深基坑土方开挖的技术管理__墨水学术,论文发表,发表论文,职称论

所属栏目：建筑设计论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:223

副标题#e#
　　深基坑土方开挖的技术管理
　　刘志国
　　唐山工程建设有限公司063000
　　摘要
　　随着城市当中的高层、超高层建筑也不断涌现。特别是城市中心地带的插建的标志性建筑工程也越来越多。高层、超高层的建筑物就决定了它的基础工程的规模也将不断扩大。在这样复杂的环境下进行深基坑的施工，不可避免的对邻近的建筑物、市政设施造成一定程度的危害。为了将危害降到最低，深基坑的施工必须依靠科学的技术手段来保障。
　　深基坑挖土是深基坑工程的重要部分，基坑工程工期的长短在很大程度上取决于挖土速度。同时基坑工程成败与否也在一定程度上依赖于基坑挖土。
　　一、深基坑挖土的施工方案选择
　　在基坑土方开挖前，要依据岩土工程勘察报告详细了解基坑周围的环境和地形，土层种类及其特性，地下设施情况，支护结构施工质量，土方运输的出口等情况，优化选择挖土机械和运输设备，却堆土场或弃土场。
　　基坑工程的挖土方案主要有放坡挖土、中心岛式挖土、盆式挖土。具体的施工方案的选择要结合实际情况而定。
　　1、放坡挖土：
　　放坡开挖是最经济的开挖方案，当基坑开挖深度不大，可采用一次放坡挖土；开挖深度较大的基坑，当采用放坡挖土时，宜设置多级平台分层开挖，每级平台不得小于1.5m。
　　对土层性质变化较大的土坡，当含有可能出现流沙的土层时应采用井点降水措施。对土质较差且施工工期较长的基坑，对边坡应采用钢丝网水泥喷浆或用高分子聚合材料覆盖等措施进行护坡。坑顶不应堆土或堆载。地下水位较高的软土区域，应在降水达到要求后再进行土方开挖，宜采用分层开挖的方式进行开挖，且分层挖土厚度不宜超过2.5m。
　　2、中心岛式挖土：
　　中心岛式挖土适用于大型基坑，支护结构的支撑形式为角撑、环梁式或边桁架式，中间具有较大的空间的情况。此时可利用中间的土墩作为支点搭设栈桥。挖土机可利用栈桥下到基坑挖土。运土的汽车也可利用栈桥下到基坑运土。可以加快挖土和运土的速度。
　　中心岛式挖土中间土墩的留土高度、边坡的坡度、挖土层次与高差都要经过仔细的研究确定。由于在雨季土墩边坡容易滑坡，必要时对边坡需要加固。挖土亦分层开挖，多数是先全面挖去一层，然后中间部分留置土墩，周围部分分层开挖。开挖多用反铲挖土机，如基坑深度大则用向上逐级传递的方式装车运土。
　　3、盆式挖土：
　　盆式挖土时先开挖基坑中间部分的土，周围四边留土坡，土坡最后挖除。这种挖土方式的优点是周边的土坡对维护墙有支撑作用，有利于减少维护墙的变形量。其缺点是大量的土方不能直接外运，需要集中提升后装车外运。
　　盆式挖土周边留置的土坡，期宽度、厚度和坡度大小均应通过稳定验算确定。如果留的过小，对维护墙支撑作用不明显，失去盆式挖土的意义。如果坡度大陡边坡不稳定，在挖土过程中可能失稳滑动，不但失去对维护墙的支撑作用，影响施工，而且有损于工程桩的质量。盆式挖土需要设法提升推、方的速度，对加速基坑开挖有很大作用。
　　二、深基坑土方开挖的注意事项
　　1、土方开挖顺序、方法的确定
　　土方开挖顺序、方法必须与设计工况一致，并遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则。
　　2、防止深基坑挖土后土体回弹变形过大
　　深基坑土地开挖后，地基卸载，土体中压力减小，土的弹性效应将使基坑底面产生一定的回弹变形。回弹变形量的大小与土的种类、是否浸水、基坑深度、基坑面积、暴露时间以及挖土顺序有关系。
　　施工中减少回弹变形的有效措施，是设法减少土体中有效应力的变化，减少暴露时间，并防止地基土浸水，因此在基坑开挖过程中和开挖后均应保证经典降水正常进行，并在挖至设计标高后，尽快浇注垫层和底板，必要时可对基础结构下部土层进行加固。
　　3、防止边坡失#p#副标题#e#稳
　　目前常用的是1m3反铲挖土机，其有效半径为5-6m，挖土的深度为4-6m，习惯上往往一次挖到深度，这样形成边坡大约为1：1。由于卸载快、挖土运输机械的震动，如果再于基坑开挖边缘的2—3m内堆土，则容易造成边坡失稳。
　　4、防止桩体位移和倾斜
　　打桩完毕后基坑开挖，应定制合理的施工顺序和技术措施。防止桩体位移和倾斜。
　　对于先打桩后挖土的工程，由于打入桩的挤土和动力波的作用，使原来处于静平衡状态的土体受到破坏。对于沙土甚至会造成沙土液化。地下水大量上升到地表面，原来的地基强度遭到破坏。如果打桩后紧接着开挖土体，由于开挖时的应力释放，再加上挖土高差形成一侧卸荷的侧向推力，土体容易产生一定的侧向位移。为此应在群桩基础的打桩完毕后，停留一段时间，并用降水预抽地下水，待打桩造成的应力有所释放后，孔隙水压力有所降低，被扰动的土体重新固结，再行开挖。且土方的开挖应均匀、分层以保证桩位正确和边坡稳定。
　　5、配合深基坑支护结构施工
