深基坑設(shè)計施工 2007-12-26 11:05:17 閱讀141 評論0 字號:大中小 訂閱
第2章 地基處理與樁基工程
2.1 地基處理與加固
為了滿足結(jié)構(gòu)的安全和正常使用,地基必須具有滿足要求的承載力和變形,對于不能滿足要求的地基,除改變基礎(chǔ)的形式外,常用的一種方式是對地基進(jìn)行處理與加固。
2.1.1 換土墊層法
做法:挖去軟弱土層,回填砂墊層/碎石墊層/砂石墊層/灰土墊層,并夯實;
適用范圍:荷載不大的軟弱建筑物地基;
1) 砂墊層和砂石墊層
做法:挖去軟弱土層,回填砂或碎石,分層夯實;
適用范圍:適用于處理透水性強(qiáng)的軟弱粘性土地基,不宜用于加固濕陷性黃土以及不透水粘土地基;
構(gòu)造要求——承載力
Ø 厚度:根據(jù)墊層底面處土的自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和不大于同一標(biāo)高處的軟弱土層的容許承載力;
Ø 寬度:考慮應(yīng)力擴(kuò)散和墊層側(cè)面土的容許承載力;
材料要求——強(qiáng)度、密實、排水;
墊層材料應(yīng)使用顆粒級配良好,質(zhì)地堅硬的中砂、粗砂、礫砂、卵石或碎石。砂礫中石子含量不應(yīng)大于50%,石子最大粒徑不宜大于50mm,不得含有草根等有機(jī)物,含泥量不應(yīng)超過5%,如作排水層,含泥量不超過3%。
施工要點:
Ø 驗槽;
Ø 砂、石材料應(yīng)按級配拌合均勻;
Ø 分層鋪設(shè)和夯實;
Ø 若地下水位高于基坑(槽)底,采用排水或降水措施;
質(zhì)量檢查
Ø 環(huán)刀取樣法;
Ø 貫入度測定法;
2) 灰土墊層
做法:挖去軟弱土層,回填灰土(按一定體積比配合的石灰和粘性土)層,并在最優(yōu)含水量情況下分層夯實;
構(gòu)造要求——承載力
Ø 厚度:確定方法同“砂墊”層;
Ø 寬度:一般為灰土頂面基礎(chǔ)砌體寬度加2.5倍灰土層厚度之和;
材料要求
Ø 石灰應(yīng)使用生石灰(塊狀),使用前1~2天消解熟化并過篩,顆粒不應(yīng)大于5mm,不得夾有半熟化的生石灰塊粒,含水不得過多;
Ø 土粒可盡可能采用挖槽土,凡有機(jī)質(zhì)含量不大的粘性土都可使用,但不得使用表面耕植土、凍土,土料應(yīng)過篩,粒徑不宜大于15mm;
施工要點:
Ø 施工前應(yīng)該先驗槽(消除松土,回填孔洞和軟弱土層);
Ø 施工時,將灰土拌合均勻,并控制其含水量;灰土拌好后及時鋪好夯實,不得隔日夯打;
Ø 鋪灰應(yīng)分層夯筑,每層厚度可以參考教材P63;
Ø 質(zhì)量檢查
Ø 環(huán)刀取樣法;
Ø 貫入度測定法;
2.1.2 重錘夯實法
做法:將夯錘用機(jī)械提升后放開,利用夯錘自由下落時得沖擊能來夯實土層;
適用范圍:處理離地下水位以上的稍濕的粘性土、砂土、濕陷性黃土、雜填土和分層填土地基(若土層含水量過大,會形成橡皮土);當(dāng)夯擊對鄰近建筑有影響,或地下水高于有效夯實深度時,不宜使用,夯擊基土表面一般為8~12遍;
機(jī)具設(shè)備及其要求:
Ø 起重設(shè)備:摩擦式卷揚機(jī)、履帶式起重機(jī)、打樁機(jī)、龍門式起重機(jī)等;
Ø 夯錘:形狀——截頭圓錐體,制作——砼,底部設(shè)置鋼板,重量、直徑、落距——15~30kN、1.0~1.5m、2.5~4.0m,頂面單位靜壓——15~20kPa;
施工要點:
Ø 試夯→選定夯錘重量、直徑和落距→確定最后下層量、夯擊遍數(shù)和總下沉量;
Ø 重錘分層夯實地基時,每層得鋪設(shè)厚度應(yīng)相當(dāng)于錘底直徑;
Ø 基坑(槽)的夯實范圍應(yīng)大于基礎(chǔ)底面,每邊應(yīng)比設(shè)計寬度加寬0.3m以上;
Ø 夯實前坑(槽)底面應(yīng)高出設(shè)計標(biāo)高,預(yù)留土的層的厚度應(yīng)根據(jù)試夯時的總下沉量再加50~100mm確定;
Ø 夯實時地基土的含水量應(yīng)控制在最優(yōu)含水量范圍以內(nèi);
Ø 質(zhì)量檢查
Ø 檢查施工記錄:最后下沉量和總下沉量;
Ø 選點夯擊檢查;
2.1.3 強(qiáng)夯法
做法:強(qiáng)夯是用起重機(jī)械將80~300kN的夯錘吊至6~30m的高處自由落下,給地基以巨大的沖擊力和振動,迫使土顆粒重組,排除孔隙中水與氣體,從而對土體進(jìn)行強(qiáng)力夯實的一種加固方法。
適用范圍:碎石土、砂土、粘性土、濕陷性黃土及雜填土地基的深層加固;
機(jī)具設(shè)備:起重機(jī)械、夯錘和脫鉤裝置;
施工要點
質(zhì)量檢查
缺點:施工中噪聲大,以影響周邊建筑。
2.1.4 振沖法
原理:振沖法是利用振動和水加固土體的方法,它利用機(jī)械在地基中制造一群以石塊、砂礫等散粒材料組成的樁體——碎石樁,這些樁與原地基土一起構(gòu)成所謂的復(fù)合地基,使地基承載力提高,沉降和沉降差減少;
分類:振沖置換法——適用不排水、抗剪強(qiáng)度小的粘性土、粉土、飽和黃土等;
振沖密實法——適用于粘土顆粒含量小于10%的粗砂、中砂地基;
機(jī)具設(shè)備:振沖器(帶潛水電機(jī))、起重設(shè)備、水泵及供水管道、加料設(shè)備(翻斗車、手推車)和控制設(shè)備(控制電流設(shè)備);
施工要點
Ø 振沖試驗——確定成孔水壓和水量、成孔速度、填料方法、密實電流值、填料量、留振時間;
Ø 施工前,應(yīng)按設(shè)計圖紙定出沖孔中心位置并編號;
Ø 振沖流程——定位、成孔、清孔、填料和振密,成樁(樁頂部約1m范圍內(nèi)的樁體密實度難以保證,一般挖除后另做墊層、或振動碾壓);
質(zhì)量與控制
Ø 振沖法加固土體,在施工中用密實電流、填料量、留振時間來控制;
Ø 樁位偏差不得大于0.2倍的樁孔直徑;
Ø 待樁完成半個月(砂土)或一個月(粘性土)后方可進(jìn)行荷載實驗。
2.1.5 地基局部處理及其他加固方法簡介
