深基坑設(shè)計(jì)施工 2007-12-26 11:05:17 閱讀141 評(píng)論0 字號(hào):大中小 訂閱
第2章 地基處理與樁基工程
2.1 地基處理與加固
為了滿足結(jié)構(gòu)的安全和正常使用,地基必須具有滿足要求的承載力和變形,對(duì)于不能滿足要求的地基,除改變基礎(chǔ)的形式外,常用的一種方式是對(duì)地基進(jìn)行處理與加固。
2.1.1 換土墊層法
做法:挖去軟弱土層,回填砂墊層/碎石墊層/砂石墊層/灰土墊層,并夯實(shí);
適用范圍:荷載不大的軟弱建筑物地基;
1) 砂墊層和砂石墊層
做法:挖去軟弱土層,回填砂或碎石,分層夯實(shí);
適用范圍:適用于處理透水性強(qiáng)的軟弱粘性土地基,不宜用于加固濕陷性黃土以及不透水粘土地基;
構(gòu)造要求——承載力
Ø 厚度:根據(jù)墊層底面處土的自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和不大于同一標(biāo)高處的軟弱土層的容許承載力;
Ø 寬度:考慮應(yīng)力擴(kuò)散和墊層側(cè)面土的容許承載力;
材料要求——強(qiáng)度、密實(shí)、排水;
墊層材料應(yīng)使用顆粒級(jí)配良好,質(zhì)地堅(jiān)硬的中砂、粗砂、礫砂、卵石或碎石。砂礫中石子含量不應(yīng)大于50%,石子最大粒徑不宜大于50mm,不得含有草根等有機(jī)物,含泥量不應(yīng)超過(guò)5%,如作排水層,含泥量不超過(guò)3%。
施工要點(diǎn):
Ø 驗(yàn)槽;
Ø 砂、石材料應(yīng)按級(jí)配拌合均勻;
Ø 分層鋪設(shè)和夯實(shí);
Ø 若地下水位高于基坑(槽)底,采用排水或降水措施;
質(zhì)量檢查
Ø 環(huán)刀取樣法;
Ø 貫入度測(cè)定法;
2) 灰土墊層
做法:挖去軟弱土層,回填灰土(按一定體積比配合的石灰和粘性土)層,并在最優(yōu)含水量情況下分層夯實(shí);
構(gòu)造要求——承載力
Ø 厚度:確定方法同“砂墊”層;
Ø 寬度:一般為灰土頂面基礎(chǔ)砌體寬度加2.5倍灰土層厚度之和;
材料要求
Ø 石灰應(yīng)使用生石灰(塊狀),使用前1~2天消解熟化并過(guò)篩,顆粒不應(yīng)大于5mm,不得夾有半熟化的生石灰塊粒,含水不得過(guò)多;
Ø 土??杀M可能采用挖槽土,凡有機(jī)質(zhì)含量不大的粘性土都可使用,但不得使用表面耕植土、凍土,土料應(yīng)過(guò)篩,粒徑不宜大于15mm;
施工要點(diǎn):
Ø 施工前應(yīng)該先驗(yàn)槽(消除松土,回填孔洞和軟弱土層);
Ø 施工時(shí),將灰土拌合均勻,并控制其含水量;灰土拌好后及時(shí)鋪好夯實(shí),不得隔日夯打;
Ø 鋪灰應(yīng)分層夯筑,每層厚度可以參考教材P63;
Ø 質(zhì)量檢查
Ø 環(huán)刀取樣法;
Ø 貫入度測(cè)定法;
2.1.2 重錘夯實(shí)法
做法:將夯錘用機(jī)械提升后放開(kāi),利用夯錘自由下落時(shí)得沖擊能來(lái)夯實(shí)土層;
適用范圍:處理離地下水位以上的稍濕的粘性土、砂土、濕陷性黃土、雜填土和分層填土地基(若土層含水量過(guò)大,會(huì)形成橡皮土);當(dāng)夯擊對(duì)鄰近建筑有影響,或地下水高于有效夯實(shí)深度時(shí),不宜使用,夯擊基土表面一般為8~12遍;
機(jī)具設(shè)備及其要求:
Ø 起重設(shè)備:摩擦式卷?yè)P(yáng)機(jī)、履帶式起重機(jī)、打樁機(jī)、龍門(mén)式起重機(jī)等;
Ø 夯錘:形狀——截頭圓錐體,制作——砼,底部設(shè)置鋼板,重量、直徑、落距——15~30kN、1.0~1.5m、2.5~4.0m,頂面單位靜壓——15~20kPa;
施工要點(diǎn):
Ø 試夯→選定夯錘重量、直徑和落距→確定最后下層量、夯擊遍數(shù)和總下沉量;
Ø 重錘分層夯實(shí)地基時(shí),每層得鋪設(shè)厚度應(yīng)相當(dāng)于錘底直徑;
Ø 基坑(槽)的夯實(shí)范圍應(yīng)大于基礎(chǔ)底面,每邊應(yīng)比設(shè)計(jì)寬度加寬0.3m以上;
Ø 夯實(shí)前坑(槽)底面應(yīng)高出設(shè)計(jì)標(biāo)高,預(yù)留土的層的厚度應(yīng)根據(jù)試夯時(shí)的總下沉量再加50~100mm確定;
Ø 夯實(shí)時(shí)地基土的含水量應(yīng)控制在最優(yōu)含水量范圍以內(nèi);
Ø 質(zhì)量檢查
Ø 檢查施工記錄:最后下沉量和總下沉量;
Ø 選點(diǎn)夯擊檢查;
2.1.3 強(qiáng)夯法
做法:強(qiáng)夯是用起重機(jī)械將80~300kN的夯錘吊至6~30m的高處自由落下,給地基以巨大的沖擊力和振動(dòng),迫使土顆粒重組,排除孔隙中水與氣體,從而對(duì)土體進(jìn)行強(qiáng)力夯實(shí)的一種加固方法。
適用范圍:碎石土、砂土、粘性土、濕陷性黃土及雜填土地基的深層加固;
機(jī)具設(shè)備:起重機(jī)械、夯錘和脫鉤裝置;
施工要點(diǎn)
質(zhì)量檢查
缺點(diǎn):施工中噪聲大,以影響周邊建筑。
2.1.4 振沖法
原理:振沖法是利用振動(dòng)和水加固土體的方法,它利用機(jī)械在地基中制造一群以石塊、砂礫等散粒材料組成的樁體——碎石樁,這些樁與原地基土一起構(gòu)成所謂的復(fù)合地基,使地基承載力提高,沉降和沉降差減少;
分類:振沖置換法——適用不排水、抗剪強(qiáng)度小的粘性土、粉土、飽和黃土等;
振沖密實(shí)法——適用于粘土顆粒含量小于10%的粗砂、中砂地基;
機(jī)具設(shè)備:振沖器(帶潛水電機(jī))、起重設(shè)備、水泵及供水管道、加料設(shè)備(翻斗車(chē)、手推車(chē))和控制設(shè)備(控制電流設(shè)備);
施工要點(diǎn)
Ø 振沖試驗(yàn)——確定成孔水壓和水量、成孔速度、填料方法、密實(shí)電流值、填料量、留振時(shí)間;
Ø 施工前,應(yīng)按設(shè)計(jì)圖紙定出沖孔中心位置并編號(hào);
Ø 振沖流程——定位、成孔、清孔、填料和振密,成樁(樁頂部約1m范圍內(nèi)的樁體密實(shí)度難以保證,一般挖除后另做墊層、或振動(dòng)碾壓);
質(zhì)量與控制
Ø 振沖法加固土體,在施工中用密實(shí)電流、填料量、留振時(shí)間來(lái)控制;
Ø 樁位偏差不得大于0.2倍的樁孔直徑;
Ø 待樁完成半個(gè)月(砂土)或一個(gè)月(粘性土)后方可進(jìn)行荷載實(shí)驗(yàn)。
2.1.5 地基局部處理及其他加固方法簡(jiǎn)介
地基局部處理——松土坑的處理、磚井和土井的處理、局部軟硬土的處理;
其它加固方法——擠密砂樁法、沉層攪拌法、堆載預(yù)壓法、化學(xué)加固法;
淺埋式鋼筋砼基礎(chǔ)施工
