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摘要:伴随着城市的发展进程,城市中建设施工项目越来越多。在大城市的建设中,必须做好基坑开挖中的变形控制。对此,文章结合建筑群基坑开挖的实际,在深入了解工程概况、地质和水文情况的基础上,提出了基坑变形的控制措施,包括制定切实可行的土方开挖实施方案、在施工过程中进行控制、实施现场跟踪监测。
关键词:基坑;土方开挖;变形控制
引言
建筑工程中深基坑土方开挖是决定工程中质量的重要因素,土方开发施工技术的好坏与地质环境以及施工技术方法都存在有一定的联系,如何更好的发挥相关技术的作用优势,促使我国建筑事业朝着更好的方向发展是人们极为关心的内容。
1深基坑工程
深基坑指的是开挖深度超过3m(含3m)的基坑(槽)的土方开挖、支护、降水过程,或者开挖深度不超过3m,但地质条件、周围环境和地下管线复杂,或影响毗邻建(构)筑物安全的基坑(槽)的土方开挖、支护、降水工程。深基坑支护及土方开挖作业是深基坑工程中的基础环节,两者相辅相成,相互配合,可有效保证建筑地基结构的稳定性。
深基坑具有的特征有:首先,深基坑支护体系属于临时性工程项目,风险性较高,安全设备齐全性较差;其次,区域性较强,在支护及土方开挖作业中需要对现场地质情况进行勘查,因地制宜制订合理的施工方案;再次,深基坑工程施工中存在的影响因素较多,工程困难性较大;最后,深基坑工程的综合性较强,要求施工技术人员不但要了解岩土工程相关知识,还需要掌握力学理论、测量技术、计算机技术等多方面知识。
2基坑变形的一般影响因素
从历史的经验来看,引起基坑变形的主要因素有以下两种:(1)地下连续墙渗水。由于地下连续墙的混凝土浇筑是在地表下进行的,因此,在混凝土浇筑过程中,会出现很多不可预见的因素。或因间隔时间过长,使连续墙混凝土产生冷缝;或因泥浆配比不合理使槽壁出现夹泥和沉渣;或因相邻墙壁接缝处刷壁措施不到位,就下笼进行混凝土浇筑等,这些都是产生渗水的主要原因。(2)多点开挖且又不及时支撑。在土方开挖施工中,施工单位往往为了抢施工进度,会把事先拟定的施工方案放在一边,实施多点开挖,而又不能及时采取内支撑措施,导致坑外侧土体向内侧移,造成周边路面下陷或建筑物受损。(3)忽视坑内护坡的留置。深基坑一般都有地下连续墙,施工单位往往会忽视坑内护坡的留置,从而引起坑内塌方,造成湖体和基坑外侧土体向基坑内偏移。
3土方开挖施工技术的应用
3.1基坑开挖
深基坑土方开挖工程主要分为三段,接长部分分两层开挖,坡道部分一层开挖。在施工过程中,边坡安全、挖土机械、车辆及人员行走路线等施工内部交通组织是土方开挖工作联通的保证。在淤泥质土层进行土方开挖,要考虑淤泥层的含水量和透水性,根据土层面积和深度采取相应的降排水工作,一般多按施工设计要求采用明沟集水井法进行排水,提高土体抗剪强度,增加土体固结性能。对表层土方开挖,可以应用多余的钢板、钢筋、混凝土等建筑垃圾进行回填。为防止基坑坑底隆起变形,应对基坑底部土体的回弹,还要确保成桩质量,在坑内和坑中采取支护加固措施。如果存在夜间施工的情况,不仅要保证施工进度周边环境的照明,还要明确施工交通组织线路,出土口施工要确保坡道的安全性,运土、人员行走等临时道路中用建筑垃圾回填、铺设道板,并树立相应标识明确作用,基坑两侧也要设置钢管爬梯。
3.2基坑围护
可供该基坑进行维护的方案有5种:①水泥搅拌桩围护结构;②悬臂式单排桩围护结构;③土钉网片喷锚维护结构;④内撑式钢筋混凝土围护结构;⑤钢筋混凝土地下连续墙。由于该基坑地质环境比较复杂,而且又比较深,从杜绝基坑变形和安全开挖的角度考虑,显然前两种方案不适合,因为这两种方案往往会使围护结构产生位移。所以,经反复论证最终确定选用后3种方案,即土钉网片喷锚围护、内撑式钢筋混凝土围护和地下连续墙围护。
