我國大量的深基坑工程始于20世紀80年代,由于城市高層建筑的迅速發展,地下停車場、高層建筑埋深、人防等各種需要,高層建筑需要建設一定的地下室。近幾年,由于城市地鐵工程的迅速發展地鐵車站、局部區間明挖等也涉及大量的基坑工程,在雙線交叉的地鐵車站,基坑深達20-30m。水利、電力也存在著地下廠房、地下泵房的基坑開挖問題。
無論是高層建筑還是地鐵的深基坑工程,由于都是在城市中進行開挖,基坑周圍通常存在交通要道、已建建筑或管線等各種構筑物,這就涉及到基坑開挖的一個很重要內容,要保護其周邊構筑物的安全使用。而一般的基坑支護大多又是臨時結構、投資太大也易造成浪費,但支護結構不安全又勢必會造成工程事故。因此,如何安全、合理地選擇合適的支護結構并根據基坑工程的特點進行科學的設計是基坑工程要解決的主要內容。以下簡單介紹當前基坑工程中常見的支護結構類型及不同地基土條件下的基坑工程支護結構選型原則。
1 基坑支護的類型及其特點和適用范圍
1.1 放坡開挖
適用于周圍場地開闊,周圍無重要建筑物,只要求穩定,位移控制五嚴格要求,價錢最便宜,回填土方較大。
1.2 深層攪拌水泥土圍護墻
深層攪拌水泥土圍護墻是采用深層攪拌機就地將土和輸入的水泥漿強行攪拌,形成連續搭接的水泥土柱狀加固體擋墻。水泥土圍護墻優點:由于一般坑內無支撐,便于機械化快速挖土具有擋土、止水的雙重功能一般情況下較經濟施工中無振動、無噪音、污染少、擠土輕微,因此在鬧市區內施工更顯出優越性。水泥土圍護墻的缺點:首先是位移相對較大,尤其在基坑長度大時,為此可采取中間加墩、起拱等措施以限制過大的位移其次是厚度較大,只有在紅線位置和周圍環境允許時才能采用,而且在水泥土攪拌樁施工時要注意防止影響周圍環境。
1.3 高壓旋噴樁
高壓旋噴樁所用的材料亦為水泥漿,它是利用高壓經過旋轉的噴嘴將水泥漿噴入土層與土體混合形成水泥土加固體,相互搭接形成排樁,用來擋土和止水。高壓旋噴樁的施工費用要高于深層攪拌水泥土樁,但其施工設備結構緊湊、體積小、機動性強、占地少,并且施工機具的振動很小,噪音也較低,不會對周圍
建筑物帶來振動的影響和產生噪音等公害,它可用于空間較小處,但施工中有大量泥漿排出,容易引起污染。對于地下水流速過大的地層,無填充物的巖溶地段永凍土和對水泥有嚴重腐蝕的土質,由于噴射的漿液無法在注漿管周圍凝固,均不宜采用該法。
1.4 槽鋼鋼板樁
這是一種簡易的鋼板樁圍護墻,由槽鋼正反扣搭接或并排組成。槽鋼長6~8m ,型號由計算確定。其特點為:槽鋼具有良好的耐久性,基坑施工完畢回填土后可將槽鋼拔出回收再次使用施工方便,工期短不能擋水和土中的細小顆粒,在地下水位高的地區需采取隔水或降水措施抗彎能力較弱,多用于深度≤4m的較淺基坑或溝槽,頂部宜設置一道支撐或拉錨支護剛度小,開挖后變形較大。
1.5 鋼筋混凝土板樁
鋼筋混凝土板樁具有施工簡單、現場作業周期短等特點,曾在基坑中廣泛應用,但由于鋼筋混凝土板樁的施打一般采用錘擊方法,振動與噪音大,同時沉樁過程中擠土也較為嚴重,在城市工程中受到一定限制。此外,其制作一般在工廠預制,再運至工地,成本較灌注樁等略高。但由于其截面形狀及配筋對板樁受力較為合理并且可根據需要設計,目前已可制作厚度較大(如厚度達500mm 以上) 的板樁,并有液壓靜力沉樁設備,故在基坑工程中仍是支護板墻的一種使用形式。
1.6 鉆孔灌注樁