載體:采用天然地基、或加固處理后的地基(深層攪拌樁);
特點(diǎn):造價(jià)低、施工簡(jiǎn)便;
常用形式:板式基礎(chǔ)、杯形基礎(chǔ)、筏式基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ);
2.1.6 板式基礎(chǔ)
類型:鋼筋砼獨(dú)立基礎(chǔ)、墻下條形基礎(chǔ)、柱下條形基礎(chǔ);
適用范圍:豎向荷載較小、地基承載力較高、水平荷載和力矩荷載較??;
構(gòu)造要求
Ø 幾何上——錐形基礎(chǔ)邊緣高度h>200mm,階梯形基礎(chǔ)的每階高度h1為300~500mm;
Ø 墊層上——厚度一般為100mm,砼等級(jí)為C10;
Ø 配筋上——受力鋼筋最小直徑為8mm,間距不宜大于200mm;
Ø 保護(hù)層——沒(méi)有墊層,不宜小于35mm,有墊層,不宜小于70mm;
Ø 插筋上
施工要點(diǎn)
Ø 驗(yàn)槽:去掉基坑(槽)局部軟弱土層,回填灰土或砂礫,清除基坑(槽)內(nèi)浮土、積水、淤泥、垃圾和雜物;
Ø 在一定強(qiáng)度后的砼墊層上彈線、支模;
Ø 鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片(鋼筋網(wǎng)片低與砼墊層頂之間用與砼保護(hù)層同厚度的水泥砂漿墊塞,使位置正確);
Ø 清楚模板上的垃圾、泥土等,模板用水潤(rùn)濕;
Ø 分層澆筑(注意模板的鋪設(shè),具體見(jiàn)教材P71~72,分階梯形基礎(chǔ)和錐形基礎(chǔ));
Ø 基礎(chǔ)上的插筋應(yīng)固定,防止位置偏差;
2.1.7 杯形基礎(chǔ)
做法:基礎(chǔ)中預(yù)留凹槽(杯口),然后插入預(yù)制柱,定位和臨時(shí)固定后,在空隙中灌細(xì)石砼;
應(yīng)用范圍:一般用作鋼筋砼預(yù)制柱的基礎(chǔ),常出現(xiàn)在廠房施工中;
形式:?jiǎn)伪诨A(chǔ)、雙杯口基礎(chǔ)、高杯口基礎(chǔ);
構(gòu)造要求
Ø 插入深度h1(取值見(jiàn)教材P72);
Ø 基礎(chǔ)的杯底厚度和杯口厚度(取值見(jiàn)教材P72);
Ø 按大小偏心、軸心和 的值來(lái)對(duì)杯壁配筋;
施工要點(diǎn)
Ø 砼分層澆筑;
Ø 杯口模板可做成二半式的定型模板,中間各加一塊楔形板;
Ø 澆筑砼時(shí),四周四側(cè)對(duì)稱均勻進(jìn)行,避免杯口模板偏移;
Ø 將杯口內(nèi)側(cè)表面砼鑿毛;
2.1.8 筏式基礎(chǔ)
組成:鋼筋砼底板、梁;
適用范圍:豎向荷載較大、地基承載力較低(相對(duì)于板式基礎(chǔ));
優(yōu)點(diǎn):整體剛度大,使各柱沉降較為均勻;
類型:梁板式、平板式;
計(jì)算圖式:倒置的梁板樓蓋、倒置的無(wú)梁樓蓋;
構(gòu)造要求
Ø 材料——砼強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C20;
Ø 幾何——鋼筋保護(hù)層不小于35mm,底板厚度不宜小于200mm,梁頂高出底板不小于300mm,梁寬不小于250mm,底板下設(shè)厚度為100mm的C10砼墊層;
施工要點(diǎn)
Ø 保證在無(wú)水情況下進(jìn)行基坑開(kāi)挖和基礎(chǔ)施工(降水);
Ø 在墊層上綁扎板、梁的鋼筋和柱的插筋;
Ø 當(dāng)?shù)装鍙?qiáng)度達(dá)到25%時(shí),在底板上支模澆筑梁砼;
Ø 養(yǎng)護(hù)
2.1.9 箱形基礎(chǔ)
組成:鋼筋砼底板、頂板、外墻、隔墻;
優(yōu)點(diǎn):整體性好、剛度大、調(diào)整不均勻沉降能力大;減小基地處原有的自重應(yīng)力;
適用范圍:上部荷載大且分布不均勻、平面形狀簡(jiǎn)單、對(duì)不均勻沉降敏感的設(shè)備基礎(chǔ)和高層建筑物等;
2.2 樁基礎(chǔ)工程
當(dāng)淺層土層無(wú)法滿足建筑物對(duì)地基的變形和承載力要求時(shí),便得利用下部土層或堅(jiān)實(shí)得土層、巖層作為持力層;
深基礎(chǔ)的類型:樁基礎(chǔ)、墩基礎(chǔ)、深井基礎(chǔ)和地下連續(xù)墻;
2.2.1 樁基礎(chǔ)的作用、組成和分類
樁基一般由樁和連接樁和上部結(jié)構(gòu)的承臺(tái)組成。承臺(tái)的作用是把上部結(jié)構(gòu)的荷載傳遞到樁上,樁的作用是把分配到的荷載傳遞到深層堅(jiān)實(shí)的土層上和樁周的土層上;
承臺(tái)按與地面的相對(duì)位置不同,一般分為低承臺(tái)(承臺(tái)底面位于地面以下,常見(jiàn)于一般的房屋建筑中),高承臺(tái)(承臺(tái)底面位于地面以上,常見(jiàn)于橋梁和港口工程中);
分類:
Ø 按承載性質(zhì)分:摩擦型樁(摩擦樁和端承摩擦樁)、端承型樁(端承樁、摩擦端承樁);
Ø 按適用功能分:水平抗壓樁、豎向抗拔樁、水平荷載樁、復(fù)合荷載樁;
Ø 按樁身材料分:砼樁、鋼樁、木樁;
Ø 按成樁方法分:非擠土樁、部分?jǐn)D土樁、擠土樁;
Ø 按樁制作過(guò)程分:預(yù)制樁和現(xiàn)場(chǎng)灌注樁;
2.2.2 預(yù)制鋼筋砼樁的施工工藝
鋼筋砼預(yù)制樁的制作
短樁多在預(yù)制廠生產(chǎn);長(zhǎng)樁在打樁現(xiàn)場(chǎng)隨近或現(xiàn)場(chǎng)一角直接制作;過(guò)長(zhǎng)的樁可以分段制作,分段接長(zhǎng);
現(xiàn)場(chǎng)重疊法制作要點(diǎn)
疊澆層數(shù)不超過(guò)4層;
采用間隔法;
砼應(yīng)連續(xù)澆筑,不留施工縫;
樁的主筋搭接應(yīng)采用對(duì)焊;
施工工藝流程
現(xiàn)場(chǎng)布置→場(chǎng)地地基處理、整平、澆筑砼→支模→綁扎鋼筋、安設(shè)吊環(huán)→澆砼→養(yǎng)護(hù)至30%設(shè)計(jì)強(qiáng)度拆模→支間隔端頭模板、刷隔離劑、綁鋼筋→澆筑間隔樁砼→同法間隔重疊制作第二層樁→養(yǎng)護(hù)至70%強(qiáng)度起吊→養(yǎng)護(hù)至100%設(shè)計(jì)強(qiáng)度運(yùn)輸、打樁;
制作方法
Ø 多采用工具式模板(木模板,鋼模板),支在堅(jiān)實(shí)的地坪上;
Ø 重疊法生產(chǎn),但是不宜超過(guò)四層;
Ø 鋼骨架可以采用綁扎或點(diǎn)焊,骨架主筋宜采用對(duì)焊或搭接焊,主筋的接頭位置應(yīng)相互錯(cuò)開(kāi);
Ø 樁尖一般采用粗鋼筋或鋼板制作,并與鋼骨架焊接在一起;
Ø 砼強(qiáng)度不宜小于C30,澆筑時(shí)從樁頂連續(xù)澆筑到樁尖,不能中斷;
預(yù)制樁的起吊,運(yùn)輸和堆放
