深基坑结构施工土方开挖的降水支护研究论文_王波

深基坑结构施工土方开挖的降水支护研究论文_王波

中国电建集团核电工程有限公司 山东济南 250000

摘要:深基坑支护是一个复杂的系统工程。因其影响制约因素较多,故其支护方案也具有多属性,选择一个科学合理的支护方案是深基坑工程成败的关键。针对选择的水泥搅拌桩截水帷幕结合喷锚网的支护方案,结合工程实际,从支护方案选择、施工工艺及特点、施工注意事项等方面进行粗浅的分析。本文分析了深基坑结构施工土方开挖的降水支护。

关键词:深基坑结构;施工土方开挖;降水支护;

前言:在我国大力推进城市建设现代化的前提下,国内各大城市的土地资源日渐匮乏,以至于现代工程建设项目的设计高度、建设规模不断加大,而深基坑工程的土方开挖、降水、支护施工也逐渐引起人们的重视。在实际的深基坑开挖过程中,倘若没能采取有效措施对基坑降水加以控制,或没有根据项目的实际需要科学选择支护结构、保护措施,不仅会直接影响到施工质量,同时也将危害到一线作业人员的人身安全。

1深基坑开挖的降水施工

1.1长期以来,我国多数深基坑工程,在进行土方开挖的过程中,均会遇到地下水位过高、地表水量过大的情况,而为有效改善生产条件、保证施工安全,通常需要采用井点降水措施来提高施工土体的稳定性、强度,增强基坑土体抗流砂、管涌、承压水的能力,从而降低对围护结构所施加的侧向压力。目前,对于深基坑开挖施工中的降水问题,可根据水位、地质等情况的不同,分别采用深井井点、轻型井点、电渗井点、喷射井点等措施。值得注意的是,在进行深基坑降水的过程中,受地下水位降低的影响,基坑内部的土体将出现液压沉降现象,其不仅会直接加大土粒间的应力,同时也将造成地面的沉降,倘若没能及时采取有效措施加以控制,甚至可能导致临近地面构筑物发生倒塌、倾斜。

1.2对于深基坑降水的施工

涌水量的确定应综合考虑补给水边界条件、基坑的设计规模、施工场地的水文地质条件等技术因素。在实际进行深基坑降水的施工时,首先需要依据项目的地质勘察报告、基坑的设计图纸,了解、掌握基坑的深度要求、水文地质条件,结合有关标准与规范,估算出深基坑的涌水量、独立井点的出水量,在此基础上进行降水系统的设计、确定井点数量,并根据项目的实际情况,合理选择抽水设备。由于深基坑降水的深度较大,井点降水系统应尽可能的选择生产效率高、安装工艺简便、价格低廉的潜水泵、深水泵。在抽水的过程中,为避免泥沙的堆积造成抽水口堵塞,不仅需要在降水井的底部铺设厚度在30cm以上的砾石,同时还应保证集水井、排水沟的标高一致。此外,为节约井点降水的施工成本,可充分利用深基坑内部的地层构造,通过抽渗结合的方式来降低基坑的涌水量,而考虑到降水井在长时间的使用中水量逐步减少,可采用同步抽水、打井的方式,分次、分期进行抽水。基坑降水系统施工完毕后,应在深基坑的周边区域内布置多个水平位移观测点、沉降观测点,而对于临近其他地面构筑物的基坑区域,则需要布置地下水位观测井,根据基坑施工的实际进度,初步确定各项监测的间隔时间与次数,倘若施工现场的气候环境、场地条件发生改变,则需要进一步加大监测密度。为保证基坑降水的施工安全、质量合格,在降水过程中应注意以下几个问题:一是为避免基坑范围内的地面土体出现沉降而影响到周边的路面、构筑物以及地下管线,施工场地内的井点与其他设施之间应设有回灌井,以持续回灌的方式将清水输送至地下水层,将井点降水的影响范围控制在回灌面以内。二是在冬季进行井点降水时,受低温环境影响,各降排水管道极易发生冻裂情况。对此,应在与降水井点相连接的管线上覆盖保温材料。三是井点降水倘若在夏季进行,为避免边坡出现塌方、流沙等情况,应事先制定应急预案。在降雨前,采用塑料薄膜,将其覆盖至边坡结构,在施工现场布设、准备好电箱、抽水泵、泥浆泵等设施,对于沉淀池、排水明沟中的杂物、淤泥及时进行清理,以此保证深基坑内的积水能够及时排出。

