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岩溶地区深基坑支护技术与安全措施

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摘要:介绍了深基坑支护工程在实际应用中的特点、难点,剖析出深基坑支护工程常遇到的问题。通过实例分析,进行了深基坑支护技术的实施关键点和安全措施的研究,提出了实施工程监测是确保工程安全的有效手段。

关键词:深基坑;支护技术;监测措施

0引言

随着城市化的推进,建筑业高层、超高层建筑不断涌现,地下停车场、地下商场、地下地铁站、地下人防工程等大量地下结构建筑逐渐兴起,让地下空间得到了充分的利用。基坑支护工作是基坑施工的常见技术,科学合理的支护工作不但能确保地下空间结构的施工质量,同时也能提升地上部分结构的稳定性,尤其是对高层建筑的稳定和安全有着至关重要的作用[1]。

1深基坑支护工程的特点

1)开挖深度大、面积大,属于临时性工程,设计的安全储备相对较小[2]。2)周期长,受雨季影响明显,易引发水体滑移、基坑失稳,存在二次加固现象较多。3)施工难度大,深基坑支护与基坑降排水系统密切相关,而降排水系统的设置要考虑多种因素,包括与相邻已有建筑物的距离,水文地质情况,已有地下管线的敷设等。4)强度高,实际工程中,深基坑的支护结构所承受的土压力、水压力等较大,所需支护结构的强度要足以抵抗侧压力,则对支护结构的类型和施工工艺的要求很高。5)深基坑支护是一个动态发展和管理过程,具有连续性,在整个支护周期,不应出现薄弱环节。实行基坑支护的动态监测是基坑安全措施的关键因素。

2深基坑支护工程常遇的问题

支护工程的成败首先要满足安全性,再次要求质量关,然后再分析成本控制。从天时地利人和的角度去分析,深基坑支护工程所存在的问题,最根本在于“人为”,体现如下。

2.1勘察与设计不符

深基坑支护的第一关,是对地形的勘察,并对勘察报告深刻研究。现实中,支护设计时,忽略了工程实际的客观性,存在较多的“复制”的设计现象,改一下工程名称,施工图就出来了,带来了安全事故隐患。

2.2支护结构选型不严谨

常见支护类型主要有:挡墙支护、桩排支护、深层搅拌水泥桩支护、地下连续墙支护、锚杆支护、放坡支护等。现实中,支护类型的选择往往没有根据其工程特点确定,没有综合考虑安全和成本两者的因素,出现了“大材小用”现象,造成成本流失。

2.3施工管理不科学

深基坑支护是专项工程,需编制专项施工方案,更为甚者,还要专家论证;但施工现场管理中,实际施工的工艺流程、质量没有严格按照论证方案执行,出现“有图不依”“有案不看”“经验现象”生搬硬拼,结果施工质量偏差较大[3]。

3深基坑支护施工技术在建筑工程中的应用

3.1工程概况

本文所涉及的工程项目位于南宁—东盟经济开发区建设北路东侧。北侧为已建21号~24号楼,与本基坑边距离约为7m,均为筏板基础且筏板底高于本拟建基坑开挖底面约3m;南侧为已建12号、25号、26号楼,其与本基坑之间已做有支护桩。本基坑开挖深度5m~7m,基坑内北边长约为236m,基坑支护安全等级为二级,基坑侧壁重要性系数r=1.0,设计基坑支护有效期为12个月。

3.2场地地质条件

3.2.1自然地理、气象拟建场地在低纬度地区,气温较高、降水较多,属于亚热带季风气候环境,年平均气温21.6℃,极端最低温度-2.1℃,极端最高温度40.4℃;年平均降雨量1283.2mm,年平均蒸发量944.5mm;枯水季节一月平均降雨量41.8mm,平均蒸发量33.4mm;丰水季节六月平均降雨量241.8mm,平均蒸发量115.7mm。根据钻探揭露,场地地基岩土土层自上而下分别为素填土、红黏土、石灰岩、孤石组成,现分述如下:①素填土:棕红、灰黑色,稍湿,松散,局部稍密,主要以黏性土组成,含少量碎石,未经过碾压等压实处理,土质均匀性及密实性差,为欠固结土,填积年限约1年,属新近填土。厚度1.6m~5m。②红黏土:褐黄色,稍湿,硬塑~坚硬塑,为石灰岩受溶蚀残积而成,土质较均匀,含少量铁锰质结核,局部含量较多,刀切面较光滑,土状光泽,干强度就韧性高,无摇振反应。厚度1.5m~12.5m。③石灰岩:灰白色,隐晶质结构,中厚层状构造,中风化,属较硬岩,敲击声较清脆,有轻微回弹,稍震手,偶见节理裂隙发育,岩体较完整,岩芯呈短柱状~长柱状,该层全场地分布,未揭穿该层,最大厚度5.5m,层顶埋深6m~14.5m,层顶标高104.08m~112.31m。④孤石:场地内红黏土中局部分布有孤石,岩性主要为强风化石灰岩,岩芯破碎,厚度为1.8m,层顶埋深8m,层顶标高110.92m。

