深基坑支护工程施工探讨
【摘要】深基础的施工,除了要精心的基础设计以及符合实际的支护体系设计外,要有一支精干的施工队伍和良好的施工组织管理。
本文结合浙江某工程实例,对基坑支护失效及随后所采取的处理方案进行了探讨并提出自己的意见建议。
【关键词】基坑支护失效处理措施意见建议
前言
高层建筑的兴建和地下空间的开发利用,使深基坑的支护摆到了十分重要的地位,尤其是在软土地区中进行深基坑的开挖所暴露的问题日益增多,出现的事故也屡见不鲜。
要成功地进行深基础的施工,除了要精心的基础设计以及符合实际的支护体系设计外,要有一支精干的施工队伍和良好的施工组织管理,现就沿海城市某22层大厦基坑支护失效及随后所采取的处理方案进行讨论。
1、深基坑支护系统
城市建设中,由于建筑物鳞次栉比,在深基坑开挖中,没有余地可供边坡放坡之用,因此常依赖于支护手段来保证基础工程的正常施工。
支护结构大致有以下几种:高压喷射或深层搅拌形成的水泥土墙。
此种支护适于开挖深度不超过6m的情况,施工无噪声,具有抗渗能力,可以提高人工降水效果。
水平土压力是作用在支护结构上的主要荷载,土压力大小的确定目前仍沿用传统的土压力理论,由于理论的假设条件与工程实际存在一定的出入,主动土压力和被动土压力的实现都与支挡物的位移有关,且其大小对土工试验参数也是较敏感的,因此,精确地确定支护结构上土压力十分困难。
2、工程基本概况
某大厦位于沿海城市,地下2层,地上22层,开挖面积为61.5m×42m,开挖深11m,基础采用桩筏式。
拟建建筑物的北侧及东侧是两栋已建的6 层砖混住宅,其基础为砂垫层上的浅基础,基坑边缘距住宅最近距离只有10m。
场地各层土的物理力学指标见表1,地下水位在地面下1m 处。
该工程年初破土动工,由于基坑开挖产生的施工技术、管理方面诸多问题,持续5 个月没有进行基础施工。
3、支护体系及其失效特征
工程采用桩筏式基础,开挖之前做工程桩,直径1000mm,之后做围护桩,直径600mm,间距1000mm,桩长26m,从基坑底入土15m。
在开挖前沿基坑周围做井点降水,并随开挖进展在坑内排水,为了防止降水引起地面沉降而诱发东、北两侧相邻住宅的倾斜、开裂,在围护桩外围增设了直径500mm 的素混凝土阻水桩。
这些措施在设计上无疑是合理有效的,但在开挖过程中,却出现了坑壁大量渗水,多处出现管涌现象,大量砂、土流入坑内,基坑附近地表多处下沉、开裂,最大裂缝宽度达 1.5m,支护桩向坑内产生较大水平位移,并引发原有住宅发生沉降及倾斜,最大沉降量达50mm,居民们惶恐不安。
发生险情之后围绕抢险加固开展了大量工作,仅维护坑壁的稳定及抢险加固就花销58.3 万元,工期4 个月。
4、失效原因及处理方案分析
4.1 不设支护情况稳定性验算情况
在不考虑支护条件下,采用毕肖普(Bishop)的圆弧滑动面法计算土坡的稳定安全系数K。
不降水情况为K=0.028,降水情况为K=0.388,由以上情况可见,基坑开挖时必须采取支护措施。
4.2 降水影响
本次开挖采用井点降水与局部回灌方法相结合的降水措施,降水深度至地面以下9m--11m ,经计算降水影响半径在26.5m--43.0m之间,降水后,形成降水漏斗曲线,距边坡不同距离水位下降。
4.3 补救措施
出现险情后,相继采取了四项措施:(1)做锚杆,即在地面以下4m处设置锚杆。
(2)在地面做钢筋地锚。
(3)做钢管内支撑,一端支于围护桩与锚杆连接处,另一端支于工程桩桩顶。
(4)在支护桩桩间渗水处用水泥砂浆涂抹。
四项措施中,前两项措施较为有利,但锚杆的施工速度较慢,使支护桩的水平位移、周围建筑物的沉降及倾斜长时间发展,没有得到有效地控制。
第四项措施很不理想,水泥砂浆抹面以后,渗流仍然很严重,坑内大量积水。
4.4 施工质量
在支护桩顶设锁口梁,该梁多处间断,不封闭,对加强支护桩的整体刚度起的作用甚小。
同时,支护桩和阻水桩质量较差,混凝土不密实,局部缩颈,箍筋间距大,且没有全部与主筋焊接,使桩的刚度削弱。
另外,阻水桩做的不理想,没有达到密闭状态,致使第三层土中砂不断地随水流流向坑内。
结语
基坑支护系统作为一种临时性的设施,其设计一般安全储备较小,也就是说大多数基坑支护体系的可靠性都有一定的适用前提和附加条件,而地下工程施工又是一项可变因素最多的工程,一旦设计前提不符,就使设计方案潜伏着事故隐患,而有一部分人对此认识不足,总以为是一种临时性的施工措施,甚至业主方希望在支护系统中节约投资,进行不恰当的干预,造成设计施工为难境地。
参考文献
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