地基局部處理——松土坑的處理、磚井和土井的處理、局部軟硬土的處理;
其它加固方法——擠密砂樁法、沉層攪拌法、堆載預(yù)壓法、化學(xué)加固法;
淺埋式鋼筋砼基礎(chǔ)施工
載體:采用天然地基、或加固處理后的地基(深層攪拌樁);
特點:造價低、施工簡便;
常用形式:板式基礎(chǔ)、杯形基礎(chǔ)、筏式基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ);
2.1.6 板式基礎(chǔ)
類型:鋼筋砼獨立基礎(chǔ)、墻下條形基礎(chǔ)、柱下條形基礎(chǔ);
適用范圍:豎向荷載較小、地基承載力較高、水平荷載和力矩荷載較?。?/p>
構(gòu)造要求
Ø 幾何上——錐形基礎(chǔ)邊緣高度h>200mm,階梯形基礎(chǔ)的每階高度h1為300~500mm;
Ø 墊層上——厚度一般為100mm,砼等級為C10;
Ø 配筋上——受力鋼筋最小直徑為8mm,間距不宜大于200mm;
Ø 保護(hù)層——沒有墊層,不宜小于35mm,有墊層,不宜小于70mm;
Ø 插筋上
施工要點
Ø 驗槽:去掉基坑(槽)局部軟弱土層,回填灰土或砂礫,清除基坑(槽)內(nèi)浮土、積水、淤泥、垃圾和雜物;
Ø 在一定強(qiáng)度后的砼墊層上彈線、支模;
Ø 鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片(鋼筋網(wǎng)片低與砼墊層頂之間用與砼保護(hù)層同厚度的水泥砂漿墊塞,使位置正確);
Ø 清楚模板上的垃圾、泥土等,模板用水潤濕;
Ø 分層澆筑(注意模板的鋪設(shè),具體見教材P71~72,分階梯形基礎(chǔ)和錐形基礎(chǔ));
Ø 基礎(chǔ)上的插筋應(yīng)固定,防止位置偏差;
2.1.7 杯形基礎(chǔ)
做法:基礎(chǔ)中預(yù)留凹槽(杯口),然后插入預(yù)制柱,定位和臨時固定后,在空隙中灌細(xì)石砼;
應(yīng)用范圍:一般用作鋼筋砼預(yù)制柱的基礎(chǔ),常出現(xiàn)在廠房施工中;
形式:單杯口基礎(chǔ)、雙杯口基礎(chǔ)、高杯口基礎(chǔ);
構(gòu)造要求
Ø 插入深度h1(取值見教材P72);
Ø 基礎(chǔ)的杯底厚度和杯口厚度(取值見教材P72);
Ø 按大小偏心、軸心和 的值來對杯壁配筋;
施工要點
Ø 砼分層澆筑;
Ø 杯口模板可做成二半式的定型模板,中間各加一塊楔形板;
Ø 澆筑砼時,四周四側(cè)對稱均勻進(jìn)行,避免杯口模板偏移;
Ø 將杯口內(nèi)側(cè)表面砼鑿毛;
2.1.8 筏式基礎(chǔ)
組成:鋼筋砼底板、梁;
適用范圍:豎向荷載較大、地基承載力較低(相對于板式基礎(chǔ));
優(yōu)點:整體剛度大,使各柱沉降較為均勻;
類型:梁板式、平板式;
計算圖式:倒置的梁板樓蓋、倒置的無梁樓蓋;
構(gòu)造要求
Ø 材料——砼強(qiáng)度等級不宜低于C20;
Ø 幾何——鋼筋保護(hù)層不小于35mm,底板厚度不宜小于200mm,梁頂高出底板不小于300mm,梁寬不小于250mm,底板下設(shè)厚度為100mm的C10砼墊層;
施工要點
Ø 保證在無水情況下進(jìn)行基坑開挖和基礎(chǔ)施工(降水);
Ø 在墊層上綁扎板、梁的鋼筋和柱的插筋;
Ø 當(dāng)?shù)装鍙?qiáng)度達(dá)到25%時,在底板上支模澆筑梁砼;
Ø 養(yǎng)護(hù)
2.1.9 箱形基礎(chǔ)
組成:鋼筋砼底板、頂板、外墻、隔墻;
優(yōu)點:整體性好、剛度大、調(diào)整不均勻沉降能力大;減小基地處原有的自重應(yīng)力;
適用范圍:上部荷載大且分布不均勻、平面形狀簡單、對不均勻沉降敏感的設(shè)備基礎(chǔ)和高層建筑物等;
2.2 樁基礎(chǔ)工程
當(dāng)淺層土層無法滿足建筑物對地基的變形和承載力要求時,便得利用下部土層或堅實得土層、巖層作為持力層;
深基礎(chǔ)的類型:樁基礎(chǔ)、墩基礎(chǔ)、深井基礎(chǔ)和地下連續(xù)墻;
2.2.1 樁基礎(chǔ)的作用、組成和分類
樁基一般由樁和連接樁和上部結(jié)構(gòu)的承臺組成。承臺的作用是把上部結(jié)構(gòu)的荷載傳遞到樁上,樁的作用是把分配到的荷載傳遞到深層堅實的土層上和樁周的土層上;
承臺按與地面的相對位置不同,一般分為低承臺(承臺底面位于地面以下,常見于一般的房屋建筑中),高承臺(承臺底面位于地面以上,常見于橋梁和港口工程中);
分類:
Ø 按承載性質(zhì)分:摩擦型樁(摩擦樁和端承摩擦樁)、端承型樁(端承樁、摩擦端承樁);
Ø 按適用功能分:水平抗壓樁、豎向抗拔樁、水平荷載樁、復(fù)合荷載樁;
Ø 按樁身材料分:砼樁、鋼樁、木樁;
Ø 按成樁方法分:非擠土樁、部分?jǐn)D土樁、擠土樁;
Ø 按樁制作過程分:預(yù)制樁和現(xiàn)場灌注樁;
2.2.2 預(yù)制鋼筋砼樁的施工工藝
鋼筋砼預(yù)制樁的制作
短樁多在預(yù)制廠生產(chǎn);長樁在打樁現(xiàn)場隨近或現(xiàn)場一角直接制作;過長的樁可以分段制作,分段接長;
現(xiàn)場重疊法制作要點
疊澆層數(shù)不超過4層;
采用間隔法;
砼應(yīng)連續(xù)澆筑,不留施工縫;
樁的主筋搭接應(yīng)采用對焊;
施工工藝流程
現(xiàn)場布置→場地地基處理、整平、澆筑砼→支模→綁扎鋼筋、安設(shè)吊環(huán)→澆砼→養(yǎng)護(hù)至30%設(shè)計強(qiáng)度拆模→支間隔端頭模板、刷隔離劑、綁鋼筋→澆筑間隔樁砼→同法間隔重疊制作第二層樁→養(yǎng)護(hù)至70%強(qiáng)度起吊→養(yǎng)護(hù)至100%設(shè)計強(qiáng)度運輸、打樁;
制作方法
Ø 多采用工具式模板(木模板,鋼模板),支在堅實的地坪上;
Ø 重疊法生產(chǎn),但是不宜超過四層;
Ø 鋼骨架可以采用綁扎或點焊,骨架主筋宜采用對焊或搭接焊,主筋的接頭位置應(yīng)相互錯開;