3.2.2水文地质条件勘察期间,场地外东北侧地表低洼处和场地内人工沟渠有较多积水,在钻孔深度内,场地内发现有1层地下水,为赋存于素填土层下部的上层滞水,水量不大,由大气降水和地表水补给,水文条件简单。

3.3基坑支护设计方式

AB段支护采用“支护桩+喷层”的支护方案,并对桩间土面进行挂网喷混凝土防护;喷射混凝土厚度为100mm,混凝土强度等级为C20,挂6.5@200双向钢筋网。CD段(含C—C'—D)支护采用“锚杆+喷锚层”的支护方案,土方开挖,做土钉并且对坡面进行挂网喷混凝土防护;喷射混凝土厚度为100mm,混凝土强度等级为C20,挂6.5@200双向钢筋网。BC,DA段支护采用“放坡+喷层”的支护方案,土方放坡开挖,并对坡面进行挂网喷混凝土防护;喷射混凝土厚度为100mm,混凝土强度等级为C20,挂6.5@200双向钢筋网。

3.4支护体系结构、构造及喷锚支护

施工技术要求采用100mm厚C20喷射混凝土面层,面层内配A6.5@200×200双向钢筋网。水泥采用P.C32.5复合硅酸盐水泥,砂料采用料径不小于2.5mm的中粗砂,石料采用粒径小于15mm的碎石。

3.5基坑排水

1)为防止在施工时基坑坍塌,根据设计要求,在基坑上部四周1m范围内采用100厚C15混凝土垫层进行隔水处理,基坑地界周围500范围内地面设置240×200截水沟(按5%放坡),两侧砌筑120mm厚砖墙,底部采用100mm厚C15混凝土垫层。沟内外侧面、底面采用1∶3防水水泥砂浆找平,在基坑底和顶部采用适当位置设置集水井,便于收集截排水沟的雨水。集水井内采用泥浆泵排水,集水井大小为800mm×1200mm×1200mm,采用实心240砖墙砌筑,底部采用150mmC15混凝土垫层,周圈底部、侧壁采用1∶3防水砂浆找平。2)排水沟、集水井应随基坑的挖深而挖深,保持基坑干燥。3)土方挖至基底垫层底标高后,将基坑底周边排水盲沟侧壁、底面抹25mm厚的1∶3水泥砂浆及集水井,每个角落一个,侧壁用M5水泥砂浆砌120mm厚黏土砖加固并用25mm厚1∶3水泥砂浆抹面,以防渗漏。

3.6监测措施

基坑监测需由建设单位聘请有资质的监测单位进行。

3.6.1周围已建楼房的监测

在基坑支护结构监测的同时,必须对周围的环境进行监测。监测的主要内容有:坑外地形的变形;临近建筑物特别是CD段边坡北面已建楼房的沉降和倾斜、地下管线的沉降和位移等观测。

3.6.2坑外地层变形

坑外地层变形监测包括地表沉降监测及地下水位监测,要参考监测点布置平面图。

3.6.3四周建筑物及地下管线沉降监测

其监测内容包括:1)开工前首次对四周建筑物、道路及地下管线原始数据测定;2)建筑物、道路及地下管线沉降监测;3)建筑物倾斜监测;4)观察地表裂缝;5)支护结构裂缝、渗漏水状况、基坑周围超载等。

3.7基坑支护效果

按此方案完成基坑支护后,本工程没有出现基坑滑坡、失稳、坍塌等现象,技术人员通过现场实时监测,基坑位移监测控制值在合理范围之内。以上资料证明,该方案对本项目的实施具有科学性和可实施性。

4结语

深基坑支护施工技术目前已日趋成熟,在进行深基坑施工时,我们更应关注施工设计、施工监测与支护安全,立足工程生命周期的分析,综合考虑进度、造价、质量等要素,如何做到“因地制宜”是实施深基坑护坡工程的重要问题。

参考文献:

[1]赵泽宇.简析建筑工程基坑支护施工技术要点[J].施工技术,2017(2):63-65.

[2]韩秋石,黄涛.国内深基坑支护发展综述[J].华东公路,2014(1):89-92.

[3]张靖伟.深基坑支护问题及对策分析[J].建筑知识,2015(8):290.

作者:沈建增1,2 单位:1.南宁学院土木与建筑工程学院,2.广西中盛建筑设计有限公司

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