鉆孔灌注樁圍護墻是排樁式中應用最多的一種,在我國得到廣泛的應用。其多用于坑深7~15m 的基坑工程,在我國北方土質較好地區已有8~9m 的臂樁圍護墻。鉆孔灌注樁支護墻體的特點有:施工時無振動、無噪音等環境公害,無擠土現象,對周圍環境影響小墻身強度高,剛度大,支護穩定性好,變形小當
工程樁也為灌注樁時,可以同步施工,從而施工有利于組織、方便、工期短樁間縫隙易造成水土流失,特別時在高水位軟粘土質地區,需根據工程條件采取注漿、水泥攪拌樁、旋噴樁等施工措施以解決擋水問題適用于軟粘土質和砂土地區,但是在砂礫層和卵石中施工困難應該慎用樁與樁之間主要通過樁頂冠梁和圍檁連成整體,因而相對整體性較差,當在重要地區,特殊工程及開挖深度很大的基坑中應用時需要特別慎重。
2 淺述基坑支護結構的類型及設計原則
1.7 地下連續墻
通常連續墻的厚度為600mm、800mm、1000mm,也有厚達1200mm的,但較少使用。地下連續墻剛度大,止水效果好,是支護結構中最強的支護型式,適用于地質條件差和復雜,基坑深度大,周邊環境要求較高的基坑,但是造價較高,施工要求專用設備。
1.8 土釘墻
土釘墻是一種邊坡穩定式的支護,其作用與被動的具備擋土作用的上述圍護墻不同,它是起主動嵌固作用,增加邊坡的穩定性,使基坑開挖后坡面保持穩定。土釘墻主要用于土質較好地區,我國華北和華東北部一帶應用較多,目前我國南方地區亦有應用,有的已用于坑深10m 以上的基坑,穩定可靠、施工簡便且工期短、效果較好、經濟性好、在土質較好地區應積極推廣。
1.9 SMW工法
SMW工法亦稱勁性水泥土攪拌樁法,即在水泥土樁內插入H 型鋼等(多數為H 型鋼,亦有插入拉森式鋼板樁、鋼管等) ,將承受荷載與防滲擋水結合起來,使之成為同時具有受力與抗滲兩種功能的支護結構的圍護墻。SMW 支護結構的支護特點主要為:施工時基本無噪音,對周圍環境影響小結構強度可靠,凡是適合應用水泥土攪拌樁的場合都可使用,特別適合于以粘土和粉細砂為主的松軟地層擋水防滲性能好,不必另設擋水帷幕可以配合多道支撐應用于較深的基坑此工法在一定條件下可代替作為地下圍護的地下連續墻,在費用上如果能夠采取一定施工措施成功回收H 型鋼等受拉材料則大大低于地下連續墻,因而具有較大發展前景。
1.10 基坑支護選型小結
基坑支護型式的合理選擇,是基坑支護設計的的首要工作,應根據地質條件,周邊環境的要求及不同支護型式的特點、造價等綜合確定。一般當地質條件較好,周邊環境要求較寬松時,可以采用柔性支護,如土釘墻等;當周邊環境要求高時,應采用較剛性的支護型式,以控制水平位移,如排樁或地下連續墻等。同樣,對于支撐的型式,當周邊環境要求較高地質條件較差時
,采用錨桿容易造成周邊土體的擾動并影響周邊環境的安全,應采用內支撐型式較好;當地質條件特別差,基坑深度較深,周邊環境要求較高時,可采用地下連續墻加逆作法這種最強的支護型式?;又ёo最重要的是要保證周邊環境的安全。2.基坑支護的設計要求
基坑支護作為一個結構體系,應要滿足穩定和變形的要求,即通常規范所說的兩種極限狀態的要求,即承載能力極限狀態和正常使用極限狀態。所謂承載能力極限狀態,對基坑支護來說就是支護結構破壞、傾倒、滑動或周邊環境的破壞,出現較大范圍的失穩。一般的設計要求是不允許支護結構出現這種極限狀態的。而正常使用極限狀態則是指支護結構的變形或是由于開挖引起周邊土體產生的變形過大,影響正常使用,但未造成結構的失穩。