Ø 樁尖一般采用粗鋼筋或鋼板制作,并與鋼骨架焊接在一起;
Ø 砼強(qiáng)度不宜小于C30,澆筑時從樁頂連續(xù)澆筑到樁尖,不能中斷;
預(yù)制樁的起吊,運輸和堆放
起吊:起吊時應(yīng)達(dá)到強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的70%,吊點應(yīng)在按設(shè)計規(guī)定之處(見教材P79),吊索與樁間應(yīng)加襯墊;吊點的設(shè)計是根據(jù)最大正彎矩等于最大負(fù)彎矩得出的;
運輸:運輸時,樁的強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的100%;運輸用平板拖車;
堆放:預(yù)制樁堆放場地應(yīng)平整、堅實;點木與吊點的位置應(yīng)相同,各墊木應(yīng)上下對齊;堆放層數(shù)應(yīng)小于4層;
預(yù)制樁打樁施工
打樁前的準(zhǔn)備
1) 清楚障礙——高空、地上、地下;
2) 平整場地——在建筑物基線以外4~6m范圍內(nèi)的整個區(qū)域,或樁機(jī)進(jìn)出場地及移動路線上;
3) 打樁試驗——了解樁的沉入時間、最終沉入度、持力層的強(qiáng)度、樁的承載力等;
4) 抄平放線——在打樁現(xiàn)場設(shè)置水準(zhǔn)點(至少2個),用做抄平場地標(biāo)高和檢查樁的入土深度;按設(shè)計圖紙要求定出樁基礎(chǔ)軸線和每個樁位;
5) 定樁位——用小木樁或白灰點法標(biāo)出樁位,或用設(shè)置龍門板拉線法定出樁位(此法可以避免擠土使白灰點或小木樁發(fā)生位移而產(chǎn)生的誤差);
6) 確定打樁順序——影響打樁工程的速度和樁基質(zhì)量(擠土效應(yīng)),教材P78頁列出了集中打法;
預(yù)制樁的打設(shè)
預(yù)制樁的打樁方法:錘擊法、振動法、水沖法等;
1) 錘擊沉樁
打樁設(shè)備(見教材P80圖例):
Ø 樁錘——落錘、蒸氣錘、柴油錘和液壓錘(書上列舉了各種錘的適用范圍和優(yōu)缺點);
Ø 樁架——作用使吊裝就位、懸吊樁錘和支撐樁身,并在打樁過程中引導(dǎo)樁錘和樁的方向;優(yōu)多能樁架和履帶式樁架兩種;
樁錘和樁架的選用
Ø 動力裝置
打樁工藝
(1) 吊裝就位——移樁架于樁位處→用卷揚機(jī)提升樁→將樁送入龍門導(dǎo)管內(nèi),安放樁尖→樁頂放置彈性墊層(草袋、麻袋)、放下樁帽和墊木(在樁帽上)→試打檢查(樁身、樁帽、樁錘是否在同一軸線上);
(2) 打樁——開始宜低垂輕打,隨沉樁加深,慢慢高錘重打;樁錘經(jīng)常回彈,更換重錘;
——樁錘回彈,貫入度突減,說明樁尖遇上硬物,應(yīng)減小錘距,加快錘擊頻率;
——貫入度突增或樁身變位,說明斷樁(樁身破壞);
(3) 接樁——硫磺膠泥漿錨法、電焊接樁法、法蘭螺栓接樁法;
2) 振動沉樁
原理——利用大功率甩動振動錘或液壓振動錘,減低土對樁的阻力,使樁能較快沉入土中;在砂土中效率高,在粘土中效率低;
3) 水沖沉樁
原理——在待沉樁身兩側(cè)對稱插入兩根帶有噴嘴的射水管,沉樁時,利用高壓水使樁尖下的土壤松散而流動,使樁在自重或加重情況下沉入土中;
預(yù)制樁在施工過程中常見的問題
Ø 土隆起——樁排擠土體的原因;
Ø 樁頂移位——空隙水壓力、土體側(cè)壓力的原因;
Ø 樁頭破損——砼強(qiáng)度不足、樁頭鋼筋設(shè)置不合理、樁墊厚度不足、錘擊偏心、沖擊能太大;
2.2.3 靜力壓樁施工工藝
原理、特點及適用范圍:
Ø 原理——通過壓樁機(jī)上的卷揚機(jī)的牽引,由鋼絲繩、滑輪和壓梁,將整個樁機(jī)的自重力反壓在樁頂上,迫使預(yù)制樁下沉;
Ø 特點——物噪音、無振動;
Ø 適用范圍——擴(kuò)建工程、城市內(nèi)樁機(jī)工程中的軟土地基;
壓樁機(jī)械設(shè)備——機(jī)械靜力壓樁機(jī)和液壓靜力壓樁機(jī);
壓樁工藝方法:
Ø 施工工序:測定定位→樁機(jī)就位→吊樁插樁→樁身對中調(diào)值→沉樁、接樁、停止壓樁→切割樁頭;
Ø 壓樁方法;
Ø 樁拼接方法(漿錨接頭、焊接接頭);
壓樁施工要點
Ø 壓樁應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,停歇后壓樁力將增大;
Ø 壓樁的終壓控制:樁長控制(摩擦型樁),樁長控制為主、終壓力為輔(端承摩擦樁);
Ø 靜力壓樁單樁豎向承載力,可通過樁的終止壓力來判斷;
2.2.4 現(xiàn)澆砼樁施工工藝
現(xiàn)澆砼樁(灌注樁)在現(xiàn)場樁位上使用機(jī)械和人工成孔→澆筑砼和安裝鋼筋籠;可以分為鉆孔灌注樁、沉灌灌注樁、人工挖孔灌注樁、爆擴(kuò)灌注樁等;
鉆孔灌注樁
鉆孔灌注樁分為泥漿護(hù)壁成孔(地下水位較高)和干作業(yè)成孔(地下水位過低);
1) 泥漿護(hù)壁成孔灌注樁
按設(shè)備分為沖抓和沖擊回轉(zhuǎn)鉆(適合碎石土、砂土等)、潛水回轉(zhuǎn)鉆(適合粘性土、淤泥等),主要講解“潛水回轉(zhuǎn)鉆”;
施工工藝:測定樁位(樁基軸線定位和水準(zhǔn)定位)→埋設(shè)護(hù)筒→樁機(jī)就位→鉆孔→清孔→安放鋼筋骨架→澆筑砼;
施工方法和質(zhì)量檢查
(1) 埋設(shè)護(hù)筒
作用:固定樁孔位置、保護(hù)孔口、防止塌孔、引導(dǎo)鉆頭方向;
質(zhì)量要求:護(hù)筒中心要求與樁中心偏差不大于50mm,其埋深在粘土中不小于1m,在砂土中不小于1.5m;
(2) 制備泥漿
作用:保護(hù)筒內(nèi)水壓穩(wěn)定、穩(wěn)固土壁,防止塌孔、攜砂排土、鉆頭有冷卻和潤滑;
制備:在砂土、碎石類土中,泥漿應(yīng)按一定比例制備,在粘土中,可以注入清水以原土制備泥漿;
(3) 鉆孔
在孔中注入泥漿,并使泥漿高于地下水位1.0m以上;并同時控制泥漿的比重(注入的泥漿比重小,排出的泥漿比重大,比如在砂土中,注入的泥漿比重控制在1.1左右,排出的泥漿比重宜為1.2~1.4)
