庞宗锦
广西建工第一建筑工程集团有限公司 广西南宁 530000
摘 要:为保障建筑工程的质量和达成安全性工程目标,做好深基坑的施工和监测工作尤其重要。本文基于对大型深基坑的特点分析,结合实际工程案例详细探讨其具体的施工技术和监测措施,以供相关人员参考。
关键词:大型深基坑;施工技术;施工监测
前 言:
一般对于建筑工程中的大型深基坑来讲,其本身支护的深度对于整个结构会形成重要保护,进而可提升整体基坑的强度,并且可防止基坑底部出现凸起等问题。另外由于每一个深基坑的构造和支护的形式都有所不同,这样也会使出现问题后的破坏形式具有较大差异,目前基坑支护结构所产生的向前、下沉、平移、直角和弯曲形变等都属于基坑破坏的形式。因此需要基于大型深基坑的特点和其一般的破坏形式,保障去除其施工风险,做好施工监测,进而提升整体的建筑质量。
1、大型深基坑主要特点
(1)区域性。在不一样的区域内其具体的地质情况和地貌情况都会存在较大的差异性,区域特征十分明显。
(2)多变性。在进行大型深基坑施工作业期间,由于其每一个深基坑的形状差异和环境差异性,会导致其所产生的压力也存在巨大的差异性,这样就需要加强对其施工的监测和分析工作[1]。
(3)关联性。一般在深基坑施工过程中,其地下水位和水体压力都在你不但的变化,这样会对其周围的建筑和地下管线造成一定的影响。
(4)紧凑性。大型深基坑施工项目较为复杂,并且工程量相对较大,因此需要结合数量较多和种类较多的机械设备作为施工辅助,因此需要做好各个方面的协调使其变得紧凑,提升基坑开挖的效率。
(5)风险性。在大型深基坑施工作业中,其由于本身项目的复杂,会应用到多种施工工艺,同时在基坑开挖期间容易受到很多外界因素的影响,加上其属于一种暂时性的工作项目,因此在具体施工作业中,很多工人会对安全方面的问题进行忽视,这样也会在一定程度上提升整体工程施工的风险。
2、工程概述
2.1基坑基本情况分析
本建筑工程建设标准为住宅楼,层数为层不等,其中03与04号地块设计地下室,三层;北部局部水域的区域设计2层地下室。本工程开挖基坑的面积为,地下2层区域内部的基坑面积大约在,开挖的深度为;地下三层的区域基坑面积约为,开挖深度为。本工程的相当于吴淞高程,属于超大深基坑类型,其具体平面图如图1所示。
图1:工程基坑平面分区示意图
(注释:其中1和2区位04号地块,3和4区为03号地块)
2.2基坑周边环境分析
本基坑周边有着复杂的工程环境,其中在该基坑的北侧西部地区为马路河。该河周围护坡采取的是钢筋混凝土形式,并设计的长方桩基础。其中03号地块区域设计的建筑地下室外墙距离原有护坡岸边最近的距离大约在。新拟建工程设计为钢混凝土护岸,其桩基础设计为长的PHC管桩,其距离本工程地下室的外墙最近为。
马路河新拟建的地下通道基础深埋大约为,下部以直径为的钻孔灌注桩作为桩基础,该桩基长度为[2]。采取卸土+板式的支护形式。在实际基坑施工作业期间,需要考虑本工程的地下2层区域后续将会连接地下通道,因此基于新旧工程设计的影响因素分析,决定在基坑的北侧东部区域设计地下通道1层,并设计3处连通口位置与本工程的地下室1层进行连接。
2.3地质条件分析
本工程1层为填土,2层和3层为粉质粉土层,这三层土层相对较厚,分布十分稳定。结合前期对该工程的勘察得到勘察报告中指出,该工程土层浅部位置存在潜水,在大气降水、地面降水的蒸发控制对基坑地下水位产生影响,在勘察中对地下水位测量,其稳定水位埋深为,并且和马路河没有任何明显的水力练习。其中层和9层都是承压含水层,埋深大约为,其水位呈现年周期性变化特征。另外3号地块中的层最浅埋深深度为,4号地块层最浅埋深的深度为。
3、大型深基坑支护结构设计
3.1围护结构分析
结合工程特征分析,首先需要将工程基坑分为4个区域进行围护结构的设计。其中4号地块根据其开挖的深度,采取钻孔灌注桩作为围护结构;1/2/3区地块根据其开挖深度选择地下连续复合墙作为围护结构。而1和2区、3和4区的分隔桩采取的是钻孔灌注桩围护结构。
3.2支撑体系设计
结合本工程地下3层开挖深度的设计,深度为14.9m,决定利用3道钢筋混凝土进行水平支撑;地下2层基坑采取2道钢筋混凝土水平支撑。并结合基坑的形状决定采取“对撑+角撑”的支撑形式[3]。根据施工进度安排,先对1区进行施工,随后在对3区进行施工作业期间,2区和4区均为空地,为后续施工场地的安排提供区域。而当2区和4区进行施工作业期间,对于1区和3区的地下室施工已经完成。
3.3立柱体系设计
