所屬欄目:建筑設計論文 發布日期:2010-11-12 08:13 熱度:
摘要:深基坑施工是高層和超高層建筑施工中極其重要的環節,而深基坑的施工監理無疑對保證深基坑質量安全起著極其重要的作用。本文結合工程實例,闡述基坑支護監理質量控制要點及體會。
關鍵詞:深基坑支護,質量控制,監理
隨著我國經濟建設的迅猛發展,各個城市的大型和超高層建筑大量涌現。其基礎也越來越深,基坑工程呈現出窄(場地狹窄)、近(工程距離近)、深(越來越深)、大(規模和尺寸大)等特點。深基坑支護工程雖屬臨時性工程,但其技術復雜性,有的卻遠甚于永久性的基礎結構或上部結構,稍有不慎,不僅將危及基坑本身安全,還會殃及臨近的構筑物和各種地下設施,造成巨大損失。而且深基坑開挖的區域是將來地下結構施工的區域,因此,基坑支護工程是保障深基礎順利施工的關鍵。必須保證深基坑支護工程的質量,才能給地下結構和上部結構的施工創造一個良好的條件,進而保障整幢建筑物的工程質量。
面對越來越多的深基坑工程,監理機構應該如何進行監理?筆者根據實際工程深基坑支護工程容易出現并應引起重視的一些問題進行探討。
1工程概況
某工程由地下2層、地上4棟28層塔樓及連成一體的6層裙樓組成,采用框支剪力墻結構、樁筏板基礎,屬一類高層建筑。基坑面積8200m2,基坑周長約380m,基坑開挖深度10m,電梯井、集水井開挖深度為12m。本工程深基坑施工具有以下特點:①基坑面積大,開挖深度較深,施工工藝復雜,施工難度大。②工程地質條件和水文地質條件比較復雜。③地處城市中心區域,施工場地狹小,基坑周邊緊靠相鄰建筑物和城市道路,距最近的建筑物僅有10米。
2水文地質情況
本工程水文地質情況較復雜,地表上覆土層為雜填土,以下依次分別為淤泥質粘土、粘土、粉質粘土、圓礫、泥巖。場地內有兩層地下水,第一層地下水主要賦存于雜填土中,屬上層滯水,水量貧乏,主要由大氣降雨及地表水補給,無統一地下水位。第二層地下水賦存于圓礫層,屬孔隙水,具有承壓性,靜止在地面下8~12m左右,水量較大。
3深基坑支護及降水方案
針對場地狹小、不利因素多的建筑環境,既要保證相鄰建筑物、構筑物、城市道路和地下市政工程的安全使用,基坑支護結構和降水排水體系必須滿足安全施工的要求,才能限制基坑周圍土體的變形,防止邊坡坍塌。但圍護體系畢竟是臨時結構,具有一定的時效性,也要考慮其經濟性。根據現場情況,本工程對不同的基坑面分別采用噴錨支護和支護樁+預應力錨桿這兩種支護形式。
3.1噴錨支護
噴錨支護是目前深基坑支護工程中采用較多的一種支護方式,它是噴射混凝土、錨桿、鋼筋網聯合支護的總稱。通過在巖土體內施工一定長度的土釘錨桿,與巖土體共同作用形成復合體,彌補巖土體強度不足并發揮錨拉作用,使巖土體自身結構強度潛力得到充分發揮,保證邊坡的穩定,坡面設置鋼筋網噴射混凝土,起到約束坡面變形的作用,使整個坡面形成一個整體。根據基坑支護設計圖紙,基坑南側、西側、東側均采用噴錨支護結構,坑壁上下共九排錨桿,錨桿孔徑130mm,采用28、32螺紋鋼,長度15~18m,注M10純水泥漿,坡面掛φ8@200×200的鋼筋網,噴射100厚C20砼面層。施工過程中,由于場地內地表以下3米內的土質為雜填土,土體變形較大,成孔困難,根據此情況,第一、二排錨桿改為打入式鋼花管。
3.2支護樁+預應力錨桿