起吊:起吊時(shí)應(yīng)達(dá)到強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的70%,吊點(diǎn)應(yīng)在按設(shè)計(jì)規(guī)定之處(見(jiàn)教材P79),吊索與樁間應(yīng)加襯墊;吊點(diǎn)的設(shè)計(jì)是根據(jù)最大正彎矩等于最大負(fù)彎矩得出的;
運(yùn)輸:運(yùn)輸時(shí),樁的強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的100%;運(yùn)輸用平板拖車(chē);
堆放:預(yù)制樁堆放場(chǎng)地應(yīng)平整、堅(jiān)實(shí);點(diǎn)木與吊點(diǎn)的位置應(yīng)相同,各墊木應(yīng)上下對(duì)齊;堆放層數(shù)應(yīng)小于4層;
預(yù)制樁打樁施工
打樁前的準(zhǔn)備
1) 清楚障礙——高空、地上、地下;
2) 平整場(chǎng)地——在建筑物基線以外4~6m范圍內(nèi)的整個(gè)區(qū)域,或樁機(jī)進(jìn)出場(chǎng)地及移動(dòng)路線上;
3) 打樁試驗(yàn)——了解樁的沉入時(shí)間、最終沉入度、持力層的強(qiáng)度、樁的承載力等;
4) 抄平放線——在打樁現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置水準(zhǔn)點(diǎn)(至少2個(gè)),用做抄平場(chǎng)地標(biāo)高和檢查樁的入土深度;按設(shè)計(jì)圖紙要求定出樁基礎(chǔ)軸線和每個(gè)樁位;
5) 定樁位——用小木樁或白灰點(diǎn)法標(biāo)出樁位,或用設(shè)置龍門(mén)板拉線法定出樁位(此法可以避免擠土使白灰點(diǎn)或小木樁發(fā)生位移而產(chǎn)生的誤差);
6) 確定打樁順序——影響打樁工程的速度和樁基質(zhì)量(擠土效應(yīng)),教材P78頁(yè)列出了集中打法;
預(yù)制樁的打設(shè)
預(yù)制樁的打樁方法:錘擊法、振動(dòng)法、水沖法等;
1) 錘擊沉樁
打樁設(shè)備(見(jiàn)教材P80圖例):
Ø 樁錘——落錘、蒸氣錘、柴油錘和液壓錘(書(shū)上列舉了各種錘的適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn));
Ø 樁架——作用使吊裝就位、懸吊樁錘和支撐樁身,并在打樁過(guò)程中引導(dǎo)樁錘和樁的方向;優(yōu)多能樁架和履帶式樁架兩種;
樁錘和樁架的選用
Ø 動(dòng)力裝置
打樁工藝
(1) 吊裝就位——移樁架于樁位處→用卷?yè)P(yáng)機(jī)提升樁→將樁送入龍門(mén)導(dǎo)管內(nèi),安放樁尖→樁頂放置彈性墊層(草袋、麻袋)、放下樁帽和墊木(在樁帽上)→試打檢查(樁身、樁帽、樁錘是否在同一軸線上);
(2) 打樁——開(kāi)始宜低垂輕打,隨沉樁加深,慢慢高錘重打;樁錘經(jīng)常回彈,更換重錘;
——樁錘回彈,貫入度突減,說(shuō)明樁尖遇上硬物,應(yīng)減小錘距,加快錘擊頻率;
——貫入度突增或樁身變位,說(shuō)明斷樁(樁身破壞);
(3) 接樁——硫磺膠泥漿錨法、電焊接樁法、法蘭螺栓接樁法;
2) 振動(dòng)沉樁
原理——利用大功率甩動(dòng)振動(dòng)錘或液壓振動(dòng)錘,減低土對(duì)樁的阻力,使樁能較快沉入土中;在砂土中效率高,在粘土中效率低;
3) 水沖沉樁
原理——在待沉樁身兩側(cè)對(duì)稱插入兩根帶有噴嘴的射水管,沉樁時(shí),利用高壓水使樁尖下的土壤松散而流動(dòng),使樁在自重或加重情況下沉入土中;
預(yù)制樁在施工過(guò)程中常見(jiàn)的問(wèn)題
Ø 土隆起——樁排擠土體的原因;
Ø 樁頂移位——空隙水壓力、土體側(cè)壓力的原因;
Ø 樁頭破損——砼強(qiáng)度不足、樁頭鋼筋設(shè)置不合理、樁墊厚度不足、錘擊偏心、沖擊能太大;
2.2.3 靜力壓樁施工工藝
原理、特點(diǎn)及適用范圍:
Ø 原理——通過(guò)壓樁機(jī)上的卷?yè)P(yáng)機(jī)的牽引,由鋼絲繩、滑輪和壓梁,將整個(gè)樁機(jī)的自重力反壓在樁頂上,迫使預(yù)制樁下沉;
Ø 特點(diǎn)——物噪音、無(wú)振動(dòng);
Ø 適用范圍——擴(kuò)建工程、城市內(nèi)樁機(jī)工程中的軟土地基;
壓樁機(jī)械設(shè)備——機(jī)械靜力壓樁機(jī)和液壓靜力壓樁機(jī);
壓樁工藝方法:
Ø 施工工序:測(cè)定定位→樁機(jī)就位→吊樁插樁→樁身對(duì)中調(diào)值→沉樁、接樁、停止壓樁→切割樁頭;
Ø 壓樁方法;
Ø 樁拼接方法(漿錨接頭、焊接接頭);
壓樁施工要點(diǎn)
Ø 壓樁應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,停歇后壓樁力將增大;
Ø 壓樁的終壓控制:樁長(zhǎng)控制(摩擦型樁),樁長(zhǎng)控制為主、終壓力為輔(端承摩擦樁);
Ø 靜力壓樁單樁豎向承載力,可通過(guò)樁的終止壓力來(lái)判斷;
2.2.4 現(xiàn)澆砼樁施工工藝
現(xiàn)澆砼樁(灌注樁)在現(xiàn)場(chǎng)樁位上使用機(jī)械和人工成孔→澆筑砼和安裝鋼筋籠;可以分為鉆孔灌注樁、沉灌灌注樁、人工挖孔灌注樁、爆擴(kuò)灌注樁等;
鉆孔灌注樁
鉆孔灌注樁分為泥漿護(hù)壁成孔(地下水位較高)和干作業(yè)成孔(地下水位過(guò)低);
1) 泥漿護(hù)壁成孔灌注樁
按設(shè)備分為沖抓和沖擊回轉(zhuǎn)鉆(適合碎石土、砂土等)、潛水回轉(zhuǎn)鉆(適合粘性土、淤泥等),主要講解“潛水回轉(zhuǎn)鉆”;
施工工藝:測(cè)定樁位(樁基軸線定位和水準(zhǔn)定位)→埋設(shè)護(hù)筒→樁機(jī)就位→鉆孔→清孔→安放鋼筋骨架→澆筑砼;
施工方法和質(zhì)量檢查
(1) 埋設(shè)護(hù)筒
作用:固定樁孔位置、保護(hù)孔口、防止塌孔、引導(dǎo)鉆頭方向;
質(zhì)量要求:護(hù)筒中心要求與樁中心偏差不大于50mm,其埋深在粘土中不小于1m,在砂土中不小于1.5m;
(2) 制備泥漿
作用:保護(hù)筒內(nèi)水壓穩(wěn)定、穩(wěn)固土壁,防止塌孔、攜砂排土、鉆頭有冷卻和潤(rùn)滑;
制備:在砂土、碎石類土中,泥漿應(yīng)按一定比例制備,在粘土中,可以注入清水以原土制備泥漿;
(3) 鉆孔
在孔中注入泥漿,并使泥漿高于地下水位1.0m以上;并同時(shí)控制泥漿的比重(注入的泥漿比重小,排出的泥漿比重大,比如在砂土中,注入的泥漿比重控制在1.1左右,排出的泥漿比重宜為1.2~1.4)
根據(jù)土層類別、鉆孔深度和供水量確定鉆孔速度;
(4) 清孔
對(duì)于原土造漿的鉆孔,使轉(zhuǎn)機(jī)空轉(zhuǎn),同時(shí)注入清水,當(dāng)排出泥漿比重降至1.1左右時(shí)合格;
