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支护技术论文范文

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支护技术论文

第1篇

关键词:土钉支护;设计;施工;现场监测

1前言

深基坑支护设计与施工是目前城市高层建筑施工的重点和难点,有不少建筑工程由于深基坑支护的失误,导致重大经济损失并延误工期。因此,在经济合理的前提下,确保深基坑支护工程的安全可靠,已成为当前城市建设中的一项重要课题。

土钉墙支护造价便宜,工期短,在10m左右的深基坑中大量的应用。某饭店深基坑采用土钉墙支护,通过设计、施工的控制以及在正常使用和雨季中的监控、处理,确保了基坑的安全。

2工程概况

某饭店总建筑面积6.1万m2(见图1),钢筋混凝土框架抗震墙结构,主楼16层,设有二层地下室,基础东西长258m,南北宽51m,筏板基础,基底标高-6.400m/-8.300m/-11.660m。地面标高为-0.350m~-0.790m,基坑开挖深度为6.030m~10.950m。

根据地质勘探报告揭示场地内基坑支护影响范围内岩土层主要为①填土层1.3~2.6m;②粘质粉土0~2.5m;③砂质粉土1.6~5m;④粉质粘土0.3~6.3m;⑤粉质粘土、粘质粉土、砂质粉土、粉砂4.8~11.7m。

场区内实测三层地下水,第一层上层滞水水位埋深0.80~3.00m,第二层潜水水位埋深5.80~8.50m,第三层潜水水位埋深25.40m。

基坑北侧临城市主干道,基坑南侧为住宅小区(6F),东侧为学校(3F)。

3基坑支护设计方案

根据现场实际情况,综合考虑安全、经济、场地条件、周边环境及施工工期等因素,采用土钉支护支护方案(见图2)。地质勘探报告揭示场地地下水位较高,实际开挖中自然地面下1.0m左右见水。

3.1基坑降水

考虑到保证地下室干燥施工作业,采用大口径管井抽水的降水方案,降水井布置在离开挖线1.0m处。基坑最深处底面标高为-11.66m,考虑将地下水降至基底下1.0m以下。沿基坑四周布管井83口,井距8.0m左右,在基坑内部局部集水坑处布置渗井。

降水井深度约11~16m;降水井孔径为φ600,全孔下入水泥砾石(砂)滤水管,管底封死,管外填滤料。滤料的规格2~4mm,滤料填至孔口以下2m,上部回填粘土封至孔口。

3.2土钉支护

出于地下结构施工操作空间的需要,基坑侧壁与地下结构外墙之间的肥槽为0.8m(见图3)。

Ⅰ区土钉墙高度6m,坡度1:0.2,布置4排土钉,采用Ф16HRB335钢筋,水平间距为1.5m,土钉长3m~6m,孔径110mm,排距1.5m。

Ⅱ区土钉墙高度11.66m,坡度1:0.3,布置7排土钉,采用Ф20HRB335钢筋,水平间距为1.5m,土钉长5m~9m,孔径110mm,排距1.5m。其中第二排采用7-Φ5预应力锚杆,长度14m。

土钉墙边坡面层挂Φ6.5@250×250钢筋网和1Ф16@1500横向压筋。

4土钉支护施工

工艺流程如下:基坑降水施工土方开挖至土钉标高下50cm土钉成孔杆体支放注浆坡面修正铺设钢筋网喷射混凝土重复工序至基坑底基底排水沟,基底施工。

土钉墙施工随土方开挖进行,基坑边坡原则上分段分层开挖,采用“中心岛”开挖方式,即先沿基坑边线开挖出10m宽条形护坡作业面。

土方开挖至土钉设计标高下0.5m后,采用机械成孔,孔径110mm,并对孔深、孔径、倾角进行控制。成孔后及时插放钢筋,并注浆。土钉杆体采用水灰比为0.5,P.O32.5普通硅酸盐水泥浆注浆,在一次注浆完成2.0h内进行二次补浆,并将孔口封堵。

