深基坑工程施工中存在的问题及技术处理措施
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摘要:在深基坑的施工过程申往往会出现许多的问题,本文主要针对在深基坑的施工过程中出现的一些问题做了探讨,同时也有一些对策,希望与大家分享。
关键词:深基坑工程 问题 措施
在施工中,深基坑工程是一个危险较大的分部工程,它包括:土方开挖、降水排水、基坑支护、止水帷幕、临边防护等工作内容,且在探基坑施工过程中受水文地质、周边环境、气候条件等制约因素影响较大,很容易发生一些安全事故。因此,针对深基坑工程的特点,制定切实可行的、合理的、安全的施工方案对确保深基坑工程施工的安全至关重要。
一、深基坑施工特点
深基坑施工具有下列特点:第一、建筑向高层化、基坑向大深度方向发展;第二、基坑开挖面积大,长度与宽度有的达百余米,给支撑系统带来困难;第三、地基土软弱,深基开挖会产生位移和沉降,对周围建筑物、地下构筑物、管线有影响;第四、土地批租地块之间相距很近,在施工过程中,打桩、降水、挖土及基础浇注混凝土等工序会发生相互制约与影响,增加协调工作的难度;第五、因深基坑施工期长,场地狭窄、重物堆放等环境影响,对基坑稳定性不利。
1 整体失稳
在松软地层中,当基坑平面尺寸较大,由于作为支护结构的板桩墙插入深度不够,或施工时几何形状和相互连接不符合要求,支撑位置不当,支撑与围檩系统结合不牢等原因,板桩墙产生位移过大的前倾或后仰,导致基坑外土体大滑坡,支护结构系统整体失稳破坏。
2 基坑隆起
在软弱的粘性土层中开挖基坑,当基坑内的土体不断挖去,板桩墙内外土面的高差等于墙外在基坑开挖水平面上作用一附加荷载,挖深增大,荷载亦增加。若墙体入土深度不足,则会使基坑内土体大量隆起,基坑外土体过量沉陷,支撑系统应力陡增,导致支护结构整体失稳破坏。
3 管涌及流砂
含水砂层中的基坑支护结构,在基坑开挖过程中,板桩墙内外形成水头差,当动水压力的渗流速度超过临界流速或水力梯度超过临界梯度时,就会引起管涌及流砂现象,基坑底部和墙体外面大量的砂随地下水涌人基坑,导致地面塌陷,同时使墙体产生过大位移,引起整个支护系统崩塌。有时,开挖面下有薄不透水层,薄不透水层下是一层有承压水头的砂层,当薄不透水层抵挡不住水头压力,在渗流作用下被切割成小块脱离原位(流土),也会造成支护结构的崩坍破坏。
4 支撑强度不足或压
当设置的支撑间距过大或数量太少,强度不足或刚度不够时。在较大的侧向土压力作用下,发生支撑破坏或压屈,引起板桩墙变形过大,导致支护结构破坏。
5 墙体破坏
墙体强度不够或连接构造不好,在土压力、水压力作用下,产生的最大弯矩超过墙体抗弯强度,产生强度破坏。
6 支护结构乎面变形超过限度
由于支护结构平面变形过大,或是降水造成周围土体沉降,使基坑的土体发生垂直或水平位移。有时,这种变形对支护结构本身尚未带来妨碍和危害,但对邻近建筑物或地下管线造成有害影响,造成建筑物下沉、倾斜、开裂,造成上、下水管、煤气管、供电和通讯电缆变形、张紧或断裂。
三、解决基坑问题的措施
1 施工前的控制措施
(1)分析地质勘察报告。施工前应对工程的地质勘察报告认真分析研究,根据挖土深度范围内不同土质的物理性能和地下水位情况(特别是丰水期的水位情况),选择相应的土方开挖、支护结构及降水方案。基坑支护结构应进行承载能力极限状态的计算及对基坑周边环境及支护结构变形进行验算。根据所制定的施工方案,对全体施工人员作详细的安全与技术交底工作。
(2)调查基坑周围的建(构)筑物。调查基坑周围建(构)筑物在基坑开挖前是否已经存在倾斜、裂缝、使用不正常等情况,需通过拍片、绘图等手段收集有关资料,必要时要请有资质的单位事先进行分析鉴定。对于距坑边较近的地下管线应预先采取加固和保护措施。
(3)选择和确定施工方案
根据基坑的实际情况,选择确定安全、可靠的施工方案,并组织专家组对方案进行论证评审。对于地质条件较差,即软土地基及松杂填土地基,坑边距周围建(构)筑物较近时,宜选择排桩或地下连续墙支护结构,不宜选择土钉墙支护结构。并制定安全措施方案,
(4)硬化处理基坑周围场地。基坑周围场地范围内地面应做硬化处理,布置完善的排水系统。预防雨季大量雨水涌人基坑,或渗透到基坑周边的土体中,破坏了边坡土体结构,降低边坡土体的稳定性。
(5)建立系统的监控方案,基坑施工前应作出系统的监控方案,监控方案包括监控目的、监控项目、监控报警值、监控方法及精度要求、监测点的布置、监测周期、工序管理和记录制度以及信息反馈系统等。
2 施工过程中的控制措施
(1)测量定位与监测控制。测量定位应确保工程的边线、轴线、标高等准确,同时对周边建(构)筑物做好监测记录,特别是地下水位高、需采取降水方案的基坑施工,对基坑周边进行沉降观测,以防过量降水造成基坑周边出现沉降开裂,还应对边坡及支护结构进。
(2)施工方案的控制,必须严格按照批准的施工方案进行组织施工,不得随意变更。需修改变更方案时,应按审批后的方案进行施工,基坑坑顶边缘不得任意堆放土方、材料及设备,特别是有振动作用的设备,避免增加坑顶边缘荷载作用。加大边坡及支护结构的承载压力,同时在坑顶设挡水设施,防止雨水流人基坑冲刷坡面。
(3)施工过程的控制。对于采用锚杆支护结构的基坑施工。基坑开挖和锚杆施工应按要求自上而下分段分层同步进行,预防锚杆施工跟不上土方开挖的进度,形成坑壁暴露进间过长,遭受风雨、曰晒等风化作用易被剥蚀。锚杆施工尽量考虑采用螺旋钻孔干作业法,在上层锚杆注浆体及喷射混凝土面层达到设计强度的70%后方可进行下层土方开挖。土方开挖至坑底标高后坑底应及时满封闭并进行基础工程施工。