摘要:由于市区建筑密集,基坑开挖产生的侧向变形和附加应力对邻近建筑物影响很大,因此,在基坑开挖时要特别注意基坑支护。
关键词:已建建筑;深基坑工程;施工技术;
前城市中心区由于土地稀缺,故建筑高度一般都很大;较高的地上建筑必然导致既深又大的基坑工程。为保证拟建工程的地下结构能够顺利实施和周边环境的安全,就必须保证拟建深基坑支护的安全实施,深基坑支护施工质量必须得到有效控制。
一、深基坑支护存在的问题
1.支护结构设计中土体的物理力学参数选择不当。深基坑支护工艺承受的重量的多少和它的安全有直接关系,不过因为地质状况的不稳定,想要获得精准的压力值还不容易,至今仍在采用库伦公式或朗肯公式。关于土体物理参数的选择是一个非常复杂的问题,特别是完成深基坑的开挖工作后,对于水分含量,粘聚力和内摩擦角三个数值控制较难把握,因此结构支护的实际需求也不容易算出。在深基坑支护结构设计中,如果对地基土体的物理力学参数取值不准,将对设计的结果产生很大影响。土力学试验数据表明:内磨擦角值相差5°,其产生的主动土压力不同;原土体的内凝聚力与开挖后土体的内凝聚力,则差别更大。施工工艺和支护结构形式不同,对土体的物理力学参数的选择也有很大影响。
2.基坑土体的取样具有不完全性。深基坑支护结构完成设计以前需要对土成分进行分析,获得较可行的受力指标,考虑到节约造价和避免工作低效,需要,钻孔取样工作不能钻出太多的孔。这可能造成土壤取样代表性不强。但是,地质构造是极其复杂、多变的、取得的土样不可能全面反映土层的真实性。因此,支护结构的设计也就不一定完全符合实际的地质情况。
二、已建建筑旁深基坑工程施工技术
1.围护结构施工。用于深基坑支护的围护结构,采用地下连续墙或护坡桩。结合实际情况,部分基坑边坡上部采用土钉支护或组合柱砖墙等支护形式。当拟建建筑基坑离既有建筑结构较近时,既有建筑基坑支护的锚杆或土钉杆体很可能伸入拟建建筑基坑内。因地下连续墙成槽是采用机械开挖,成槽遇到锚杆或土钉时无法进行,故很少采用地下连续墙作为围护结构。护坡桩施工时既可采用机械成孔,也可采用人工成孔。在进行护坡桩施工时,在上部土钉或锚杆段可采用人工成孔,而在下部可采用机械成孔。人工成孔必须无水作业,在有地下水存在时必须提前进行降水。
2.大角度锚杆施工。作为紧邻既有有建筑深基坑围护结构的水平支撑,要么采用内支撑,要么采用锚杆。因内支撑施工成本高、效率低、工期长等特点,当能采用锚杆时一般不选择内支撑。因为紧邻既有建筑,土体宽度有限,为了提高锚杆的锚固力,锚杆选择的角度一般都较大,在条件许可时都深入到了既有建筑结构底板下的位置。大角度锚杆施工时难度较大,稍有不慎,锚杆机的钻头容易掉入,成孔时需要加以注意。锚杆成孔时应避让既有建筑基坑支护的锚杆和土钉,在施工前应对其纵横向间距、杆体角度、长度等支护参数掌握。同一道锚杆的施工角度须相同。
3.腰梁施工及锚杆张拉。在进行钢腰梁的加工和安装时,需确保钢腰梁的受力面与锚杆垂直,以便最大限度地利用锚杆的水平分力。为保证围护结构的安全,深基坑锚杆的设计轴力一般都比较大。若钢腰梁的受力面与锚杆不垂直且偏离角度较大时,钢腰梁的翼板极易先发生变形,最终导致锚杆达不到设计要求的张拉锁定值。与小角度锚杆的张拉锁定相比,大角度锚杆的张拉和锁定必须严格按照相关规范要求执行,否则锚杆拉力的损失会造成围护结构较大的水平变形。
4.泄水孔设置。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当采用土钉支护或桩锚支护时,围护结构后存在于土体中的水必须及时排出,宜疏不宜堵。为保证水的排出,在桩间护壁或土钉墙坡面须布置一定数量的泄水孔。泄水孔的布置位置和数量应结合地层、各种水管的埋设位置等情况综合考虑。当既有建筑的基坑边坡采用的是土钉墙支护且肥槽回填土中有水管埋设时,需在考虑泄水孔时击打穿土钉墙的混凝土面层,从而确保回填土中的水能够排出。