喷射砼施工采用分段进行,同一分段内喷射顺序按照自下而上施工。面层喷射100mm厚C20细石混凝土,混凝土配合比为水泥:砂:石=1:2:2。

5施工监测

基坑支护工程监测内容为:土钉墙顶部水平位移观测;基坑周边沉降观测;地下水位监测。

5.1地下水位监测

5月10日项目开工,到6月22日降水井施工完毕连续抽水后,水位基本维持在8m左右,不能满足施工的要求。经过分析,增加Ⅱ区水泵数量、调整水泵抽水深度后并昼夜抽水,使水位下降到开挖面1.0m以下。

5.2基坑位移监测

土方开挖前测定基坑坡顶水平位移、沉降位移初始值;坡顶水平位移、沉降监测点沿基坑坡顶边线设置,间距约30m;土方开挖过程中,每日监测一次。沉降观测的基准点设置在基坑开挖影响范围之外市政道路上。

水平位移的观测采用视准线法,以南侧基坑水平位移监测为例(见图4),在要进行位移观察的基坑槽壁上设一条视准线,并在该视准线两端基坑影响范围之外设置两个工作基点A、B,分别作为主站点及后视点,然后沿着该视准线在槽壁上分设若干观测点,直接在读数尺读出测点的位移。

开挖到设计深度,通过对水平位移监测数据分析,Ⅰ区6m深的基坑坡顶最大水平位移10mm,基坑顶部的侧向位移与开挖深度之比1.7‰,Ⅱ区11m深的基坑最大水平位移接近30mm,基坑顶部的侧向位移与开挖深度之比小于3‰,满足设计提出的监测值控制标准要求坡顶位移的警戒值30mm。以南侧基坑水平位移监测为例,变形发展见正常位移变形曲线(图5)。

6雨季中出现的危机情况和处理措施

7~8月北京地区进入雨季,夏季雨水天气给施工带来了不便和影响,随着几场暴雨的来临,危及边坡支护

安全的险情不断出现。

6.1危机情况

基坑边坡锚钉和面层喷射混凝土已施工完,在坑壁局部出现了出水点和悬挂水。基坑东侧边坡坑壁出水点水量逐步加大并迅速形成涌水和涌砂现象,东侧1~A轴到1~E轴土体局部塌方,紧临基坑5m的艺术学校院内侧出现裂缝。

南侧临住宅小区基坑支护变形超过警戒值,地面最大裂缝65mm(图6),实测南侧12#、13#观测点水平位移75mm,最大沉降位移170mm。水平位移变形发展见雨季位移变形曲线(图5)。

基坑西、北两侧场地条件较好,全部进行了硬化处理。从观测数据分析,开挖到设计深度,基坑坡顶水平位移在雨季中变形稳定。

6.2危机处理

对于坑壁局部渗水,在基槽四壁增加泄水孔,孔深0.6m,高度距槽底0.8m,间距2m。在护壁中插入周边带孔眼的包网塑料排水管,把局部渗水通过暗埋在土钉坡面内的塑料排水管引入基坑周边排水沟及集水坑中,利用水泵及时抽排,加快边坡粉土层排水固结。

基坑东侧1~A轴到1~E轴采取分级支护,首先把高2.5m,宽4.0m的土卸除,在-7.0m位置增加一排7-Φ5预应力锚杆,长度16m。

基坑南侧12#、13#观测点变形最大的位置延长到临近观测点,即11#~14#观测点之间近100m范围内边坡角堆土卸荷,堆土3.0m高,3.0m宽。在基坑南侧-3.0m位置增加一排7-Φ5预应力锚杆,长度16m。

按上述措施进行施工和危机加固处理后,对整个基坑及邻近建筑物的位移进行了跟踪监测,各观测点均处于稳定状态。同时对基坑开挖后,地面裂缝的开展情况进行了跟踪监测,各观测点的裂缝均处于稳定状态。

