耿志云
摘要:深基坑包括降水、支護、開挖及監(jiān)測。為創(chuàng)造干地作業(yè)條件,開挖前提前降水,地下水位變化導致土體變形,對建(構)筑物和地下管線產生影響,危及使用及安全;支護體系安全儲備小,存在較大風險;開挖不合理導致支護體系變形過大、失穩(wěn)引起基坑破壞;監(jiān)測能及時發(fā)現降水、支護及開挖時存在的問題并加以解決。
關鍵詞:深基坑;開挖;支護;降水;監(jiān)測
1降水
系統(tǒng)包括潛水泵與管井,重點是替漿清孔與洗井。
1.1基本要求
①管井井點降水提前20天進行,保持坑內水位低于開挖面1m。②井點間距15m,數量及抽水強度根據地層含水量調整。③降水井Ф350mm,孔深至基底下8m;Ф219mm鋼管井管、濾管及沉砂管??油庥^測井Ф300mm,Ф108mmPVC井管。砂礫濾料5~10mm。④潛水泵揚程大于40m,流量20m3/h。
1.2工藝流程
施工準備→鉆孔→清孔→安放井管→回填濾料→封口→洗孔→安裝水泵→試抽水→正常工作→填埋井管→封井
1.3方法及技術質量
①泥漿護壁循環(huán)成孔;泥漿濃度符合護壁及清孔要求。②保證孔深及垂直度,確保井管順利安裝。③安管前替漿清孔,保證井管垂直度及鋼筋骨架連接牢固;安管時不能轉動或上下串動,防止濾網破損。④安管后用砂礫在濾網與井管周圍回填密實,井口3米黏土回填夯實;泥漿泵沖清水與空壓機抽水洗井,清除孔壁、孔內和透水層中泥漿。洗井前后兩次抽水量相差小于15%,洗井后沉渣不上升。⑤安裝水泵前測井深、沉渣厚度;洗井合格后,用纜繩將水泵吊入井內。潛水電機、電纜和接頭絕緣,配置保護開關。安完后做單井試驗性抽水,確定其出水量和降水深度。⑥更換新水泵前清洗濾井、沖除沉渣。
1.4降水要求
降水與開挖同向;避免降水速度過快引起孔內涌水;井管隨開挖進度分段拆除。降水時,測量每口井流量與水位??觾韧庠O監(jiān)控點,觀測降水時對周圍環(huán)境和基坑影響。
2支護體系
2.1鋼支撐安裝
①一端固定端,一端活動端,中間為標準管節(jié);坑外分段拼裝。②接長時,接頭處焊法蘭盤和鋼肋板,螺栓擰緊。③整體兩點吊裝,吊點距端部0.2L。④安裝容許偏差。1)兩端標高差小于2cm及支撐長度1/600。2)撓曲度小于支撐長度1/1000。3)水平軸線偏差小于3cm。4)中心標高及同層支撐頂面標高偏差±3cm。⑤各節(jié)點連好后施加預應力;兩端設支托或吊掛,防止圍護變形或施工撞擊脫落。
2.2軸力施加
2臺標定合格的200T千斤頂。千斤頂分級施加支撐軸力,一次施加大于設計值40%,后按設計值20%逐級增加;施加預應力后再次加固,端板處空隙用細石混凝土填實。
2.3技術及質量安全
①支撐位置墻面處理,支撐頂端及墻面受力均勻。②架設前控制好端頭托架標高,確保各支點在同一水平線;端部斜支撐焊好端面與三角鋼板撐座。③安裝時端頭、支撐、千斤頂各軸線在同一平面,對角順序扳緊法蘭螺栓。④檢查安裝節(jié)點焊接質量及時加焊,合格后施加預應力;結構節(jié)點再檢查一遍,確保安全可靠。預應力施加用超高油壓泵站控制油壓千斤頂,精度值±3T。⑤加力前設定支撐軸力監(jiān)測點,取得初始讀數后加力;加力后測試實際預加力,控制預加力施加準確。按設計分級加載和現場觀測墻體加載反應確定加載速度。⑥施加預應力至設計值后塞緊鋼楔塊再拆除千斤頂。⑦預加力后,開挖時禁止碰撞鋼支撐;定期監(jiān)測,發(fā)現異常及時補加預應力。⑧預應力加設前后12h內,加密監(jiān)視頻率,發(fā)現預應力損失或圍護結構變形速率無明顯收斂時,復加預應力至設計值。⑨支撐發(fā)現撓度增大或鋼楔松動,重新施加軸力。
3開挖
3.1工藝流程