本工程的2层区域采取规格为的钢格构柱作为一般区域和栈桥边跨支撑立柱,其中立柱宽度规格为,该立柱桩采取钻孔灌注桩设计,规格为,长度为。另外采取规格为的钢格构柱作为一般区域多肢节点和栈桥中跨支撑立柱结构,立柱整体宽度为,采取钻孔灌注桩作为立柱桩,规格为,长度为。
地下3层中的一般区域、一般区域多肢节点和栈桥边跨与中跨支撑支柱等区域采取的构柱、立柱桩等规格都与2层区域基本相同,不同点是一般区域和栈桥边跨支撑立柱的长度为30.0m,采取的是规格的钢格构柱;一般区域多肢节点和栈桥中跨支撑立柱长度为[4]。
2.4基坑加固作业
结合本工程地块基坑的开挖深度分析,采取高压旋喷桩作为地下3层的加固桩体,其设计的加固宽度,范围设计为:地下室2层底板到坑底以下,各个暗墩距离为。地下2层加固宽度为,范围:地下室1层底板到坑底以下,各个暗墩距离为。
4、地下水处理
在对本工程基坑开挖监测分析中,其止水的围护结构决定采取“地下连续墙+三轴搅拌桩”设计,在含水层的下部分粘土层中嵌入大部分的围护结构,以此来形成止水帷幕,呈现落底形态[5]。同时在基坑开挖期间也会涉及到潜水含水层,其基于围护隔断的作用和影响,形成了隔水的边界,该边界和下伏水之间具有粘土层,在基坑开挖的范围外存在承压含水层,其有着较深的埋深深度,因此降水工作决定采取真空疏干井来完成。在控制地下水位过程中,需要在开挖面以下涉及降水控制,并于基坑的外侧放置观测井。同时基于对本工程的研究与分析,基坑本身存在局部开挖深度深、范围大等特征,在对地下水长时间抽降控制中,其围护结构所产生的内外部位水头差值在增大,因此为了避免基坑沉降变形的速度提升影响基坑开挖和围护的质量,有必要利用回灌井来提升地下水位。
5、土方开挖
先将表层土开挖,直到压顶混凝土土底,随后对第1道混凝土围檩、混凝土支撑和压顶混凝土;其次将第1道支撑达到设计值强度的80%以后,向下开挖,直到第2道支撑的底标高位置,再对第2道混凝土围檩和混凝土支撑进行浇筑[6]。
根据上述工序来完成第3道混凝土浇筑,随后向下开挖到坑底,清底之后将混凝土垫层、基础底板和传力带进行浇筑。
6、基坑监测分析
本研究选取具有代表性的03号地块3区2个侧斜孔和进行围护结构测斜结果监测分析。
(1)孔点在第1道支撑区域中,其所形成的土方开挖基坑围护墙体水平位移最大数值为,第2道为,第3道为,基础底板位置为,在基础底板形成后其最大水平位移为。
(2)孔点在第1道支撑区域中,在土方开挖过程中,其基坑围护墙体水平最大位移为,第2道为,第3道为,基础底板位置为,在基础底板形成之后,其墙体最大水平位移为。
在上述分析中可以明确,基坑围护结构的墙体水平位移数值会随着开挖基坑深度的提升逐渐提升,直到坑底位置,其水平位移增加数量最大。其中无论是对还是对点位的监测,在所监测的数据分析中表示,在围护墙体完成之后整体的数据趋于稳定,但是依旧呈现缓慢增长的趋势。而所观测的点位中其围护墙体水平最大位移要大于孔点位,经过分析后,造成这种数值差异的主要原因在于,在开挖基坑期间,分坑开挖的面积、开挖的时间和所设计的水平支撑存在一定差异。
结 语:
综上所述,本文基于实际工程案例分析,对完成大型深基坑支护和围护体系后的各项数据进行监测,结果发现基坑周边的围护结构其水平位移会随着基坑开挖深度的提升而提升,并且其水平位移的数据会受到开挖深度和水平支撑的双重影响,在形成底板之后逐渐趋于稳定。另外需要尽量的缩短开挖周期,以此来保障支撑体系的快速形成,避免因为基坑外部的水位下降导致围护结构水平位移速率提升,保证基坑围护结构的稳定性。
参考文献:
[1] 王寅明.大型深基坑的施工技术及监测分析[J].建筑技术开发,2019,v.46;No.424(22):156-158.
[2] 黄晓程,余地华,邓昌福,等.大型深基坑施工内控集约化监测点布设研究[J].施工技术,2020,049(001):41-44.
[3] 张烨.分析软土地区大型深基坑工程的监测[J].建筑技术开发,2020,v.47;No.428(02):162-163.
[4] 杜永奎,童伟猛,左亮,等.天津市第一中心医院新址扩建项目大型深基坑内支撑拆除施工技术[J].施工技术,2019(19).
[5] 顾春华.紧邻保留建筑的大型深基坑施工变形控制技术[J].建筑施工,2020(7).
[6] 刘宗强,武奇维,杨普胜.浅谈深基坑工程变形监测方法[C]//2019水利水电地基与基础工程新技术——中国水利学会地基与基础工程专业委员会第15次全国学术会议论文集.2019.
作者简介:庞宗锦(1976-5-7),男,汉族,广西博白,大专,主要从事土建工程现场施工管理的相关工作。