建筑工程中基坑支护与开挖施工技术论文_谭林

谭林

广东汇华建设集团有限公司 523000

摘要:随着城市化发展进程的不断加快,建筑物建设数量的不断增加,同时其基坑深度、高度及开挖施工也在逐渐增加,人们对建筑基坑支护与开挖施工技术越来越重视。本文对建筑工程中基坑支护与开挖施工技术的进行了论述。为了有效解决现存在的问题,一定要加强支护与开挖施工技术的应用,确保施工的安全、可靠。

关键词:基坑支护;开挖施工;技术

引言

建筑工程施工的第一步就是打好地基。打地基看似容易,然而为了打下坚实的地基,在实际建筑施工过程中,要考虑好很多因素,比如在地基坑边界周围地面应设排水沟,对坡顶、坡面、坡脚采取降排水措施。本文从施工案例中对地基的开挖与支护方面,阐述地基施工过程中运用的施工技术。

一、工程概况

位于广州市某拟建场地,用地地形平坦,交通条件十分便捷,区位条件优越。拟建建筑为商住楼,设2层地下室;地下室占地面积约27953平方米;主体建筑设计为框架剪力墙结构,主楼基础采用冲孔桩基础方案。

本次设计的办公楼基坑基本呈规则矩形南北布置,基坑周长约850m,南北长约89m,宽度约为320m;基坑底标高为-9.200m,开挖深度6.50m,开挖面积约38250平方米。

本次基坑设计侧壁安全等级为二级;基坑支护结构使用年限自支护结构完工之日起计为1年;建筑±0.000相当于绝对标高9.800m。

二、基坑支护与开挖设计方案的选取

由于场地起伏较小,场地大部分区域不存在软弱土层,但有较厚的透水层砂层,整个场地内岩层埋深较浅,基坑的南侧、东侧两侧为已建的道路,下面均有较多的地下管线。基坑的西侧为拟建规划道路,无管线埋设。基坑北侧较为空旷,且无管线埋设。本基坑开挖深度为6.50m,拟采用“放坡+喷锚网+搅拌桩”的支护方案,为保证基坑周边的管线及道路的安全,在搅拌桩中内置型钢,提高支护体系的抗弯刚度。由于该建筑物的靠近基坑边的承台较少,且地下室外墙线距离基坑开挖边有一定的距离,故不考虑承台挖深的影响。具体方案如下:

2.1基坑西北角:开挖深度约为6.50m,场地不存在软弱土层和透水砂层,土质条件相对较好,且基坑边无建筑物和地下管线。根据以上情况,拟采用"放坡+喷锚网+搅拌桩"的支护方案。

2.2基坑其余区域、:开挖深度约为6.50m,场地不存在软弱土层,但有较厚的透水砂层;距离地下室边约7.50~7.70m为中国网通井,埋深约1m,在网通井管外侧还有不同类型的地下管线,需重点保护。拟采用"放坡+锚索+搅拌桩墙(内置H型钢)"的支护方案。

2.3出土口处:采用1:3.5坡比进行放坡,坡道两侧采用"放坡+搅拌桩+喷锚网"支护的方案。

2.4在基坑内高差变化处采用1:1.2放坡处理。

2.5为保证基坑的整体稳定性能,在搅拌桩内设置H型钢,加强侧壁的抗弯刚度。

2.6为保证整个基坑止水帷幕的封闭,在搅拌桩直接与岩层交接的区域采用双管旋喷桩进行搭接处理,以保证基坑的安全。

2.7基坑施工期间不能大量抽取地下水,以保证周边地层稳定。

2.8在基坑施工之前应对基坑边的地质情况进行超前钻,以探明溶洞的分布情况,并对浅层溶洞进行处理,在溶洞处理完后再进行基坑支护体系的施工。浅层溶洞可采用M10水泥砂浆或C10素混凝土进行灌填。

