深基坑土方开挖中常见问题及控制措施浅析

2015-07-28 1220 0

   一、深基坑土方开挖过程中出现的常见问题与处置措施
 
  (一)基坑隆起过度变形
 
  1、正常进行井点降水,开挖基坑时以及基坑开挖完成后,应向底板下降低约0.5~1m,预防出现橡皮土。
 
  2、底板垫层以及浇筑垫层可加放钢筋或者加厚,避免坑底暴露时间过长。
 
  3、在加固坑底土层时,若实际情况需要,则考虑通过压密加固深层搅拌桩,桩基入土深度应保持为土层厚度的1/3~1/2,宽度应在4~6m范围内。
 
  (二)边坡失稳
 
  1、在降水符合设计要求后采取分层开挖模式,其中各分层之间厚度应低于2.5m;若基坑开挖深度大于4m,则考虑通过多级平台开挖,应确保平台宽度不低于1.5m。
 
  2、在设计过程中应充分考虑到一些难以避免的情况,如坑边以及坡顶不宜进行堆载。
 
  3、工期较长的情况应进行护面。
 
  (三)桩倾斜和位移
 
  此类情况多发生于先打桩后挖土的一部分工程施工中,为避免桩基发生倾斜或者位移,应在完成打设群桩后停留一定时间,通过降水设备进行预降水,从而释放出一部分打桩过程中积聚的应力,使孔隙水压力得到一定程度上的缓解,当扰动土体二次固结后再进行基坑土方开挖作业;在打设桩过程中应注意控制打桩速度和顺序以及每天的打桩总根数,以降低应力积聚。此外挖土作业应保持均衡、分层,最大化控制开挖作业过程中的土压力差,严格保证正确桩位。
 
  (四)邻近地下设施和周围建筑物
 
  在开始基坑开挖作业前,首先应对开挖作业导致邻近地层形变程度以及具体影响范围进行计算和分析,对邻近区域受保护对象的实际工作状况进行详细调查,精确计算出允许范围内的地基变形参数,同时采取各项有效措施为形变地层影响范围内的各类设施和建筑物提供保障,并保护周围环境不受较大破坏,整体技术方案应经济合理、安全可靠。开挖作业对邻近区域的保护措施包括如下两点:
 
  1、首先应考虑积极保护法,即在基坑开挖作业前细致调查该区域环境和地质各项数据,并针对性地给出精确的施工参数与合理有效的施工工艺,减少地层位移,同时运用理论知识结合实践经验进行全面分析和研究,针对基坑施工邻近区域环境受开挖作业的影响程度作出预测。此外,在开挖作业过程中应加强现场监测,并根据实际情况适时变换施工措施以及应变策略,使预期的保护要求得以满足。
 
  2、工程保护法,即估算出一个安全性较高的沉降值,并以此为依据采取一系列有效规避灾害性影响和破坏的施工措施。工程保护法适用于地质极为复杂、保护要求相对较高的地段,其保护措施主要包括隔断法、基础托换、结构补强以及地基加固等等。
 
  二、深基坑土方开挖施工的有效策略
 
  (一)井点降水加固土体,在开挖基坑前首先进行降水,原本受到降水影响的下卧土层中各部分土层得到有效的预压和固结,基坑土体的刚性与强度在排水固结效应下大幅增加,基坑隆起安全系数得以增加,围护墙位移也得到有效控制,所以,在基坑邻近地层位移的各项治理方法中,此法简洁易行,经济有效,应用较为广泛。但应注意的是,在坑外布设井点系统时,还应采取隔水帷幕、回灌等辅助措施将降水井点和受保护对象互相隔开。
 
  (二)围护墙固有抗渗漏特性应满足设计需要,若包括接头在内的墙体质量与设计需求不相符,则应给予抗渗补强处理,如注浆等;若墙体发生局部渗漏,则应及时查明原因,并对渗漏通道予以堵塞处理。
 
  (三)相邻基坑工程应就二者施工进度做好相应协调,若两个基坑同时或者相继开工,则应就二者施工进度做好先期协调,确定设计工况,防止两个基坑相互危害的情况发生。基坑开挖作业开始后严禁桩长1.5倍区域内的相邻基坑开展打桩施工作业。
 
  (四)工程打入桩和支护墙或者支护桩严禁同时施工,应确保二者施工时有足够的间歇期,通常来说,砂质粉土中二者间歇期应不低于20d,淤泥质粘土中则不低于30d,同时土的固结度应超过80%。
 
  (五)对建筑物基础、管线底部以及墙厚实施注浆加固处理。首先在开挖作业前进行注浆,注意挡墙后注浆加固深度应超出开挖深度,同时管底注浆深度应≥2m。房基注浆深度应超出5m,注浆方法为自上而下的分层灌注。此外,可采用搅拌桩加固或者注浆加固法对坑底进行加固处理。
 
  (六)基础托换。应采用静压桩、钻孔灌注桩或者树根桩等方法对那些与基坑紧邻的建筑物实施基础托换,使建筑物荷载直接转移至刚度较高的深层土层,从而更为稳固。
 
  (七)支撑预应力。采用钢支撑时,应利用对围护墙施加预应力的方法来控制土体变形,与设计轴力相比,预应力值应不低于其50%。
 
  (八)应在保护建筑物或者重要管线区域预埋注浆管,在开挖基坑作业前预注浆,开挖过程中以监测结果为依据对实施跟踪注浆,以有效控制沉降量。
 
  三、深基坑土方施工质量控制
 
  (一)设计环节控制
 
  首先应测量施工现场条件,了解施工邻近区域的道路、建筑物和地下管网系统,以免对周边单位和居民的日常生活生产造成影响,或拖慢施工进程。其次应调查施工区域的地质条件,确定地基类型,通过资料分析和现场采样对施工区域地基土壤和岩石构成成分进行分析,同时确定地基岩石和土壤的膨胀性与胶结类型,并测量施工区域内不同深度的岩石层和土层的物理特性,采用常规土工试验检测土壤孔隙比、天然含水量、饱和度、内聚力、塑限与塑性指数、岩石形变性和抗压性等各项指标。此外,还应确定施工区域地下水位高度和波动幅度。
 
  (二)准备环节控制
 
  首先选择深基坑支护方案,多以内钢支撑+钢筋混凝土灌注桩联合支护方案;其次应确定深基坑土方开挖作业方案,确定合理的开挖顺序,并分层分段开挖,可有效控制施工成本,节约施工时间,对于施工过程中出现的问题也可及时予以解决,同时还可通过逐层开挖和护壁的方案推进施工进程,深基坑固有形态和功能也得到保障。最后应妥善准备施工机械。
 
  (三)施工环节控制
 
  在开挖过程中应严格遵循操作规范,例如合理保护支护桩、支撑装、降水井以及钢支撑等设施;开挖过程中挖掘机斗子应尽量避免发生碰撞;及时运走挖出土方,不可随意堆放;挖掘作业中应保护基底土结构不受破坏,严格按照标高进行作业。挖掘作业中应对坑底标高予以合理控制,坑底余土预留土层厚度应不低于300mm。此外还应在挖掘作业中重视基坑支护工作,边挖边强固,严禁超挖;密切监控土方开挖,一旦出现问题应采取有效措施及时处理;重视基坑挖掘的排水作业,对于出现渗漏水的情况应及时导流,及时抽水,确保深基坑开挖作业顺利进行并完成。
 
  参考文献:
 
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