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摘要:随着城我国建筑事业的发展,深基坑支护工程越来越多,地下空间被我们大规模的开发利用,加强深基坑支护质量控制至关重要。
关键词:建筑;深基坑;质量控制
中图分类号:TV551文献标识码: A 文章编号:
引言
随着我国城市建设规模的逐步加大,高层建筑、地下建筑、隧道等工程大幅度增加,为了节约地上空间,充分利用地下空间的深基坑工程随之增加,如何保证建筑基础稳固,保证高层建筑稳固,基坑开挖所带来的安全和环境问题更加突出,这引起了工程技术人员、国家政府及社会的高度关注。
一、深基坑工程的特点及现状
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。而现在在一些大城市及沿海地区,地下3~4层已很寻常,5~6层也有。因此基坑深度多在10~16m之间,在20m左右的也为数不少。
2、工程地质条件越来越差,基坑周围环境复杂
在某些沿海经济开发区,建筑工程所处的地质条件差的问题较为突出。城市中,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。
3、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。
二、深基坑支护结构选择
深基坑支护结构选择,一般应先考虑本单位现有施工机构,优先考虑本工程基础桩相同类型桩作为基坑支护结构,如工程桩采用钢筋混凝土灌注桩,则基坑支扩结构应尽量选用这种桩型,其直径可相应选用较小直径,这样可减少进退场费用。当基坑较深围护桩布置允许时,应尽量选用两排支护桩,这种布置方式力学性能较好,前后排桩与桩顶圈梁形成刚架结构,桩间土参与协同工作。改善围护桩的受力状况,达到减少桩的配筋量。当围护桩要求达到防渗要求,基坑深度小于7m,地表杂填土中砖瓦碎片含量较多时,不宜单独选用水泥搅拌桩,搅拌桩改为水泥注浆。北方粘土地区,基坑较深,可选用钢筋混凝土桩加锚杆支护形式,但南方一般不适用,可选用大直径钢筋混凝土灌注桩,桩顶加钢筋混凝土圈梁,转角处加斜支撑。凡是地基土为淤泥,且基坑又较深时,不宜选用钢板桩,选用钢筋混凝土地下连续墙。工程造价较高,可选用大直径两排钢筋棍凝土灌桩,中间加水泥搅拌桩(互相重叠150mm以上,以便形成防渗幕墙,且参加灌注桩协同工作,具有良好力学性能,当条件允许时,用井点降水作为辅助手段)。围护桩的选用应经过多方案比较,根据实际情况,包括周围环境和地质条件,选用经济效益最佳的支护方式。
三、深基坑支护质量控制措施
1、加强设计管理
设计方案的合理性是直接影响深基坑支护工程成败的关键因素,一个成功的深基坑支护设计方案应当经济合理、安全可靠、施工技术可行。在我国,深基坑的出现较晚,深基坑支护设计日趋成熟,但设计参数众多,地质不明因素的影响,使设计工作的难度加大。据2000年的资料统计,在基坑工程施工质量事故中,由于設计原因造成的事故占总数的43%。设计原因主要表现在:无证挂单设计、盲目设计、参数取值错误、地下水处理方法失误、支护方案选择不当等。要改变这种状况,首先,设计人员应具有较强力学知识(理论、材料、结构、流体、土力学)和地基与基础等多学科的知识,又要有丰富边坡支护设计经验,熟悉当地的水文地质状况和特点,在结合建筑及周围环境特点的基础上,设计出经济合理的深基坑支护方案。其次,工程人员在施工前应对方案进行认真审核,理解设计意图,及时与设计人员沟通以掌握方案,在施工组织时,使各个组成部分、各道工序协调有序。再次,业主方应了解深基坑支护的重要性,选择有经验的设计单位设计支护方案。
2、大力开展支护结构的试验研究