根據(jù)土層類別、鉆孔深度和供水量確定鉆孔速度;
(4) 清孔
對于原土造漿的鉆孔,使轉(zhuǎn)機(jī)空轉(zhuǎn),同時注入清水,當(dāng)排出泥漿比重降至1.1左右時合格;
對于制備泥漿的鉆孔,采用換漿法,當(dāng)排出泥漿比重降至1.15~1.25時合格;
沉渣厚度——端承樁宜控制在50mm ,摩擦樁宜控制在300mm以內(nèi);
沉渣厚度測定方法——重錘法、沉渣儀;
(5) 澆筑砼
導(dǎo)管法施工,導(dǎo)管始終埋入砼中0.8~1.3m,泥漿用潛水泵回收;
(參考舊教材64、65頁的相關(guān)內(nèi)容)
2) 干作業(yè)成孔灌注樁
按設(shè)備分為螺旋鉆孔樁、鉆孔擴(kuò)機(jī)、人工洛陽鏟等;主要講解“螺旋鉆孔樁”;
施工工藝:測定樁位(樁基軸線定位和水準(zhǔn)定位)→樁機(jī)就位→鉆孔→清孔→安放鋼筋骨架→澆筑砼;
施工方法和質(zhì)量檢查
(1) 樁機(jī)就位:鉆桿要垂直對準(zhǔn)樁位中心;
(2) 鉆孔
剛開始時,鉆桿先慢后快,避免鉆桿搖晃;
鉆孔時常見問題:土層中含磚頭、瓦塊,土層中有軟硬土層交界面或軟塑性粘土沉→影響:擴(kuò)大孔徑,增加孔底虛土→措施:保持鉆桿垂直,緩慢進(jìn)尺;
(3) 清孔:空轉(zhuǎn)清土,提升鉆桿卸土;
(4) 澆筑砼
砼連續(xù)分層澆筑,分層搗實;
砼樁應(yīng)適當(dāng)超過樁頂標(biāo)高;
3) 常見問題及處理
Ø 孔壁坍塌→泥漿冒泡、泥漿水位突然降低→保持孔內(nèi)水位、增大泥漿比重或填土再鉆;
Ø 鉆孔偏斜→鉆桿不垂直、土質(zhì)軟硬、孤石→安裝垂直,經(jīng)常觀察,提鉆反復(fù)掃轉(zhuǎn),回填再鉆;
Ø 孔底虛土→擾動殘存土、孔壁坍落土、孔口落土→鐵餅或孔底夯實機(jī)夯實;
Ø 斷樁
沉管灌注樁
沉管灌注樁時指利用錘擊打樁法或振動打樁法,將帶有活瓣式樁靴或預(yù)制鋼筋砼樁尖的鋼管沉入土中,然后邊澆筑砼,邊錘擊或振動拔管;
錘擊(振動)沉管灌注樁(參看P87、88頁圖例)
1) 錘擊施工工藝:樁機(jī)就位、吊起樁管、套入砼樁尖→扣上樁帽、起錘沉管→邊澆筑砼、邊拔管;
2) 振動施工工藝:樁機(jī)就位、吊起樁管(樁瓣閉合)→激振沉管→邊澆筑砼、邊拔管;
3) 單打施工方法:
Ø 樁管與樁尖接觸處墊以稻草繩或麻繩墊圈;
Ø 剛開始沉灌后,低錘輕擊,保證方向垂直;
Ø 將鋼管內(nèi)灌滿砼;
Ø 拔管時密錘低擊不停(二次灌注砼),并控制拔出速度;
Ø 最后應(yīng)使砼略高于地面;
4) 單振法施工方法:
樁瓣閉合,將樁管徐徐壓入土中,并保持垂直;
邊振動,邊拔管,邊澆注砼;
5) 其它施工方法:復(fù)打法、反插法、復(fù)振法——擴(kuò)大樁徑、提高樁的質(zhì)量和承載能力;
6) 施工中常見問題
Ø 斷樁→樁的截面發(fā)生錯位→樁距過小、砼強(qiáng)度不高時受到擠壓、軟硬土層間傳遞過大的水平剪力→拔去斷樁、重新澆筑砼;
Ø 瓶頸樁→樁的某段截面縮小→過大的孔隙水壓力→增大砼露出地面的高度、控制拔管速度、采用復(fù)打法;
Ø 吊腳樁→樁底形成空洞或松散層→樁尖、樁瓣破壞或變形,使水(泥沙)進(jìn)入樁管→拔管填砂重打或開始拔管時反插多次;
基坑安全事故及防范措施
一、廣州海珠城廣場基坑倒塌事故搶險回顧及原因分析
(一)、海珠城廣場基坑支護(hù)設(shè)計方案介紹
海珠城廣場基坑周長約340米,原設(shè)計地下室4層,基坑開挖深度為17米。
該基坑?xùn)|側(cè)為江南大道,江南大道下為廣州地鐵二號線,二號線隧道結(jié)構(gòu)邊緣與本基坑?xùn)|側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)距離為5.7米;基坑西側(cè)、北側(cè)鄰近河涌,北面河涌范圍為22米寬的渠箱;基坑南側(cè)東部距離海員賓館20米,海員賓館樓高7層,采用φ340錘擊灌注樁基礎(chǔ);基坑南側(cè)兩部距離隔山一號樓20米,樓高7層,基礎(chǔ)也采用φ340錘擊灌注樁。
該工程地質(zhì)情況從上至下為填土層,厚0.7~3.6米,淤泥質(zhì)土層,層厚0.5~2.9米;細(xì)砂層,個別孔揭露,層厚0.5~1.3米;強(qiáng)風(fēng)化泥巖,頂面埋深為2.8~5.7米,層厚0.3米;中、風(fēng)化泥巖,埋深3.6~7.2米,層厚1.5~16.7米;微風(fēng)化巖,埋深6.0~20.2米,層厚1.8~12.84米。
由于本工程巖層埋深較淺,因此,原設(shè)計支護(hù)方案如下:
基坑?xùn)|側(cè)、基坑南側(cè)東部34米、北側(cè)東部30米范圍,上部5.2米采用噴錨支護(hù)方案,下部采用挖孔樁結(jié)合鋼管內(nèi)支撐的方案,挖孔樁底標(biāo)高為▽—20.0米。
基坑西側(cè)上部采用挖孔樁結(jié)合預(yù)應(yīng)力錨索方案,下部采用噴錨支護(hù)方案。
基坑南側(cè)、北側(cè)的剩余部分,采用噴錨支護(hù)方案。后由于±0.00標(biāo)高調(diào)整,后實際基坑開挖深度調(diào)整為15.3米。
本基坑在2002年10月31日開始施工,至2003年7月施工至設(shè)計深度15.3米,后由于上部結(jié)構(gòu)重新調(diào)整,地下室從原設(shè)計4層改為5層,地下室開挖深度從原設(shè)計的15.3米增至19.6米。由于地下室周邊地梁高為0.7米。因此,實際基坑開挖深度為20.3米,比原設(shè)計挖孔樁樁底深0.3米。
新的基坑設(shè)計方案確定后,2004年11月重新開始從地下4層基坑底往地下5層施工,至2005年7月21日上午,基坑南側(cè)東部樁加鋼支撐部分,最大位移約為4.0cm,其中從7月20日至7月21日一天增大1.8cm,基坑南側(cè)中部噴錨支護(hù)部分,最大位移約為15cm。
(二)、海珠城廣場基坑倒塌事故搶險回顧
