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深基坑支护与降水施工技术

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【摘要】为了不断提高保证基坑的施工技术,保证主体地下结构的安全,力争周围环境不受损害。在深基坑的开挖施工过程中,所采取的支护结构,如降水和土方开挖,以及土方的回填,在施工过程中在还包括勘察和设计、施工和监测等工程的总称,为基坑工程。本文将从下面几个方面进行分析其支护和将水施工。

【关键词】深基坑支护,降水,施工,技术分析

中图分类号: TV551.4 文献标识码: A

一、前言

近年来,我国各类建筑工程飞速发展,多层建筑、高层建筑的地下室、地下车库,以及地铁车站等地下工程的施工,都有新的施工技术,即深基坑工程。加强对深基坑的支护技术和降水施工具有重要意义。

二、建筑施工过程中深基坑支护的设计与选择

一个基坑支护工程的能否成功,设计是很关键的。在深基坑所发生的事故中,由于设计原因造成的大约占了近一半的比例,由此可见设计的重要性了。具体要求如下。

1.主持设计的人员必须具备较高的专业知识,还要有丰富的支护设计的实际经验,对所要施工的地点的水文地质的特点要把握准确,对周边环境要熟悉。综合以上情况设计出科学合理的支护施工方案。

2.在设计选用深基坑支护结构时,应优先选择与工程基础桩相同类型桩作为基坑支护结构,若是本工程的基础桩采用的是钢筋混凝土灌注桩,那么基坑支扩结构也要最好采用这种桩型,不过它的尺寸可适当选用较小一点的,目的是为了节约进场成本。

(一)如果基坑比较深而围护桩布置允许的情况下,就要使用两排支护桩,因为用这样的方式,它的力学性最好并使两排桩和桩顶部的圈梁组成钢架结构,而桩间的砂石也与支护桩一起受力,这样就可使基桩的配筋量有所减少,从而降低了成本。

(二)如果围护桩必须达到防渗的需要时,而基坑的深度又小于七米,且回填土中又多是较碎的砖瓦时,就不适合使用水泥搅拌桩,而应该选用水泥注浆。北方地区,如果基坑较深,又有粘土,则可使用钢筋混凝土桩加锚杆支护形式,而其他地区一般采用大直径钢筋混凝土灌注桩,桩顶加钢筋混凝土圈粱,转角处加斜支撑。

(三)如果建筑的地基土是淤泥,而基坑又比较深时,则一般采用钢筋混凝土地下连续墙。如果工程造价较高,则可选用大直径两排钢筋棍凝土灌桩,中间加水泥搅拌桩,这各支护方式可防渗,又具有很好的力学性。总之,在选用围护桩时应设计多种方案,结合现场实际,考虑施工条件和土质水文情况,来选择最切实际的支护方式。

3.在对高层建筑工程深基坑开挖时要遵循以下原则:自上而下,分层开挖、先撑后挖以及严禁超挖,在此基础上也要确保施工的连续性,确保基坑支护的暴露时间最少

4.相关人员在平整场地、修整坡面或者清理坑底需要使用机械设备时,要保持处于机械的回转半径之外,如果是在其内,必须停止机械工作,待调整好确认安全之后再进行施工。施工时如果离电缆线的距离是1m 之内必须严禁土方机械设备的运作。在机械设备使用过程中坚决不能对其检修,修整时,确保停机在最低位置,悬空的部位垫土。

5.挖掘机施工时,要在机械设备的性能的规定条件下工作,对开挖的深度以及高度都不能超过机械设备本身。

三、基坑的降水方案设计

1.降深要求

基坑开挖在具体的施工过程中需要进入到强透水性的砂层,这时候,基坑内就开始大量的积水,为了保证整个基坑开挖过程的安全性,使基坑壁的内部结构保持稳定,避免大量涌水和砂土流失现象的发生,在进行降水设计时,必须把基坑降水和基坑支护的施工降水综合在一起考虑,必须使基坑桩的承台底高于地下水位0.5m以上。

2.降水方案

深基坑降水目前在我国比较常见的方法是管井井点降水和明沟降排水。其中,明沟降排水只是收集基坑中和基坑壁局部渗出的地下水,比较适用于降水深度不大的工程。对于基坑降水要求较高的工程,可设计管井井点降水。

四.基坑开挖前的初期排水

1.排水量的估算

排水量的估算主要包括对大气降水、围堰内积水、渗水的估算。为了减少排水的工程量,我们在建设水利工程的地基等基础部分的时候一般选择在枯水期,这时候大气的降水量少,地下水的水位也比较低,比较好计算和施工。