6.3原因分析

6.3.1经过现场复查,基坑东侧艺术学校院内离基坑水平距离6.5m,埋深3.5m,沿基坑分布两条污水管道,从南往北走向,将土体在垂直方向切成两段。院内雨水排入污水管道,污水管道不畅通,雨水渗入土体,致使东侧1~A轴到1~E轴基坑失稳,土体下滑。对本工程基坑周围地下管线埋设情况掌握不准确,场外来水影响了基坑的稳定。

6.3.2基坑南侧临住宅小区绿化带,坡顶距现状围墙2.0m。实测场地高差:场内比场外低0.5m。雨水渗入土体,基坑深度范围内的粉细砂地层,加上中间粉质粘土隔水层,影响半径小和渗透系数小,降水难度大,影响了基坑的稳定。

6.3.3基坑西、北两侧场地条件较好,全部进行了硬化处理。通过对水平位移监测数据分析,开挖到设计深度,基坑坡顶水平位移在10mm以内,变形稳定。说明水源远近是影响基坑稳定的主要因素。地表水渗入土体造成坡体土层的力学性能指标严重下降和坡体水压力增加。

7结论

7.1实践证明[2]:土钉墙支护结构对水的作用特别敏感。土的含水量的增加不但增大土的自重,更为主要的是会降低土的抗剪强度和土钉与土体之间的界面粘结强度。后者是土钉能够起到加固和锚固作用的基础。

7.2基坑施工监测和动态设计对土钉墙支护结构非常重要。本工程南侧基坑水平位移在雨季发生较大变化后,根据实际情况及时对设计作出必要的修改,取得了很好的效果,避免了倒塌事故。

参考文献:

第2篇

**二项目部-**

要:

本文主要对深基坑支护施工问题进行了分析。阐述了基坑工程是一门综合性、实践性很强的学科,但是在现今的实际施工中面临着基坑越来越深的趋势,尤其是在环保要求逐渐提高的今天,我们必须要以严谨的科学态度来对待深基坑支护问题。随着高层建筑的不断建设,深基坑的支护施工技术的重要性就越加凸显。基坑支护施工是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全,对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施的施工。文章分析了岩土工程中深基坑支护施工中目前存在的主要问题,并提出相应的处理对策,以期在今后的工程实践中不断总结和提高技术水平,为发展深基坑工程的理论和实践做出贡献。

关键词:

深基坑;

支护施工

1基坑工程施工特点

基坑工程是基础和地下工程施工中和一个传统课题,也是一个综合性的岩土工程难题,既涉及土力学典型强度问题和变形问题,又涉及到土体与支护结构的相互作用问题。深基坑支护技术是保证大型及高层建筑深基础顺利施工的关键。为了设置建筑物的地下室需要开挖深基坑,所以深基坑开挖只是深开挖的一种类型。深开挖还包括为了埋设各种地下设施而必须进行的深层开挖。目前,我国深基坑工程施工有下述特点:

1.1基坑深度不断增加

为了节约土地和经济效益,为了符合城市规划及人防需要等,建筑不断向地下发展。现在大城市、沿海经济发达地区,基坑开挖深度在10m以上的已经很平常,深度在20m左右的也越来越多。

1.2建筑工程地质条件越来越差,基坑周围环境复杂

在某些沿海经济发达地区,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,并紧靠重要市政道路。而一般情况下,这些地方的原有建筑结构陈旧,地上与地下管线密布。