對(duì)于制備泥漿的鉆孔,采用換漿法,當(dāng)排出泥漿比重降至1.15~1.25時(shí)合格;
沉渣厚度——端承樁宜控制在50mm ,摩擦樁宜控制在300mm以內(nèi);
沉渣厚度測(cè)定方法——重錘法、沉渣儀;
(5) 澆筑砼
導(dǎo)管法施工,導(dǎo)管始終埋入砼中0.8~1.3m,泥漿用潛水泵回收;
(參考舊教材64、65頁(yè)的相關(guān)內(nèi)容)
2) 干作業(yè)成孔灌注樁
按設(shè)備分為螺旋鉆孔樁、鉆孔擴(kuò)機(jī)、人工洛陽(yáng)鏟等;主要講解“螺旋鉆孔樁”;
施工工藝:測(cè)定樁位(樁基軸線定位和水準(zhǔn)定位)→樁機(jī)就位→鉆孔→清孔→安放鋼筋骨架→澆筑砼;
施工方法和質(zhì)量檢查
(1) 樁機(jī)就位:鉆桿要垂直對(duì)準(zhǔn)樁位中心;
(2) 鉆孔
剛開(kāi)始時(shí),鉆桿先慢后快,避免鉆桿搖晃;
鉆孔時(shí)常見(jiàn)問(wèn)題:土層中含磚頭、瓦塊,土層中有軟硬土層交界面或軟塑性粘土沉→影響:擴(kuò)大孔徑,增加孔底虛土→措施:保持鉆桿垂直,緩慢進(jìn)尺;
(3) 清孔:空轉(zhuǎn)清土,提升鉆桿卸土;
(4) 澆筑砼
砼連續(xù)分層澆筑,分層搗實(shí);
砼樁應(yīng)適當(dāng)超過(guò)樁頂標(biāo)高;
3) 常見(jiàn)問(wèn)題及處理
Ø 孔壁坍塌→泥漿冒泡、泥漿水位突然降低→保持孔內(nèi)水位、增大泥漿比重或填土再鉆;
Ø 鉆孔偏斜→鉆桿不垂直、土質(zhì)軟硬、孤石→安裝垂直,經(jīng)常觀察,提鉆反復(fù)掃轉(zhuǎn),回填再鉆;
Ø 孔底虛土→擾動(dòng)殘存土、孔壁坍落土、孔口落土→鐵餅或孔底夯實(shí)機(jī)夯實(shí);
Ø 斷樁
沉管灌注樁
沉管灌注樁時(shí)指利用錘擊打樁法或振動(dòng)打樁法,將帶有活瓣式樁靴或預(yù)制鋼筋砼樁尖的鋼管沉入土中,然后邊澆筑砼,邊錘擊或振動(dòng)拔管;
錘擊(振動(dòng))沉管灌注樁(參看P87、88頁(yè)圖例)
1) 錘擊施工工藝:樁機(jī)就位、吊起樁管、套入砼樁尖→扣上樁帽、起錘沉管→邊澆筑砼、邊拔管;
2) 振動(dòng)施工工藝:樁機(jī)就位、吊起樁管(樁瓣閉合)→激振沉管→邊澆筑砼、邊拔管;
3) 單打施工方法:
Ø 樁管與樁尖接觸處墊以稻草繩或麻繩墊圈;
Ø 剛開(kāi)始沉灌后,低錘輕擊,保證方向垂直;
Ø 將鋼管內(nèi)灌滿砼;
Ø 拔管時(shí)密錘低擊不停(二次灌注砼),并控制拔出速度;
Ø 最后應(yīng)使砼略高于地面;
4) 單振法施工方法:
樁瓣閉合,將樁管徐徐壓入土中,并保持垂直;
邊振動(dòng),邊拔管,邊澆注砼;
5) 其它施工方法:復(fù)打法、反插法、復(fù)振法——擴(kuò)大樁徑、提高樁的質(zhì)量和承載能力;
6) 施工中常見(jiàn)問(wèn)題
Ø 斷樁→樁的截面發(fā)生錯(cuò)位→樁距過(guò)小、砼強(qiáng)度不高時(shí)受到擠壓、軟硬土層間傳遞過(guò)大的水平剪力→拔去斷樁、重新澆筑砼;
Ø 瓶頸樁→樁的某段截面縮小→過(guò)大的孔隙水壓力→增大砼露出地面的高度、控制拔管速度、采用復(fù)打法;
Ø 吊腳樁→樁底形成空洞或松散層→樁尖、樁瓣破壞或變形,使水(泥沙)進(jìn)入樁管→拔管填砂重打或開(kāi)始拔管時(shí)反插多次;
基坑安全事故及防范措施
一、廣州海珠城廣場(chǎng)基坑倒塌事故搶險(xiǎn)回顧及原因分析
(一)、海珠城廣場(chǎng)基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案介紹
海珠城廣場(chǎng)基坑周長(zhǎng)約340米,原設(shè)計(jì)地下室4層,基坑開(kāi)挖深度為17米。
該基坑?xùn)|側(cè)為江南大道,江南大道下為廣州地鐵二號(hào)線,二號(hào)線隧道結(jié)構(gòu)邊緣與本基坑?xùn)|側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)距離為5.7米;基坑西側(cè)、北側(cè)鄰近河涌,北面河涌范圍為22米寬的渠箱;基坑南側(cè)東部距離海員賓館20米,海員賓館樓高7層,采用φ340錘擊灌注樁基礎(chǔ);基坑南側(cè)兩部距離隔山一號(hào)樓20米,樓高7層,基礎(chǔ)也采用φ340錘擊灌注樁。
該工程地質(zhì)情況從上至下為填土層,厚0.7~3.6米,淤泥質(zhì)土層,層厚0.5~2.9米;細(xì)砂層,個(gè)別孔揭露,層厚0.5~1.3米;強(qiáng)風(fēng)化泥巖,頂面埋深為2.8~5.7米,層厚0.3米;中、風(fēng)化泥巖,埋深3.6~7.2米,層厚1.5~16.7米;微風(fēng)化巖,埋深6.0~20.2米,層厚1.8~12.84米。
由于本工程巖層埋深較淺,因此,原設(shè)計(jì)支護(hù)方案如下:
基坑?xùn)|側(cè)、基坑南側(cè)東部34米、北側(cè)東部30米范圍,上部5.2米采用噴錨支護(hù)方案,下部采用挖孔樁結(jié)合鋼管內(nèi)支撐的方案,挖孔樁底標(biāo)高為▽—20.0米。
基坑西側(cè)上部采用挖孔樁結(jié)合預(yù)應(yīng)力錨索方案,下部采用噴錨支護(hù)方案。
基坑南側(cè)、北側(cè)的剩余部分,采用噴錨支護(hù)方案。后由于±0.00標(biāo)高調(diào)整,后實(shí)際基坑開(kāi)挖深度調(diào)整為15.3米。
本基坑在2002年10月31日開(kāi)始施工,至2003年7月施工至設(shè)計(jì)深度15.3米,后由于上部結(jié)構(gòu)重新調(diào)整,地下室從原設(shè)計(jì)4層改為5層,地下室開(kāi)挖深度從原設(shè)計(jì)的15.3米增至19.6米。由于地下室周邊地梁高為0.7米。因此,實(shí)際基坑開(kāi)挖深度為20.3米,比原設(shè)計(jì)挖孔樁樁底深0.3米。
新的基坑設(shè)計(jì)方案確定后,2004年11月重新開(kāi)始從地下4層基坑底往地下5層施工,至2005年7月21日上午,基坑南側(cè)東部樁加鋼支撐部分,最大位移約為4.0cm,其中從7月20日至7月21日一天增大1.8cm,基坑南側(cè)中部噴錨支護(hù)部分,最大位移約為15cm。
(二)、海珠城廣場(chǎng)基坑倒塌事故搶險(xiǎn)回顧
1、基坑倒塌事故的發(fā)生過(guò)程
海珠城廣場(chǎng)基坑在2005年7月21日中午12:20左右倒塌。據(jù)甲方有關(guān)人員反映,7月21日上午9時(shí)左右,海員賓館反映賓館靠基坑側(cè)的墻腳一個(gè)晚上裂縫加加寬了約2cm,甲方有關(guān)人員馬上聯(lián)系設(shè)計(jì)人員、施工單位負(fù)責(zé)人。10:30鐘左右,相關(guān)人員到現(xiàn)場(chǎng),一起到海員賓館看,果然發(fā)現(xiàn)賓館靠基坑側(cè)墻角30多米范圍出現(xiàn)一條1.8公分的新裂縫。到賓館里面看,發(fā)現(xiàn)墻體裂縫增大,甲方及施工單位、設(shè)計(jì)單位負(fù)責(zé)人看完賓館后就下到基坑內(nèi)繼續(xù)查看基坑是否有異常情況。下基坑后,發(fā)現(xiàn)在基坑南邊人工挖孔及噴錨面交界處,從西往東的第3條人工挖孔擋土樁,樁底的上1m左右處,樁身出現(xiàn)豎向裂縫。