5.既有建筑深基坑施工监测。1)坡顶地面的沉降监测。对于紧邻既有建筑与拟建建筑基坑边坡之间的土体,因其宽度很有限,故当土体发生沉降时,边坡位移则比较明显。当土体发生沉降时,现场施工技术人员必须引起注意,应找出土体下沉的原因,及时发现问题和解决问题。既有建筑的周边地面往往已铺沥青路面,有时沥青路面下的土体已经发生了较大的沉降特别是不均匀沉降,但因沥青路面这一硬壳层的存在、其整体性较好,其表面现象往往掩饰了路面下土体的实际沉降情况。特别是当肥槽回填土已发生较大的下沉量,而沥青路面硬壳层下沉较小,当回填土下沉到一定量、沥青路面自身无法支撑时,则可能发生瞬间的沥青道路垮塌,后果非常严重。鉴于此,现场地面监测时须监测回填土的沉降。2)坡(墙)顶的水平位移监测。坡(墙)顶的水平位移比较直观,能够很好反映边坡的安全状况,是深基坑监测的必测项目。3)围护结构深层水平位移监测。深层水平位移能够很好反映边坡结构自上至下的水平位移,某段的水平位移较大,则说明此段后的土压力较大、锚杆拉力、支撑轴力较小或发生了其他异常情况。此时必须检查锚杆拉力、支撑轴力偏小的原因,检查坡后土体中的水位是否上升。4)锚杆拉力监测。锚杆拉力是围护结构安全的重要保证,锚杆拉力的损失则会导致围护结构位移变形加大,甚至使其发生破坏。锚杆拉力要定时监测,当发现锚杆拉力损失时,首先要查明原因,然后再补偿张拉至设计要求值。
三、遇到的问题和解决方案
1.基坑开挖过程中因土质较松散而发生局部土体不稳定时,可采用的方法有:①视土质情况减小土方开挖深度;②可在土方开挖后立即喷射一层40mm 厚砂浆或混凝土,再进行土钉施工;③若不稳定土体已塌落,视塌落土体大小用编织袋或草袋等物体装土填充密实后,挂钢筋网或进行压力灌浆,再进行下一步工序施工。
2.施工过程中边坡出水而影响坡体稳定时采取的措施。首先了解施工场区周边地下管线(上、下水、污水、雨水及消防等)是否有渗漏现象,及时切断水源并进行补漏和堵截。开挖过程中如遇坡面潮湿,则应预留泄水孔,面层背部应插入长度为400~600mm 的六分塑料水管,其外端伸出面层与坡面角度为45°,以便排出积水。
3.成孔过程中遇缩颈、塌孔现象,可采用以下措施解决。①成孔后立即下土钉并随即注浆;②已缩颈的土钉孔应二次成孔以保证孔径;若二次成孔无法保证孔径,应在相邻处补孔;③若现场地层情况与原勘察结果有较大出入,缩径、塌孔严重而无法用洛阳铲成孔,可采用钢管作土钉打入土体并灌注水泥浆;④杆件要下到设计深度,如遇塌孔而未能下到设计深度,需拔出杆件,掏孔后再重新下放杆件。
相邻建筑的高层建筑深基坑施工质量,只要从场地勘察、邻近建筑基础埋深、场地地质、水文等调查开始,对开挖、支护及降水等进行详细合理的方案设计,严格控制开挖顺序、每步开挖深度、预应力锚杆角度控制、张拉等施工过程,严格进行边坡位移以及邻近建筑的沉降倾斜监测;积极采取质量预控措施等,完全可以保证建筑深基坑施工的工程质量和邻近建筑、市政管线安全。
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论文作者:吴镇邦
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第11期
论文发表时间:2019/1/2
标签:锚杆论文; 基坑论文; 建筑论文; 深基坑论文; 结构论文; 位移论文; 拉力论文; 《建筑细部》2018年第11期论文;