正确的理论必须建立在大量试验研究的基础上。但是,在深基坑支护结构方面,我国至今尚未进行科学系统的试验研究。一些支护结构工程成功了,也讲不出具体功之处;一些支护结构工程失败了,也说不清失败的真实原因。在支护工程施工的过程中积累的技术资料很丰富,但缺少科学的测试数据,无法进行科学分析,不能上升到理论的高度,这是一个很大的缺陷。
开展支护结构的试验研究(包括实验室模拟试验和工程现场试验),虽然要耗费部分资金,但由于深基坑支护工程投资巨大,如经过科学试验再进行设计时,肯定会节省可观的经费。因此,工程现场试验是非常必要的。通过工程实践积累大量的测试数据,可对同类工程的成功打好基础,为理论研究和建立新的计算方法提供可靠的第一手资料。
3、施工阶段的控制要点
施工阶段是项目实施的关键阶段,应根据地质勘探资料和当地水文气候条件,结合当地深基坑工程施工的经验和条件,确定工程的关键项目,并要制定突发事件的应急预案。
3.1深基坑工程的施工
深基坑工程包括挖土、挡土、围护、防水等环节,是一项复杂的系统工程,任何一个环节的失误都有可能导致施工失败,甚至造成事故。施工单位要严格按照施工规程、经批准的施工组织设计及相关的技术规范组织施工,对各施工要点要制定具体措施,并加强过程控制。例如,确定土方开挖方案时,应对周围建筑物、构筑物进行拍照和录像,对地质勘测报告、周围建筑物及地下设施情况等信息进行分析,对特殊土质需精心组织施工,膨胀土地区不宜在雨季开挖,软土地区分层开挖的深度不宜太大。若挖土高差太大或挖土进度过快,极易改变土体原来的平衡状态,降低土体的抗剪强度,可导致土体快速滑移,这样不利工程监控,易造成坍塌事故。
3.2深基坑周围土体止水效果的控制
在地下水位较高的地区,地下水对深基坑工程施工带来的危险程度是相当高的。地下水的来源一般为上层滞水、潜水、承压水、雨水及基坑周围的渗漏管道水,由于水的来源复杂,枯水期和丰水期水位变化的影响,在制定止水方案时应从深基坑工程的防水、降水和排水三个方面考虑,根据地质勘察部门提供的地质资料,深入分析地下水的成因,了解深基坑周围环境,对周边有建筑的基坑,宜采用以堵为主,抽水为辅,否则会导致基坑周围土体与水体的流失,使建筑物不均匀沉陷,甚至发生坑底流沙、管涌等现象,增大了处理难度,拖延了工期,反之,以降水为主。
3.3深基坑围护结构安全系数
深基坑围护安全系数的确定由设计者自定,笔者认为安全系数的确定应与现场具体情况而定,当基坑附近有建筑物或煤气等市政管网。工程地质报告中提供土质参数较差时,应选用较大的安全系数。笔者认为不能盲目套用工程地质报告有关参数,应对现场土质情况进行全面了解和分析,合理地选用各种土质参数,特别是土的内聚力c值,应根据实际情况进行折减,以提高计算结果可靠性,提高支护结构安全系数。
3.4加强深基坑支护的信息化管理
深基坑施工的质量问题实质上是基坑的整体刚度和稳定性,即基坑支护结构是否会发生变形、是否会产生沉降及水平方向的位移或倾斜、支护结构是否有裂缝以及基坑底是否产生隆起和变形,若发生这些问题将导致基坑支护结构的失败。基坑支护结构信息化管理的主要手段,是安排专业施工监测人员对基坑现场及周围建筑物进行监测,根据基坑开挖期间监测到的基坑支护结构或岩土变位等情况,比照勘察、设计的预期性状,动态分析监测资料,全面掌握位移变化的大小、方向、变化频率,对照报警标准,预测下一阶段工作的动态,及时对施工中可能出现的险情进行预报,超过位移设定的预警值时,应及时采取有效的应对措施,确保工程安全。
结束语
深基坑的支护工程要从支护的设计和施工两面着手,确保质量。良好的基坑支护施工技术,是整个工程施工顺利的前提与保证,是整个庞大工程的重要开端。因此,加强对建筑深基坑施工技术的认识与研究意义重大。
参考文献
[1]马志全.浅谈高层深基坑土方工程施工[J].山西建筑,2008
