浅谈高层建筑深基坑支护技术
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【摘 要】:本文阐述了在高层建筑深基础施工中应注意的事项。重点是做好排水、降水及支护工作 ,同时强调了施工中各项工艺要求及施工安全要求。
【关键词】:高层建筑 深基坑 支护技术 设计管理 施工控制
中图分类号:TU473.2 文献标识码:A 文章编号:1003-8809(2010)08-0197-01
随着城市建设的发展,城市地皮有限,向高处发展,向地下发展逐渐成为城市建筑的趋势,这些工程施工地域狭小,基坑深度大,周围道路、管线、建筑物近,要求基坑开挖面小,技术要求高,这些给基坑支护带来了很多的技术难题,对基坑支护质量尤为突出。
一、施工准备阶段的控制要点
1.设计管理。设计方案的合理性是直接影响深基坑支护工程成败的关键因素,一个成功的深基坑支护设计方案应当经济合理、安全可靠、施工技术可行。在我国,深基坑的出现较晚,深基坑支护设计日趋成熟,但设计参数众多,地质不明因素的影响,使设计工作的难度加大。据2000年的资料统计,在基坑工程施工质量事故中,由于设计原因造成的事故占总数的43%。设计原因主要表现在:无证挂单设计、盲目设计、参数取值错误、地下水处理方法失误、支护方案选择不当等。要改变这种状况,首先,设计人员应具有较强力学知识(理论、材料、结构、流体、土力学)和地基与基础等多学科的知识,又要有丰富边坡支护设计经验,熟悉当地的水文地质状况和特点,在结合建筑及周围环境特点的基础上,设计出经济合理的深基坑支护方案。其次,工程人员在施工前应对方案进行认真审核,理解设计意图,及时与设计人员沟通以掌握方案,在施工组织时,使各个组成部分、各道工序协调有序。再次,业主方应了解深基坑支护的重要性,选择有经验的设计单位设计支护方案。
2.分包单位的选择。由于深基坑支护的特殊性,其施工应由具有施工资质与能力的专业分包队伍进行。施工单位的技术力量、整体素质是影响工程质量的重要因素之一,监理工程师应协助业主审查总包单位选定的专业队伍,选择社会信誉好、技术力量强、施工经验丰富的分包单位,最好有类似工程的施工经历,同时应防止层层转包、“层层剥皮”,以致影响工程质量的现象发生。
3.施工专项方案审定。施工专项方案是具体指导施工的重要文件。但在目前,有些施工单位往往是照搬他人的方案;有的虽说是按具体工程的实际情况编制的,但控制要点不具体,措施针对性不强,基本上无指导意义。因此,监理工程师应认真审核施工单位提交的专项方案,对不能满足施工要求的,坚决要求其修改完善后按程序申报,特别复杂的方案可组织专家汇审,待总监审批后方能实施。审核内容主要有:施工平面图、基坑的支护方式、基坑开挖方式、降水措施、施工工期、监测布置的合理性等。
二、施工阶段的控制要点
施工阶段是项目实施的关键阶段,监理工程师应根据地质勘探资料和当地水文气候条件,结合当地深基坑工程施工的经验和条件,确定工程的关键项目,要求施工单位制定专项施工方案报监理机构审核,并强调要制定突发事件的应急预案。
1.深基坑工程的施工。深基坑工程包括挖土、挡土、围护、防水等环节,是一项复杂的系统工程,任何一个环节的失误都有可能导致施工失败,甚至造成事故。施工单位要严格按照施工规程、经批准的施工组织设计及相关的技术规范组织施工,对各施工要点要制定具体措施,并加强过程控制。例如,确定土方开挖方案时,应对周围建筑物、构筑物进行拍照和录像,对地质勘测报告、周围建筑物及地下设施情况等信息进行分析,对特殊土质需精心组织施工,膨胀土地区不宜在雨季开挖,软土地区分层开挖的深度不宜太大。若挖土高差太大或挖土进度过快,极易改变土体原来的平衡状态,降低土体的抗剪强度,可导致土体快速滑移,这样不利工程监控,易造成坍塌事故。
2.深基坑周围土体止水效果的控制。在地下水位较高的地区,地下水对深基坑工程施工带来的危险程度是相当高的。地下水的来源一般为上层滞水、潜水、承压水、雨水及基坑周围的渗漏管道水,由于水的来源复杂,枯水期和丰水期水位变化的影响,在制定止水方案时应从深基坑工程的防水、降水和排水3个方面考虑,根据地质勘察部门提供的地质资料,深入分析地下水的成因,了解深基坑周围环境,对周边有建筑基坑,宜采用以堵为主,抽水为辅,否则会导致基坑周围土体与水体的流失,使建筑物不均匀沉陷,甚至发生坑底流沙、管涌等现象,增大了处理难度,拖延了工期,反之,以降水为主。
止水帷幕是高水位地区深基坑支护工程中常用的止水措施,其施工方法主要有高压喷射注浆法、浆喷深层搅拌法、粉喷深层搅拌法和压力注浆法等。采用浆喷深层搅拌法进行止水帷幕止水施工时,如果止水帷幕的搅拌桩成桩质量不好,深基坑开挖后会出现渗水较多的现象。若此时再采用灌浆的方法进行处理,则延误工期、增加造价。
3.深基坑支护的信息化管理。基坑支护结构信息化管理的主要手段,是安排专业施工监测人员对基坑现场及周围建筑物进行监测,根据基坑开挖期间监测到的基坑支护结构或岩土变位等情况,比照勘察、设计的预期性状,动态分析监测资料,全面掌握位移变化的大小、方向、变化频率,对照报警标准,预测下一阶段工作的动态,及时对施工中可能出现的险情进行预报,超过位移设定的预警值时,应及时采取有效的应对措施,确保工程安全。
深基坑支护结构工程监测的主要内容有:支护结构顶部水平位移;支护结构沉降和裂缝;临近建筑物、道路的沉降、倾斜和裂缝;基坑底隆起的观测等。以上监测除每天进行目测之外,一般每8～10m设一个监测点,关键部位适当加密,开挖后每天监测3次,位移大时应适当加密。
观测结果要真实反映所测目标的动态趋势,并绘出变化曲线图,以传递险情前兆信息,找出险情发生的必要条件,如地质特性、支护结构、临近建筑物、地下设施等,结合相关的诱发条件,如气象条件、开挖施工、地下水变化等,根据基坑支护结构的稳定性计算结果进行科学决策,以排除险情。开挖较深的基坑时,还应测试支撑的内应力,当应力值达到设计值的90%(或支撑变形达10mm)时,要及时采取防范措施。另外,因现场施工情况复杂,监测点极易被破坏,要注意对监测点的保护。
深基坑工程的施工是一个循序渐进的过程,施工单位应按先设计、后施工的程序施工,并尽量做到边施工、边监测,还要遵循“分层开挖,先撑后挖,随挖随撑,对称均衡,限时限量”的原则,杜绝盲目施工和野蛮施工的现象,加强对整个深基坑施工过程的控制,保证工程顺利、安全地完成。
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