支護樁采用鉆孔灌注樁,具有施工噪音小、無振動、無擠土、剛度大、抗彎能力強、變形小等優點。支護結構設計的重點是基坑的東面和北面,該范圍的基坑側壁緊鄰城市道路和兩幢住宅樓。這兩幢住宅樓均為7層磚混結構,條形基礎,基礎埋深1.6m,該基礎對基坑的變形十分敏感,基礎外邊線距基坑邊緣較近,不具備放坡開挖條件。本基坑支護安全等級為一級,為保證建筑物的正常使用和安全,采用懸臂式排樁支護樁+預應力錨桿支護,既滿足場地狹小的施工條件,還能有效控制支護結構的變形和周邊建筑物的沉降。支護樁共為17根(樁徑1000mm),護壁樁樁間采用二道預應力錨桿支護,預應力錨索鉆孔直徑130mm,23.5米長錨索16條、22米長錨索16條。錨索采用φ13.24mm(7φ5)鋼絞線,預應力錨索采用二次壓力注漿工藝,以確保錨桿抗拔承載力達到設計要求。
3.3深基坑降水
該工程由于兩面緊靠城市道路,兩面緊靠建筑物,為確保工程周邊城市道路、建筑物、構筑物的安全,所以不能采用大面積深基坑降水方案,而只能采用局部降水。基坑周圍設計施工深層攪拌樁止水帷幕,以阻止基坑周邊地下水因基坑降水而流入基坑,從而保證基坑周邊土體不致變形,防止周邊道路和建筑受損,保證基坑、道路和建筑的安全。
4深基坑支護工程的施工監理
4.1積極采取預控措施
(1)認真研究工程的地質勘察報告,了解基坑所在地的地形、地貌和地質特點,分析可能導致邊坡土體失穩、坍塌的各種因素,對影響邊坡穩定性的關鍵地段、重要地層和土質指標做到心中有數。
(2)組織施工圖紙會審,了解、分析場地內各種市政管道管線對基坑開挖的影響。
(3)嚴格審核施工方案,根據現場實際情況及時對施工方案進行調整。施工單位原施工方案為直接開挖、支護至10m,然后施工工程樁。監理工程師考慮施工場地內-7m以下的土質較差,工程樁施工過程中如果泥漿未能及時排除,泥漿會浸泡支護好的基坑壁,極易引起塌方。因此組織各參建方研究,為確保后續施工的安全,決定調整施工方案,基坑先開挖、支護至-6m,然后進行工程樁施工,待基樁完成后再進行-6m以下基坑土方、支護的施工。
(4)對進場材料嚴格把關,認真檢查原材料型號、品種、規格及錨桿的部件質量,檢查原材料的主要技術性能是否符合設計要求,并見證取樣送檢。
(5)必須了解工程的質量要求以及施工中的測試監控內容與要求,如基坑支護尺寸的允許誤差,支護坡頂的允許最大變形,對鄰近建筑物、管線、道路等環境安全影響的允許程度。
4.2嚴格控制支護施工質量
深基坑支護重在過程控制,一旦出現質量問題,事后補救比較困難,往往需要花費大量的人力物力,并且會延誤工期。因此,監理工程師必須嚴格把關,確保施工質量。
(1)土方開挖時,重點監督施工方是否切實按施工方案進行開挖,開挖中是否對支護樁、護壁造成影響;是否超挖,復核每個層面的標高,遵循“分層開挖、嚴禁超挖”的原則,減少開挖過程中土體的擾動范圍,縮短基坑土體開挖后無支護的暴露時間。發生異常情況時,立即停止挖土,采取有效措施后方可繼續施工。
(2)挖出的土方及時外運,基坑頂四周不得堆載,以免使支護結構變形過大,危及基坑安全。隨著開挖的進行,在基坑頂四周及坑中適當位置布置集水井及明溝,及時向外排水,嚴禁帶水作業。
(3)做好旁站監理,完整記錄監理日記和各項技術資料。
(4)做好隱蔽工程驗收,施工過程中,對于支護樁工程監理工程師應旁站每根支護樁的施工全過程,見證鋼筋籠安設和連接、砼試塊取樣及制作。同時要特別注意混凝土注漿導管每次的拔起高度,嚴防樁身夾泥形成斷樁。