1、基坑倒塌事故的發(fā)生過程
海珠城廣場基坑在2005年7月21日中午12:20左右倒塌。據(jù)甲方有關(guān)人員反映,7月21日上午9時左右,海員賓館反映賓館靠基坑側(cè)的墻腳一個晚上裂縫加加寬了約2cm,甲方有關(guān)人員馬上聯(lián)系設(shè)計人員、施工單位負(fù)責(zé)人。10:30鐘左右,相關(guān)人員到現(xiàn)場,一起到海員賓館看,果然發(fā)現(xiàn)賓館靠基坑側(cè)墻角30多米范圍出現(xiàn)一條1.8公分的新裂縫。到賓館里面看,發(fā)現(xiàn)墻體裂縫增大,甲方及施工單位、設(shè)計單位負(fù)責(zé)人看完賓館后就下到基坑內(nèi)繼續(xù)查看基坑是否有異常情況。下基坑后,發(fā)現(xiàn)在基坑南邊人工挖孔及噴錨面交界處,從西往東的第3條人工挖孔擋土樁,樁底的上1m左右處,樁身出現(xiàn)豎向裂縫。
此時,靠近賓館的基坑頂范圍,一臺鉤機(jī),一臺泥頭車及一臺吊機(jī)正在工作,施工單位提出馬上將機(jī)械開走。甲方公司經(jīng)理打電話與另一位設(shè)計人員聯(lián)系,問出土車在坑頂作業(yè)是否有問題,設(shè)計人員答復(fù)只要離開擋土樁邊3m就沒問題,實際作業(yè)的機(jī)械離基坑邊至少5m。但為慎重起見,甲方經(jīng)理還是要求施工機(jī)械盡快離開基坑邊,倒塌前半小時,坑頂最后一臺車離開了基坑邊。
至中午12:00時左右,甲方質(zhì)安員、施工單位負(fù)責(zé)人在南側(cè)基坑底聽到“叭”“叭”的聲音,初始約1分鐘2~3次,5分鐘之后,“叭”“叭”聲音越來越密,施工單位負(fù)責(zé)人就說:是錨索夾片破壞的聲音,基坑不行了,快跑,等到基坑底的人員跑到基坑北側(cè),還未上樓梯時,基坑就倒塌了?;游髂辖堑呐R建內(nèi)人員由于未能及時逃走,造成基坑倒塌時,5人受傷,6人被埋,其中3人被消防隊員救出,另3人不幸遇難,基坑倒塌前1個小時,施工單位測量的擋土樁加鋼管內(nèi)支撐部分最大位移為4cm。監(jiān)測單位在倒塌前兩天測出的基坑南側(cè)噴錨支護(hù)部分的最大位移近15cm。
2、基坑倒塌對周邊環(huán)境的影響
(1)、地鐵停運,停運時間從2005年7月21日下午14時30分至7月22日下午13時58分;
(2)、海洋賓館部分倒塌、其余部分所有商戶全部停業(yè)、人員遷走;
(3)、鄰近隔山1、2、3號宿舍樓590名居民緊急搬遷,到臨近酒店居住。
3、搶險
(1)、市長啟動市政府重大安全事故處理緊急預(yù)案。由市長掛帥、副市長、政府秘書長、市建委領(lǐng)導(dǎo)組成臨時搶險指揮部組織指揮搶險;同時由廣州市建設(shè)科技委組織成立搶險專家組,協(xié)助搶險指揮部工作;
(2)、廣州市建委全體人員到現(xiàn)場日、夜輪班協(xié)助搶險,建委辦公樓的對外辦公停止近一周;
(3)、由廣州地鐵總公司、廣州市建筑集團(tuán)有限公司、廣州市政園林局、廣州市消防局、衛(wèi)生局、防疫局、海珠區(qū)政府、海珠區(qū)公安分局、街道派出所等政府部門每天派出近千人進(jìn)行搶險;
(4)搶險關(guān)鍵是:一、保證地鐵安全;二、保證鄰近居民樓安全;
(5)搶險方法:
① 采用多臺廣州工程界臂長最大達(dá)48米的砼泵車,對鄰近地鐵的位置進(jìn)行泵送砼反壓;
② 對滑塌懸空的宿舍樓樁基,采用地泵進(jìn)行砼泵送護(hù)腳;
③ 為防止滑坡面在雨水沖刷下進(jìn)一步滑坡,采用地泵泵送砼護(hù)面;
④ 解決以上問題后,采用基坑回填的方法處理;
⑤ 為保證在滑坡面上再修改小區(qū)道路的安全,對滑坡面進(jìn)行灌漿處理。
(6)對已倒塌一跨的海洋館進(jìn)行爆破拆除
從7.21日-8.8日海洋館拆除,市長親臨現(xiàn)場17次指揮搶險工作。
4、海珠城廣場事故對廣州工程界的影響
(1)、廣州市科技委組織專家對全市400多個基坑進(jìn)行地毯式大檢查,歷時半年,對14個存在嚴(yán)重安全隱患的基坑責(zé)令立即加固。對相關(guān)設(shè)計,施工單位進(jìn)行通報批評,停牌處理;
(2)、對廣州市基坑工程進(jìn)行嚴(yán)格管理:初始對基坑深度大于5米的嚴(yán)格限制使用噴錨支護(hù)方案,后經(jīng)證求社會各方意見,改為基坑深度大于9米的嚴(yán)格限制使用噴錨支護(hù)方案。“7.21”事故之前,廣州地區(qū)70%的基坑采用噴錨支護(hù)方案,現(xiàn)只有1/3的基坑采用噴錨支護(hù)方案。
5、海珠城廣場事故的社會影響
(1)、該事故對廣州市政府造成巨大的壓力和負(fù)面影響。新聞媒體、網(wǎng)絡(luò)使該事故傳遍讓全世界。該事故是近十幾年來廣州最大的工程安全事故,在國內(nèi)是繼2004年上海地鐵安全事故后的又一在全國產(chǎn)生重大影響的工程事故;
(2)、從設(shè)計、施工、監(jiān)理、建設(shè)單位到廣州市建委、海珠區(qū)政府、廣州市余泥辦等相關(guān)政府部門的三十多位工程技術(shù)、管理人員及政府官員受處分。
6、事故造成的損失
海珠城廣場基坑倒塌事故,從直接經(jīng)濟(jì)損失角度考慮,其損失值超過兩億元,其中包括:基坑及土方施工費、地下室已施工的底板及一層地下室部分;倒塌的海員賓館及相關(guān)物資損失;海員賓館附樓中近二百戶商家的財產(chǎn)損失;事故搶險過程中所投入的大量材力、人力、設(shè)備。事故過程中,近五百九十人的臨時搬遷;1#樓五十六戶人家外遷近一個月的費用;事故發(fā)生過程中三個死者的賠償費;建設(shè)方前期報建、設(shè)計、監(jiān)理費;該場地從規(guī)劃設(shè)計為商業(yè)用地到事故后變?yōu)榫G化用地的土地價值損失費。直接經(jīng)濟(jì)損失是可以計算的清楚的,但對社會、對政府、對行業(yè)造成的間接損失影響是難以估量的。
(三)、基坑倒塌原因分析
為什么該基坑南邊倒塌而其余東、西、北邊不倒?