此時(shí),靠近賓館的基坑頂范圍,一臺(tái)鉤機(jī),一臺(tái)泥頭車(chē)及一臺(tái)吊機(jī)正在工作,施工單位提出馬上將機(jī)械開(kāi)走。甲方公司經(jīng)理打電話與另一位設(shè)計(jì)人員聯(lián)系,問(wèn)出土車(chē)在坑頂作業(yè)是否有問(wèn)題,設(shè)計(jì)人員答復(fù)只要離開(kāi)擋土樁邊3m就沒(méi)問(wèn)題,實(shí)際作業(yè)的機(jī)械離基坑邊至少5m。但為慎重起見(jiàn),甲方經(jīng)理還是要求施工機(jī)械盡快離開(kāi)基坑邊,倒塌前半小時(shí),坑頂最后一臺(tái)車(chē)離開(kāi)了基坑邊。
至中午12:00時(shí)左右,甲方質(zhì)安員、施工單位負(fù)責(zé)人在南側(cè)基坑底聽(tīng)到“叭”“叭”的聲音,初始約1分鐘2~3次,5分鐘之后,“叭”“叭”聲音越來(lái)越密,施工單位負(fù)責(zé)人就說(shuō):是錨索夾片破壞的聲音,基坑不行了,快跑,等到基坑底的人員跑到基坑北側(cè),還未上樓梯時(shí),基坑就倒塌了?;游髂辖堑呐R建內(nèi)人員由于未能及時(shí)逃走,造成基坑倒塌時(shí),5人受傷,6人被埋,其中3人被消防隊(duì)員救出,另3人不幸遇難,基坑倒塌前1個(gè)小時(shí),施工單位測(cè)量的擋土樁加鋼管內(nèi)支撐部分最大位移為4cm。監(jiān)測(cè)單位在倒塌前兩天測(cè)出的基坑南側(cè)噴錨支護(hù)部分的最大位移近15cm。
2、基坑倒塌對(duì)周邊環(huán)境的影響
(1)、地鐵停運(yùn),停運(yùn)時(shí)間從2005年7月21日下午14時(shí)30分至7月22日下午13時(shí)58分;
(2)、海洋賓館部分倒塌、其余部分所有商戶全部停業(yè)、人員遷走;
(3)、鄰近隔山1、2、3號(hào)宿舍樓590名居民緊急搬遷,到臨近酒店居住。
3、搶險(xiǎn)
(1)、市長(zhǎng)啟動(dòng)市政府重大安全事故處理緊急預(yù)案。由市長(zhǎng)掛帥、副市長(zhǎng)、政府秘書(shū)長(zhǎng)、市建委領(lǐng)導(dǎo)組成臨時(shí)搶險(xiǎn)指揮部組織指揮搶險(xiǎn);同時(shí)由廣州市建設(shè)科技委組織成立搶險(xiǎn)專家組,協(xié)助搶險(xiǎn)指揮部工作;
(2)、廣州市建委全體人員到現(xiàn)場(chǎng)日、夜輪班協(xié)助搶險(xiǎn),建委辦公樓的對(duì)外辦公停止近一周;
(3)、由廣州地鐵總公司、廣州市建筑集團(tuán)有限公司、廣州市政園林局、廣州市消防局、衛(wèi)生局、防疫局、海珠區(qū)政府、海珠區(qū)公安分局、街道派出所等政府部門(mén)每天派出近千人進(jìn)行搶險(xiǎn);
(4)搶險(xiǎn)關(guān)鍵是:一、保證地鐵安全;二、保證鄰近居民樓安全;
(5)搶險(xiǎn)方法:
① 采用多臺(tái)廣州工程界臂長(zhǎng)最大達(dá)48米的砼泵車(chē),對(duì)鄰近地鐵的位置進(jìn)行泵送砼反壓;
② 對(duì)滑塌懸空的宿舍樓樁基,采用地泵進(jìn)行砼泵送護(hù)腳;
③ 為防止滑坡面在雨水沖刷下進(jìn)一步滑坡,采用地泵泵送砼護(hù)面;
④ 解決以上問(wèn)題后,采用基坑回填的方法處理;
⑤ 為保證在滑坡面上再修改小區(qū)道路的安全,對(duì)滑坡面進(jìn)行灌漿處理。
(6)對(duì)已倒塌一跨的海洋館進(jìn)行爆破拆除
從7.21日-8.8日海洋館拆除,市長(zhǎng)親臨現(xiàn)場(chǎng)17次指揮搶險(xiǎn)工作。
4、海珠城廣場(chǎng)事故對(duì)廣州工程界的影響
(1)、廣州市科技委組織專家對(duì)全市400多個(gè)基坑進(jìn)行地毯式大檢查,歷時(shí)半年,對(duì)14個(gè)存在嚴(yán)重安全隱患的基坑責(zé)令立即加固。對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì),施工單位進(jìn)行通報(bào)批評(píng),停牌處理;
(2)、對(duì)廣州市基坑工程進(jìn)行嚴(yán)格管理:初始對(duì)基坑深度大于5米的嚴(yán)格限制使用噴錨支護(hù)方案,后經(jīng)證求社會(huì)各方意見(jiàn),改為基坑深度大于9米的嚴(yán)格限制使用噴錨支護(hù)方案。“7.21”事故之前,廣州地區(qū)70%的基坑采用噴錨支護(hù)方案,現(xiàn)只有1/3的基坑采用噴錨支護(hù)方案。
5、海珠城廣場(chǎng)事故的社會(huì)影響
(1)、該事故對(duì)廣州市政府造成巨大的壓力和負(fù)面影響。新聞媒體、網(wǎng)絡(luò)使該事故傳遍讓全世界。該事故是近十幾年來(lái)廣州最大的工程安全事故,在國(guó)內(nèi)是繼2004年上海地鐵安全事故后的又一在全國(guó)產(chǎn)生重大影響的工程事故;
(2)、從設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、建設(shè)單位到廣州市建委、海珠區(qū)政府、廣州市余泥辦等相關(guān)政府部門(mén)的三十多位工程技術(shù)、管理人員及政府官員受處分。
6、事故造成的損失
海珠城廣場(chǎng)基坑倒塌事故,從直接經(jīng)濟(jì)損失角度考慮,其損失值超過(guò)兩億元,其中包括:基坑及土方施工費(fèi)、地下室已施工的底板及一層地下室部分;倒塌的海員賓館及相關(guān)物資損失;海員賓館附樓中近二百戶商家的財(cái)產(chǎn)損失;事故搶險(xiǎn)過(guò)程中所投入的大量材力、人力、設(shè)備。事故過(guò)程中,近五百九十人的臨時(shí)搬遷;1#樓五十六戶人家外遷近一個(gè)月的費(fèi)用;事故發(fā)生過(guò)程中三個(gè)死者的賠償費(fèi);建設(shè)方前期報(bào)建、設(shè)計(jì)、監(jiān)理費(fèi);該場(chǎng)地從規(guī)劃設(shè)計(jì)為商業(yè)用地到事故后變?yōu)榫G化用地的土地價(jià)值損失費(fèi)。直接經(jīng)濟(jì)損失是可以計(jì)算的清楚的,但對(duì)社會(huì)、對(duì)政府、對(duì)行業(yè)造成的間接損失影響是難以估量的。
(三)、基坑倒塌原因分析
為什么該基坑南邊倒塌而其余東、西、北邊不倒?
