超大面积深基坑土方开挖施工技术

2015-07-28 102 0

   引言:
 
  随着现代建筑中高层和超高层不断增加,超大面积深基坑在施工中也越来越常见,施工中由于其周围交通道路及原建筑和各类管线的存在造成了施工场地狭小等现状,增大了基坑的施工难度,因而在施工中科学合理的组织基坑土方施工,对保证施工安全及周围建筑安全具有现实意义。
 
  1、超大面积基坑开挖方法及适用范围
 
  1.1直接分层开挖
 
  1.1.1施工要求:直接分层开挖方式包含两种:放坡开挖、无内撑挖掘如果挖掘的土方是软地基,那么就不能挖掘过深,通常情况下挖掘深度在6—7m范围内其中,放坡开挖方式施工起来相对更简单一些,而且这种方式开挖能够在较短的时间内完成较大的工作量,放坡开挖可以满足分层开挖的条件,同时也可以执行一次性挖掘工作;无内撑挖掘方式在实际的基坑挖掘工作中,需要较大面积的主体结构作业空间,同样也能够在技术层面上进行工期的缩短。
 
  1.1.2适用范围:基坑四周空旷、有足够的放坡场地,周围没有建筑设施或地下管线的情况,最简单的开挖方式
 
  1.2盆式开挖方法
 
  1.2.1施工要求:所谓盆式开挖,就是先将基坑中间位置的土进行挖出,再以此为基础,挖除基坑四周的土方,形成一个盆式基坑整个施工过程第一步需要完成的就是中间部分土方的挖掘;第二步开始对中间部分砼垫层、基础或地下室结构进行施工,完成后再依靠水平支撑或者斜撑来将四周围护结构进行全面处理。
 
  1.2.2适用范围:盆式开挖方法主要适用于盆式部位土方开挖方便,基坑面积大,且整个基坑工程所需要建设的支撑系统较小,无法进行放坡施工,工程的施工成本较低的基坑工程中。此外,如果地下室底板设计有后浇带或可以预留了施工缝的大面积基坑开挖,就可以优先考虑使用盆式开挖方法。
 
  1.3中心岛开挖方法
 
  1.3.1施工要求:所谓中心岛式挖土,就是说先将基坑中心土体进行保留,从挡墙四周内开始对土方进行挖掘在实际施工过程中,首先要挖掘的是这部分土方的周边部分,而基坑中央的土方是暂时保留。此外,还可以在留土区以及挡土墙之间设计支撑系统。
 
  1.3.2适用范围:宜用于大型基坑,支护结构的支撑型式为角撑、环梁式或边析架式,中间具有较大空间的情况。
 
  1.4逆筑法开挖或半逆筑法开挖
 
  1.4.1施工要求:通常情况下,高层建筑的基坑比较大且深,所以相应的围护结构内支撑系统或者锚杆系统的工程施工量较大,整个工程的工期较长所谓逆筑法就是将地下室的梁、板、柱结构当作内支撑系统的支撑围护结构。
 
  1.4.2适用范围:主要适用于市区等施工场地紧张,周边环境要求高的深基坑,其可以地上地下同时施工,减少造价,并且不影响上行交通。
 
  1.5沉井开挖
 
  1.5.1施工要求:所谓沉井开挖,就是对不稳定的含水地层进行竖井开挖时,预先设计制作一段井筒,并在该井筒的下端安装刃脚,利用井筒的自重或者外界施加一定的压力是该井筒下沉,并将井筒内的岩石挖掘出来的施工方法整个施工过程是挖掘与自然下沉同时进行的,直到挖掘至不稳定地层。
 
  1.5.2适用范围
 
  就目前基坑工程施工来看,沉井开挖方法主要应用于桥梁、烟囱、水塔的基础以及水泵房、地下油库、水池竖井等深井构筑物和盾构或顶管的施工中用于软土地基的基坑,对于环境保护较好,一定条件下可以减少工期,降低成本。
 
  2、土方开挖质量控制要点
 
  2.1坡顶排水沟和防护栏质量控制
 
  采用放坡土方开挖时应每隔一定间距和各个剖面的转点部位放出剖面坡顶排水沟中心轴线平面位置,并对其标示,后测量该点高程以确定排水沟的开挖深度及宽度,之后方可采用机械或人工开挖排水沟,开挖后沟内边侧采用墙机砖砌筑,沟底则可用砂浆抹平,一般排水沟内应按照0.3%的坡度自中间向两侧排水,并在基坑四周角点部位各设置一个沉淀池以对坡顶地表水和外界流水及坑内抽出的水进行汇集沉淀后方可排入市政管网;基坑防护栏立柱多采用钢管立柱,其间距、埋深及外露地面高度应符合规范规定,横杆应采用钢扣件固定于立杆,并应控制防护栏杆与坡顶边线的间距。
 
