深基坑工程具有很强的区域性,如软粘土地基、黄土地基等工程地质和水文地质。条件不同的地基中,基坑工程差异性很大。同一城市不同区域也有差异。基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖都要因地制宜,不能照搬硬套。
深基坑工程具有环境效应,基坑开挖势必引起周围地基地下水位的变化和应力场的改变, 导致周围地基土体的变形,对周围建筑物和地下管线产生影响,严重的将危及其正常使用或安全,大量土方外运也将对交通和弃土点环境产生影响。土体,特别是软粘土,具有较强的蠕变性,作用在支护结构上的土压力随时间变化,蠕变将使土体强度降低,土坡稳定性变小。
深基坑围护包括板(桩)墙、围檩(冠梁)及其他附属构件。板(桩)墙主要承受深基坑开挖卸荷所产生的土压力和水压力,并将此压力传递到支撑,是稳定深基坑的一种施工临时挡墙结构。
昆山市首创奥特莱斯基坑围护项目施工现场
深基坑支护结构
作为基坑围护结构主体的工字钢,一般采用I50#、I55#和I60#大型工字钢。基坑开挖前,在地面用冲击式打桩机沿基坑设计边线打入地下,桩间距一般为1.0~1.2m。若地层为饱和淤泥等松软地层也可采用静力压桩机和振动打桩机进行沉桩。基坑开挖时,随挖土方应在桩间插入50mm厚的水平木板,以挡住桩间土体。基坑开挖至一定深度后,若悬臂工字钢的刚度和强度都较大,就需要设置腰梁和横撑或锚杆(索),腰梁多采用大型槽钢、工字钢制成,横撑则可采用钢管或组合钢梁。
而钢板桩强度高,桩与桩之间的连接紧密,隔水效果好,可重复使用,在地下水位较高的基坑中采用较多;钢板桩常用断面形式,多为U形或Z形。U形钢板桩的沉放和拔除方法、使用的机械均与工字钢桩相同,但其构成方法则可分为单层钢板桩围堰、双层钢板桩围堰及屏幕等。在进行较深的基坑施工时,为保证其垂直度且方便施工,并使其能封闭合龙, 多采用帷幕式构造。
钻孔灌注桩一般采用机械成孔,其多采用螺旋钻机、冲击式钻机和正反循环钻机等。而正反循环钻机,由于其采用泥浆护壁成孔,成孔时噪声低,适于城区施工,在高层建筑深基坑施工中得到广泛应用。
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深基坑施工工程牵涉到的关系复杂,存在的风险很多,如果对其风险管理不到位,极易导致严重事故的发生。因此,必须视风险情况具体分析,采取适当方法化解风险,保证施工工程的质量。
尤其要重视勘查工作,加强对施工场地的实地勘察工作,对其地理条件,水文条件加以详细了解,制定合理的施工计划。对于对支护结构要求较高的土质地段,应仔细研究对策,提高支护结构强度,确保施工安全。
采用围护结构进行作业,防止基坑护壁塌方,地面沉降。在深基坑支护体系中,围护结构处于核心位置。
当前围护结构的主要搭建方法有多种形式,比如支撑加连续墙、SMW工法加支撑等形式,经过实践的检验证明,这些方法都是有效的施工技术。在围护体系中,底部沉渣的厚度, 防水街头的封闭性,围护结构的深度是风险控制的核心所在,做好了这几点,再把细节处理好,对于后期施工过程中地面的不沉降、不漏水不发生变形事故来说意义重大。
处理好基坑积水问题。一个基坑工程如果没有采取有效的隔水、排水措施,深基坑在积水的长期浸泡下稳定性能会大大降低,最终导致基坑塌方,邻近的建筑物倾斜。因此深基坑工程一般情况下均有降水工程,有的深基坑工程还具有承压井。深基坑内的降水应该从两方面加以控制,包括抽水量和水位。在具有承压井的深基坑,承压井应布置在基坑外为宜, 保证承压水头的高度不影响基坑的安全。
加强观测,灵活应变。在深基坑支护施工中很容易出现某部位的变形,对这些部分的变形加强观测,主要有深基坑边坡部位、周围建筑物地下管线等。对这些进行观测,这样可以做到对土方开挖及边坡支护工程整体工程的了解,对其施工中由于各种因素造成的变形有一个准确的数据记录,在观测过程中发现变形能及时作出应对。对变形的观测,要求观测者了 解设计和施工的数据参数,这样在对变形部位进行检查后可以有一个校正和比较,之后对施工部位进行及时有效地补救和维护。
另外可以通过观测,对工程有全面而系统的了解与记录,可通过这些数据参照对其它工程记录进行分析,最终形成一定的理论体系,从总结中得出新的方法和相应的措施来。
影响深基坑工程施工的风险管理因素有很多,为保证深基坑工程施工质量,使其施工时大大的减小风险,在施工过程中必须采取措施控制好施工中存在的风险。只有树立牢固的质量意识,健全和落实工程管理制度,才能有效的控制深基坑工程风险管理发生的可能性,工程质量才能有保证。在施工中也要不断地学习、及时总结经验教训,使技术水平得到不断提高。