專家組意見(jiàn):
1、超挖:原設(shè)計(jì)4層基坑17米,后開(kāi)挖成五層基坑(20.3米),挖孔樁成吊腳樁;
2、超時(shí):基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)服務(wù)年限一年,實(shí)際從開(kāi)挖及出事已有近三年;
3、超載:坡頂泥頭車(chē)、吊車(chē)、鉤機(jī)、超載;
4、地質(zhì)原因:巖面埋深較淺,但巖層傾斜。
設(shè)計(jì)單位仍采用理正軟件對(duì)原設(shè)計(jì)方案進(jìn)行復(fù)核、設(shè)計(jì),而忽視現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖過(guò)程中巖面從南向北傾斜,傾角約為25°的實(shí)際狀況。
另外,施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)巖面傾斜,南部位移較大后,曾對(duì)部分區(qū)域進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨索加固,加固范圍只是南部西側(cè)的20~30米,但加固范圍太少。甲方認(rèn)為加固是由于設(shè)計(jì)不周引起,加固費(fèi)用應(yīng)由設(shè)計(jì)單位支付,因此,設(shè)計(jì)單位壓力較大。
二、部分典型基坑安全事故介紹
1、噴錨支護(hù)安全事故
東莞石龍某基坑工程
該基坑周長(zhǎng)約400m,開(kāi)挖深度3.8m,采用攪拌樁結(jié)合噴錨支護(hù)方案,錨桿2排,長(zhǎng)度為6~8m;實(shí)際施工3m;當(dāng)基坑開(kāi)挖至3.8m時(shí),鄰近馬路一側(cè)基坑產(chǎn)生滑塌破壞,市政水管爆裂破壞。
2、樁錨(撐)支護(hù)安全事故
廣州某基坑工程
該基坑長(zhǎng)約1100米,基坑挖深約11米。采用鉆孔樁結(jié)合雙層鋼支撐,鉆孔樁樁間采用三重管旋噴止水方案。在施工過(guò)程中,由于施工單位未按設(shè)計(jì)要求設(shè)置二道支撐,當(dāng)基坑開(kāi)挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí),在凌晨1:00突然倒塌,造成一名路過(guò)摩托車(chē)手死亡,另二名摩托車(chē)手受傷。
3、連續(xù)墻加支撐支護(hù)安全事故
廣州某車(chē)站基坑工程
該基坑工程長(zhǎng)約160米,基坑寬從20~30米不等,基坑開(kāi)挖深度約18米。采用連續(xù)墻加鋼管內(nèi)支撐方案,由于支撐斜撐與腰梁之間連接不牢,當(dāng)基坑開(kāi)挖至近基坑底時(shí),支撐滑落,連續(xù)墻倒塌,鄰近民房?jī)A斜。
由于事故發(fā)生前監(jiān)測(cè)工作做得到位,人員及時(shí)撤離,未造成人員傷亡。
4、基坑降水安全事故
廣州某基坑工程
該基坑長(zhǎng)約130米,寬約50米,深約7米。采用攪拌樁結(jié)構(gòu)噴錨支護(hù)方案,工程樁采用人工挖孔樁。
在基坑施工完畢,人工挖孔樁施工過(guò)程中,鄰近200米范圍內(nèi)陸面下沉,民房開(kāi)裂。
三、基坑安全防范措施
(一)、基坑工程從勘察設(shè)計(jì)至使用完畢回填的全過(guò)程
基坑工程勘察設(shè)計(jì)至使用完回填的全過(guò)程
實(shí)際開(kāi)挖地質(zhì)資料與設(shè)計(jì)參考地質(zhì)資料不同,或施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)周邊環(huán)境與原設(shè)計(jì)收集資料不同,按實(shí)際情況對(duì)原設(shè)計(jì)方案進(jìn)行校核修改、完善
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地質(zhì)資料勘察、周邊環(huán)境調(diào)查
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根據(jù)地質(zhì)資料、周邊環(huán)境、地下室大小、深度(包括承臺(tái)厚度、周邊地梁高度)進(jìn)行支護(hù)方案設(shè)計(jì)
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確保基坑、基礎(chǔ)施工過(guò)程中支護(hù)結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境的安全
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根據(jù)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工、土方開(kāi)挖
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目的
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施工及土方開(kāi)挖過(guò)程中對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)
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開(kāi)挖至設(shè)計(jì)深度支護(hù)結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求、竣工驗(yàn)收
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在基坑使用過(guò)程中繼續(xù)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè),發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理,時(shí)間超出基坑允許使用年限,視監(jiān)測(cè)及現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)
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基坑使用完畢,回填
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由于種種原因?qū)е禄映霈F(xiàn)險(xiǎn)情,搶險(xiǎn)
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正常
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異常
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支護(hù)結(jié)構(gòu)質(zhì)量未能達(dá)到設(shè)計(jì)要求,對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)
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異常
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正常
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異常
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(二)、基坑工程勘察設(shè)計(jì)的安全防范措施
1、確保地質(zhì)勘察資料的完整性、準(zhǔn)確性
地質(zhì)勘察資料不能僅利用為主體結(jié)構(gòu)工程而進(jìn)行的勘察資料,還應(yīng)根據(jù)基坑的平面位置,沿基坑周邊布孔進(jìn)行勘察。對(duì)深基坑,條件許可時(shí)。需對(duì)基坑外側(cè)10~30米范圍內(nèi)的地質(zhì)情況進(jìn)行勘察,這主要是考慮采用噴錨或預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)方案時(shí),錨桿或錨索會(huì)延伸到基坑外一定范圍。
另外,針對(duì)目前勘察市場(chǎng)的現(xiàn)狀,建設(shè)單位應(yīng)與地質(zhì)單位溝通好,確保地質(zhì)資料的準(zhǔn)確性。
建議:再省也不要省地質(zhì)勘察的錢(qián)。
2、周邊環(huán)境資料的準(zhǔn)確性、完整性
(1)、周邊建(構(gòu))筑物的基礎(chǔ)型式、與基坑邊的距離、埋深布置等要了解清楚。不同基礎(chǔ)型式(天然地基、樁基礎(chǔ))、不同埋深、與基坑邊距離的不同、對(duì)基坑的影響是不一樣的。
(2)、地下建(構(gòu))筑物,如地鐵、人防工程、河流(涌)、地下貯水池、油庫(kù)、化糞池等基礎(chǔ)型式,與基坑邊的距離、埋深要了解清楚。
(3)、地下管線(電信電纜、供、排水管、煤氣管)的類型、埋深,與基坑邊的距離要了解清楚。
3、設(shè)計(jì)方案的針對(duì)性
基坑設(shè)計(jì)方案要根據(jù)基坑周邊地質(zhì)條件,環(huán)境條件(包括地上建(構(gòu))筑物、地下建(構(gòu))筑物、地下管線),基坑開(kāi)挖深度的不同,分別按不同的支護(hù)剖面進(jìn)行設(shè)計(jì)。以上三大要素中,任一條件變化,其支護(hù)方案都要相應(yīng)變化,才能確保方案的合理性,安全性、可行性及經(jīng)濟(jì)性。