錨桿應按設計傾角和深度施工,對錨桿位置、鉆孔直徑、深度及角度、錨桿插入長度、注漿配合比、壓力及注漿量等進行檢查。當鉆孔遇到障礙物無法鉆進時,可以改變鉆孔方向;當鉆入深度不能滿足要求時,可在該區域內增加錨桿的數量,按抗拔力等同的原則補強。
鋼筋網的鋼筋直徑和間距要符合設計要求,其綁扎隨開挖分層進行。坡面噴射混凝土前應檢查混凝土的配合比是否符合要求,對于土質較差、采用鋼花管的雜填土層,則需先噴射混凝土面層,后壓力注漿。施工完后監理要親自檢測噴錨墻面砼厚度。
4.3及時組織基坑支護安全專題會,落實相關事項消除安全隱患
基坑支護工程受各種水文、地質、雨水及周邊環境等復雜條件的影響,在施工過程中,常常會出現很難從理論上預估的安全問題,這就要求監理及時組織安全專題會議,研究、落實處理措施。如基坑支護過程中,西側坑頂曾出現長約20m,寬3cm,深約3m的裂縫,監理單位立即督促施工單位會同設計單位商討處理措施,并按設計要求進行注漿處理。
4.4基坑支護監測
基坑支護工程風險性較大,為了確保基坑在開挖和地下室結構施工過程中基坑支護結構的安全,必須對基坑和周邊城市道路、建筑物進行監測,及時掌握土體變形情況,邊坡的穩定狀態和支護效果。發現異常情況及時采取措施,預防邊坡失穩和周圍建筑物沉降、開裂等事故發生。
(1)土方開挖前在周邊建筑物內設置監測點,并對建筑物、道路原有的裂縫、變形等情況進行記錄、拍照,避免日后發生糾紛。
(2)除要求施工單位對基坑支護的沉降、水平位移及周邊建筑物四大角垂直度進行監測外,還要求業主委托有相應資質的單位進行監測,監測報告及時反饋給各參建單位。
(3)基坑開挖前應測得初始數據,以后監測的時間間隔根據施工進程確定,如發現變形超過有關標準或變形速率加快有事故征兆時,應加密監測頻率,并采取有關防范措施。
5結語
深基坑工程涉及到支護樁工程、深層攪拌樁工程、降水工程、錨桿土釘墻工程、土方工程、監測工程等。通過本工程的基坑施工監理可以總結以下幾點:
(1)做好組織協調工作,發揮參建各方作用共同對基坑的安全和正常施工把關。
(2)施工階段旁站監理和各項技術參數的完整記錄、分析尤其必要和重要,一是監督檢查基坑支護現場施工的全過程,二是嚴格控制開挖深度(必須分層進行),及時協調土方作業與基坑支護作業的配合關系,土方作業隊與支護作業隊配合密切,不但能防止土方坍塌,保證支護工程順利施工,而且能省工期,避免不必要的投資損失。
(3)完整記錄各項技術參數和基坑監測的沉降位移數據,分析變化趨勢,一旦發現異常,應立即采取措施。
(4)支護工程完成后,做好成品保護,嚴禁天然水、生活與施工用水的浸泡和后續施工對支護面的損壞,為基礎及地下室施工創造一個安全而良好的施工環境。
(5)深基坑支護工程屬臨時工程,安全儲備相對較小,風險性較大,而且深基坑工程技術復雜,涉及范圍廣,施工中可能會遇到各種意外情況,因此必須要有應急預案、應急處理措施和充足的搶險設備材料,在施工過程中,現場要成立一個監控小組和一個搶險小組,24小時有人值班巡視,并做好作業人員、機具和器材等方面的應急準備,一旦有險情發生能夠立即處理,排除險情。
文章標題:深基坑支護工程監理質量控制探討
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