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摘要:我国经济实力的发展推动着社会的前进,城市化进程也在不断地加快,城市化的建筑物越来越密集,建筑用地越来越紧张,施工的环境与以前相比发生了巨大的变化,而且随着高层建筑与超限高层建筑数量的增多,利用地下空间进行建筑的案例也越来越多,尤其是位于城市中心地段,施工场地的周围环境比较复杂,基坑施工的深度也在不断增加,而且不同地质条件下的深基坑施工技术也存在着较大的差异,其支护种类与技术也做出了相应的调整。所以,从这个角度来看,深基坑支护及土方的开挖工作已经成为了当前建筑工程的重点,需重点关注。
关键词:土木工程;深基坑;土方开挖;施工技术
1工程概况
本工程为某市2018年棚户区改造项目,属市重点民生工程,共由30栋单体工程组成,建筑面积约101万m2,分三个地块施工,其中在建的B地块共有10栋单体工程,有8栋为33层住宅楼。该地块基坑南侧有110kV高压线塔,东侧有正在施工的三层幼儿园,其余位置为邻近重要建(构)筑物。基坑开挖深度参照场地自然地面标高及基底标高(北侧场地基坑底标高为:384.20m;南侧场地基坑底标高为:379.70m)综合确定。基坑安全等级根据基坑周边情况及基坑开挖深度,将基坑安全等级综合评定为一级。场地工程地质、水文地质概况:地形地貌拟建场区位于青龙涧河北侧Ⅰ级阶地,场区东高西低、北高南低,各勘探孔高程变化在387.92~391.82m之间,最大高差约3.9m;地层组成依据岩土工程勘察所获地质资料,在勘探深度范围内场区地层主要为新近堆积的杂填土、第四系全新统冲洪积成因类型的卵石及新近系的粉质粘土等。本次基坑支护采用土钉墙支护形式以及采用桩+预应力锚索支护方式支护。
2工程影响情况分析
首先,该工程受到地下水的影响,面对这样的情况地基基础设计的等级应为甲级,其桩基的安全等级也应为甲级,地下室的防水等级为一级,抗渗等级为P6。
综合分析该区域的地下水条件、水量大小以及水理的性质,所以该地下区域的水类型主要为第四系孔隙潜水,而且该区域的北侧与地表水相互联系,同时水位受到气候的影响比较明显,在开挖前应充分做好止水的措施。
在地下水的控制施工中,主要是采用了液氮冷冻法进行,该区域的冷冻土层比较浅而且该区域的自然环境相对比较高,冷冻处理的话连续性比较差。如果采用注浆法,其水层的分布错综复杂,造成水头的压力较大,所以地下水控制起来难度比较大。但是如果采用预排法进行施工,可有效地减少基地土层的隆起,使该工程能避免地下水的影响,还能有效地减少土方开挖的数量,其效果比较显著。
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土方开挖方法
单层土方开挖施工中,务必严格按照工程施工要求预留运输通道,土方运输车辆不可在边坡上部平台上运行。
土方开挖施工前,避免生活用水和雨水渗入基坑。为此,可在基坑外侧设置截水沟,采用红砖和砂浆砌筑排水沟断面,排水沟侧面基地面抹面施工中使用1:2的水泥砂浆,以强化现场的排水效果。
再者,仔细检查挖土和运输机械设备是否就位,如设备无法安全运行,则要与相关单位采取有效的应对措施。
挖桩间土的过程中,大型挖掘机开挖高度为1.5m,且其与桩的距离为0.2m。小型挖掘机主要处理桩前和桩间的土方,挖掘机开挖时需预留10cm的桩间土,桩间土开挖时预留0.06m,在清理和平整施工中配以人工处理方式。
土方开挖中必须高度重视锚杆基坑护坡施工,采取分段开挖方式,以免超挖。规定每段长10m,每一层的开挖深度为1~2m。支护施工完成,且混凝土面层强度达到设计强度的75%后,方可进行下层土方开挖和下层锚杆施工。
土方开挖时应在施工区域开挖高程控制方格网,以高程控制点为基础在网格木桩上确定标高,使用卷尺或水准仪严格控制下挖深度。
采用挖掘机开挖时,施工人员需仔细检查挖掘机的性能。前后行走的过程中要明确是否存在障碍物。采用机械回转式挖掘机,施工人员需明确四周是否有物料和行人。辅助人员要明确挖点和回转区域,不可在禁区作业。
机械无法完成开挖的位置可配合人工开挖,同时将松土运送至机械作业区域内后用机械运出。
支护施工与土方开挖施工需保持协调关系,维护施工现场安全。施工人员先要处理基坑周围的土方,后处理基坑中部的土方,做到土方和支护施工互不干涉。完成支护施工后,继续挖掘预留土方,以提高工程施工质量。
3.3土方开挖的现场管理策略分析
在施工的过程中,由于基坑所面临的施工环境以及地质条件存在极大的差异性,因此施工环节也需要适当地进行调整与优化。
在某些施工环节中基坑顶部水平位移比较大或者深层土体的位移比较大,那么在开挖的过程中速率就相对比较快,为防止水层的快速变化,可在开挖的过程中在坑底填土、坑底垫袋以及打设混凝土板带等,如果冠梁顶的水平位移相对比较大而且速率非常快,那么可以选择在该部位设置钢管承或者斜承等。
在开挖的过程中,工作人员应密切地注意边坡的相关监测数据,如果在开挖的过程中发现了坡面的位移以及沉陷情况,应立即停止施工并且使用松木桩来加固坡脚,如果情况严重,在加固坡脚的基础上还应使用土钉来加固坡面,如果条件允许还可以使用钢筋混凝土面层来代替,从而提升其坚固性与稳定性。
在开挖的过程中,难免需要面对基坑的渗水部位,面对基坑渗水的情况应采用坑外截流的方式或者高压注浆的方式来阻止水流的外渗,如果渗水现象相对比较严重,为避免对开挖工作的影响,工作人员可以在坑外打设松木桩或者在坑内安装挡土墙来预防。
此外,施工现场一定准备充足的备用材料,例如钢管、土钉以及草包等常用物品,如果监测数据发出警报,应迅速地撤离基坑内的全部工作人员,对于一些必要的设施也应迅速地撤离,但是如果时间来不及,可将3台或3台以上的PC200应急挖掘机留下。
在支承结构混凝土施工工作开始之前,应早于2d通知单位的现场管理人员对各方面的内容进行验收,并且还要根据工程的设计情况以及监测点埋设进行交底,要根据行业内的要求了解监测点的埋设方法以及注意点的情况,并且将这些参数记录在案,以备查阅。
结论
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。
参考文献:
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