深基坑施工有哪些控制要点和注意事项?如何加强过程监测?_袖阀管_注浆机_制浆机_砂浆泵_隧道衬砌台车-焦作昊力机械设备有限公司

新闻中心

深基坑施工有哪些控制要点和注意事项?如何加强过程监测?

一、深基坑支护破坏形式及事故案例

1、深基坑的概念

住房和城乡建设部《危险性较大的分部分项工程安全管理办法的通知》规定:深基坑工程指开挖深度超过5m(含5m)或地下室3层以上(含3层),或深度虽未超过5m,但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的基坑土方开挖、支护、降水工程。

通常来说,开挖深度超过5m的基坑就能称为深基坑了,目测这个基坑至少得有几十米,不知道是多大的工程啊!

2、深基坑工程常见破坏形式

深基坑工程安全质量问题类型很多,成因也较为复杂。在水土压力作用下,支护结构可能发生破坏,支护结构型式不同,破坏形式也有差异。渗流可能引起流土、流砂、突涌,造成破坏。围护结构变形过大及地下水流失,引起周围建筑物及地下管线破坏也属基坑工程事故。粗略地划分,深基坑工程事故形式可分为基坑周边环境破坏、支护体系破坏、土体渗透破坏。

基坑周边环境破坏

在深基坑工程施工过程中,会对周围土体有不同程度的扰动,一个重要影响表现为引起周围地表不均匀下沉,从而影响周围建筑、构筑物及地下管线的正常使用,严重的造成工程事故。引起周围地表沉降的因素大体有:基坑墙体变位;基坑回弹、隆起;井点降水引起的地层固结;抽水造成砂土损失、管涌流砂等。

因此如何预测和减小施工引起的地面沉降已成为深基坑工程界亟需解决的难点问题。

支护体系破坏

1)基坑围护体系折断事故

主要是由于施工抢进度,超量挖土,支撑架设跟不上,是围护体系缺少大量设计上必须的支撑,或者由于施工单位不按图施工,抱侥幸心理,少加支撑,致使围护体系应力过大而折断或支撑轴力过大而破坏或产生大变形。下图为2008年苏州某深基坑事故。

2)基坑围护体整体失稳事故深基坑开挖后,土体沿围护墙体下形成的圆弧滑面或软弱夹层发生整体滑动失稳的破坏。下图为某深基坑围护整体失稳破坏事故。

3)基坑围护踢脚破坏由于深基坑围护墙体插入基坑底部深度较小,同时由于底部土体强度较低,从而发生围护墙底向基坑内发生较大的“踢脚”变形,同时引起坑内土体隆起。下图为某深基坑发生“踢脚”破坏。

4)坑内滑坡导致基坑内撑失稳在火车站、地铁车站等长条形深基坑内区放坡挖土时,由于放坡较陡、降雨或其他原因引起的滑坡可能冲毁基坑内先期施工的支撑及立柱,导致基坑破坏。下侧两图为2009年杭州地铁1号线凤起路站坑内土体滑坡引起的支撑体系破坏。

二、基坑施工过程控制要点

首先, 结合设计方案和施工方案中涉及的关于基坑围护工程中国家或地方控制标准和规范要求,落实各项施工措施包括围护桩墙、止水帷幕、支撑(混凝土或钢支撑)、挖土流程、降水井的布置和深度等。

其次,注重 围护结构施工控制。围护工程测量放线,重点控制围护结构与地下室外墙的间距;基坑围护施工设备及机具的性能、安全操作;围护工程原材检验合格;按照围护设计要求进行施工控制,保证各项控制指标符合设计要求;同时施工应急预案编制和抢险措施的制定。

第三,土方开挖要在围护结构和止水帷幕强度达到设计要求后并具备土方开挖条件时进行;严格控制挖土深度、留土坡比、施工顺序、出土及运输口位置及路线、工程桩和水平支撑的状况,围护体系的变形状况、保证土方开挖的合理进度;严禁超挖;坑底可预留20cm原土采用人工挖以减小扰动;如遇到异常情况,如涌水涌砂、遇到障碍物等,要立即通知业主及参建单位,并应暂停挖土或采取预定的应急方案抢险;对多道支撑的基坑进行支撑拆除是,要考虑先设置临时换撑,在其达到强度后再拆除既有支撑;支撑的拆除的方式要更具周边环境及工程成品保护的要求来选择人工或爆破方式,要确保安全。