4、基坑監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì):
監(jiān)測(cè)方案的設(shè)計(jì)要考慮周邊環(huán)境的允許位移及沉降,支護(hù)結(jié)構(gòu)的型式(類型),基坑的安全等級(jí)來(lái)綜合考慮。
(1)、一般而言,采用噴錨支護(hù)結(jié)構(gòu)或樁、撐支護(hù)結(jié)構(gòu),需采用測(cè)斜管才能測(cè)到最大位移,僅采用樁頂或坡頂水平位移監(jiān)測(cè)是不能測(cè)到基坑的實(shí)際最大位移的。
(2)對(duì)樁、錨或噴錨支護(hù)結(jié)構(gòu),采用錨頭應(yīng)力計(jì),可有效地監(jiān)測(cè)預(yù)應(yīng)力的施加及損失情況,對(duì)控制基坑位移有很好的參考價(jià)值。
(3)所有監(jiān)測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)必須在基坑位移影響范圍之外。
(4)在基坑開(kāi)挖過(guò)程中,每開(kāi)挖一層土,必須進(jìn)行不少于一次的監(jiān)測(cè)。
(5)一般而言,按國(guó)家、省、市基坑規(guī)范進(jìn)行基坑允許或報(bào)警值的進(jìn)行控制,在報(bào)警值之內(nèi)一般不會(huì)出現(xiàn)安全事故。
5、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的重要性
動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)是指針對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)施工過(guò)程情況,基坑開(kāi)挖過(guò)程的地質(zhì)情況及基坑開(kāi)挖過(guò)程中監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)所反映的情況,根據(jù)以上情況分析支護(hù)方案的安全性,對(duì)以上揭示情況與原設(shè)計(jì)依據(jù)的資料不符之處,或施工發(fā)現(xiàn)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求之處,及時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)變更,確保支護(hù)結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境的安全。
(1)、由于地質(zhì)鉆孔是有限的,有限個(gè)孔所揭露的土層情況與實(shí)際開(kāi)挖出的地質(zhì)情況總有不符之處。由于地質(zhì)情況與設(shè)計(jì)參考的地質(zhì)資料不同,設(shè)計(jì)人員要及時(shí)驗(yàn)算在實(shí)際地質(zhì)資料下,原設(shè)計(jì)方案是否安全,否則要及時(shí)進(jìn)行變更設(shè)計(jì),確保安全。
(2)、周邊環(huán)境條件與原設(shè)計(jì)參考的周邊環(huán)境資料也不一定完全相同,特別是一些地下建(構(gòu))筑物、地下管線等,發(fā)現(xiàn)不同,也要及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)方案,確保安全。
(3)、基坑開(kāi)挖深度是否由于原地面標(biāo)高變化,底板、地梁、承臺(tái)厚度、標(biāo)高等變化而變化,很多基坑設(shè)計(jì)是基礎(chǔ)圖出來(lái)之前就己完成的,此時(shí)要根據(jù)實(shí)際基礎(chǔ)開(kāi)挖深度對(duì)原設(shè)計(jì)方案進(jìn)行復(fù)核。
(4)、支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。若不能達(dá)到要求,必須及時(shí)補(bǔ)強(qiáng),該補(bǔ)錨桿(索)、支撐還是增設(shè)止水措施,根據(jù)實(shí)際情況而定。
(5)、根據(jù)基坑開(kāi)挖過(guò)程中的監(jiān)測(cè)結(jié)果,對(duì)原設(shè)計(jì)方案的安全性進(jìn)行復(fù)核,若基坑未達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高,位移或應(yīng)力己達(dá)到或超過(guò)設(shè)計(jì)報(bào)警值,必須及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì),確?;影踩?。
6、常見(jiàn)的幾種由于設(shè)計(jì)原因引起的安全事故
(1)、地質(zhì)資料不齊、準(zhǔn)確性差;
(2)、周邊環(huán)境未調(diào)查清楚,超載取值有誤;
(3)、設(shè)計(jì)未對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定進(jìn)行驗(yàn)算;
(4)、過(guò)分相信軟件計(jì)算結(jié)果,未能根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況作出判斷;
(5)、止水帷幕設(shè)計(jì)有誤,施工質(zhì)量難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求;
(6)、設(shè)計(jì)沒(méi)有選取地質(zhì)情況最差的鉆孔進(jìn)行設(shè)計(jì);
(7)、支撐與腰梁、腰梁與支護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)考慮不周局部破環(huán)引起整體破壞;
(8)、支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)未考慮工程樁施工的影響;
(9)、未能及時(shí)根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果調(diào)整設(shè)計(jì)方案。
(三)、基坑施工過(guò)程的安全防范措施。
1、周邊環(huán)境資料與設(shè)計(jì)圖紙是否一致。
(1)、施工單位在基坑施工前,應(yīng)先對(duì)周邊環(huán)境資料按設(shè)計(jì)圖紙先核實(shí),特別是地下建(構(gòu))筑物,地下管線,一旦發(fā)現(xiàn)與設(shè)計(jì)圖紙不符,應(yīng)及時(shí)通知設(shè)計(jì)進(jìn)行設(shè)計(jì)變更。
(2)、由于種種原因,部分地下建(構(gòu))筑物,地下管線在基坑施工前未能查清,則在施工過(guò)程中一旦發(fā)現(xiàn)或發(fā)現(xiàn)情況與設(shè)計(jì)圖不同,應(yīng)及時(shí)向設(shè)計(jì)反映,以便及時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)變更,確?;影踩?。
由于施工不慎引起基坑周邊管線(包括給排水管、電纜線、煤氣管)等破壞,是基坑工程常見(jiàn)的事故之一,這一點(diǎn)施工單位應(yīng)高度重視。
2、設(shè)計(jì)參考的地質(zhì)資料與實(shí)際開(kāi)挖所揭露的地質(zhì)資料是否一致。
(1)、地質(zhì)資料是支護(hù)方案設(shè)計(jì)的最重要的依據(jù)之一,同樣的支護(hù)方案,地質(zhì)條件不同,方案的安全度也不同。因此,在施工過(guò)程中,特別是基坑土方開(kāi)挖過(guò)程中,若發(fā)現(xiàn)實(shí)際開(kāi)挖所揭露的地質(zhì)條件與設(shè)計(jì)所參考的地質(zhì)資料有異,則必須及時(shí)向設(shè)計(jì)反映,若實(shí)際地質(zhì)條件比設(shè)計(jì)所參考的資料好,則可對(duì)原方案進(jìn)行優(yōu)化;若變差,則需進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。
3、支護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量能否滿足設(shè)計(jì)要求。
(1)、錨索(桿)抗拔力能否滿足設(shè)計(jì)要求。
所有預(yù)應(yīng)力錨索都應(yīng)按規(guī)范要求張拉至設(shè)計(jì)抗拔力的1.1~1.2倍后再進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鎖定作業(yè);普通錨桿應(yīng)按規(guī)范要求進(jìn)行錨桿抗拔力的檢驗(yàn);對(duì)噴錨支護(hù)方案,普通錨桿的抗拔力試驗(yàn)的最大試驗(yàn)拉力要考慮為錨桿滑動(dòng)面以內(nèi)那部分的抗拔力加上滑動(dòng)面之外部分的抗拔力之和。
(2)、預(yù)應(yīng)力錨索(桿)的鎖定力能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。大量的測(cè)試結(jié)果表明,采用預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)的支護(hù)設(shè)計(jì)方案,預(yù)應(yīng)力的鎖定值只是設(shè)計(jì)值的50%左右。因此,如何施加預(yù)應(yīng)力,包括錨具、夾片的選擇,預(yù)應(yīng)力的施加方法。
