王锋
珠海市三湘建筑基础工程有限公司519000
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
拟建场地位于广州市花都区紫薇路,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。
3.3.4土层参数选取
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》(GJB02-98)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。
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