第四,基坑降水控制。软土地区地下水位往往较高,会涉及潜水、微承压水和承压水等不同水文条件,根据基坑所处地层的透水特性,应注意降水和开挖的工序配合。地下水是会影响到土层强度,如存在地下水渗流会增大基坑的危险性;对涉及承压水层时,可能导致基坑突涌,乃至引起基坑失稳破坏;因此有效控制基坑降水是非常重要的。降水施工要合理设置井点降水的口数、深度和洞径大小;涉及潜水降水时应先降水后挖土,控制水位位于开挖面以下0.5m以上;当涉及承压水层降水时,应根据设计验算在开挖一定深度后开始降压抽水,水压降到安全水位后方能继续挖土;应通过水位观测井监测水位变化,当水位突变时应分析原因,同时适时根据周边环境监测情况调整降水措施;当涉及坑外承压水降水时,应配备坑外回灌措施;确保降水措施持续到设计允许的拆除时间或者持续到地下室出地面为止;施工挖土中应避免挖土机械碰撞降水井,导致降水井失效;施工要备有抽水电源和抽水设备。

三、基坑施工过程注意事项

1、基坑紧急措施。为防止突发性事故的发生,使本工程地下结构施工顺利进行,将采取以下措施来保证整个基坑和周边环境的安全。

2、开挖前,应准备一定数量的材料和设备,包括砂袋、钢管以及锚杆成孔机和注浆机各2-3台。

3、挖过程中如发现支护结构局部位移较大,已超过许可范围时,应暂时中止挖土,采用钢管或钢管索在竖直平面内进行斜撑,同时在支护结构外侧卸载,以减少主动土压力,也可打设锚杆进行加固。

4、当支撑结构出现裂缝时,可用钢管或钢管索在支撑结构和支撑桩之间进行对撑加固。

5、支护桩间漏水,如漏点不大,则可用导管引流后用早强水泥堵漏或钢丝网喷射混凝土浇平封堵;当水流入量较大时,除采取前述方法外,再结合坑外局部压密注浆等措施。

6、基坑开挖至设计深度后,应立即抢险做块石垫层,并把块石垫层铺砌至紧靠支护桩,如此时支护桩下部发生坑内位移,应立即在坑内侧堆土或抛石,并同时在支护结构外侧卸载,待稳定后,可采用打设锚杆或在坑底进行注浆加固。

四、注重环境影响,加强过程监测

基坑监测是定量化周边环境变形情况观察的直接措施,同时也是监控基坑自身稳定性的有效措施。基坑位置的地质水文条件、周边环境(有无需要保护的建(构)筑物、地下管线、地铁隧道等),这些因素确定了基坑施工中环保要求等级。基坑监测控制的内容应结合基坑周边环境情况和基坑的安全等级来综合确定,控制的标准应按照设计相关要求或者周边环境中建构筑物、管线或者隧道等主管单位的变形要求来控制。

对于软土地区的深基坑其基坑监测内容包括:围护结构的水平和竖向变形,坑内外地下水位、支撑体系的内力、坑内回弹(立柱沉降)、坑边地面或道路的沉降、周边地埋管线的沉降、周边房屋的沉降和差异沉降、地铁隧道变形等情况。有条件时可监测围护结构外侧的土压力和水压力分布等。

基坑监测方案中观测点的数量、间距和布置位置要满足规范和标准;基坑工程监测须由专业的资质等级相符的监测单位进行。监测前应进行两次初测,确定初始值;基坑开挖期间,应确保监测频率与设计要求或者规范标准的要求相一致;定期将监测资料反馈给建设、设计、监理、施工等单位,设计单位可以根据监测情况进行反分析,从而预估基坑的以后变形情况;监测控制标准为累计变形量和日变形量,当超过警戒值时,或出现异常情况时应加密观测次数;在超过警戒值时或者变形速率偏快时,要应及时组织相关参建各方会诊解决。

基坑工程是一项涉及多种专业多家单位共同参与的工程,需要各方的密切配合。基坑施工安全需要设计方案合理、施工质量保障、施工流程合理、降水措施和监测措施同步等多方面协调作用。软土地区的深基坑,地质水文条件和周边环境的复杂性,更加需要流程中涉及各方的合理管理。

基坑监测控制

1、基坑工程危险源

对于基坑监测来说,只有先了解基坑工程危险源,才能有效地进行基坑监测。基坑工程中应十分注意的重大危险源主要有以下5种:

(1)开挖施工对邻近建(构)筑物、设施必然造成安全影响或有特殊保护要求的;

(2)达到设计使用年限拟继续使用的;

(3)改变现行设计方案,进行加深、扩大及改变使用条件的;

(4)邻近的工程建设,包括打桩、基坑开挖降水施工影响基坑支护安全;

(5)邻水的基坑。

2、基坑监测原则

进行基坑监测时,应遵循可靠性原则,及时、准确原则,经济合理原则,方便实用原则,重点监测关键区原则,多层次监测原则等。因此,基坑监测须由经验丰富的工作人员,利用先进且质量过关的设备进行监测,同时还要保证检测数据的准确性,以实时反映基坑受力情况,并对基坑工程可能发生的事故做好及时防控。