因此,基坑支護設計相對于承載力極限狀態要有足夠的安全系數,不致使支護產生失穩,而在保證不出現失穩的條件下,還要控制位移量,不致影響周邊建筑物的安全使用。因而,作為設計的計算理論,不但要能計算支護結構的穩定問題,還應計算其變形,并根據周邊環境條件,控制變形在一定的范圍內。
一般的支護結構位移控制以水平位移為主,主要是水平位移較直觀,易于監測。水平位移控制與周邊環境的要求有關,這就是通常規范中所謂的基坑安全等級的劃分,對于基坑周邊有較重要的構筑物需要保護的,則應控制小變形,此即為通常的一級基坑的位移要求;對于周邊空曠,無構筑物需保護的,則位移量可大一些,理論上只要保證穩定即可,此即為通常所說的三級基坑的位移要求;介于一級和三級之間的,則為二級基坑的位移要求。
對于一級基坑的最大水平位移,一般宜不大于30mm,對于較深的基坑,應小于0.3%H,H為基坑開挖深度。對于一般的基坑,其最大水平位移也宜不大于50mm。一般最大水平位移在30mm內地面不致有明顯的裂縫,當最大水平位移在40-50mm內會有可見的地面裂縫,因此,一般的基坑最大水平位移應控制不大于50mm為宜,否則會產生較明顯的地面裂縫和沉降,感觀上會產生不安全的感覺。
一般較剛性的支護結構,如擋土樁、連續墻加內支撐體系,其位移較小,可控制在30mm之內,對于土釘支護,地質條件較好,且采用超前支護、預應力錨桿等加強措施后可控制較小位移外,一般會大于30mm。
結語:基坑支護是一種特殊的結構方式,具有很多的功能。不同的支護結構適應于不同的水文地質條件,因此,要根據具體問題,具體分析,從而選擇經濟適用的支護結構
篇2:設計主線:地勘土方支護設計
設計主線:地勘、土方、支護設計
地勘、土方開挖及基坑支護是單體方案階段同步進行的,是施工的第一步工作;
通俗來說,我們要蓋房子,買了塊土地,首先要看看這塊地里土質怎么樣(地質勘測),太松軟了,房子會塌陷,要(換填、打樁),太硬了挖坑費事(石方);不只看表面,要打個空,看看下面10-20米土層的分布情況,看看到多深的有足夠承載力的巖層,能承的起我們的房子;再看看周邊的地下水情況,會不會有超大的浮力把地板拱裂滲透;
要先挖個坑埋基礎,坑大了費錢,坑小了穩定性不夠(土方開挖);挖出的土運出去堆在別人的地上要給錢(土方外運);地塊大一點,可以把一期坑里的土,堆到二期里(土方倒運);土地本身有高差,設計標高取的好,這邊挖了,填到那邊,正好平整了(土方平衡);
坑挖好了,要在坑壁上做好安全措施,可能下場雨側壁塌方了,現場的工人危險(基坑支護);可能地下水滲進坑里,成了水潭沒法施工(止水帷幕);
一、地勘:(勘察設計協會審查)
初勘:拿到土地前期,無設計圖紙,按20m×20m方格網布點勘測,當地勘察單位對地質情況比較了解,可協商網距適當放寬,勘測費用可減過半;初勘可在立項階段對項目土石方費用做出較為貼切的估算,避免出現后期嚴重超支情況;
詳勘:根據單體方案外輪廓,布置勘測點(勘察單位布點),勘測;
勘察報告審查:
詳勘原則上,應在單體方案審批通過后進行;項目工期緊張時,可在單體方案基本確認后,與單體審批同步進行,《單體方案審查意見書》一拿到就可以送審;
勘察報告解讀:
持力層:土層分布一般從表面到里面常見的幾層:沙土、強風化、中風化;表面覆土承載力比較低,一般清掉,如果是低層小房,強風化層可能承載力就夠了,中高層一般要到中風化;地勘報告里會把每層土的承載力標出來,結構專業一看基本有數;
斷面:用來分析計算方量;
抗浮水位:水位高了,基坑要做止水帷幕,基礎底板要做抗浮錨桿或地下水疏導措施;
