,责令改正和罚款30万元。
案例二深基坑开挖导致坑边建筑物倾斜案例
1、某高层银行大楼开挖引起附近的电影院出现倾斜,幸得及时发现并疏散电影院内的观众,未酿成重大事故。后电影院获赔偿近千万,进行加固。
2、北京市海淀区某办事处办公楼工程基础深-9.0m。西侧、北侧为马路,东侧紧邻一栋六层住宅楼和一处自行车棚,南侧槽边围墙外3m为一带地下夹层的变电室。基坑施工采取由北向南、边挖边支的方式。基坑南侧发生整体塌方,原建筑物地下室混凝土墙体及其后土体整体滑移、下沉,随后从破损的墙体边缘不断向外冒水,塌方程度进一步加剧,很快整个坑底被水浸泡,所幸没有人员伤亡。
3、基坑坍塌事故:轨道交通某车站2#风井基坑开挖施工中,出于支护体系失稳,造成基坑(36m长×16m宽×13m深)坍塌事故。
事例三 深基坑边坡紧邻现有建筑物,采取合理措施后获得成功的事例
1、明珠线二期宜山路车站基坑施工。车站基坑围护采用800mm地下连续墙,基坑开挖深度为17m,楼房距基坑最近处仅0.27m,在整个基坑开挖期间的最大沉降近10mm,差异沉降仅5.42mm,达到了一级基坑施工保护规范的要求。而类似的基坑开挖,造成间距在3m左右的周边民房的沉降一般在30~40mm。
2、武汉市中南商业广场工程地下三层,主楼地上四十七层。基坑四周均有建、构筑物或地下管线,且有的地方与围护结构的距离几乎为零。地下室基底标高为-17.4米。该项目采取措施后,实现了基坑安全施工的目标,保证了周边建筑物的安全,未对周边环境产生太大的影响,为武汉市深基坑支护提供了成功的工程实例。
三、基坑支护施工的安全技术措施
1、施工单位应编制深基坑系统专项施工方案,采取合理的基坑支护体系,并组织专家审查。如土钉墙设计中可采用如下措施减少或控制墙体变形:(l)减少分层、分段作业的深度和长度;(2)缩短开挖与支护的施工间隔;(3)加大土钉的长度和密度;(4)减小士钉倾角;(5)开挖前沿基坑边缘设置竖向微型桩(用φ48mm ~φ150mm的钢管)。
2、基坑土方开挖应在降水排水施工完成且运转正常达到预期要求后方可进行。基坑周围地面应采取防水、排水措施,防止地面水流入基坑内造成边坡塌方或土体破坏。坑内应设置排水沟和积水井,及时抽出积水。雨期施工,施工单位应对施工现场的排水系统进行检查和维护,保证排水畅通。
3、基坑开挖应连续施工;尽量减少无支护暴露时间,开挖必须遵循“自上而下,先撑后挖,分层开挖,严禁超挖”的原则。利用锚杆做支护结构时应按设计要求,及时进行锚杆
施工,而且必须待锚杆张拉锁定后方可进行下一步开挖。
4、坑边不宜堆放土方和建筑材料,如不可避免时,一般应距基坑上部边缘不小于2m,弃土堆高不超过 1.5m,并且不超设计荷载值。在垂直的坑壁边距离还应适当增大,软士地区不宜在坑边堆置弃土。当重型机械在坑边作业时,应设置专门的平台或深基础等。同时,应限制或隔离坑顶周围振动荷载的作用。
5、基坑挖土时,要做好挖土机械、车辆的通道布置,安排好挖土顺序等,不得在挖土过程中碰撞围护结构。并做好机械上下基坑坡道部位的支护。
6、采用机械开挖时,为保证基坑土体的原状结构,应预留150-300mm原土层,由人工挖掘修整。基坑开挖完毕后,应及时清底验槽并铺设垫层,以防止暴晒和雨水浸刷破坏原状结构。如果基底超挖,应用素混凝土回填或夯实回填;使基底土承载性能达到设计要求。
7、基坑周边设围护栏杆和安全标志,严禁从坑顶扔抛物体。坑内应设安全出口便于人员撤高。所有机械行驶、停放要平稳,坡道应牢固可靠,必要时进行加固。