[2]阮介平.高层建筑深基坑土方开挖技术探讨[J].科技信息(科学教研),2007
关键词:建筑;深基坑;质量控制
中图分类号:TV551文献标识码: A 文章编号:
引言
随着我国城市建设规模的逐步加大,高层建筑、地下建筑、隧道等工程大幅度增加,为了节约地上空间,充分利用地下空间的深基坑工程随之增加,如何保证建筑基础稳固,保证高层建筑稳固,基坑开挖所带来的安全和环境问题更加突出,这引起了工程技术人员、国家政府及社会的高度关注。
一、深基坑工程的特点及现状
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。而现在在一些大城市及沿海地区,地下3~4层已很寻常,5~6层也有。因此基坑深度多在10~16m之间,在20m左右的也为数不少。
2、工程地质条件越来越差,基坑周围环境复杂
在某些沿海经济开发区,建筑工程所处的地质条件差的问题较为突出。城市中,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。
3、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。
二、深基坑支护结构选择
深基坑支护结构选择,一般应先考虑本单位现有施工机构,优先考虑本工程基础桩相同类型桩作为基坑支护结构,如工程桩采用钢筋混凝土灌注桩,则基坑支扩结构应尽量选用这种桩型,其直径可相应选用较小直径,这样可减少进退场费用。当基坑较深围护桩布置允许时,应尽量选用两排支护桩,这种布置方式力学性能较好,前后排桩与桩顶圈梁形成刚架结构,桩间土参与协同工作。改善围护桩的受力状况,达到减少桩的配筋量。当围护桩要求达到防渗要求,基坑深度小于7m,地表杂填土中砖瓦碎片含量较多时,不宜单独选用水泥搅拌桩,搅拌桩改为水泥注浆。北方粘土地区,基坑较深,可选用钢筋混凝土桩加锚杆支护形式,但南方一般不适用,可选用大直径钢筋混凝土灌注桩,桩顶加钢筋混凝土圈梁,转角处加斜支撑。凡是地基土为淤泥,且基坑又较深时,不宜选用钢板桩,选用钢筋混凝土地下连续墙。工程造价较高,可选用大直径两排钢筋棍凝土灌桩,中间加水泥搅拌桩(互相重叠150mm以上,以便形成防渗幕墙,且参加灌注桩协同工作,具有良好力学性能,当条件允许时,用井点降水作为辅助手段)。围护桩的选用应经过多方案比较,根据实际情况,包括周围环境和地质条件,选用经济效益最佳的支护方式。
三、深基坑支护质量控制措施
1、加强设计管理
设计方案的合理性是直接影响深基坑支护工程成败的关键因素,一个成功的深基坑支护设计方案应当经济合理、安全可靠、施工技术可行。在我国,深基坑的出现较晚,深基坑支护设计日趋成熟,但设计参数众多,地质不明因素的影响,使设计工作的难度加大。据2000年的资料统计,在基坑工程施工质量事故中,由于設计原因造成的事故占总数的43%。设计原因主要表现在:无证挂单设计、盲目设计、参数取值错误、地下水处理方法失误、支护方案选择不当等。要改变这种状况,首先,设计人员应具有较强力学知识(理论、材料、结构、流体、土力学)和地基与基础等多学科的知识,又要有丰富边坡支护设计经验,熟悉当地的水文地质状况和特点,在结合建筑及周围环境特点的基础上,设计出经济合理的深基坑支护方案。其次,工程人员在施工前应对方案进行认真审核,理解设计意图,及时与设计人员沟通以掌握方案,在施工组织时,使各个组成部分、各道工序协调有序。再次,业主方应了解深基坑支护的重要性,选择有经验的设计单位设计支护方案。
2、大力开展支护结构的试验研究