　　深基坑的支护结构，随着挖土加深，侧压力也随之加大，变形增大，周围地面变沉降也加大。因此在基础挖土过程中一定要配合支撑加设的需要，分层进行挖土。
　　近年来在深基坑支护结构中越来越多的应用混凝土支撑，如果采用混凝土支撑，则挖土要与支撑浇注配合，支撑浇注后要养护到一定强度后才可继续向下挖土，挖土时挖土机械避免直接压在支撑结构上，否则要采取有效措施。挖土方式影响支护结构的荷载，要尽可能使支护结构均匀受力，减少变形。为此要坚持采用分层、分块、均衡、对称的方式进行挖土。
　　三、土方开挖阶段的应急措施
　　土方开挖时会引起维护墙、临近建筑、管线等产生一些异常现象。此时需要配合有关人员及时处理，以免产生大祸。
　　1、维护墙渗水、漏水
　　土方开挖后维护墙出现渗水或漏水，对基坑施工带来不便，如果渗漏严重时往往会造成土粒流失，引起维护墙背地面沉陷甚至支护结构坍塌。
　　在基坑开挖过程中，一旦出现维护墙渗水祸漏水应及时处理，常用的方法有：
　　对于渗水量较小，不影响施工也不影响周边环境的情况，可采用坑底设沟排水的方法。对于渗水量较大，但是没有泥沙带出，造成施工困难，而对周围影响不大的情况，可采用“引流-补修”方法。对于渗水、漏水量很大的情况，应查明原因，采取相应的措施。
　　如果漏水部位距离地面不是很深处，可以将支护墙背开挖到漏水部位下500—1000mm，在支护墙后用密实混凝土封堵。如果漏水部位较深，可在墙后采用压密注浆方法，浆液中应加入水玻璃，使其尽早凝结。也可采用高压喷射注浆方法。
　　2、防止维护墙侧向位移
　　基坑开挖后支护结构发生一定的位移是正常的，但是如果位移过大或发展过快，则往往会造成较严重的后果，如果发生这种情况应针对不同的支护结构采取相应的措施。
　　2.1、重力式支护结构
　　对水泥土墙，开挖后一般位移较大，如果位移量在基坑深度1/100内尚属正常，如果位移发展渐趋于缓和，可以不作处理。如果位移超过限值，则应重视。
　　2.2、悬臂式支护结构
　　悬臂式支护结构发生位移主要是其上部向坑内倾斜，也有一定的深层滑动，防止悬臂式支护结构上部唯一过大的应急措施较简单，架设支撑或拉锚措施都是十分有效的。
　　2.3、支承式支护结构：
　　由于支撑的刚度一般较大，带有支撑的支护结构一般位移较小，其位移一般是插入坑底部分的支护墙向内变形，为了满足底板施工础需要，最下一道支撑距离底面总有一定距离。支护墙下段的约束较小，因此在基坑开挖后，维护墙下段位移较大，由此往往造成支护墙背侧土体沉陷。因此对于支承式支护结构，如果发生墙背土体沉陷，主要应设法控制支护墙嵌入部分的位移，着重加固坑底部位。
　　3、流砂及管涌的处理
　　#p#副标题#e#在细沙、粉砂层土中往往会出现局部流砂或管涌等现象，给基坑施工带来困难，如果流砂扥十分严重则会引起基坑周围的建筑、管线的倾斜沉降。对于轻微的流砂现象，在基坑开挖后可采用加快垫层浇注，加厚垫层厚度的方法“压注流砂”。对于较严重的流砂应加强坑内降水措施。使地下水位降至坑底以下0.5—1m。降水是防止流砂的最有效的方法。
　　4、临近建筑物与管线位移的控制
　　基坑开挖后大量土方被挖去，土体平衡发生很大变化，对坑外建筑物或地下管线往往会引起较大的位移或沉降，还会造成建筑物倾斜，引起房屋裂缝管线断裂、泄露。基坑开挖时必须加强观察。当位移以及沉降值达到报警值时，应立即采取措施。
　　对建筑物沉降的控制一般可采用跟踪注浆的方法。根据基坑开挖进程连续跟踪注浆。注浆孔可在维护墙背和建筑物前各布置一排，两排注浆孔前适当布置。注浆深度可在地表至坑底下2—4m。对于沉降很大，而压密注浆又不能控制的建筑，如果其基础是钢筋混凝土的，则可考虑静力锚杆压桩的方法。如果条件允许，对临近建筑物下的地基或支护墙背土体现行进行加固处理。
　　5、对基坑周围管线的保护应急措施：
　　对基坑周围管线的保护应急措施一般两种方法：打设封闭桩或开挖隔离沟对于管线距离基坑较远，但是开挖后引起的位移或沉降又较大的情况，可在管线靠基坑一侧设置封闭桩，为了减少打桩挤土。在管线边开挖隔离沟，对控制位移也有一定作用，隔离沟应与管线有一定距离，其深度应与管线相同或略深。在靠近管线一侧还应设置一定坡度。管线架空：对底线管线距离基坑较近的情况，可采用管线架空的方法。管线架空后与维护墙后的土体基本分离，土体的位移与沉降对他影响很小。即使产生一定的位移后，还可对支撑架调整复位。
　　四、周边环境的监测
　　随着土方的开挖，基坑周围的地层会发生不同程度变形。如果工程位于中心地区，基坑周围密布有建筑物、各种地下管线，以及公共道路等市政设施，尤其是工程处在软弱复杂的地层时，由于基坑挖土和地下结构施工引起的底层变形，会对周围环境产生不利影响，应做好周围环境的监测。监测的内容主要有：坑外地形的变形、临近建筑物的沉降和倾斜，地下管线的沉降和位移。
　　参考文献：
　　《建筑地基基础设计规范》中国建筑工业出版社GB50007-2002
　　《建筑施工手册》第四版中国建筑工业出版社