?。ǖ乜眴挝悔呌诒J?,會適當提高水位,可找專家做論證,看是否能降低)
二、土方:(不用外審)
當單體方案初步確定后,地下室底板設計標高及外邊界基本確定,結構專業給出基礎的估算厚度,可出具開挖圖;
開挖圖的基本信息:坑底標高、開挖輪廓、斷面示意;
注意點:開挖輪廓不是建筑輪廓,要加上基礎外擴寬度(約1米)和施工操作面(約1.5米);
前期為粗挖,可用方案預估坑底標高,快到底部時半米時,要根據施工圖重新提準確的開挖標高,避免土方二次開挖或回填;
土方量的計算:土方開挖倒運成本約30-60元/立方米,石方約80-120元/立方米,如果臨近處有居民或者商場正在使用中的建筑,需要用到靜力爆破,成本600-800元/立方米;
因此分析地勘報告,結合地質情況確定設計標高,估算土方石方量尤為重要;盡量減少石方開挖,如能做到地塊內部土方自平衡更好;
三、基坑支護:(勘察設計協會審查)
基坑支護屬于臨時設施,設計方式及收費差異較大,最好帶方案招標,在經濟性與安全性上取平衡;在設計角度,安全性要考慮高一些(項目公司其他部門會更多考慮經濟性);我們基坑出現過局部塌方,基坑邊上板房的一側房間直接跟著塌到坑里了,幸好在晚上,沒有人員傷亡;專家分析是大雨滲入路邊的綠化,導致側面土的膨脹,增加了側推力,保險做法是把地面的花壇全部用混凝土封??;
支護方案根據基坑深度及周邊情況確定,3-5米算淺基坑,5米以上算深基坑,有條件盡量放坡;次選放坡與混凝土支護梁/支護樁結合;實在受限,選用垂直支護樁;以上屬于比較常見的支護形式;
基坑支護審查:
報審流程:圖紙-專家評審(現場勘查/評審會)-審核蓋章;收費根據坑深度3-5萬不等;
后期出現特殊情況,可進行局部變更;
篇3:基坑支護工程進度計劃工期保證措施
基坑支護工程進度計劃與工期保證措施
?。ㄒ唬┦┕そM織
?。?)配備一套土釘施工設備,每大班配備10人,二大班作業,約每7天完成一層土釘施工。計劃55天完成全部土釘墻工程施工。
?。?)配備電焊工2人、電工2人、測量工2人、鋼筋工2人、機修工2人、
普工2人,配合施工。
?。ǘ┻M度計劃工程進度計劃詳見附表
?。ㄈ┕て诒WC措施該項工程工期短,為確保按期順利完工,應采取如下工期保證措施:
?。?)配備組織協調能力強、技術好、業務精、能吃苦、作風過硬的項目領導班子。組織一支技術好、吃苦耐勞、作風過硬的工人隊伍,決心按計劃工期完成該項工程施工。
?。?)施工組織設計是組織施工的指導性技術文件,對于確保工程質量和工期至關重要。因此,在施工準備階段,必須按施工承包合同、施工圖紙要求,編制科學合理、切實可行的施工組織設計,并認真付諸實施。
?。?)抓緊做好施工準備。做好施工準備,是確保按時開工和連續施工的前提條件。工程施工承包合同簽訂后,應即成立項目經理部,做好組織準備、技術準備、物資準備和現場準備,以便早日開工、連續施工。
?。?)配備狀況好、足夠數量的施工機械,加強維修保養,提高設備完好率,確保滿足施工需要。
?。?)確保物資供應。工程用料必須確保施工需要,防止停工待料,保證連續施工。
?。?)加強工程質量和安全管理,杜絕工程返工,確保安全生產,做到一次交驗成功。
?。?)實行日、周、月計劃制度,狠抓日計劃和周計劃的落實,確保月計劃和工程總進度計劃的完成。
?。?)搞好夜間照明,提高夜間施工效率。
?。?)做好雨天施工準備,堅持雨天施工,確保夜以繼日連續施工,正常施工。