8、配合机械作业的清底、平整场地、修坡等施工人员,应在机械回转半径以外工作;当必须在回转半径以内工作时,应停止机械回转并制动好后方可作业。
9、土方机械严禁在离电缆lm距离以内作业。机械运行中,严禁接触转动部位和进行检修;在修理工作装置时,应使其降到最低位置;并应在悬空部位垫上垫土。
10、挖掘机正铲作业时,其最大开挖高度和深度不超过机械本身性能的规定。反铲作业时,履带距工作面边缘距离应大于1.5m。
11、土方开挖时,施工单位应对相邻建(构)筑物、道路的沉降和位移情况进行观测。基坑开挖之前应做出系统的监测方案。若遇到下列可能影响建筑物安全的情况之一时,应立即报警。若情况比较严重,应立即停止施工,并对基坑支护结构和已有建筑物采取应急措施:
(1)基坑支护结构(或其后面主体)的最大水平位移已大于基坑开挖深度的 1/200(1/300),或其水平位移速率已连续三日大于 3mm/d(2mm/d)。
(2)基坑支护结构的支撑(或锚杆)体系中有个别构件出现应力骤增。压屈、断裂、松弛或拔出的迹象。
(3)建筑物的不均匀沉降(差异沉降)已大于现行建筑地基基础设计规范规定的允许沉降差,或建筑物的倾斜速率已连续三日大于0.0001H/d(H为建筑物承重结构高度)。
(4)已有建筑物的砌体部分出现宽度大于3mm(1.5mm)的变形裂缝;或其附近地面出现宽度大于15mm(10mm)的裂缝;且上述裂缝尚可能发展。
(5)基坑底部或周围主体出现可能导致剪切破坏的迹象或其他可能影响安全的征兆(如少量流砂、涌土、隆起、陷落等)。
(6)据当地经验判断认为,已出现其他必须加强监测的情况。
第四篇:基坑支护
基坑支护、降水工程方案与措施
一、工程概况
工程名称:远洋大学城B10-1~B10-
4、B10-6~B10-
7、B10-45 结构形式:剪力墙。层数:地下一层;地上十八~二十四层(其中B10-1#为22层、B10-2~B10-4为18层、B10-6~B10-7为24层、B10-45为地下一层),B10-45为地下一层停车场。住宅楼地下一层和地上二层为商业网点,以上为住宅层,标准层高:2.9M,工程总面积为:71244.57㎡。建筑物使用年限为50年,建筑物抗震设防烈度为7度,建筑抗震等级为二级;本工程地点位于大连开发区大学城
本工程由大连松岩建筑设计院有限公司、大连民用建筑设计研究院有限责任公司,由辽宁省第三建筑工程公司承建施工。
地下车库基础采用大开挖,基坑挖土深度4.9米。由于基坑较深、地质条件好,基坑深度4.9米支护结构选择钢(木)板桩支撑(支锚)加固。
二、土方开挖方法:
1、先挖深基坑、后挖浅基坑的步骤进行;即8轴~12轴方向、依次向5轴~8轴开挖、最后挖1轴~5轴。
2、开挖分两次开挖第一次3米深左右,其余为机械第二次开挖,开挖分三个施工段进行,每段按两次挖土到设计深度。
3、首先调查清场地地下水、煤气等管线及有无地下构造物,对危及施工安全的必须查清位子,会同有关部门,采取措施加以处理。
4、依据放线定位所确定的建筑物基础外边缘线加上500mm作业面,500mm护坡位置,以及放坡线作基坑边线。
5、土方快挖至基底标高时,测量人员在挖土现场看护标高,并每隔3m用钢筋棍设置临时标高点,拉白线控制基底标高。
6、基底标高以上200mm厚土层由人工配合机械清理,以防止基底土方超挖或扰动。