專家組意見:
1、超挖:原設(shè)計4層基坑17米,后開挖成五層基坑(20.3米),挖孔樁成吊腳樁;
2、超時:基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)服務(wù)年限一年,實際從開挖及出事已有近三年;
3、超載:坡頂泥頭車、吊車、鉤機(jī)、超載;
4、地質(zhì)原因:巖面埋深較淺,但巖層傾斜。
設(shè)計單位仍采用理正軟件對原設(shè)計方案進(jìn)行復(fù)核、設(shè)計,而忽視現(xiàn)場開挖過程中巖面從南向北傾斜,傾角約為25°的實際狀況。
另外,施工過程中發(fā)現(xiàn)巖面傾斜,南部位移較大后,曾對部分區(qū)域進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨索加固,加固范圍只是南部西側(cè)的20~30米,但加固范圍太少。甲方認(rèn)為加固是由于設(shè)計不周引起,加固費用應(yīng)由設(shè)計單位支付,因此,設(shè)計單位壓力較大。
二、部分典型基坑安全事故介紹
1、噴錨支護(hù)安全事故
東莞石龍某基坑工程
該基坑周長約400m,開挖深度3.8m,采用攪拌樁結(jié)合噴錨支護(hù)方案,錨桿2排,長度為6~8m;實際施工3m;當(dāng)基坑開挖至3.8m時,鄰近馬路一側(cè)基坑產(chǎn)生滑塌破壞,市政水管爆裂破壞。
2、樁錨(撐)支護(hù)安全事故
廣州某基坑工程
該基坑長約1100米,基坑挖深約11米。采用鉆孔樁結(jié)合雙層鋼支撐,鉆孔樁樁間采用三重管旋噴止水方案。在施工過程中,由于施工單位未按設(shè)計要求設(shè)置二道支撐,當(dāng)基坑開挖至設(shè)計標(biāo)高時,在凌晨1:00突然倒塌,造成一名路過摩托車手死亡,另二名摩托車手受傷。
3、連續(xù)墻加支撐支護(hù)安全事故
廣州某車站基坑工程
該基坑工程長約160米,基坑寬從20~30米不等,基坑開挖深度約18米。采用連續(xù)墻加鋼管內(nèi)支撐方案,由于支撐斜撐與腰梁之間連接不牢,當(dāng)基坑開挖至近基坑底時,支撐滑落,連續(xù)墻倒塌,鄰近民房傾斜。
由于事故發(fā)生前監(jiān)測工作做得到位,人員及時撤離,未造成人員傷亡。
4、基坑降水安全事故
廣州某基坑工程
該基坑長約130米,寬約50米,深約7米。采用攪拌樁結(jié)構(gòu)噴錨支護(hù)方案,工程樁采用人工挖孔樁。
在基坑施工完畢,人工挖孔樁施工過程中,鄰近200米范圍內(nèi)陸面下沉,民房開裂。
三、基坑安全防范措施
(一)、基坑工程從勘察設(shè)計至使用完畢回填的全過程
基坑工程勘察設(shè)計至使用完回填的全過程
實際開挖地質(zhì)資料與設(shè)計參考地質(zhì)資料不同,或施工過程中發(fā)現(xiàn)周邊環(huán)境與原設(shè)計收集資料不同,按實際情況對原設(shè)計方案進(jìn)行校核修改、完善
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地質(zhì)資料勘察、周邊環(huán)境調(diào)查
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根據(jù)地質(zhì)資料、周邊環(huán)境、地下室大小、深度(包括承臺厚度、周邊地梁高度)進(jìn)行支護(hù)方案設(shè)計
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確?;印⒒A(chǔ)施工過程中支護(hù)結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境的安全
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根據(jù)設(shè)計圖進(jìn)行基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工、土方開挖
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目的
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施工及土方開挖過程中對支護(hù)結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測
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開挖至設(shè)計深度支護(hù)結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境滿足設(shè)計及規(guī)范要求、竣工驗收
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在基坑使用過程中繼續(xù)對支護(hù)結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)問題及時處理,時間超出基坑允許使用年限,視監(jiān)測及現(xiàn)場勘測結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)
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基坑使用完畢,回填
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由于種種原因?qū)е禄映霈F(xiàn)險情,搶險
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正常
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異常
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支護(hù)結(jié)構(gòu)質(zhì)量未能達(dá)到設(shè)計要求,對支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計
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異常
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正常
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異常
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(二)、基坑工程勘察設(shè)計的安全防范措施
1、確保地質(zhì)勘察資料的完整性、準(zhǔn)確性
地質(zhì)勘察資料不能僅利用為主體結(jié)構(gòu)工程而進(jìn)行的勘察資料,還應(yīng)根據(jù)基坑的平面位置,沿基坑周邊布孔進(jìn)行勘察。對深基坑,條件許可時。需對基坑外側(cè)10~30米范圍內(nèi)的地質(zhì)情況進(jìn)行勘察,這主要是考慮采用噴錨或預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)方案時,錨桿或錨索會延伸到基坑外一定范圍。
另外,針對目前勘察市場的現(xiàn)狀,建設(shè)單位應(yīng)與地質(zhì)單位溝通好,確保地質(zhì)資料的準(zhǔn)確性。
建議:再省也不要省地質(zhì)勘察的錢。
2、周邊環(huán)境資料的準(zhǔn)確性、完整性
(1)、周邊建(構(gòu))筑物的基礎(chǔ)型式、與基坑邊的距離、埋深布置等要了解清楚。不同基礎(chǔ)型式(天然地基、樁基礎(chǔ))、不同埋深、與基坑邊距離的不同、對基坑的影響是不一樣的。
(2)、地下建(構(gòu))筑物,如地鐵、人防工程、河流(涌)、地下貯水池、油庫、化糞池等基礎(chǔ)型式,與基坑邊的距離、埋深要了解清楚。
(3)、地下管線(電信電纜、供、排水管、煤氣管)的類型、埋深,與基坑邊的距離要了解清楚。