2深基坑开挖的支护技术

在进行深基坑的开挖施工前,应充分了解、掌握施工现场的地质情况、环境条件,根据基坑开挖的边界条件、基坑深度,提出基坑施工时减少地层位移的施工工艺和施工参数,并针对环境允许的强度和变形,事先对周围环境采取工程保护如隔断法、基础托换、地基加固及结构补强等方法。

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2.1混合支护结构

此种技术的应用,主要是在深基坑内部所需支护区域布置挡墙、固定挡墙,由此形成一个组合式挡土结构。其中,挡墙的布设,即可选择有、无挡板的立柱、桩体,也可以是由混凝土、钢材、木料等材料制作而成的板桩,或是地下连续墙、钢筋混凝土灌注桩等单体支护结构组成。值得注意的是,固定挡墙的布设施工,具体包括:支撑、锚杆、撑梁、斜撑等设施。

2.2悬臂式支护结构

在深基坑开挖的过程中布设支护结构,主要是在无法维持基坑土体原有坡度的情况下,用以抵御、固定基坑土体,保证开挖稳定的设施,而悬臂式挡土结构的应用,具体包括钢筋混凝土桩、地下连续墙、钢板桩等。

2.3地下连续墙支护结构

此种支护技术的应用与施工,对于作业面的周边地基并不产生影响,具有墙体刚度大、振动小、防渗效果好、噪音低等有点,可通过多种搭配、组合,形成一个具备较强承载力的连续墙,而支护结构的形式可根据场地条件、施工需要设计为任意的多边形,很好的代替了沉箱基础、桩基础。与此同时,地下连续墙支护结构,对于密实的沙砾层、质地软弱的冲积层、岩石地基、中硬地层等多种基坑土体有着很好的适应性,进而被广泛应用到水利建设、建筑施工等不同领域中。

2.4锚杆挡墙支护结构

此种支护技术主要是由锚杆、钢筋混凝土板组成,依靠锚固在岩土层内的锚杆的水平拉力以承受土体侧压力的挡土墙。在实际的应用中,多数采用的是竖直墙面,有效降低了挡板、立柱安装施工的难度。不同立柱的间隔距离,一般在2.5米到3.5米左右,而锚杆的数量则需要根据立柱的实际高度来衡量,具体的施工位置应尽可能的让立柱受弯分布均匀。锚杆的安装通常需要留有10°到45°倾斜角度,杆体长度应尽量减小,在岩土中的有效锚固长度通常在4米以上,而针对位于稳定土体内部的锚杆,则需要保证其有效长度在10米左右。在施工时,应采用膨胀水泥砂浆材料,灌注至锚孔内部。在进行挡墙分级布设时,各级的高度应控制在6m以内,为便于施工操作,各级之间应留有宽度在1米到2米左右的平台。

3基坑监测

为确保超大面积深基坑降水及土方开挖施工时周边环境安全,主要监测内容如下。

1)根据本工程的特点,施工前委托房屋鉴定单位对周边居民楼进行房屋鉴定,将周边房屋施工前的裂缝宽度、数量等进行影像保留。施工过程中每日重点对房屋的沉降量进行监测。

2)周边环境监测地下管线变形沉降、观测井水位、土体水平位移及坑外地表沉降。

3)围护结构监测桩体水平位移、桩顶变形和桩体的竖向钢筋应力监测。

4)支撑体系和立柱监测支撑轴力、立柱桩位移和沉降监测。

5)周边建筑物、道路等沉降量持续增加且部分超预警值,为此调整后续的土方开挖顺序、开挖速度,对已开挖区域在底板与地下外墙间增做钢斜撑加固,之后居民楼、道路等沉降量趋于平缓,有效控制基坑变形。

综上所述,在进行深基坑开挖的过程中,支护结构、降水工作对于整个工程的安全生产、施工进度、建设质量有着直接影响。因此,井点降水的设计、支护结构的选择应综合考虑施工场地的条件、工序操作的需要,针对施工现场进行初步规划后,合理选择具体的设备、方法、工艺,并加强对各道工序的监督、管控,及时作出调整,以此保证项目的施工安全、造价合理。

参考文献:

[1]陈燕,何夕平,商林.劲性桩加预应力锚杆支护结构在深基坑工程中的应用[J].四川建筑科学研究,2016,(03).

[2]叶为民,万敏,陈宝,王琼,卢耀如.深基坑承压含水层降水对地面沉降的影响[J].地下空间与工程学报,2017,(S2).

[3]燕建龙,赵治海,杨利全,徐张建,马晨光.基坑降水设计中水文地质参数计算方法分析探讨[J].工程勘察,2017,(03)

论文作者:王波

论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期

论文发表时间:2018/9/18

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