宋惺明
摘要:在經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展下,建筑工程的數(shù)量與日增加,大多數(shù)基坑周邊都有房屋建筑工程、市政管線(xiàn)與地鐵隧道工程,在開(kāi)挖基坑時(shí),會(huì)致使周邊土體出現(xiàn)變形問(wèn)題,嚴(yán)重影響建筑物的安全。在基坑開(kāi)挖的過(guò)程中也會(huì)影響到周邊土地,致使土地穩(wěn)定性與形狀出現(xiàn)變化,繼而干擾到基坑施工穩(wěn)定性,為了保障工程施工質(zhì)量,必須要對(duì)科學(xué)的設(shè)計(jì)基坑支護(hù),本文主要分析深基坑開(kāi)挖對(duì)周邊建筑物的影響和治理方案。
關(guān)鍵詞:深基坑開(kāi)挖;周邊建筑物;影響;治理方案
在城市的發(fā)展之下,地下工程的數(shù)量也越來(lái)越多,與此同時(shí),由于工程施工出現(xiàn)的各類(lèi)環(huán)境問(wèn)題也受到了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注,大多數(shù)基坑周邊都有房屋建筑工程、市政管線(xiàn)與地鐵隧道工程,在開(kāi)挖基坑時(shí),會(huì)致使周邊土體出現(xiàn)變形問(wèn)題,嚴(yán)重影響建筑物的安全。就現(xiàn)階段來(lái)看,很多學(xué)者已經(jīng)針對(duì)深基坑開(kāi)挖對(duì)周邊建筑物的影響進(jìn)行了深入的研究,下面就分析具體的影響與治理方案。
1 工程概況
某工程全長(zhǎng)1.982km,分兩期進(jìn)行施工,隧道基坑為一字型,其中二期隧道總長(zhǎng)共計(jì)712m,寬為27m,深淺呈現(xiàn)出漸變趨勢(shì),最深位置為14.2m。擬建位置存在埋藏地帶,其中有豐富的地下水,水深共計(jì)1.1m,場(chǎng)內(nèi)有三種不同類(lèi)型的地下水,即基巖裂隙水、弱承壓水與淺層潛水,對(duì)地層進(jìn)行野外勘探、沉積環(huán)境分析與地層結(jié)構(gòu)分析,結(jié)構(gòu)顯示,地層從上到下土質(zhì)類(lèi)型分別為人工雜填土、亞粘土、亞粘土粉細(xì)沙、淤泥質(zhì)粘土幾種類(lèi)型。
對(duì)于工程采用鉆孔灌注樁加攪拌樁止水帷幕,在管井施工完成之后,加入支護(hù)樁,但是在開(kāi)挖前兩周降水,致使土體出現(xiàn)排水固結(jié)的問(wèn)題,對(duì)于鉆孔灌注樁,采用鋼筋混凝土冠梁,土方采用垂直明挖法進(jìn)行開(kāi)發(fā),邊開(kāi)挖邊采用鋼支撐以及坡面掛網(wǎng)噴漿法進(jìn)行支護(hù)。
2 附近建筑物沉降與開(kāi)裂狀況
基坑道路建筑物都出現(xiàn)了程度不一的開(kāi)裂情況,有的屬于橫向拉裂,有的局部位置出現(xiàn)了地磚翹起的問(wèn)題,開(kāi)裂最嚴(yán)重的建筑物土體結(jié)構(gòu)采用框架結(jié)構(gòu),其基礎(chǔ)屬于筏板基礎(chǔ),本文主要針對(duì)該種開(kāi)裂情況分析治理方案。
3 沉降原因與加固方式
根據(jù)施工數(shù)據(jù)情況得出,沉降分為兩個(gè)階段,均勻沉降階段與沉降差異階段,沉降階段為2010年2月開(kāi)始,到5月為止,沉降時(shí)間共計(jì)三個(gè)月,分析顯示,沉降是由基坑沉井降水因素導(dǎo)致,建筑物前段基坑開(kāi)挖深度大,這一位置深層景點(diǎn)降水必須要抽取淤泥質(zhì)亞粘土層水,且外圍沒(méi)有封閉性止水帷幕,在該種因素的影響下,坑內(nèi)降水影響了坑外地下水位,致使地表發(fā)生下沉問(wèn)題,導(dǎo)致建筑物在基坑開(kāi)挖前出現(xiàn)均勻沉降。
第二階段屬于差異沉降階段,從2010年5月開(kāi)始,建筑物出現(xiàn)差異沉降,在這一階段的沉降已經(jīng)不是以往的均勻沉降,而是存在顯著的差異性。差異沉降階段結(jié)束后,進(jìn)入了沉降穩(wěn)定階段,這一階段共計(jì)三個(gè)月。此后,進(jìn)入了加速沉降階段,歷時(shí)約為半個(gè)月,在這段時(shí)間中,各個(gè)觀(guān)測(cè)點(diǎn)差異沉降越來(lái)越大,在這一階段,雨量增加,降水量多,積水嚴(yán)重影響到正常的開(kāi)挖進(jìn)度,并在一定程度上加劇地面沉降,同時(shí),由于預(yù)應(yīng)力設(shè)置的問(wèn)題,加速沉降問(wèn)題嚴(yán)重。在差異沉降因素的影響下,施工方?jīng)Q定暫時(shí)停工,根據(jù)基坑開(kāi)挖情況來(lái)制定加固方案。