7、电梯井、独立基础、集水坑、排水沟、后浇带及高低跨交界等部位需精确定位后再开挖。高、低跨边界用人工修出45°边坡,立即浇筑混凝土垫层,以防边坡垮塌。挖土及出土方向见图,土方运至甲方用地,以备回填土只用。
8、护坡
(1)土方开挖与基坑护坡同时进行,
(2)基坑尺寸直线部位留出1m作业面及护坡位置,便于操作及作护坡,护坡采用草袋装土,沿边坡向上堆砌,高度以覆盖住沙土层为准,沙层以下放坡1:1。
(3)基坑深度超过4米的边坡采用土钉喷射混凝土护坡,边坡坡度控制在70度以内,土钉长度600~800mm,间距2000mm,梅花形布置,挂40*40钢丝网,喷射50厚混凝土。
(4)场地经初步平整较为平坦。东侧有一较深的洼地,地下水在地面标高-10.0米以上,土方工程暂不考虑降水,其地质构成依次为杂填土、粉砂、中砂层,粗砂层,其中中砂②、粗砂③是设计的持力层。主要采取反铲挖土机挖掘,挖深为按各自基础承台下标高,并予留200mm厚的土层由人工清除,以防止原土层被扰动。如土方开挖后地下水位较高,影响基础施工,再另行考虑降水。
护坡示意图
(5)严格控制护坡角度,以免发生意外。每段清坡要达到规定的要求。
(6) 基坑四周随挖随布置安全栏杆、夜间加以照明,并搭设坡道供人员通行,
(7) 基坑周围5m范围内禁止堆放架模具和建筑材料,严禁重载车通行。
(8) 基坑四周挖一条排水沟,及时排除雨水。 (9) 加强基坑边的监控,如有异常及时采取措施。
(10) 土方工程结束后,及时会同设计、勘查、监督站等部门进行验槽,然后进行下道工序。
做好施工测量、放线工作,按规划部门给定的红线及施工图纸,进行定位测量,并按土方方案要求进行施工放线。
三、支护结构的类型:
(一)选择基坑的支护结构需考虑下述因素:
1、基坑的平面尺寸、开挖深度和施工要求;
2、各层地基土的物理、力学地、地下水位条件;
3、邻近建(构)筑物距离基坑的远近、结构型式、基础形式和埋设深度;
4、邻近地下管线及其他设施情况,以及对基坑变形限制的要求;
5、现有材料、设备和施工技术的可能性;
6、工期和造价的优化。
综合考虑上述各种因素,结合实际情况选有较好的支护结构型式,支护结构采用钢(木)板桩支撑(支锚)加固。
(二)钢(木)板桩支护挡墙支护结构的破坏形式与计算内容
1、支护结构可分为两类,即非重力式支护结构(亦称柔性支护结构、板式支护结构)和重力式支护结构。深层搅拌水泥土桩挡墙和旋喷桩帷幕墙属于重力式支护结构、H型钢支柱木挡板支护墙和地下连续墙等皆属重力式支护结构。
非重力式支护结构和重力式支护结构的破坏形式不同。其计算内容亦不一样。
2、钢(木)板桩(非重力式支护)结构计算 计算桩埋深长度:
支护结构受力计算采用“等值梁法”
本工程选用被动土压力修正系数:K=1.6,平均内摩擦角Ψ=20°,土容重r=15.5KN/m3,距桩外1.5m有均布荷载q=30KN/㎡,h=3m
Ktg245被动土压力系数:p2tg245主动土压力系数:Ka2.04
tg245tg2450.49
20222022主动土压力EahKa15.530.4922.79KN/m
EaqqKa300.4914.7KN/m2
PbEaEaq22.7914.737.49KN/m2
Yqtg452021.52.14m
Pb37.49YKK15.51.62.040.490.87m pKa12.140.872322.7930.532.1414.7832.140.537.490.8730.5223330.50.87PORo49.99KN