1.3基坑支护方法多

现在,深基坑支护的方法越来越多,如混凝土灌注桩、人工挖孔桩、预制桩、深层搅拌桩、钢板桩、地下连续墙、锚钉墙等,还有各种桩、板、墙、管、撑同锚杆联合支护。

2基坑支护在施工中存在的问题

2.1边坡施工达不到设计规范要求

当前许多基坑开挖往往出现超挖或是欠挖现象,另外,由于施工管理人员管理不到位,分段施工开挖高度不一,操作人员水平低下,结果造成开挖后边坡平整度达不到要求。

2.2土方开挖和边坡支护不配套

与土方开挖相比而基坑支护的技术含量较高,工序较复杂,因此,基坑支护的工作一般都是由专业施工队来完成。目前我国土方开挖和基坑支护施工往往由不同的施工队伍实施,因此在施工过程中要特别注意施工进度的协调,但在很多工程施工中,土方开挖抢进度,结果造成整个工程施工混乱,拖延了工程进度,甚至酿成工程质量安全事故。

2.3喷射混凝土厚度不够,强度达不到设计要求

当前的基坑混凝土支护施工常采用喷射方法,该操作方法虽简便,但是存在着诸多问题,如:混凝土质量达不到要求,配料不符合设计要求,混凝土养护不到位等,这些问题都会造成喷射混凝土的厚度不够或强度也达不到要求。

2.4冲孔桩成孔时孔壁坍塌

冲孔时遇到碎石填埋层或淤泥层或者泥浆达不到护壁要求,造成孔壁坍塌,严重影响工程进度。

2.5

旋喷桩施工过程未能达到设计要求

旋喷桩的水灰比偏大,喷浆压力过小,旋喷桩施工时对水灰比跟喷浆的压力未能按照设计要求,同时提升速度过快,造成成桩桩径和强度达不到设计要求,影响止水效果跟工程质量。

2.6

灌注混凝土时未清孔和水下混凝土灌注时未能按照规范施工

施工时未能按照设计要求清除沉渣和未采取规范要求对水下混凝土灌注,如未能连续灌注,钢筋笼上浮,导管碰撞钢筋笼等。

2.7成孔注浆不到位,土钉或锚杆受力达不到设计要求

钻杆成孔的孔深一般要求较深,施工操作时未给予足够重视,导致出渣不尽,成孔困难,孔洞坍塌以及无法注浆等问题,而注浆的压力不够和水灰比偏大又会造成锚杆的抗拔力不足等。

2.8边坡顶面未按要求处理

对于一些特殊的工程地质如杂填土等,工程的支护施工比较困难,在进行支护时,应做好排水设施,及时将开挖土层表面硬化,很多单位对该地质没有做好相关措施,以致基坑土体发生较大位移。

3.基坑支护实施策略

3.1建立以施工监测为主导的信息反馈动态设计体系

现今我国在深基坑支护技术上已经积累很多实践经验,初步摸索出岩土变化支护结构实际受力的规律,为建立健全的基坑支护结构设计的新理论和新方法打下了良好的基础。所以对于深基坑支护结构的施工工程设计中应该注重实际,以现场监测为主,改变以往的设计观念,逐步建立以施工监测为主导的信息反馈动态设计体系。

3.2根据现场地质和周边情况,设计时合理选择支护方式

深基坑支护工程是我们为满足地下结构的施工和基坑周边安全而进行的前提,当地下结构工程完成后其也完成了使命,而采取不同的支护方案产生的费用差别很大,所以深基坑支护设计时应根据工程所在地的地质条件跟周边条件,在满足安全的情况下考虑其经济性,合理选择支护方式,在工程的不同部位采取一种或多种结合的方式组合进行支护,既达到要求又可以节约大量建设资金。

3.3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、及周围建筑物及地下管线变形观测等。通过对监测数据可以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的了解基坑土体变形状况以及土方开挖影响的沉降情况还有地下管线的变形情况等。对设计中存在的偏差,在下一步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。如在实际测量中发现异常情况,就需要即时研究采取措施以防止其恶化。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。