4 加固方式的原理與設(shè)計(jì)方式
4.1 壓密灌漿理論
種理論即利用鉆孔將濃漿注入土體中,在注漿點(diǎn)位置壓實(shí)土體,并形成漿泡,在漿泡直徑較小的情況下,灌漿壓力就會(huì)沿鉆孔向水平位置拓展,在漿泡尺寸的增加之下,臺(tái)力會(huì)越來(lái)越大,并向地面向上抬動(dòng),在抬力達(dá)到一定程度時(shí),會(huì)讓下沉建筑物回升,從本質(zhì)上而言,壓密灌漿是一種利用壓密土和濃漿置換的加固過(guò)程。具體流程詳見(jiàn)圖1。
4.2 加固方式
加固方式嚴(yán)格遵循《基坑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的相關(guān)要求,為了將建筑物基礎(chǔ)允許傾斜值控制在千分之4之內(nèi),需要先采用注漿法來(lái)處理土地,增加土體容重,減小土體孔隙比,增加無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度、壓縮模量與抗剪強(qiáng)度,在加固時(shí),需要注意幾個(gè)問(wèn)題:
第一,加固位置
本工程降水影響范圍長(zhǎng)達(dá)60m,開(kāi)挖范圍為45m,在建筑物基礎(chǔ)與基坑開(kāi)挖邊緣垂直時(shí),水平拉伸問(wèn)題會(huì)嚴(yán)重影響建筑物的穩(wěn)定性,致使基坑位置出現(xiàn)裂縫,因此,加固范圍主要選擇這一位置,加固土層選擇雜填土層。
第二,注漿材料
在注漿材料的選擇上,使用普通硅酸鹽水泥,在注漿壓力上,將淺部注漿壓力控制在500kPa~1000kPa,深部壓力控制在1600kPa~2000kPa。對(duì)于擴(kuò)散半徑,根據(jù)公式計(jì)算得知本工程為1.2m,有效影響半徑共計(jì)1.0m~1.5m。在注漿孔位置上,將其分為兩排,第一排注漿孔設(shè)置為垂直孔,孔深控制在12m,第二排設(shè)置為傾斜孔,孔深控制在15m,傾斜度為45°,孔距設(shè)置為0.7m,在施工時(shí),先進(jìn)行垂直打孔,在其中注入漿液,待垂直幕墻形成之后,即可有效阻礙孔漿液的滲流與土體側(cè)向變形,再利用傾斜注漿孔在其中注入漿液,這可以有效改善地基土力學(xué)性能。
第二,注漿量
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果,將水灰比控制在1:1,在其中加入一定量的水玻璃,注漿量可以根據(jù)公式來(lái)計(jì)算,利用注漿量、經(jīng)驗(yàn)系數(shù)、孔隙率、土體積進(jìn)行確定,經(jīng)驗(yàn)系數(shù)選擇0.5,在施工過(guò)程中,每平米水泥量需要控制在80kg以上。實(shí)踐顯示,在壓密灌漿完成之后,建筑物在短時(shí)間就出現(xiàn)回升,不均勻沉降得到顯著的減小,建筑物承重墻頂部裂縫與斜拉張裂縫都得到了一定程度的改善,滿(mǎn)足的用戶(hù)使用與安全需求。
圖1:壓密灌漿流程
5 結(jié)語(yǔ)
在基坑開(kāi)挖的過(guò)程中,必然會(huì)影響到周邊土地,致使土地穩(wěn)定性與形狀出現(xiàn)變化,繼而干擾到基坑施工穩(wěn)定性,為了保障工程施工質(zhì)量,必須要對(duì)科學(xué)的設(shè)計(jì)基坑支護(hù),為了保障設(shè)計(jì)效果,必須要詳細(xì)收集沉降數(shù)據(jù),為設(shè)計(jì)工作的開(kāi)展提供準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。根據(jù)本組研究結(jié)果可以得出,影響基坑穩(wěn)定性的因素是多種多樣的,而時(shí)間因素、壓密注漿、距基坑距離、支護(hù)樁的布置都會(huì)影響基坑建筑的沉降,在支護(hù)過(guò)程中,必須要把握好各種影響因素,這樣才能夠有效提升支護(hù)效果。
參考文獻(xiàn):
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