(3)、樁的嵌固深度及質(zhì)量能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求,若由于地質(zhì)原因,樁的嵌固深度不能滿足設(shè)計(jì)要求,則需在樁的端部增設(shè)鎖腳錨桿;若樁身質(zhì)量不能滿足要求,或增加錨索,或增加支撐,目的是減少樁身的位移和應(yīng)力。當(dāng)然,條件允許的話,補(bǔ)樁更好。
(4)、腰梁與支護(hù)結(jié)構(gòu)的連接能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求
腰梁與支護(hù)結(jié)構(gòu)之間,既要保證腰梁能傳遞水平力,也要保證能傳遞
剪力。因此,當(dāng)腰梁采用鋼筋砼腰梁時(shí),腰梁與支護(hù)結(jié)構(gòu)的接觸面一定要打毛、植筋;當(dāng)腰梁采用型鋼時(shí),型鋼與支護(hù)結(jié)構(gòu)的預(yù)埋件要焊接,或型鋼與支護(hù)結(jié)構(gòu)之間要采用砼填實(shí),確保腰梁與支護(hù)結(jié)構(gòu)之間的接觸面的受力均勻。
(5)、止水結(jié)構(gòu)能否滿足止水要求
止水結(jié)構(gòu)能否滿足止水要求是基坑施工及工程樁、承臺(tái)、底板的施工能否順利的重要因素之一,也是基坑施工過(guò)程中周邊環(huán)境的安全與否的重要因素之一。
目前基坑工程常用的止水結(jié)構(gòu)為攪拌樁止水帷幕、旋噴樁止水帷幕、擺噴墻止水帷幕。
一般說(shuō)來(lái),下列幾種情況,止水帷幕的止水效果不容易達(dá)到設(shè)計(jì)要求:
①、砂層底下為強(qiáng)~中風(fēng)化巖層;
②、砂層中含有較多的舊基礎(chǔ),特別是木樁基礎(chǔ);
③、砂層中的水為流動(dòng)水,如一邊抽水一邊進(jìn)行止水帷幕施工;
④、止水帷幕施工過(guò)程中,設(shè)備故障多,導(dǎo)致止水帷幕的施工搭接口較多;
4、信息化施工
由于地質(zhì)條件、周邊環(huán)境、地下建(構(gòu))筑物、地下管線等因素都會(huì)影響到基坑的安全,而這些因素在施工前的調(diào)查是難以確保百分之百準(zhǔn)確。因此,施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)上述條件發(fā)生變化時(shí),及時(shí)與設(shè)計(jì)溝通,及時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修改,才能確?;邮┕さ陌踩?/p>
5、施工過(guò)程中容易產(chǎn)生安全事故的情況
(1)、搶工期:支護(hù)結(jié)構(gòu),特別是錨桿(索)齡期未達(dá)到規(guī)范要求,強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)要求就開(kāi)挖下一層土;
(2)、超挖:一次開(kāi)挖深度超出設(shè)計(jì)要求,或?qū)嶋H開(kāi)挖深度超過(guò)設(shè)計(jì)深度;
(3)、超載:坡頂堆載過(guò)高,超出設(shè)計(jì)允許超載;
(4)、周邊環(huán)境調(diào)整不清楚,鄰近水管爆裂,水壓力劇增;
(5)、鋼腰梁與斜撐連接點(diǎn)施工不牢靠,在支撐剪力作用下產(chǎn)生滑落破壞,支護(hù)結(jié)構(gòu)倒塌;
(6)、止水帷幕漏水,導(dǎo)致基坑周邊下沉,建筑物開(kāi)裂;
(7)、施工不按設(shè)計(jì)要求的施工順序施工或設(shè)計(jì)方案施工。
四、基坑監(jiān)測(cè)應(yīng)注意的問(wèn)題:
基坑施工過(guò)程中的安全與否,除了設(shè)計(jì)施工外,及時(shí)且準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),讓設(shè)計(jì)人員及時(shí)對(duì)基坑的安全性做出評(píng)判,也是確?;影踩闹匾胧?。
關(guān)于不同支護(hù)方案、不同安全等級(jí)的基坑,應(yīng)選用何種測(cè)試項(xiàng)目,規(guī)范上已有明確指導(dǎo)意見(jiàn)。本人認(rèn)為應(yīng)盡量按規(guī)范要求進(jìn)行監(jiān)測(cè)。即使不能完成按規(guī)范要求進(jìn)行選項(xiàng)、至少在以下方面應(yīng)滿足:
(1)對(duì)噴錨支護(hù)、樁加內(nèi)支撐方案,特別是開(kāi)挖深度較深的基坑,水平位移的監(jiān)測(cè)要采用坡頂水平位移及土體深層水平位移(測(cè)斜)相結(jié)合,且測(cè)斜孔應(yīng)盡量布置在周邊環(huán)境敏感位置、地質(zhì)條件較差位置,平面上盡量不要太靠近角點(diǎn)。
(2)測(cè)點(diǎn)的水平間距應(yīng)控制在15~30米范圍。
(3)基坑基準(zhǔn)點(diǎn)要設(shè)置在基坑位移影響范圍之外。
(4)對(duì)采用預(yù)應(yīng)力錨索(桿)的支護(hù)方案,應(yīng)盡量增設(shè)錨頭應(yīng)力計(jì)檢測(cè)錨索(桿)的預(yù)應(yīng)力施加及損失情況。
(5)確?;拥某跏贾翟诨娱_(kāi)挖前測(cè)量不少于2次,確?;釉诿繉油灵_(kāi)挖過(guò)程中的測(cè)試次數(shù)不少于一次,位移臨近或超過(guò)報(bào)警值時(shí)要加密監(jiān)測(cè)次數(shù)。
(6)每次監(jiān)測(cè)結(jié)果要及時(shí)向設(shè)計(jì)、建設(shè)單位、政府相關(guān)部門(mén)匯報(bào),發(fā)現(xiàn)異常情況要及時(shí)通知相關(guān)各方。
(7)雨季或出現(xiàn)水管爆裂等異常情況時(shí),要加密監(jiān)測(cè)次數(shù),直至位移穩(wěn)定、基坑安全有保障才能恢復(fù)正常觀測(cè)。
總之,準(zhǔn)確且及時(shí)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),是將事故控制在萌芽階段的重要措施。
五、基坑工程事故的搶險(xiǎn)方法
1、回填反壓
當(dāng)基坑位移突然急劇增大,坡頂開(kāi)裂,產(chǎn)生滑動(dòng)破壞的征兆時(shí),最快也是最有效的方法是對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行回填反壓,反壓土高度至能保證基坑位移穩(wěn)定為止,然后再考慮加固方案,這樣可避免重大事故的發(fā)生。
2、坡頂卸荷
在條件允許的前提下(如周邊環(huán)境空曠)將坡頂一定范圍內(nèi)的土體挖除,減少坡頂荷載,也是最有關(guān)效的基坑搶險(xiǎn)方案之一。
3、基坑內(nèi)臨時(shí)支撐
在可以施工對(duì)撐或可以采用工程樁進(jìn)行支撐的情況下,當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)位移較大時(shí),采用臨時(shí)鋼支撐也是較常用的方法之一。
4、雙液灌漿堵水
在基坑開(kāi)挖過(guò)程中,若發(fā)現(xiàn)止水帷幕止水效果達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,應(yīng)立即采取補(bǔ)救措施,對(duì)漏水量大,漏水點(diǎn)較深的情況,可采用雙液灌漿的堵水方案,采用水泥漿和水玻璃的混合漿液進(jìn)行堵漏,不僅速度快,而且效果好,但費(fèi)用稍高。
5、坡頂裂縫灌漿
當(dāng)坡頂由于支護(hù)結(jié)構(gòu)位移過(guò)大產(chǎn)生裂縫時(shí),應(yīng)及時(shí)采用水泥砂漿裂縫封堵,以免由于雨水溶入,土體軟化,坡面水壓力增大,導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)位移進(jìn)一步加大。
6、坡頂裂縫灌漿切勿在不對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)采用防護(hù)措施為填土反壓的條件下,采用壓力灌漿方法封堵,否則很容易使支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞。
7、支護(hù)結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)
當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)位移處于暫時(shí)穩(wěn)定狀態(tài),但支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量未能達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí),可對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)施工,補(bǔ)強(qiáng)方法可采用增設(shè)錨索(桿)或增設(shè)支撐結(jié)構(gòu)等。
六、結(jié)語(yǔ)
基坑工程在建筑工程界確實(shí)屬于事故高發(fā)項(xiàng)目,但對(duì)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)及施工技術(shù)而言,也并不是不可預(yù)防、不可避免;只要對(duì)基坑工程從勘察設(shè)計(jì)至基坑回填的全過(guò)程每一環(huán)節(jié)進(jìn)行有效的監(jiān)控;遇到問(wèn)題實(shí)事求是、認(rèn)真研究處理,基坑安全事故是完全可以預(yù)防的,也是可以避免的。
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