  2.2逆作法施工要点
 
  采用逆作法施工应坚持先撑后挖、严禁超挖的原则进行,开挖过程中应随时检测并调整开挖深度和开挖范围;开挖时施工机械多有车辆入口经坡道进入基坑,装载土体后经坡道驶出基坑,如坡道部位存在管桩则应提前截桩以保护管桩,开挖过程中应先沿基坑四周设置渗水和积水坑,并应利用流水段开挖层次高差作为降排水措施,基坑开挖前应先测量出基坑开挖边线和每层开挖的坡底线,开挖过程中应随开挖逐个测量相应承台挖土边线和标高以便于及时控制机械挖土和人工清土。
 
  2.3锚杆施工
 
  采用分层开挖时每个断面分层开挖次数应与断面内锚杆排数成正比,并保证施工机械的开挖宽度可保证支护施工,若局部地质较差则应适当减少开挖深度和长度以保证基坑安全;锚杆间距和埋深应结合设计和土质情况确定,其一般与水平成一定角度打入土体内;锚杆一般采用一定直径的钢筋,锚杆长度应结合土质情况确定;锚杆施工应在确定好的位置进行钻孔并将孔内杂物清理,应严格控制钻孔深度和角度以免出现偏差,钻孔过程中若出现塌孔则应及时将孔内杂物清理干净,并采取措施及时进行修整以保证锚杆顺利进入,安放锚杆时应防止将杆体扭曲、压弯;锚杆安放完毕后应及时对其注浆,应保证注浆体的强度和注浆压力,同时应控制注浆时间以保证注浆饱满效果。
 
  2.4边坡喷锚封面
 
  基坑开挖后应按照要求在边坡位置布置钢筋网,之后将钢筋网和锚头按照要求焊接,并保证钢筋网随受喷面起伏铺设,其与受喷面的间距不超过3cm以保证钢筋网的稳定,或将其与锚杆与其他物品焊接以免在混凝土浇筑过程中钢筋网晃动影响施工质量;混凝土喷射时应结合施工质量要求和作业条件及现场维修养护能力合理选择喷射方式,并应考虑对粉尘和回弹量的限制程度,应通过实验确定混凝土配合比以满足强度和喷射工艺要求,喷射过程中每个班次应不少于两次检查混凝土的配合比及拌合的均匀性,施工中应严格控制各种材料的计量精确度,严格控制其计量误差;喷射施工应分段、分片自上而下进行,每段长度不应超过6m,喷射后的混凝土终凝2h后应对其进行喷洒养护,养护时间不应少于7d,施工中若遇到特殊土体则应采用人工或机械挖除进行换填处理。
 
  3、深基坑施工安全技术
 
  基坑开挖与支撑施工严格遵循“时空效应”理论,按照“分层、分段、对称、平衡、限时”的原则进行开挖。在任何一个超大面积深基坑开挖施工时,坚持落实深基坑施工“作业任务单”和“开挖、支撑记录表”制度。基坑开挖前20天进行井点降水,基坑在开挖过程中,作好基坑外防水和基坑内侧排水工作,土方开挖前,地下水位降至开挖面下1.0米。对基坑外防水,采取在四周便道外侧设置排水沟和集水井进行挡水,对施工过程中基坑内的散水通过排水沟引流到集水井,并及时抽出坑外疏干基坑,严禁基坑内有水浸泡坡脚造成边坡失稳。基坑开挖后迅速浇筑底板混凝土,防止坑底隆起、突涌。
 
  4、结语
 
  对于任何一个超大面积深基坑,在开挖与支撑施工严格遵循“时空效应”理论,按照“分层、分段、对称、平衡、限时”的原则进行开挖。从基坑开挖过程中的变形监测等数据表明,基坑开挖施工技术得到成功应用,为软土地基深基坑开挖提供了新经验。
 
  参考文献:
 
  [1]叶伟标.超大面积深基坑土方开挖施工技术[J].中国高新技术企业,2012,16:76-77.
 
  [2]王美华,季方.超大面积深基坑逆作法施工技术的探讨[J].地下空间与工程学报,2005,04:599-602+650.
 
  [3]崔峻,廉俊.50000m~2超大面积深基坑土方开挖施工技术[J].建筑施工,2006,05:335-337+340.

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