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基坑支护若干问题的处理措施

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【摘要】基坑施工过程中容易出现支护漏水导致水土流失及周边建筑物沉降、基坑支护位移过大、流砂、管涌等问题,这些问题都可能影响基坑支护的质量。在基坑支护和基坑的施工过程中必须防止常见问题的发生,确保施工质量和安全。通过对基坑支护若干问题进行探讨,分析其形成原因,提出了相应的处理措施

【关键词】基坑支护;若干问题;处理

1 引言

随着我国高层、超高层建筑的大量出现,基础埋置越来越深,同时地下空间开发规模越来越大,推动了基坑工程施工技术水平的发展。基坑支护是一项临时性工程,建筑从业者常认为地下室完工,基坑支护的任务就宣告结束,往往不被人们重视,因而基坑事故频频发生。目前常用的基坑支护形式有: 重力式水泥土墙支护结构、排桩支护结构、土钉支护结构。通过对排桩基坑支护方法在基坑施工中遇到的常见问题进行探讨,分析了形成原因,总结出了处理对策,旨在遇类似工程时为同行提供参考。

2 基坑支护存在的问题及原因

基坑支护是建筑工程中经常遇到的一类工程结构。基坑支护是为了确保岩土开挖、地下结构施工的安全而设置对基坑形成保护的支挡结构,同时也起到止水作用。近年来基坑支护结构的设计理论虽然有了很大发展,但在实际施工中仍然存在许多不足的地方,主要表现为如下几个方面。

2.1 重力式水泥土墙支护桩抽芯检测强度达不到设计要求

根据相关规范要求,在基坑土方开挖前,应对重力式水泥土墙的桩身强度进行钻孔抽芯检测,但由于水泥材料、土层原因,或者由于施工管理原因,实际工程中曾出现取芯式样的抗压强度达不到设计要求。

2.2基坑变形超出规范要求

在基坑施工过程中,往往会出现基坑支护结构发生变形、位移引起邻近建筑物破坏的情况。特别是在地下水位比较高、土质比较差、恶劣气象条件下,发生的机率更高。

出现上述问题的原因有:①由于挡土结构局部荷载较大,造成支护结构局部变形,位移过大,引起邻近建筑物过大变形或结构破坏。②基坑支护监测不到位。施工单位对基坑工程进行曲有效的支护监测,另外,施工单位由于自身的技术力量及设备仪器的限制,在基坑的支护过程中,很难发现存在的安全隐患,故基坑支护所起的作用也将被削弱,有时施工单位甚至为了工程进度的需要,忽视了周边建筑物和基坑发生的较大变形,从而造成不必要的损失,也使得在基坑施工过程中存在着不可预知的安全隐患。

2.3 基坑支护结构渗水

2.3.1桩间渗水、流砂

在某工程中,钻孔灌注桩与作为止水帷幕的桩间旋喷桩搭接时,可能出现桩与帷幕之间未完全搭接而出现桩间渗水、流砂,使基坑周围土体下沉,导致相邻建筑物、道路、地下管道不均匀沉降。

2.3.2 止水桩桩长未达到不透水层

在某工程基坑支护施工完成进行支护桩检测时,发现个别作为止水帷幕的旋喷桩长度未达到地质报告的不透水层位置(设计图纸要求桩底进入不透水层不少于1m),这可能导致基坑外的地下水通过此长度不够的旋喷桩底部进入基坑内,从而使其失去止水效果。

2.3.3 水泥土搅拌桩隔渗帷幕漏水

在使用水泥搅拌桩作为支护结构时,由于水泥搅拌桩施工中搭接不够等原因,导致桩与桩之间止水效果差而造成开挖过程中容易出现漏水。

3 处理措施

3.1 重力式水泥土墙支护桩检测强度达不到设计要求的处理措施

支护桩取芯检测水泥土强度时,一般支护结构的施工设备已退场,当其强度达不到设计要求,而土方开挖又迫在眉睫,开挖的准备工作已安排就绪。可以及时与设计单位取得联系,建议为了提高墙体的抗弯变形及截面承载能力,可随着土方的开挖,在墙面增设锚杆,增设型钢角撑或者内斜撑,因为水泥土墙的强度主要涉及土体的刚度及截面承载能力,该方法对工期影响小且效果好。