3、基坑监测内容

实际施工时,应根据基坑的周边环境,开挖深度以及围护形式等进行分析,并对基坑的深层土体水平位移,支护结构内力变形,地下水位等进行监测。

(1)深层土体水平位移监测

深层土体水平位移监测主要是在墙体或土体中预埋测斜管,并通过测斜仪监测围护墙体或坑周土体各深度处的水平位移。

施工时,应在基坑开挖7d前埋设测斜管,并对准上、下测斜管管段的导槽,将各段接头及管底密封,同时应保证检测管竖直埋设,并将其与钻孔间的孔隙填充密实,以防出现上浮、断裂、扭转。

此外,测斜仪的系统精度应不低于0.25mm/m,分辨率不低于0.02mm/500mm,并应在测斜仪探头接近管内温度后进行监测,且应沿每个监测方向进行正、反两次量测,测定管口坐标的变化并及时进行修正。

(2)支护结构内力变形监测

支护结构内力变形监测主要是通过在结构内部或表面安装应变计或应力计,对钢筋混凝土支撑,钢结构支撑,围护墙、桩及围檩等内力进行监测。

施工时,应根据工程规模、基坑深度、支护结构和支护设计等合理布设基坑监测点,监测点应布设在建(构)筑物下部,点位间距应为10~20m。若为大型建筑物,则须在建筑顶部、中部及下部均布设监测点。

对于监测仪器的选择,若为软弱土层的支护工程,应采用精度较低的仪器监测地层变形和结构内力,采用精度较高的仪器监测地层压力和结构变形;若为较硬土层的支护工程,则相反,即采用精度较低的仪器监测地层压力和结构变形,采用精度较高的仪器监测地层变形和结构内力。此外,若支护工程中干燥无水,则应选用电测仪表。

(3)地下水位监测

地下水位监测主要是在孔内设置水位管,利用水位计等仪器测出水位管内水面距管口的距离,再测出水位管管口绝对高程,并计算水位管内水面的绝对高程。

其中,进行坑内水位监测检验降水方案的实际效果,如降水速率和降水深度等;进行坑外水位监测了解坑内降水对基坑周围土体及环境的影响。

实际监测时,应注意区分浅层潜水监测以及深层承压水位监测,承压水位管直径应为50~70mm,滤管段应不小于1m。

同时,水位面监测应每隔1d进行1次,并在测试数据保持几天的连续稳定后再进行初始水位高程的测量,且监测精度应不低于10mm。

4、基坑监测施工具体要求

1、监测方案

基坑开挖前应制定系统的开挖监测方案,监测方案应包括监测目的、监测项目、监测报警值、监测方法及精度要求、监测点的布置、监测周期、工序管理和记录制度以及信息反馈系统等。

2、监测项目

基坑工程监测可按基坑侧壁安全等级(分为一、二、三级)选择监测项目,具体分为:支护结构位移;周围建筑物、地下管线变形;地下水位;桩、墙内力;锚杆拉力;支撑轴力;立柱变形;地体分层竖向位移;支护结构界面上侧向压力。

3、监测点布置

(1)监测点的布置应满足监控要求,从基坑边缘以外1~2倍开挖深度范围内的需要保护物体均应作为监控对象。

(2)位移观测基准点数量不少于两点,且应设在影响范围以外。

(3)深基坑工程应进行水平和垂直位移监测,并符合下列要求:

A、布点要求:开挖深度不超过7米的三级基坑,监测点间距不大于20米;开挖深度超过7米的一、二级基坑,监测点间距不大于10米;每一典型坡段不少于3个监测点。

B、水平位移监测包括:位移量、位移速率和方向。

4、监控报警

基坑监测项目的监控报警值应根据监测对象的有关规范及支护结构设计要求确定。

5、监测周期

(1)监测项目在基坑开挖前应测得初始值,且不应少于两次。

(2)各项监测的时间间隔可根据施工进程确定。当变形超过有关标准或监测结果变化速率较大时,应加密观测次数。当有事故征兆时,应连续监测。

(3)深基坑工程进行水平和垂直位移监测应在施工前进行一次,施工期每天监测不少于一次;监测过程中发现监测对象变形发展较快则应增加监测次数,围护结构增体最大位移或地面最大沉降超过以下值时应增加监测次数:

一级基坑:5mm、3 mm;

二级基坑:8mm、6mm;

三级基坑:10mm、10mm。

6、 监测报告基坑开挖监测过程中,应根据设计要求提交监测日报、阶段性监测报告。工程结束时应提交完整的监测总结报告,报告内容应包括:

(1)工程概况。

(2)监测项目和各测点的平面和立面布置图。

(3)采用仪器设备和监测方法。

(4)监测数据处理方法和监测结果过程曲线。

(5)监测结果评价。

因此,实际工程中,应在做好基坑监测基础上,及时做好临边防护,地下水控制,边荷载控制,上下通道设置等布置,以防发生基坑坍塌等工程事故,造成经济损失,甚至人身伤亡,防患于未然。

关闭
用手机扫描二维码关闭
二维码