2.泵站的布置以及水泵的选择

泵站的位置的布置是极其讲究的,它关系着水泵和吸、排水管路的设置。同时水泵的选择也是相当重要的,不同的水泵有不同的特性,离心式清水泵对水质的要求比较高,而离心式渣浆泵和潜水排污泵则用于抽送含有纤维介质和大颗粒的高浓度水体。在选择水泵时应注意考虑水体的水质及各个水泵的特性。

五、基坑的排水施工

1.井管施工

井管施工一般多用水冲沉井或钻井工具如回旋钻机造孔,当井管外径40~50cm 时,回旋钻机造孔直径为70~80cm,为了防止造孔时井壁坍塌,可用比重为1.1~1.2 的泥浆护壁,从开始到井孔完成都要使孔内泥浆面高出地下水常水位,并略低于井口(0.3~0.5m 左右)。井管全部完成后,先在底管内填厚0.5m 的黄砂,再填厚0.5m 的细砾石、碎石,然后将钻孔和井管间空隙用平均粒径为含水土层平均粒径8~12 倍的细砾石、粗砂回填,使之在抽水过程中起到拦砂滤水的作用,回填滤料的厚度不小于10cm。如滤料颗粒较粗,可以在透水管外包塑料窗纱布或玻璃丝布,用14 号铅丝儿箍紧,也有较好的滤水作用,井管四周填实固定后,用副绳拔掉插钎、拉出钢坤绳。

2.粉土和粉砂基础降低地下水施工

位于地下水位较高处的粉土和粉砂基础,在基础开挖过程中,由于渗水作用容易发生流砂、管涌,给施工带来很大困难。因此,在粉砂粉土地基上施工,降低地下水位是一项关键措施。如采用放缓边坡、铺垫砂砾反滤层或柴梢等防止流砂和管涌的办法,工程量相应增加,既不经济,又对施工造成干扰,效果不理想。近年在滨海地区修建涵闸时,一方面从施工工艺或基础结构上采取措施;另一方面就是在降低地下水上下功夫,如在基坑周围设井管排水系统或射流装置排水,都能取得很好效果。

3.明沟排水施工

这是一种应用普遍的方法,因为它的设备简单、排水过程较方便。在开挖基坑时,采用截、疏、抽来排水,主要排的是围堰和基坑的地下渗水、大气降水。当可以利用地形条件自流排水时要尽量自排。

六、进行井管施工或开挖排水沟、集水井时需要注意的问题

1.在进行井管施工时必须要在滤水管部位正确的安装扶正器,扶正器的安装距离是每间隔5—6m安装一组,每组4~6片。这样做的目的就在于防止滤水管在孔内的位置不居中,偏离中心,从而导致某一面没有砾料或很少,没能起到过滤的作用,形成涌砂。

2.在进行井管施工时必须注意选择井径和管径,确保两者间有一定的充足的合适的间隙,使用来保证水清砂净的滤料有充填的位置。同时,在保证所需水量的条件下,要控制好管径的加大或缩小,避免增加成本和施工的难度。

3.在修建集水井的时候,要控制好大小,集水井的大小一般应是选用的水泵在10-15分钟的出水量,一般尽量大于这个要求。同时,集水井的深度也有要求,一般规定要满足水泵的工作深度,并且要保持排水的水面在基坑工作面的30-50cm之下。

4.管井建成之后,在选择抽水设备要注意依据抽水试验得出的结果,不能随心所欲的随便安装水泵,以免导致井的出水量和正常的出水量不一致,从而引起流砂。管井在抽水时的水位不能超出第一个取水含水层的过滤器。

5.在修建排水干沟时要注意选择的位置,尽量不要让它的位置干扰到水利工程的正常施工,在修建时也要考虑排水的需求,根据渗水量和地形的坡度来设定干沟的断面。

6.在用水泵排水时要注意选择排出水的排水位置,要考虑距离的远近。距离太远,工程量大,排水慢,需要的时间多。距离太近,排出的水又会慢慢的渗入到基坑,影响工程的建设。在排水时,要派出专门的人员负责水泵和排水沟的维修和清理工作,以保证排水的效率和排水的畅通。

七、结束语

通过对基坑支护和降水施工的探讨有助于进一步提高基坑施工质量,确保施工安全,有助于实现经济效益和社会效益的统一。

参考文献

[1]张伟.有关高层建筑工程深基坑支护施工技术研究[J].城市建设理论研究(电子版),2012(9).

[2]钱中华高层建筑深基坑支护施工技术研究[J].城市建设理论研究(电子版),2012(12.).

[3]裴翔宇.论现代建筑工程深基坑支护施工技术控制[J].中国新技术新产品,2012年(9)