2.9在基坑内设置降水井进行降水,并同时在基坑止水帷幕外侧布置回灌井进行灌水,以减少基坑外侧建筑物及地下管线的下沉。

三、基坑支护与开挖结构计算

3.1计算参数选择及材料选用

3.1.1本基坑设计的安全等级为二级,基坑侧壁的重要性系数取γ0=1.0。

3.2.2地面超载:出土口按40kPa考虑,其余按20kPa考虑。

3.3.3地下水位:基坑外侧按自然地面以下1.0m考虑,基坑内侧基坑开挖面以下1.0m。

3.2由降水引起的沉降

由于在基坑喷锚施工过程中会造成一定的降水的施工,考虑降水深度为至钢花管以下0.5m,总高度约4m,则由地下水位下降引起的土层有效应力增量参考《广州地区建筑基坑支护技术规定》(GJB 02-98)11.2.2条可得:

其中:——地面下第i层土的沉降(m);

——地面下第i层土的有效应力增量(kPa);

——地面下第i层土的厚度(m);

——地面下第i层土变形模量(kPa);

以最差的ZK19号孔为例进行计算,在影响范围内共2层土,粘土层约0.8m,中砂层厚约12.20m,沉降计算采用分层总和法,则:

则,由上述(1)(2)结果可得,在基坑开挖过程及降水施工中,基坑周边地面最大沉降为8.31mm<20mm,是在允许范围内的。

四、施工顺序及应急预案

4.1施工顺序

4.1.1放坡+喷锚网+搅拌桩:先进行放坡施工,再进行施工搅拌桩,再开挖土方至第一排锚杆以下0.50m,进行第一排锚杆、喷层的施工,待锚杆注浆体达到设计强度的70%后,再以此类推进行施工,最后开挖土方至基坑底。

4.1.2放坡+喷锚网+搅拌桩+型钢:先进行放坡施工,再进行施工搅拌桩(旋喷桩),再施工搅拌桩桩内的型钢,然后进行冠梁的施工,再开挖土方至第一排锚索以下0.50m,进行第一排锚索及腰梁的施工,待锚索注浆体及腰梁达到设计强度的70%后,再开挖土方至钢花管锚杆以下0.5m,进行钢花管及腰梁的施工,待钢花管注浆体及腰梁达到设计强度的70%后,最后开挖土方至基坑底。

4.1.3放坡+搅拌桩:先进行搅拌桩的施工,再按图示坡度开挖土方至基坑底,要求每层土方开挖不大于1.5m。

4.2施工应急预案

4.2.1在施工过程中,若出现异常情况,采取的相应应急方案如下:

A、地面裂缝处采用水灰比为0.5的纯水泥浆进行静力灌注,提高土体的抗剪强度。

B、在位移变形较大的区域补设预应力锚杆(锚索、钢花管);

C、当基坑发生整体或局部土体滑塌失稳时,应在坡顶卸载、在坡脚用砂包反压,或在基坑内侧土打入短桩,及时降低地下水位,加强地表排水。

D、当基坑的止水帷幕出现漏水、坑内降水开挖造成坑周边地面或建筑倾斜、地下管线断裂时,应立即停止坑内降水或施工开挖,及时进行堵漏修补(可采用双液灌浆进行补漏)或重新设置止水帷幕,并加强变形观测。

E、当基坑开挖时遇到溶洞涌水时,应先对溶洞进行回填砂并用砂袋对洞口进行反压,再进行超前钻探明溶洞水的来源,再在基坑内侧贴着原来的止水帷幕进行止水处理,同时应对水位观测点进行加密监测,

F、在锚索施工时若遇到溶洞无法进行灌浆时,可采用多次灌浆的方法,即先在孔内灌注水泥浆一段时间后停止灌注,待水泥浆初凝后再进行灌注,直至灌满为止;也可先对溶洞进行灌注M10水泥砂浆或C10素混凝土,再重新进行成孔并灌浆。

G、当在基坑内抽水使基坑外侧水位下降较严重时应利用基坑外侧的回灌井进行回灌并停止基坑内侧的抽水。

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论文作者:谭林

论文发表刊物:《建筑细部》2019年第4期

论文发表时间:2019/9/18

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