11334.1922.7932.1414.70.8737.4949.9913.15KN 22X349.9915.51.62.040.491.87m
经计算则桩埋深T1.2TO3.29m,取3.5m。(移动系数取1.2) 桩总长H=h+T=6.5m 根据以上计算桩总长为6.5m,埋深为3.5m。
采用6.5m长槽钢垂直锚入基坑下3.5m,间距800mm,水平用100×100mm木方与槽钢连结,木方上满钉20mm厚木板。
三、基坑支护的安全施工措施:
1、基坑开挖遇有下列情况之一时,应设置坑壁支护结构: ⑴因放放坡开挖工程量过大而不符合技术经济要求; ⑵因附近有建(构)筑物而不能放坡开挖; ⑶边坡处于容易丧失稳定的松散堵截中饱和软土; ⑷地下水丰富而又不宜采用井点降水的场地; ⑸地下结构的外墙为承重的钢筋混凝土地下连续墙。
2、基坑支护结构,应根据开挖深度、土质条件、地下水位、邻近建(构)筑物、施工环境和方法等情况进行选择和设计。本工程基坑可选用钢木支撑作结构支护,必要时应设置支撑或拉锚系统予以加强。
3、基坑的支护结构在整个施工期间应有足够的强度和刚度。
4、采用钢(木)板支撑坑壁时,应随挖随撑,且加以撑牢。坑壁支撑宜选用正式材料,支撑结构应采用松木或杉木,不宜采用杂木条。随着土压力的增加,支撑结构将发生变形,故应经常注意检查,如有松动、变形现象时,应及时进行加固或更换。加固方法可用三角木楔打紧受力较小的横撑,或增加立木及横撑等。
5、钢(木)支撑的拆除,应按回填次序进行。多层支撑应自下而上层拆除,随拆随填。拆除支撑时,应防止附近建筑物和构筑物等产生下沉和破坏,必要时采取加固措施。
6、采用钢(木)板桩作坑壁支撑时,应符合下列要求: ⑴应尽量减少坑壁边产生的振动;
⑵灌注桩的施工安全要求应按“桩基施工”的有关要求执行; ⑶基坑边2m内严禁堆放各种物品; ⑷在桩附近挖土时,应防止桩身受到损伤; ⑸拔除桩后的孔穴应及时回填和夯实。
7、在整个施工期间为了加强钢(木)板桩的强度和刚度,在坑壁支撑时加设锚杆,加设锚杆时应符合下列要求:
⑴锚杆宜选用螺纹钢筋,使用前应清除油污和浮锈,以便增强粘结的握裹力和防止发生意外。
⑵锚固段应设置在稳定性较好的土层或岩层中。
⑶施工前应作抗拔试验,测定锚杆的抗拔拉力,验证可靠后,方可施工。
⑷锚固段应用水泥砂浆灌注密实。
⑸应经常检查锚头紧固和锚杆周围的土质情况。
8、换、移支撑时,应先设新支撑,然后再拆旧支撑。支撑的拆除应按回填顺序进行。多层支撑应自下而上逐层拆除,随拆随填。拆除支护结构时,应密切注视附近建(构)筑物的变形情况,必要时应采取加固措施。
四、降低地下水位的安全要求:
1、开挖低于地下水位的基坑(槽)、管沟和其他挖方时,应根据施工区域内的工程地质、水文地质资料、开挖范围和深度,以及防坍防陷防流砂的要求,分别选用集水坑降水,井点降水或两者结合降水等措施降低地下水位,施工期间应保证地下水位经常低于开挖底面0.5m以上。
2、基坑顶四周地面应设置截水沟。坑壁(边坡)处如有阴沟或局部渗漏水时,应设法堵截或引出坡外,防止边坡受冲刷而坍塌。
3、采用集水坑降水时,应符合下列要求: ⑴根据现场地质条件,应能保持开挖边坡的稳定;
⑵集水坑和集水沟一般应设在基础范围以外,防止地基土结构遭受破坏,大型基坑可在中间加设小支沟与边沟连通;
