上海普研建筑安装工程有限公司200436
摘要:基坑施工技术在建筑施工中是基础性施工,有着重要的地位。文章以工程实例对基坑的相关施工技术进行了分析,阐述了基坑施工中的重难点,提出了施工过程中常见问题的应急解决措施,以供参考。
关键词:基坑施工技术问题解决
1工程概况和施工环境
本工程位于浦东新区科苑路西面、毕升路北面。建设内容主要为1幢4层框架结构的厂房及拟建场地范围内的2层地下室等。本工程具体位置详见图1。本项目的基坑总面积为3146m2,延长米225m。基础采用预应力砼空心方桩-承台基础,普遍区域底板面设计标高-9.200,底板厚度600mm,承台高度1000mm,基底设置150厚C25砼垫层,基坑底板区域普遍挖深为9.95m,集水井深坑落深为1.45m。本基坑按上海市标准《基坑工程技术规范》(DG/TJ08-61-2010),本基坑工程安全为二级,环境保护等级为三级。具体施工环境如下:
东侧是科苑路,基坑东侧距离用地红线约2.48m,用地红线外为科苑路,基坑开挖边界距离道路边线约15.4m。道路东侧为桥梁引桥,为钢筋混凝土结构,引桥路面标高最高处约+1.40m(相对标高),引桥边线距离基坑开挖边界约29m。
南侧是待建毕升路,基坑南侧距离用地红线约2.2m,用地红线外为毕生路,基坑开挖边界距离道路边线约2.2m。
西侧为5层办公用房,基坑西侧距离红线约2.23m,红线外为国家高性能集成电路(上海)设计中心的5层办公楼,办公楼距离基坑开挖边界约11.4m,办公楼建于2006年,但基础结构资料暂未掌握,暂时按无桩基础进行设计计算。
北侧为国际人才城酒店停车场,基坑北侧距离红线约2.2m,红线外为国际人才城酒店,基坑开挖边界距离酒店大楼约45m。
管线情况:根据现场踏勘显示,沿着科苑路方向地下有信息管分布,施工前已查明科苑路下地下管线,并与有关部门协调。基坑周边的道路、管线和驳岸均需要保护,明确监测要求。
本工程基坑围护主要采用Ф850型SMW工法加设两道混凝土支撑形式。型钢水泥土搅拌墙为Ф850@1200三轴水泥土搅拌桩内插H700×300×13×24型钢,普遍侧型钢布置形式为插二跳一,科苑路侧和西侧局部深坑型钢布置形式为密插。水平内支撑采用1250×800钢筋混凝土支撑,竖向支撑均采用4L140×14角钢构柱。
2基坑施工中的重难点
2.1基坑施工对附近道路的影响
基坑东侧和南侧分别是科苑路和待建毕升路,沿线地下有信息管分布,施工前应查明路下地下管线,并与有关部门协调。此外,路侧架设有众多管线,施工时需要注意避让。施工过程中须采取针对性保护措施,重点保护,做好监测工作。
2.2围护桩施工质量要求高
本工程围护形式主要为SMW工法桩,由于场地表层杂填土厚,原有部分障碍物已完全清理干净,并且基坑坑底以下土层力学性能相对较差,SMW工法桩的施工质量直接影响到基坑的安全。
2.3基坑开挖注意事项
(1)钢支撑区域场内土方车行车施工便道和挖土机在行走的范围内,必须填土,并高出300mm,同时在行走路线下铺设走道板,走道板不小于0.2m厚、1.5m宽、5m长,以保护钢支撑不直接受到挖土机的集中应力。
(3)围护桩区域挖土的同时必须指定专人负责指挥挖土,以免挖土机挖除及碰撞围护桩、钢支撑。
(4)在土方开挖后应尽快施工垫层混凝土,在24h内浇注完成,减少基坑暴露时间,开挖面积控制依据为约200m2左右。同时,土方施工应注意避开阴雨天气进行。混凝土垫层可按挖土边挖边捣。
(5)挖土期间,一旦发现防水帷幕有渗漏,必须立即封堵。
(6)注意挖土顺序与流向,以避免土体不均匀卸荷造成围护位移。
(7)严禁在基坑周边堆土,以免造成围护结构为移,土方全部外运。
3基坑部分施工技术
基坑施工包括很多种类,由于篇幅所限,以下只说明三种主要的施工技术。
3.1基坑土方开挖
本工程基坑开挖面积约3146m2,周边延长米225m,大面积区域基坑开挖深度为10.05m,局部落深1.45m,土方量约为32000方。
场地地表分布有厚度约1.80m左右的杂填土,第③夹层褐黄~灰黄色粉质粘土;其下为软弱土层第③层灰色淤泥质粉质粘土夹粘质粉土,该层土质力学性能较差,夹有粉性土,易产生土体流变、蠕动变形。该3层土为本工程基坑开挖涉及主要土层。
本工程基坑挖土方式采用分层分块限时对撑、退挖方式进行施工,基坑底部土方采用小挖机挖土后由人工进行修土作业,故挖土过程中要配备足够的人员进行修土,修土紧跟着挖机作业,以保证连续性,确保按规定的计划完成施工任务。
(1)土方开挖前必须降水15天以上以便降低地下水位,利于出土。