施工準備→第一道混凝土支撐→開挖第一層土方→墻面找平→安裝第二道鋼支撐→開挖第二層土方→墻面找平→安裝第三、四道鋼支撐→開挖各層及剩余土方→墻面找平→人工清底→地基承載力驗收→施工墊層→進入下一流水段
3.2基本要求
①坑外用長臂挖機裝車,坑內液壓反鏟配合,渣土車運輸。②開挖縱向分段,臨時放坡小于1:1.2;適當高度設置臺階,每開挖層坡腳設一橫向截水溝。③階梯狀開挖遵循“從上到下,分層、分段,留土護坡,階梯流水開挖,墊層及時澆筑”原則。④豎向分層最深4m,超過4m分二層或多層開挖。
3.3作業(yè)順序
①首層開挖至第一道支撐下0.2m,施工第一道混凝土支撐。②第二層及以下各層開挖至本層鋼支撐底部下0.5m,架設鋼支撐;中部掏槽,倒退開挖,邊坡1:1,兩側土臺寬度大于3m。③最后一層機械開挖至基底以上0.2~0.3m,中部掏槽,倒退開挖,邊坡1:1,兩側土臺寬度大于3m。
3.4開挖施工
(1)首層開挖。開挖至支撐梁底,施做墊層,澆筑混凝土。(2)分層開挖。第一道混凝土支撐滿足強度后,在頂部布設工作平臺及通道。每層挖至鋼支撐底部下0.5m,進行支撐安裝和預應力施加。放坡開挖,反鏟倒運,長臂挖機挖裝。后一段開挖須在前一段支撐安完后進行;第二~四層每段開挖后,8h內完成2根支撐安裝并施加預應力。最后一層開挖每段控制在3m,支撐安裝1根??拷鼔w0.5m及基底0.2~0.3m保護層用人工開挖,基底平整后施做墊層。(3)出土。第一臺反鏟置于臺階上,挖掘該臺階以下土體,挖土甩放在上一層臺階,由上一層臺階反鏟接力;每層臺階反鏟負責該臺階面到下一臺階面的土方,坑外長臂挖機負責裝車。剩余土體用吊機吊出。(4)技術及質量安全。①坑內積水為原地層含水及雨水。每段開挖時超前設置一集水坑,將積水匯入,集中排至坑外,確保開挖面不浸水。②縮短無支撐暴露時間,減少土體擾動范圍;隨挖隨撐并及時施加預應力;加載卸載過程中圍護結構受力要符合要求;支撐完成才能進行下一層土方開挖。③開挖時嚴禁碰撞已架設鋼支撐。④滲漏水用坑內砂土反壓、雙液漿封堵或導管引排。
⑤開挖時加強基坑內外觀察及監(jiān)測,出現異常立即處理。⑥開挖至第一道支撐4m以下時,全天巡視。
3.5監(jiān)測
(1)監(jiān)測項目。圍護結構整體位移量測、基坑內外地表沉降、鋼支撐軸力、地下水位、地物變形、開裂情況。(2)監(jiān)測頻率及巡視頻率。1)監(jiān)測頻率(基坑圍結護構、周邊環(huán)境)①開挖期間:深度小于5m時,1次/3天;深度大于5m小于10m,1次/2天;深度大于10m小于15m時,1次/天;深度大于15m時,2次/天。②開挖后:1~7天,1次/天;7~15天,1次/2天;15~30天,1次/周;穩(wěn)定后1次/月。(3)監(jiān)測報警。1)當出現下列情況之一時,立即報警。①當數據達到報警值。②支護結構或周邊土體位移出現異常,基坑隆起或陷落。③支撐體系出現過大變形、壓屈跡象。④周邊建(構)筑物結構、周邊地面出現突發(fā)裂縫。2)當出現下列情況之一時,立即停止施工。①圍護結構及其背后土體坍塌、滑移及開裂。②數據不斷增大趨勢。③地表沉降過大,超過控制基準或出現明顯裂縫并不斷發(fā)展。
結束語:明挖法作為常見基坑開挖工藝,其具備施工難度相對低、建設質量有保障、作業(yè)效率高且支撐穩(wěn)定性好等眾多優(yōu)勢,因而得以廣為應用。為促使其建設施工得以順利開展,在具體項目的建設伊始,須切合實際,認真編制施組及專項方案,明確施工計劃,統(tǒng)籌協(xié)調好各項主要資源,抓好各工序、各環(huán)節(jié)的施工作業(yè)管控,從而促使地鐵車站建設施工順利、優(yōu)質完成。
參考文獻
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