⑶集水坑应比集水沟、基坑底面深一些以利于集水排水; ⑷集水坑深度以便于水泵抽水为宜,坑壁可用竹筐、钢筋网外加碎石过滤层等方法加以围护,防止堵塞抽水泵;
⑸排泄从集水坑抽出的泥水时,应符合环境保护要求;
⑹边坡坡面上如有局部渗出地下水时中,应在渗水处设置过滤层,防止土粒流失,并应设置排水沟,将水引出坡面;
⑺土层中如有局部流砂现象,应采取防止措施。
4、采用井点降水时,应根据含水层土的类别及其渗透系数、要求降水深度、工程特点、施工设备条件和施工期限等因素进行技术经济比较,选择适当的井点装置。
5、井点降水的施工组织设计(或施工方案)应包括以下主要内容: ⑴基坑(槽)或管沟的平、剖面图和降水深度要求;
⑵井点的平面布置、井的结构(包括孔径、井深、过滤器类型及其安设位置等)和地面排水管路(或沟渠)布置图;
⑶井点降水的施工要求;
⑷水泵的型号、数量及备用的井点、水泵和电源等。
6、降水前,应考虑在降水影响范围内的已有建筑物和构筑物可能产生附加沉降、位移或供水井水位下降,以及在岩溶土洞发育地区可能引起的地面塌陷,必要时应采取防护措施。在降水期间,应定期进行沉降和水位观测并作出记录。
7、在第一个管井井点或第一组轻型井点安装完毕后,应立即进行抽水试验,如不符合要求时,应根据试验结果对设计参数作适当调整。
8、采用泵抽水时,管路系统应严密,确保无漏水现象,经试运转后,方可正式使用。
9、降水期间,应经常观测并记录水位,以便发现问题及时处理。
10、井点降水工作结束后所留的井孔,必须用砂砾或粘土填实,如井孔位于建筑物或构筑物基础以下,且设计对地基有特殊要求时,应按设计要求回填。
11、在地下水位高而采用板桩支护结构的基坑内抽水时,应注意因板桩的变形,接缝不密或桩端处了、透水等原因而渗水量大的可能情况,必要时应采取有效措施堵截板桩的渗漏水,防止因抽水过多使板桩外的土随水流入板桩内,从而掏空板桩外原有建(构)筑物的地基,危及建(构)筑物的安全。
五、工程质量保证措施
(一)施工要求
1、该工程业主必须提供四周建(构)筑物与地下管线埋设情况,并通过建设单位、质监站、监理公司一起查看、登记、监证有关资料,并提供供水文地质勘探资料,实行精心设计与精心施工。
2、基坑边缘2m内,不能堆物及出现大的动载,汽车、挖掘机若轮压在支护结构上时,则必须用路基板(≥80mm厚)垫平后才可予以通过,超载时及时采取加固措施。
3、挖土与基坑支护必须相互配合,确保质量。
4、挖土时要经常观测土体的变形,并做好全面记录,要做到信息化施工,若有意外情况及时采取应急措施。
5、出入基坑设置安全走道和上下爬梯。
(二)质量保证措施
1、开工前,组织施工人员认真学习施工方案,并对可能出现的问题提出应急处理措施;
2、对整个施工过程,均实行岗位责任制,定人定点定责任,做好施工质量监督检测工作。工程技术组全面负责整个支护结构工程的质量,技术人员跟班作业,及时解决施工中出现的问题并作好施工报表记录,确保每道工序符合设计图纸与施工方案,达到优质要求;
3、加强质量管理,对每个施工环节严格把关;
4、做好基坑侧壁水平位移的检测工作。
六、安全管理措施
1、建立安全责任制,签订安全责任书,开展安全教育。在施工中要进行安全检查,发现问题及时解决,待消除隐患后再行作业,对违章作业及时制止;
2、施工人员与操作人员在岗位工作时,必须戴好安全帽,穿上工作服,不得穿拖鞋,电焊工必须戴防护罩;
3、在支护结构压顶板处设防护栏杆,并有醒目的警告标记,避免施工人员坠入坑内,以免发生人身事故。