正确的理论必须建立在大量试验研究的基础上。但是,在深基坑支护结构方面,我国至今尚未进行科学系统的试验研究。一些支护结构工程成功了,也讲不出具体功之处;一些支护结构工程失败了,也说不清失败的真实原因。在支护工程施工的过程中积累的技术资料很丰富,但缺少科学的测试数据,无法进行科学分析,不能上升到理论的高度,这是一个很大的缺陷。
开展支护结构的试验研究(包括实验室模拟试验和工程现场试验),虽然要耗费部分资金,但由于深基坑支护工程投资巨大,如经过科学试验再进行设计时,肯定会节省可观的经费。因此,工程现场试验是非常必要的。通过工程实践积累大量的测试数据,可对同类工程的成功打好基础,为理论研究和建立新的计算方法提供可靠的第一手资料。
3、施工阶段的控制要点
施工阶段是项目实施的关键阶段,应根据地质勘探资料和当地水文气候条件,结合当地深基坑工程施工的经验和条件,确定工程的关键项目,并要制定突发事件的应急预案。
3.1深基坑工程的施工
深基坑工程包括挖土、挡土、围护、防水等环节,是一项复杂的系统工程,任何一个环节的失误都有可能导致施工失败,甚至造成事故。施工单位要严格按照施工规程、经批准的施工组织设计及相关的技术规范组织施工,对各施工要点要制定具体措施,并加强过程控制。例如,确定土方开挖方案时,应对周围建筑物、构筑物进行拍照和录像,对地质勘测报告、周围建筑物及地下设施情况等信息进行分析,对特殊土质需精心组织施工,膨胀土地区不宜在雨季开挖,软土地区分层开挖的深度不宜太大。若挖土高差太大或挖土进度过快,极易改变土体原来的平衡状态,降低土体的抗剪强度,可导致土体快速滑移,这样不利工程监控,易造成坍塌事故。
3.2深基坑周围土体止水效果的控制
在地下水位较高的地区,地下水对深基坑工程施工带来的危险程度是相当高的。地下水的来源一般为上层滞水、潜水、承压水、雨水及基坑周围的渗漏管道水,由于水的来源复杂,枯水期和丰水期水位变化的影响,在制定止水方案时应从深基坑工程的防水、降水和排水三个方面考虑,根据地质勘察部门提供的地质资料,深入分析地下水的成因,了解深基坑周围环境,对周边有建筑的基坑,宜采用以堵为主,抽水为辅,否则会导致基坑周围土体与水体的流失,使建筑物不均匀沉陷,甚至发生坑底流沙、管涌等现象,增大了处理难度,拖延了工期,反之,以降水为主。
3.3深基坑围护结构安全系数
深基坑围护安全系数的确定由设计者自定,笔者认为安全系数的确定应与现场具体情况而定,当基坑附近有建筑物或煤气等市政管网。工程地质报告中提供土质参数较差时,应选用较大的安全系数。笔者认为不能盲目套用工程地质报告有关参数,应对现场土质情况进行全面了解和分析,合理地选用各种土质参数,特别是土的内聚力c值,应根据实际情况进行折减,以提高计算结果可靠性,提高支护结构安全系数。
3.4加强深基坑支护的信息化管理
深基坑施工的质量问题实质上是基坑的整体刚度和稳定性,即基坑支护结构是否会发生变形、是否会产生沉降及水平方向的位移或倾斜、支护结构是否有裂缝以及基坑底是否产生隆起和变形,若发生这些问题将导致基坑支护结构的失败。基坑支护结构信息化管理的主要手段,是安排专业施工监测人员对基坑现场及周围建筑物进行监测,根据基坑开挖期间监测到的基坑支护结构或岩土变位等情况,比照勘察、设计的预期性状,动态分析监测资料,全面掌握位移变化的大小、方向、变化频率,对照报警标准,预测下一阶段工作的动态,及时对施工中可能出现的险情进行预报,超过位移设定的预警值时,应及时采取有效的应对措施,确保工程安全。
结束语
深基坑的支护工程要从支护的设计和施工两面着手,确保质量。良好的基坑支护施工技术,是整个工程施工顺利的前提与保证,是整个庞大工程的重要开端。因此,加强对建筑深基坑施工技术的认识与研究意义重大。
参考文献
[1]马志全.浅谈高层深基坑土方工程施工[J].山西建筑,2008
[2]阮介平.高层建筑深基坑土方开挖技术探讨[J].科技信息(科学教研),2007