(2)挖土采用分两层进行,采用双机接力形式。
(3)基坑开挖时的临时边坡按1:1放坡,分块区域1:1.5的二级放坡处理。
(4)根据标高控制,分两层挖至基坑底部300mm,余土及附带在基础桩上的及周边挖机挖不到的地方,由配合挖土人员尽快挖除,并及时抛至挖机工作面内,以便把余土全部带走,做到挖一块、清一块。在挖土过程中注意对工程桩的保护,严禁挖土机械碰撞工程桩。若在挖土过程中遇地下暗浜,则在暗浜内填石块,经监理验收后在铺填碎石,以保证基地稳固平整。基坑挖好后,应对基坑进行抄平,修整,并向监理报验。为防止坑底扰动,基坑一边挖土一边浇注混凝土垫层,开挖面垫层挖土24h内完成。
在机械挖土标高方面,机械挖土标高控制在基底以上300mm处,余下土方改用人工挖土至底标高,标高误差及平整度均严格按照规范要求执行。机械挖土接近坑底约300mm时,有现场专职测量员用水准仪交水准标高引测至坑底,然后随挖土机逐步向前推进,将水准仪置于坑底,每个2~3m调置一标高控制点,纵横向组成标高控制网,以准确控制基底标高,严禁超挖。
在挖土过程中,要保证边坡的稳定安全:做好地面与基坑排水措施,避免场地周围及基坑底部积水,以防造成边坡坍塌;为防止边坡滑坡,挖
土上边距边坡坡脚不得小于2m。
3.2基坑排水
基坑排水的好坏,对控制近开挖面处围护桩的变形(一般为最大位移处)产生直接影响,因此必须重视基坑排水。
基坑开挖至基底后,在基坑四周设排水明沟和集水井,排水明沟应沿四周相互贯通(内部设纵、横向碎石盲沟与明沟贯通),并沿边长每隔20m距离设置一只(干砌)集水井,井深500~600mm,在基坑底部设置300mm×300mm盲沟,四周每隔30m设置集水井,集水井与围护墙的距离应大于5m。用潜水泵排除聚集的雨水渗水,此外,为防止淤泥浆水堵塞水泵,集水井内应采用以钢筋做骨架、密网围护的笼子予以保护,派人日夜抽水。
采用高压水泵将集水井内的积水抽至基坑上施工道路边的场地明沟内,经沉淀后排入市政管网。沿基坑边的地墙导墙上设置200×200的现浇混凝土挡水墙,基坑边施工道路背基坑做3%排水坡防止施工场地内的积水或大气降水流入基坑内。现场应配备足够的高压水泵,雨季应适当增加高压水泵(扬程在20m以上)的数量,确保基坑干燥。
垫层施工原则为“挖土到设计标高一块,人工平整一块,垫层施工一块”,一般有200m2即可施工垫层,及时让出工作面,使底板施工紧密衔接。
3.3基坑降水
基坑降水采用管井降水,坑内共布置16口和3套轻型井点,减压井2口,成孔直径700mm,成孔深度比井管深500~1000mm,井管直径0.273m,壁厚3mm,井口标高-0.60m,井底标高-16.30m,降水井井深16.00m。
管井构造对于基坑降水的施工非常重要,其施工工序为:成井设备选型→测放井位→埋设护口管→安装钻机→钻进成孔→清孔换浆→下井管→埋填滤料→下泵抽水→降水运行。
本工程疏干井封井时间为基坑开挖结束后和垫层浇注后进行封井(封井必须达到结构设计底板抗浮要求后,才可对其封井)深井封井采取在井管内先填粘土再灌注混凝土的封堵方法,基本操作顺序及有关技术要求如下:
(1)在基坑开挖到浇筑完成的设计标高垫层后,就算结束了疏干井的降水运行,井中残余的水也要被清干、疏干。
(2)距离垫层下的1.0m左右可以填入粘土,要在井管内进行,并要将其进行捣实,这个步骤要在粘土这个过程停止后进行。
(3)C30混凝土在粘土捣实后,灌入井管内部,基坑垫层混凝土面约高于混凝土的灌入高度,大概是0.1mm左右即可。
(4)在确定混凝土的初凝和封堵的实际效果在井管内满足实际的工程需要后,就可以将所有外露的井管割去,结束封井的施工。
4基坑施工中常见问题应急措施
在基坑施工中会遇到很多问题,这都需要我们提前备好详细的应急措施,以下就重点阐述了两个应急措施:
4.1崩塌的应急措施
地面开裂、下沉、压顶都是基坑坍塌出现有裂缝的先兆,异常情况也会发生在围护墙体监测点,要立即在发现此类先兆时停止开挖。沿坑壁侧垒砂包或回土,并查找事故原因。最后连同事故原因会同设计人员采取补救方案,以便保证基坑不再失稳。
4.2施工冷缝处理
如果在施工过程中出现冷缝的情况,可以补素桩于冷缝处的围护桩外侧,搭接厚度约20cm。不过补桩要在围护桩达到一定强度后再进行。这样既可以防止补桩不会对本来的桩体造成影响,也可以保证补桩的效果。
5结束语
文章以张江国信安基地B-3-2地块基坑围护工程为例,对建筑工程中的基坑施工技术进行了简要的分析和阐述。希望本文的说明能对今后的类似工程提供帮助。