随着我国经济的高速发展,城市规模迅速扩张,城市建设用地也越来越紧张。地下工程的建设也越来越常见,高层建筑的多层地下室、车库、商场、人防地下室都需要较深的基坑。

本文结合安庆八佰伴购物中心项目简要的分析和了解深基坑。

深基坑的定义

建设部建质200987号文关于印发《危险性较大的分部分项工程安全管理办法的通知》规定:一般深基坑是指开挖深度超过5米(含5米)或地下室三层以上(含三层),或深度虽未超过5米,但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。

深基坑施工主要分为围护结构、内支撑、土方开挖几个步骤:

一、维护结构的施工

深基坑的维护结构主要有钢板桩、重力式水泥土墙或高压旋喷围护墙、地下连续墙、土钉墙、混凝土灌注桩排桩。本工程维护结构内侧采用混凝土灌注桩排桩,主要用于承受基坑外侧土体的侧向压力,以防止基坑外侧土方发生位移而导致周边建筑物的损害。灌注桩间间隙采用三重管高压旋喷桩,外侧采用三轴搅拌水泥土桩,主要作为基坑侧壁的止水帷幕,防止地下水从基坑侧壁渗入基坑内,影响工程的施工。部分采用SMW工法桩(即型钢水泥土桩)。本文主要介绍混凝土灌注桩排桩、三轴搅拌桩和高压旋喷桩的施工工艺。

1混凝土灌注桩排桩

混凝土灌注桩排桩的施工工艺和一般钻孔灌注桩的施工工艺相同,主要施工工具有钻孔机、护筒、泥浆泵、导管。钻孔方式按泥浆循环方式分为正循环和反循环两种方式。正循环钻孔中,泥浆由钻杆输入,带动经切削的岩石、泥土沿孔壁上升,流入泥浆池经沉淀返回循环池;反循环中,泥浆经孔壁流入,和经切削的岩石、泥土一起经钻杆内部泵吸抽出孔内。在此过程中,泥浆不仅起到润滑的作用,还可以防止孔壁塌方。如现场土体较好则可以采用现场土制备泥浆,若土质不好则需要另购置土壤制作。成孔完成后要进行清底工作,然后把制作好的钢筋笼吊放入孔中,最后浇筑混凝土成桩。浇筑混凝土过程中,导管要放在砼以下一定距离,导管提升速度不能过快,否则易造成断桩。

 

2三轴搅拌桩

三轴搅拌桩的施工机械主要有三轴搅拌机、机架及相关配套机械。工作时,事先要制配好水泥浆,水泥浆经输浆管流入机械由中心管喷出,与经切削的原土充分搅拌,形成水泥土桩。搅拌桩成桩工艺可分为“一次喷浆、二次搅拌”或“二次喷浆、三次搅拌”。水泥掺入量要充分考虑地质条件而定,且要打试桩,最终确定合适的比例。搅拌机的提升速度和水泥浆的注入速度要协调,防止断桩,确保成桩质量。成桩要连续,幅与幅之间施工时间间隔不宜超过24h,否则应采取补救措施,一般可在交接处加打一副。

3高压旋喷桩

高压旋喷桩的工作原理是采用高压水流、气体切削土体,并将水泥和图绕充分搅拌形成水泥土桩。相比三轴搅拌桩,其施工机械体积较小,移动速度快,适合施工环境狭小的地方,且成桩速度快。但造价较高

二、内支撑施工

内支撑主要有钢支撑和混凝土支撑两种形式。本文主要介绍混凝土支撑。

混凝土支撑主要承受来自于围护结构传来的土的水平压力,且由于混凝土支撑的刚度大,可大幅提高整个支撑体系的整体性。

混凝土支撑的水平体系由混凝土支撑梁构成。灌注桩顶部要浇筑混凝土冠梁,使围护结构形成一个整体,提高稳定性。内支撑梁设计在充分考虑结构的安全性的基础上要考虑后期深基坑挖土,使挖土工作快捷方便。

支撑体系的垂直构件主要由立柱组成,通常采用钢构柱。主要承受支撑体系自身的竖向荷载。钢构柱主要由角钢和缀板组成。钢构柱下方插入工程桩或其他灌注桩,钢构柱要充分利用工程桩以减少工程造价。

三、土方分层开挖

由于深基坑开挖深度较深,所以开挖前要进行降水工作的施工。根据水位、水量的不同可采用轻型井点降水或管井降水。由于本工程地下水较丰富,所以采用管井降水。管井数量和深度由设计根据地质报告确定。管井成孔和一般灌注桩成孔工艺相同。管井中部放入双壁波纹管,波纹管外壁外包尼龙网,波纹管表面要用工具戳出大小、间距合理的空洞,以便水流通过空洞流入管内。波纹管和井壁之间及井底部回填一定量的中粗砂,以防止泥土流入管中堵塞水泵。水泵通过波纹管放入井底进行抽水,从而达到降低地下水的目的。抽出的地下水经地面明沟排入城市雨污水管网。水泵要充分考虑抽水深度和扬程,水泵离井底应保持一定距离以防止砂石和泥土吸入泵内。

如果降水时间较长,可能会对周边环境造成影响,因此要加强对周边环境的监测。必要时可以在基坑周边打设补水井,用高压水回灌入地下,以弥补地下水的流失。

深基坑土方开挖是基坑工程的重要组成部分。因基坑支撑是临时工程,且暴露时间不宜过长,否则基坑变形过大会造成不必要的风险,土方开挖时间越短越好,因此一个好的土方开挖方案尤为重要。土方开挖要充分考虑施工环境及运输,保证土方工程的顺利进行。

土方开挖方式主要有放坡开挖、中心岛式挖土、盆式挖土和逆作法挖土。放坡挖土主要适用于土质较好无支撑结构的工程。本工程采用盆式挖土方案。

盆式挖土是先开挖基坑中间部分的土方,再开挖四周角落的土方。这样四周预留的土方可以对基坑起到一定的支撑作用。土方开挖和混凝土内支撑交替施工,施工一层混凝土支撑,开挖一层土方。土方开挖至设计标高后,应尽快浇筑基础垫层和地下室底板,这样垫层和底板可以起到对围护结构的支撑作用,减小支撑的变形量。

如果止水帷幕施工不到位,则在土方施工过程中地下水可能会从基坑侧壁渗漏进基坑内。如果渗漏量较小且为清水,可以用水管将水流引流至基坑底部排水坑或排水沟。如果水流量较大,则要采取措施及时封堵,可用混凝土或砂浆堵住洞口,直至不漏为止,若封堵不住,可在渗漏点基坑外壁补打高压旋喷桩。

深基坑监测:

深基坑深度一般较深,如果周边建筑物较多,万一基坑施工过程中出现危险则会造成无法想象的后果,因此在施工过程中一定要加强对基坑工程及周边环境的监测工作。

支护结构的监测主要分为应力监测和变形监测。应力监测主要监测围护结构土压力的变化情况,变形监测主要监测支撑的变形情况。此外,还要加强对周边环境的观察,观察是否有路面塌陷,建筑物墙面是否有裂缝,如有,因及时修补。如果情况严重,要及时采取补救措施。

结束语

随着地下空间的利用越来越多,深基坑工程也是越来越频繁。因此,加强相关方面的学习变得尤为重要。同时也希望这篇文章能够对大家有所帮助。