3.2 基坑变形应加强基坑支护监测,并及时补救

基坑支护结构变形观测的内容包括:基坑边坡的变形观测、周围建筑物及地下管线变形观测等。

监测不只是施工单位和监测单位的责任,也不是单单在施工阶段才实行监测和控制,是设计、勘察、施工、监理和监测各相关单位共同配合的系统工程。

基坑支护设计单位应根据地质勘察报告,在设计文件中明确基坑的安全等级和各项预警值和监测方法,点位布置和监测频率。

监测单位应当根据工程的实际特点,在尽量全面地了解勘察单位的反映地质、水文情况的文件后,编制切实可行、科学合理的监测方案。

施工单位作为施工的责任主体,要求现场变形观测的数据必须准确、可靠、及时,要求变形观测人员严格按照预定设计方案精心测量、认真负责,保证观测质量。除监督监测单位实施基坑监测外,施工单位也必须在每天早上上班时和下午下班前分别对基坑变形进行一次自测,自测数据绘制成基坑支护变形曲线图上墙,在暴雨等恶劣天气下,要增加自测次数。通过对监测数据的掌握并及时了解土方开挖及支护设计在实际应用中的情况,分析其存在的偏差便可以及时的了解基坑土体变形状况以及土方开挖影响的沉降情况还有地下管线的变形情况等。对设计中存在的偏差,在下部施工中及时校正设计参数,对已施工的部位采取恰当的补救和控制措施。如果在实际测量中发现异常情况,立即分析主要原因,做出可靠的加固施工方案,及时采取措施以防止其恶化。

总结和应用已有的类似基坑工程案例和当地的处理经验。目前,超过一定规模和深度的基坑工程设计图纸和基坑施工方案强制采用专家论证,基坑监测也必须委托第三方进行,对保证基坑工程施工安全来说是有效和现实的方法。总之,要加强基坑支护的监测工作,方可实时掌握基坑变形的情况,以便于及时采取应对措施,预防事故发生。

3.3 基坑支护渗水的处理措施

3.3.1桩间渗水、流砂的处理措施

在钻孔灌桩与旋喷桩间出现渗水、流砂的情况时,处理措施有:在设计时,增加钻孔桩和帷幕的搭接宽度;施工时严格控制桩和帷幕的定位和垂直度;高压喷射注浆帷幕,施工时用较小的提升速度,较大的喷射压力,增加水泥用量并及时进行帷幕堵漏,防止流砂使土体产生孔洞。

基坑开挖后,针对止水帷幕漏水的问题,在基坑周边有相邻建筑物一侧,采取压力注浆加强止水及加固,改变注浆的配合比,注浆压力为0.8MPa。

3.3.2 止水桩桩长未达到不透水层的处理措施

当作为止水帷幕的旋喷桩长未达到不透水层时,可以在原桩中心位置钻孔(孔径大于旋喷桩钻头直径),孔深穿透桩底部后,换旋喷桩机在钻孔内按旋喷桩方法施工,进入不透水层1m以上,浆液自孔底起,进行高压浆旋喷施工,使其底部未达不透水层的一截桩得以接长,满足设计要求,达到止水效果。

3.3.3 水泥土搅拌桩隔渗帷幕漏水的处理措施

可先确定漏点范围,然后采取双液注浆化学堵漏法;先在坑内筑土围堰蓄水,减少坑内外水头差,减小渗流速度,之后在漏点范围内布设直径108mm钻孔,钻孔穿过所有可能出现渗漏通道的区域,再往孔中填充砾石,填堵渗漏裂缝,当坑内外水头差小于2m时,开始化学注浆。若漏水量很大,应直接寻找漏洞,用土袋和C20混凝土填充漏洞。

4 结语

鉴于基坑工程施工的复杂性和风险性,实际施工管理中要求决策者掌握本地区或类似条件下已有的成功的经验和失败的教训,根据特定的工程要求和条件进行综合考虑,做出安全、可靠、经济的包括围护结构、支护体系、土方开挖、降水、地基加固、监测和环保的整体施工方案。通过对基坑支护的几个问题的原因及处理措施的总结,希望能够对建筑施工从业者在深基坑支护施工时遇到类似问题时起到借鉴作用,使大家在施工初期排除隐患,积极采取预防措施,尽量避免基坑支护问题的出现和事故的发生。