七、内支撑的拆除
内支撑拆除必须具备如下三点:
1、底板浇完后,其底板边至支护桩之间用C10砼浇至底板平。
2、间距3m设一根斜撑,下支点在地板与墙板交点处。
八、安全施工管理
1、现场建立以项目经理为首的安全管理体系,设一名专职安全员,对现场安全生产负责日常检查,贯彻“安全第一”和“预防为主”的方针。
2、严格遵守国家和有关安全方面的规范和规程,履行与发包方(业主)签订的安全协议,严格贯彻项目安全管理计划。
3、加强对工人进行安全教育,进入工地的人员必须遵守安全生产纪律。
4、加强安全用电管理。要做到一机一闸、配电箱、配电柜有漏电保护装置,现场专职电工要经常对用电设备和线路进行检查,杜绝违章施工。
5、该施工阶段是由上向下进行施工,所以在施工期间严禁向下抛投任何物品。
6、出入基坑施工人员必须走安全通道和上下爬梯,严禁不经爬梯任意上下基坑。
7、严禁任何人拆除安全栏杆。
8、挖土期间车辆很多,现场设有专人指挥车辆进出场地。
9、施工人员不得疲劳上岗作业。
10、认真执行深基坑施工有关安全规定,机械操作遵守安全操作规程,严禁碰击支撑等。
11、每日由安全员检查围护支撑体系,防止渗水、流砂、基坑地面下沉、防止发生过大侧向压力造成立柱和围护结构倾斜,一但出现情况立即报告,果断处理。
第五篇:基坑支护教案
基坑支护型式的合理选择,是基坑支护设计的首要工作,应根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-201的标准要求,和地质条件、周边环境的要求及不同支护型式的特点、造价等综合确定。包括支护结构与支撑体系的选择。 一般当地质条件较好,周边环境要求较宽松时,可以采用柔性支护,如土钉墙等; 当周边环境要求高时,应采用较刚性的支护型式,以控制水平位移,如排桩或地下连续墙等。同样,对于支撑的型式,当周边环境要求较高地质条件较差时,采用锚杆容易造成周边土体的扰动并影响周边环境的安全,应采用内支撑型式较好;当地质条件特别差, 基坑深度较深,周边环境要求较高时,可采用地下连续墙加逆作法这种最强的支护型式。 基坑支护最重要的是要保证周边环境的安全。
一、各类支护结构简介
(一)深层搅拌水泥土墙
1.概念:
深层搅拌水泥土墙是采用深层搅拌机就地将土和输入的水泥浆强行搅拌形成水泥土桩,两两相互搭接形成连续壁状的加固体挡墙,属于重力式柔性支护结构。
2.特点:
(1)优点:由于一般坑内无支撑,便于机械化快速挖土;具有挡土、止水的双重功能,可兼作止水帷幕;一般情况下较经济;施工中无振动、无噪音、污染少、挤土轻微,因此在闹市区内施工更显出优越性。
(2)缺点:首先是位移相对较大,尤其在基坑长度大时,为此可采取中间加墩、起拱等措施以限制过大的位移;其次是厚度较大,只有在红线位置和周围环境允许时才能采用,而且在水泥土搅拌桩施工时要注意防止影响周围环境。
(3)适用范围: 适用于素填土,淤泥质土,流朔及软朔状的粘土、粉土、及粉砂性土且挖深小于7m软土地基。不适用于厚度较大的可朔及硬朔以上的软土、中密以上的砂土。
(二)高压旋喷桩
1.概念:
高压旋喷桩是利用高压经过旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合形成水泥土加固体,相互搭接形成排桩。
2.特点:
(1)优点:设备简单,施工管理方便,加固效果好,施工机具振动小,无噪音, 所需空间较小,可进行倾斜或水平喷射。具有挡土、止水的双重功能,可兼作止水帷幕。
(2)缺点:高压旋喷桩的施工费用要高于深层搅拌水泥土桩,施工中有大量泥浆排出,容易引起污染。
(3)适用范围:
适用于淤泥、粘性土、粉土、砂类土、黄土、人工填土等土层的地基处理或旧房地基加固。对于地下水流速过大的地层,无填充物的岩溶地段、永冻土和对水泥有严重腐蚀的土质均不宜采用该法。
(三)钢
板
桩
1.概念:
将正反扣搭接或并排组成的槽钢、U型,Z型,H型的热扎锁口钢板桩打入地下后在近地面处设一道拉锚或支撑形成的围护结构。
2.特点:
(1)优点:材料质量可靠,软土地区打设方便,施工速度快,有一定的挡水能力,可多次重复用,具有良好的耐久性。
(2)缺点:一次性投资较大;透水性较好的土中不能完全挡水和土中的细小颗粒,在地下水位高的地区需采取隔水或降水措施;支护刚度小, 抗弯能力较弱, 顶部宜设置一道支撑或拉锚;开挖后变形较大。
(3)适用范围: 槽钢钢板桩适用于深度不超过4m的小型基坑;热扎锁口钢板桩适于周围环境要求不很高的深度为5~8m的基坑。
(四)钻孔灌注桩
(1)概念: 在施工现场就地钻孔浇灌混凝土形成钻孔灌注桩,各桩按间隔排列或双排排列且用围檩连成整体,必要时另设挡水帷幕形成的地下围护结构。
(2).特点:
1优点:施工时无振动、无噪音,无挤土现象,对周围环境影响小;墙身强度高,刚度大,支护稳定性好,变形小;当工程桩为灌注桩时,可以同步施工, 有利于施工组织、工期短;
2缺点:桩间缝隙易造成水土流失,在高水位软粘土质地区,需根据工程条件采取注浆、水泥搅拌桩、旋喷桩等施工措施以解决挡水问题; 桩与桩之间主要通过桩顶冠梁和围檩连成整体,因而相对整体性较差。
(3)适用范围: 目前应用较为广泛的一种桩排式围护结构。多用于坑深7~15m 的基坑工程,适用于软粘土质和砂土地区,在砂砾层和卵石中施工困难,应该慎用。
(五)人工挖孔桩
(1)概念:人工挖孔灌注桩是指桩孔采用人工挖掘方法进行成孔,然后安放钢筋笼,浇注混凝土而成的桩。
(2)特点:
1优点:设备简单,无噪声、无振动、不污染环境,对施工现插周围原有建筑物的影响小。土层情况明确,可直接观察到地质变化,桩底沉渣能清除干净,施工质量可靠。尤其当高层建筑选用大直径的灌注桩,而其施工现场又在狭窄的市区时,采用人工挖孔比机械挖孔具有更大的适应性。
2缺点:人工耗量大,开挖效率低,安全操作条件差等。 3.适用范围:
应用较为广泛的一种桩排式围护结构。多用于交通不便,设备不足,以及土质较为复杂时,但在软土地区应慎用。
(六)地下连续墙
1.概念:用特制的挖槽机械在泥浆护壁的情况下,每次开挖一个单元槽段后,吊放钢筋笼与浇筑混凝土,各槽段用特制的接头连接形成的连续的地下墙体。
2.特点:
(1)优点:施工时振动小、噪音少,对地下管线和周围环境影响较小;刚度大,整体性 好,变形小;抗渗效果好,具有挡土、止水、承重三重功能;采用逆作法时能实现“两 墙合一”,降低成本。
(2)缺点:施工要求专用设备,施工工艺复杂,施工组织困难;废泥浆处理不当易造 成环境污染;造价相对较昂贵。
3.适用范围: 适用于地质条件差和复杂,基坑深度大,周边环境要求较高的基坑和地下室结构。
(七)土
钉
墙
1.概念: 土钉墙是随着土方从上到下的开挖过程而将土钉体设置到土体中,采用原位土加筋加固技术的一种边坡稳定式的支护,使得基坑开挖后坡面保持稳定。