3、設(shè)計方案的針對性
基坑設(shè)計方案要根據(jù)基坑周邊地質(zhì)條件,環(huán)境條件(包括地上建(構(gòu))筑物、地下建(構(gòu))筑物、地下管線),基坑開挖深度的不同,分別按不同的支護(hù)剖面進(jìn)行設(shè)計。以上三大要素中,任一條件變化,其支護(hù)方案都要相應(yīng)變化,才能確保方案的合理性,安全性、可行性及經(jīng)濟(jì)性。
4、基坑監(jiān)測方案設(shè)計:
監(jiān)測方案的設(shè)計要考慮周邊環(huán)境的允許位移及沉降,支護(hù)結(jié)構(gòu)的型式(類型),基坑的安全等級來綜合考慮。
(1)、一般而言,采用噴錨支護(hù)結(jié)構(gòu)或樁、撐支護(hù)結(jié)構(gòu),需采用測斜管才能測到最大位移,僅采用樁頂或坡頂水平位移監(jiān)測是不能測到基坑的實際最大位移的。
(2)對樁、錨或噴錨支護(hù)結(jié)構(gòu),采用錨頭應(yīng)力計,可有效地監(jiān)測預(yù)應(yīng)力的施加及損失情況,對控制基坑位移有很好的參考價值。
(3)所有監(jiān)測的基準(zhǔn)點必須在基坑位移影響范圍之外。
(4)在基坑開挖過程中,每開挖一層土,必須進(jìn)行不少于一次的監(jiān)測。
(5)一般而言,按國家、省、市基坑規(guī)范進(jìn)行基坑允許或報警值的進(jìn)行控制,在報警值之內(nèi)一般不會出現(xiàn)安全事故。
5、動態(tài)設(shè)計的重要性
動態(tài)設(shè)計是指針對基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)施工過程情況,基坑開挖過程的地質(zhì)情況及基坑開挖過程中監(jiān)測數(shù)據(jù)所反映的情況,根據(jù)以上情況分析支護(hù)方案的安全性,對以上揭示情況與原設(shè)計依據(jù)的資料不符之處,或施工發(fā)現(xiàn)達(dá)不到設(shè)計要求之處,及時進(jìn)行設(shè)計變更,確保支護(hù)結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境的安全。
(1)、由于地質(zhì)鉆孔是有限的,有限個孔所揭露的土層情況與實際開挖出的地質(zhì)情況總有不符之處。由于地質(zhì)情況與設(shè)計參考的地質(zhì)資料不同,設(shè)計人員要及時驗算在實際地質(zhì)資料下,原設(shè)計方案是否安全,否則要及時進(jìn)行變更設(shè)計,確保安全。
(2)、周邊環(huán)境條件與原設(shè)計參考的周邊環(huán)境資料也不一定完全相同,特別是一些地下建(構(gòu))筑物、地下管線等,發(fā)現(xiàn)不同,也要及時調(diào)整設(shè)計方案,確保安全。
(3)、基坑開挖深度是否由于原地面標(biāo)高變化,底板、地梁、承臺厚度、標(biāo)高等變化而變化,很多基坑設(shè)計是基礎(chǔ)圖出來之前就己完成的,此時要根據(jù)實際基礎(chǔ)開挖深度對原設(shè)計方案進(jìn)行復(fù)核。
(4)、支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量能否達(dá)到設(shè)計要求。若不能達(dá)到要求,必須及時補(bǔ)強(qiáng),該補(bǔ)錨桿(索)、支撐還是增設(shè)止水措施,根據(jù)實際情況而定。
(5)、根據(jù)基坑開挖過程中的監(jiān)測結(jié)果,對原設(shè)計方案的安全性進(jìn)行復(fù)核,若基坑未達(dá)到設(shè)計標(biāo)高,位移或應(yīng)力己達(dá)到或超過設(shè)計報警值,必須及時進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計,確保基坑安全。
6、常見的幾種由于設(shè)計原因引起的安全事故
(1)、地質(zhì)資料不齊、準(zhǔn)確性差;
(2)、周邊環(huán)境未調(diào)查清楚,超載取值有誤;
(3)、設(shè)計未對支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定進(jìn)行驗算;
(4)、過分相信軟件計算結(jié)果,未能根據(jù)實際地質(zhì)情況作出判斷;
(5)、止水帷幕設(shè)計有誤,施工質(zhì)量難以達(dá)到設(shè)計要求;
(6)、設(shè)計沒有選取地質(zhì)情況最差的鉆孔進(jìn)行設(shè)計;
(7)、支撐與腰梁、腰梁與支護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)點設(shè)計考慮不周局部破環(huán)引起整體破壞;
(8)、支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計未考慮工程樁施工的影響;
(9)、未能及時根據(jù)監(jiān)測結(jié)果調(diào)整設(shè)計方案。
(三)、基坑施工過程的安全防范措施。
1、周邊環(huán)境資料與設(shè)計圖紙是否一致。
(1)、施工單位在基坑施工前,應(yīng)先對周邊環(huán)境資料按設(shè)計圖紙先核實,特別是地下建(構(gòu))筑物,地下管線,一旦發(fā)現(xiàn)與設(shè)計圖紙不符,應(yīng)及時通知設(shè)計進(jìn)行設(shè)計變更。
(2)、由于種種原因,部分地下建(構(gòu))筑物,地下管線在基坑施工前未能查清,則在施工過程中一旦發(fā)現(xiàn)或發(fā)現(xiàn)情況與設(shè)計圖不同,應(yīng)及時向設(shè)計反映,以便及時進(jìn)行設(shè)計變更,確?;影踩?。
由于施工不慎引起基坑周邊管線(包括給排水管、電纜線、煤氣管)等破壞,是基坑工程常見的事故之一,這一點施工單位應(yīng)高度重視。
2、設(shè)計參考的地質(zhì)資料與實際開挖所揭露的地質(zhì)資料是否一致。
(1)、地質(zhì)資料是支護(hù)方案設(shè)計的最重要的依據(jù)之一,同樣的支護(hù)方案,地質(zhì)條件不同,方案的安全度也不同。因此,在施工過程中,特別是基坑土方開挖過程中,若發(fā)現(xiàn)實際開挖所揭露的地質(zhì)條件與設(shè)計所參考的地質(zhì)資料有異,則必須及時向設(shè)計反映,若實際地質(zhì)條件比設(shè)計所參考的資料好,則可對原方案進(jìn)行優(yōu)化;若變差,則需進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。
3、支護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量能否滿足設(shè)計要求。
(1)、錨索(桿)抗拔力能否滿足設(shè)計要求。
所有預(yù)應(yīng)力錨索都應(yīng)按規(guī)范要求張拉至設(shè)計抗拔力的1.1~1.2倍后再進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鎖定作業(yè);普通錨桿應(yīng)按規(guī)范要求進(jìn)行錨桿抗拔力的檢驗;對噴錨支護(hù)方案,普通錨桿的抗拔力試驗的最大試驗拉力要考慮為錨桿滑動面以內(nèi)那部分的抗拔力加上滑動面之外部分的抗拔力之和。
(2)、預(yù)應(yīng)力錨索(桿)的鎖定力能否達(dá)到設(shè)計要求。大量的測試結(jié)果表明,采用預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)的支護(hù)設(shè)計方案,預(yù)應(yīng)力的鎖定值只是設(shè)計值的50%左右。因此,如何施加預(yù)應(yīng)力,包括錨具、夾片的選擇,預(yù)應(yīng)力的施加方法。