具体实施:基坑东西两侧及南侧采用方案④,即内撑式钢筋混凝土围护;北侧:-2.6m以下采用方案⑤,即钢筋混凝土地下连续墙,-2.6m以上采用方案③,即土钉网片喷锚围护。采用此种方案的理由:①东西两侧临近建筑高层,控制基坑变形的措施必须万无一失;②南侧临近江堤仅50m的距离,很容易受到地下水的侵袭,控制基坑变形的措施也必须万无一失;③基坑北侧距离城市主干道较远,一方面考虑建筑成本,另一方面也考虑到二者的结合不会使基坑变形的控制受到影响。
3.3深基坑土方开挖的降排水施工
在土方开挖工作开展之前,还需做好降排水施工,这样做的主要目的就是避免塌方。土方开挖前,如果开挖面地下水位比较低,则可能会出现基坑积水的问题,如果这些积水没有在短时间内顺利排出,可能会引发边坡,影响施工安全。土方开挖的降排水施工主要措施如下,一是在开挖细砂时,实施好降排水工作。在此过程中,要避免在抽出地下水时,将细砂也带走,这样容易出现流沙现象,可能会因此而引起边坡塌方,导致坑底隆起,后期施工进展困难。在开挖细砂时,可以在基坑周边埋入一定数量的滤水管,而在实施抽水工作时,则需要确保地下水位低坑底低,在选择降水设备时,可以综合考虑土质、渗水量大小等,必须要保证坑底土质的干燥。二是在开挖粗粒土或者是粘性土时,基坑只能使用明排水的方法,即施工人员需在坑底设置好集水井,在坑底四周挖好排水沟,之所以这样做就是为了让积水能够顺利的流入到集水井中,避免坑底积水,与此同时,还需要借助水泵将坑底的水全部抽出,坑底所排出的水必须要全部抽出,避免积水倒流重入基坑的现象出现。
4深基坑变形监测方法
对目前的深基坑施工做具体的分析可知,其变形会严重影响深基坑结构的安全和稳定,所以必须要进行深基坑变形的监测。从现实应用来看,深基坑监测主要有两种方法,以下是具体的方法分析。
首先是水平位移的监测方法。就水平位移的具体监测来看,主要采用的监测方法有:1)方向线法,即用经纬仪监测直线上每个点的变形量,适用于同一方向上的观测点均在同一直线上。2)经纬仪小角度法:根据监测点到基准点的距离及夹角求出点位的位移量。适用于点位在同一方向上,且不在同一直线上(夹角宜在±6°以内)尤其适用于不同深度水平位移的监测,是普遍采用的方法之一。从现实分析来看,这两种方法在深基坑的变形监测中均有不错的效果,所以积极的讨论方法的具体实施步骤,这于方法的专业化、规范化是有显著的价值。
从具体的监测分析来看,当监测精度要求较高时,采用附和或闭合水准测量的方法;当精度要求较低时,可在一个站点对多个监测点进行监测。总之,基于具体的变形实践采用针对性的监测方法,监测的结果会更加的准确。
5基坑变形监测成果
通过对深基坑围护结构、内支撑结构、周边建筑高层及地下管线等部位的沉降观测,结果如下:(1)在基坑开挖的过程中,土体有侧向位移现象,垫层混凝土浇筑完后,侧移现象趋向稳定,底板混凝土浇筑完成后,基本稳定并趋向收敛。周边深层土体最大位移在10.30~15.10mm,小于报警值。(2)深基坑周边高层建筑、地下管线、道路等均未发现有异常现象。监测结果足以说明,对该深基坑的变形控制措施是有效的,施工过程的控制是成功的。
结语
基坑支护及土方开挖是一个循序渐进的过程。在实际施工作业中,必须严格按照方案要求有顺序地开展施工作业,且做好施工中的监督和管控工作,以减少质量问题的产生,有效提高深基坑施工的整体质量,增大建筑工程安全系数。
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