2.特点: 稳定可靠、与挖土同步施工,施工简便且工期短、效果较好、经济性好。
3.适用范围: 适用于有一定胶结能力和密实程度的砂土、粉土、砾石土、素填土、较硬的粘性土中,在松散的砂土、粘性土、和淤泥土中不宜采用。在土质较好地区应积极推广。
(八)SMW工法
1.概念: SMW(Soil Mixing Wall)工法亦称劲性水泥土搅拌桩法。即在水泥土桩未结硬前插入H 型钢或钢板作为应力补强材料,将承受荷载与防渗挡水结合起来,形成一 道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下围护墙体。
2.特点: 施工时基本无噪音,对周围环境影响小; 整体刚度大、强度高 ,抗渗性好,具有挡土、防渗两重功能;施工工艺简单,施工效率高;施工结束后可拔出H型钢回收再利用,节约造价。
3.适用范围:
凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合都可使用,特别适合于以粘土和粉细砂为主的松软地层; 尤其是在6m~12m深基坑中支护更适用,具有较大发展前景。
二、支撑体系的选择
(一)混凝土支撑特点
1.优点
(1).截面形式和尺寸可根据设计要求与受力情况任意确定 (2).支撑系统在平面上可任意布置
(3).截面尺寸大,刚度大,变形小
(4).安全可靠,强度高,整体稳定性好
(5).耐碰撞性能好,有利于机械化挖土施工
2.缺点
(1).不能重复使用,爆破拆除困难,对周围环境有影响
(2).自重大,需用支撑立柱多
(3).支撑浇筑与养护时间长,不利于加快进度
(4).不能预加轴压力以减少支护变形
(二)钢支撑特点
1.优点
(1).材料强度高,均匀性好
(2).安装与拆除方便,施工速度快
(3).可重复使用,工具化程度高
(4).能预加支撑轴压力以减少支护变形
(5).有利于机械化挖土施工
2.缺点
(1).耐碰撞性能差
(2).截面尺寸小,支护刚度小,变形小
(3).自重大,需用支撑立柱多
(4).不能预加轴压力以减少支护变形
(三)土层锚杆
1.概念: 土层锚杆(亦称土锚或拉锚)是一种新型的受拉杆件,1958年原联邦德国在深基坑开挖中首次运用。土层锚杆即由锚头、锚头垫座、钻孔、防护套管、拉杆(钢索)、锚固体、锚底板等组成,与支护结构共同形成的拉锚体系。可分为普通锚杆,扩大头锚杆,齿形锚杆。
2.特点: 土层锚杆系统位于坑外,基坑挖土方便;可施加预应力,对挡墙位移有一定控制作用;无坑内立柱与支撑,地下结构施工方便,还可省却拆撑、换撑等工序;但基坑周边地层需有足够空间,否则无法进行锚杆施工。
3.适用范围: 适用于深基坑邻近已有建筑物和构筑物、交通干线或地下管线时,深基坑难以放坡开挖,或基坑宽度较大、较深,对支护结构采用内支撑的方法不经济或不可能的情况。
三、基坑支护应满足的功能要求:
1. 保证基坑周边建(构)筑物、地下管线、道路安全和正常使用;
2. 保证主体地下结构的施工空间。
3. 当基坑开挖面上方的锚杆、土钉、支撑未达到设计要求时,严禁向下超挖土方。
4. 采用锚杆或支撑的支护结构,在未达到设计规定要求的拆除条件时,严禁拆除锚杆或支撑。
5. 基坑周边施工材料、设施或车辆荷载严禁超过设计要求的地面荷载限值。
6. 安全等级为一级、二级的支护结构,在基坑开挖过程与支护结构使用期内,必须进行支护结构的水平位移监测和基坑开挖影响范围内建(构)筑物、地面的沉降监测。