(3)、樁的嵌固深度及質(zhì)量能否達(dá)到設(shè)計要求,若由于地質(zhì)原因,樁的嵌固深度不能滿足設(shè)計要求,則需在樁的端部增設(shè)鎖腳錨桿;若樁身質(zhì)量不能滿足要求,或增加錨索,或增加支撐,目的是減少樁身的位移和應(yīng)力。當(dāng)然,條件允許的話,補(bǔ)樁更好。
(4)、腰梁與支護(hù)結(jié)構(gòu)的連接能否達(dá)到設(shè)計要求
腰梁與支護(hù)結(jié)構(gòu)之間,既要保證腰梁能傳遞水平力,也要保證能傳遞
剪力。因此,當(dāng)腰梁采用鋼筋砼腰梁時,腰梁與支護(hù)結(jié)構(gòu)的接觸面一定要打毛、植筋;當(dāng)腰梁采用型鋼時,型鋼與支護(hù)結(jié)構(gòu)的預(yù)埋件要焊接,或型鋼與支護(hù)結(jié)構(gòu)之間要采用砼填實,確保腰梁與支護(hù)結(jié)構(gòu)之間的接觸面的受力均勻。
(5)、止水結(jié)構(gòu)能否滿足止水要求
止水結(jié)構(gòu)能否滿足止水要求是基坑施工及工程樁、承臺、底板的施工能否順利的重要因素之一,也是基坑施工過程中周邊環(huán)境的安全與否的重要因素之一。
目前基坑工程常用的止水結(jié)構(gòu)為攪拌樁止水帷幕、旋噴樁止水帷幕、擺噴墻止水帷幕。
一般說來,下列幾種情況,止水帷幕的止水效果不容易達(dá)到設(shè)計要求:
①、砂層底下為強(qiáng)~中風(fēng)化巖層;
②、砂層中含有較多的舊基礎(chǔ),特別是木樁基礎(chǔ);
③、砂層中的水為流動水,如一邊抽水一邊進(jìn)行止水帷幕施工;
④、止水帷幕施工過程中,設(shè)備故障多,導(dǎo)致止水帷幕的施工搭接口較多;
4、信息化施工
由于地質(zhì)條件、周邊環(huán)境、地下建(構(gòu))筑物、地下管線等因素都會影響到基坑的安全,而這些因素在施工前的調(diào)查是難以確保百分之百準(zhǔn)確。因此,施工過程中發(fā)現(xiàn)上述條件發(fā)生變化時,及時與設(shè)計溝通,及時對設(shè)計方案進(jìn)行修改,才能確?;邮┕さ陌踩?。
5、施工過程中容易產(chǎn)生安全事故的情況
(1)、搶工期:支護(hù)結(jié)構(gòu),特別是錨桿(索)齡期未達(dá)到規(guī)范要求,強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計要求就開挖下一層土;
(2)、超挖:一次開挖深度超出設(shè)計要求,或?qū)嶋H開挖深度超過設(shè)計深度;
(3)、超載:坡頂堆載過高,超出設(shè)計允許超載;
(4)、周邊環(huán)境調(diào)整不清楚,鄰近水管爆裂,水壓力劇增;
(5)、鋼腰梁與斜撐連接點施工不牢靠,在支撐剪力作用下產(chǎn)生滑落破壞,支護(hù)結(jié)構(gòu)倒塌;
(6)、止水帷幕漏水,導(dǎo)致基坑周邊下沉,建筑物開裂;
(7)、施工不按設(shè)計要求的施工順序施工或設(shè)計方案施工。
四、基坑監(jiān)測應(yīng)注意的問題:
基坑施工過程中的安全與否,除了設(shè)計施工外,及時且準(zhǔn)確的監(jiān)測數(shù)據(jù),讓設(shè)計人員及時對基坑的安全性做出評判,也是確?;影踩闹匾胧?。
關(guān)于不同支護(hù)方案、不同安全等級的基坑,應(yīng)選用何種測試項目,規(guī)范上已有明確指導(dǎo)意見。本人認(rèn)為應(yīng)盡量按規(guī)范要求進(jìn)行監(jiān)測。即使不能完成按規(guī)范要求進(jìn)行選項、至少在以下方面應(yīng)滿足:
(1)對噴錨支護(hù)、樁加內(nèi)支撐方案,特別是開挖深度較深的基坑,水平位移的監(jiān)測要采用坡頂水平位移及土體深層水平位移(測斜)相結(jié)合,且測斜孔應(yīng)盡量布置在周邊環(huán)境敏感位置、地質(zhì)條件較差位置,平面上盡量不要太靠近角點。
(2)測點的水平間距應(yīng)控制在15~30米范圍。
(3)基坑基準(zhǔn)點要設(shè)置在基坑位移影響范圍之外。
(4)對采用預(yù)應(yīng)力錨索(桿)的支護(hù)方案,應(yīng)盡量增設(shè)錨頭應(yīng)力計檢測錨索(桿)的預(yù)應(yīng)力施加及損失情況。
(5)確?;拥某跏贾翟诨娱_挖前測量不少于2次,確?;釉诿繉油灵_挖過程中的測試次數(shù)不少于一次,位移臨近或超過報警值時要加密監(jiān)測次數(shù)。
(6)每次監(jiān)測結(jié)果要及時向設(shè)計、建設(shè)單位、政府相關(guān)部門匯報,發(fā)現(xiàn)異常情況要及時通知相關(guān)各方。
(7)雨季或出現(xiàn)水管爆裂等異常情況時,要加密監(jiān)測次數(shù),直至位移穩(wěn)定、基坑安全有保障才能恢復(fù)正常觀測。
總之,準(zhǔn)確且及時的監(jiān)測數(shù)據(jù),是將事故控制在萌芽階段的重要措施。
五、基坑工程事故的搶險方法
1、回填反壓
當(dāng)基坑位移突然急劇增大,坡頂開裂,產(chǎn)生滑動破壞的征兆時,最快也是最有效的方法是對支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行回填反壓,反壓土高度至能保證基坑位移穩(wěn)定為止,然后再考慮加固方案,這樣可避免重大事故的發(fā)生。
2、坡頂卸荷
在條件允許的前提下(如周邊環(huán)境空曠)將坡頂一定范圍內(nèi)的土體挖除,減少坡頂荷載,也是最有關(guān)效的基坑搶險方案之一。
3、基坑內(nèi)臨時支撐
在可以施工對撐或可以采用工程樁進(jìn)行支撐的情況下,當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)位移較大時,采用臨時鋼支撐也是較常用的方法之一。
4、雙液灌漿堵水
在基坑開挖過程中,若發(fā)現(xiàn)止水帷幕止水效果達(dá)不到設(shè)計要求,應(yīng)立即采取補(bǔ)救措施,對漏水量大,漏水點較深的情況,可采用雙液灌漿的堵水方案,采用水泥漿和水玻璃的混合漿液進(jìn)行堵漏,不僅速度快,而且效果好,但費用稍高。
5、坡頂裂縫灌漿
當(dāng)坡頂由于支護(hù)結(jié)構(gòu)位移過大產(chǎn)生裂縫時,應(yīng)及時采用水泥砂漿裂縫封堵,以免由于雨水溶入,土體軟化,坡面水壓力增大,導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)位移進(jìn)一步加大。
6、坡頂裂縫灌漿切勿在不對支護(hù)結(jié)構(gòu)采用防護(hù)措施為填土反壓的條件下,采用壓力灌漿方法封堵,否則很容易使支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞。
7、支護(hù)結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)
當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)位移處于暫時穩(wěn)定狀態(tài),但支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量未能達(dá)到設(shè)計要求時,可對支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)施工,補(bǔ)強(qiáng)方法可采用增設(shè)錨索(桿)或增設(shè)支撐結(jié)構(gòu)等。
六、結(jié)語
基坑工程在建筑工程界確實屬于事故高發(fā)項目,但對現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)及施工技術(shù)而言,也并不是不可預(yù)防、不可避免;只要對基坑工程從勘察設(shè)計至基坑回填的全過程每一環(huán)節(jié)進(jìn)行有效的監(jiān)控;遇到問題實事求是、認(rèn)真研究處理,基坑安全事故是完全可以預(yù)防的,也是可以避免的。