3.4全程控制基坑支护的施工质量

岩土深基坑支护施工重在过程控制,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。因此我们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。施工前,有关人员需要熟悉当地的地质资料、施工设计图纸及施工现场周围的环境,施工时应确保降水系统正常工作。施工单位在施工过程中不得随意改变锚杆位置、长度、规格、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,合理利用土体自身在开挖过程中控制位移的能力,开挖的过程中应采取措施以防止碰撞支护结构、工程桩或扰动基底原状土。

第3篇

1.1案例分析某商业大厦位于市中心,共36层,建筑面积158800m2,设有4层地下室,地下总面积为42000m2,建筑平面按照方形的形式进行布置,建筑轴线距离东西99.5m,距离南北103m。地下基坑底部最深的相对标高为﹣24.5m,采用钢筋混凝土梁板筏基作为基坑基础。现场场地比较狭小,而且周围环境颇为复杂,受资金限制,工期较短。该工程在2011年9月开工,初步计划基坑土方开挖在3个月内完成。经综合考虑,多次商讨,最终决定采用灌注桩和锚杆综合支护结构体系。

1.2支护体系设计阶段在施工前,需要做好支护体系的设计工作,为安全施工提供相应的保障。在我国,深基坑支护技术的发展时间相对较短,但是同样取得了一定的成效。在该工程中,由于现场环境相对复杂,应该提前做好测量和勘查工作,结合多方面的因素进行综合考虑,从多个设计方案中,选择最具经济性、可行性、安全性的施工方案。不仅如此,应该做好相应的技术交底工作,对设计方案进行详细讲解,确保施工人员都能够明确施工流程和施工工艺。

1.3支护体系施工阶段(1)工程施工。深基坑工程综合性较强,施工颇为复杂,涉及土力学、岩土工程、计算机等诸多领域,挖土、围护、防水等每一个环节都很重要。一旦出现问题,极有可能影响到整体安全。为此,施工单位对施工人员进行了严格的培训,在施工中,全体施工人员都以设计方案为依据,严格按照规定程序进行每一项操作,加强各方面的管理,使得失误率大大降低。(2)水体控制。在深基坑工程施工中,地下水的影响是非常巨大的。因此,在对深基坑工程进行设计时,应该做好地质水文勘查工作,了解施工现场及周边地区的地下水位、走向等参数,制定科学合理的止水措施,做好深基坑工程的防水、降水、排水设计,确保设计方案的合理性和可靠性,保证深基坑工程施工的顺利进行。(3)锚杆支护。土层锚杆主要起的是钻孔作用,钻孔对象有两种,一是开挖的深基坑的墙面;二是尚未开挖的基坑立壁土层。其施工流程为:先提前测量勘察,标出关键部位或较弱部位;然后使用锚杆机在指定位置钻孔,锚的高度、钻杆倾角等都应符合规定标准;孔深达到要求后,将孔端扩大,通常会形成柱状;接下来取出钻杆,检查锚索,并将钢筋、钢索等抗拉材料放入孔内,然后灌注相应的浆液材料,使之和土层相结合,成为抗拉力强的锚杆。

1.4锚杆支护技术在深基坑工程施工中,为了保证施工安全,防止基坑周围土体可能出现的坍塌、滑动和裂缝等问题,可以采取锚杆支护技术,对土体进行加固,提升土体的粘聚力和强度,生成相应的次承载层。在锚杆支护施工中,锚杆材料的选择是非常重要的,直接影响着支护的效果。因此,施工人员应该充分考虑工程施工的实际需要,选择新型高强锚杆材料,结合杆结构与形式的优化,提升锚固效果。对于一些施工环境相对复杂的深基坑工程,如果单纯采用锚杆支护技术,则难以起到相应的加固效果,在一些旧有建筑的加固施工中,仅适用锚杆支护同样难以实现良好的支护效果。在这种情况下,可以引入其他技术,如注浆技术等,与锚杆支护技术相互结合,开发相应的注浆锚杆,通过对注浆参数的合理控制,可以起到良好的加固目的。

2结束语

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