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1、高層建筑深基坑支護施工技術(shù)探析摘要:本文結(jié)合高層建筑深基坑支護體系及受力特點,對某大廈的基坑支護體系進行分析,并對其失效事故及補救處理措施進行討論,提出如何做好基坑支護設(shè)計與施工溝通及施工中的管理注意事項的建議。關(guān)鍵詞:基坑支護建筑工程地基基礎(chǔ)高層建筑的興建和地下空間的開發(fā)利用,使深基坑的支護擺到了十分重要的地位,尤其是在軟土地區(qū)中進行深基坑的開挖所暴露的問題日益增多,出現(xiàn)的事故也屢見不鮮。要成功地進行深基坑的施工,除了要精心的基礎(chǔ)設(shè)計以及符合實際的支護體系設(shè)計外,要有一支精干的施工隊伍和良好的施工
2、組織管理,現(xiàn)就某26層大廈基坑支護失效及隨后所采取的處理方案進行討論。1?深基坑支護系統(tǒng)城市建設(shè)中,由于建筑物鱗次櫛比,在深基坑開挖中,沒有余地可供基坑邊坡放坡之用,因此常依賴于支護手段來保證基礎(chǔ)工程的正常施工。支護結(jié)構(gòu)大致有以下幾種:①、高壓噴射或深層攪拌形成的水泥土墻。此種支護適于開挖深度不超過6m的情況,施工無噪聲,具有抗?jié)B能力,可以提高人工降水效果。②、鋼筋腔支護樁。此種支護應(yīng)用很廣泛,在加設(shè)錨桿情況下可適用于較深的基坑護坡。③、拱圈式整體結(jié)構(gòu)。此方法利用了拱式結(jié)構(gòu)合理受力特點,可適用于開挖
3、深度10m左右。④、沉井結(jié)構(gòu)和地下連續(xù)墻。此結(jié)構(gòu)水平剛度較大,對周圍環(huán)境影響小,對土層條件適應(yīng)性強,適用于各種深度的基坑開挖,并可兼做主體結(jié)構(gòu)。此外,還有土釘墻、纖維織物袋裝土疊壘方法。應(yīng)該指出,支護結(jié)構(gòu)的選擇應(yīng)根據(jù)基坑開挖深度、周邊環(huán)境、工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件等因素綜合確定。水平土壓力是作用在支護結(jié)構(gòu)上的主要荷載,土壓力大小的確定目前仍沿用傳統(tǒng)的土壓力理論,由于理論的假設(shè)條件與工程實際存在一定的出入,主動土壓力和被動土壓力的實現(xiàn)都與支擋物的位移有關(guān),且其大小對土工試驗參數(shù)也是較敏感的,因此,精確地
4、確定支護結(jié)構(gòu)上土壓力十分困難。2?工程概況該大廈地下2層,地上26層,開挖面積為長61.5mx寬42m,開挖深度"m,基礎(chǔ)采用樁筏式。擬建建筑物的北側(cè)及東側(cè)是兩棟已建的6層磚混住宅,其基礎(chǔ)為砂墊層上的淺基礎(chǔ),基坑邊緣距住宅最近距離只有5mo場地各層土的物理力學指標見表1,地下水位在地面下1m處。該工程年初破土動工,由于基坑開挖產(chǎn)生的施工技術(shù)、管理方面諸多問題,持續(xù)5個月沒有進行基礎(chǔ)施工。場地土層自上而下為:⑴人工填土,厚度為0.7~1.8m,全場分布;⑵淤泥,0.9-1.3m,粉土,厚度0.4~2.
5、2m,局部分布;⑶中砂,厚度1.6-3.9m,局部分布;⑷粘土,厚度6.3~8.8m,局部分布;⑸中砂,厚度0~2.2m,局部分布,粉砂,10m;⑹粉質(zhì)粘土,厚度18.2-20.6mo支護體系及其失效特征基坑周邊重新開挖支護地段,需挖除原有支護結(jié)構(gòu),而不需要重新開挖的地段,則利用原有支護結(jié)構(gòu)體系。其中,西北角、東南角為有限放坡結(jié)合土釘墻進行支護;西側(cè)邊坡上段2m作1:1放坡,短土釘掛網(wǎng)抹面,下段以(p300mm樹根樁結(jié)合注漿土釘進行支護;東南面拐角處以(p300mm樹根樁結(jié)合注漿土釘進行加固,以利于
6、載重車通過;其余需支護段均為垂直開挖土釘墻支護。工程采用樁筏式基礎(chǔ),開挖之前做工程樁,直徑800mm,之后做圍護樁,直徑1000mm,間距1200mm,樁長26m,從基坑底入土15mo在開挖前沿基坑周圍做井點降水,并隨開挖進展在坑內(nèi)排水,為了防止降水引起地面沉降而誘發(fā)東、北兩側(cè)相鄰住宅的傾斜、開裂,在圍護樁外圍增設(shè)了直徑600mm的素混凝土阻水樁。這些措施在設(shè)計上無疑是合理有效的,但在開挖過程中,卻出現(xiàn)了坑壁大量滲水,多處岀現(xiàn)管涌現(xiàn)象,大量砂、土流入坑內(nèi),基坑附近地表多處下沉、開裂,最大裂縫寬度達3
7、.5mm,支護樁向坑內(nèi)產(chǎn)生較大水平位移,并引發(fā)原有住宅發(fā)生沉降及傾斜,最大沉降量達50mm,居民們惶恐不安。發(fā)生險情之后圍繞搶險加固開展了大量工作,僅維護坑壁的穩(wěn)定及搶險加固就花銷48.3萬元,工期4個月。4.失效原因及處理方案分析4.1不設(shè)支護情況穩(wěn)定性驗算在不考慮支護條件下深用畢肖普(Bishop)的圓弧滑動面法計算土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)Ko不降水情況K=0.028,降水情況K=0.388,由計算可見,基坑開挖時必須采取支護措施。4.2設(shè)支護情況穩(wěn)定性驗算在設(shè)置鋼筋混凝土樁支護后,用朗肯土壓力理論計
8、算主動、被動土壓力,且考慮地下水的影響。不降水,水、土壓力合算,抗傾覆安全系數(shù)K=1.095;不降水,水、土壓力分算,抗傾覆安全系數(shù)K=0.536;降水,水、土壓力分算,抗傾覆安全系數(shù)K=1.346;降水,水、土壓力合算,且考慮降水后,強度指標提高12%,抗傾覆安全系數(shù)K=1.568O由以上計算結(jié)果可見,本基坑在不降水的條件下,圍護樁滿足安全是比較困難的,降水后,仍處于臨界狀態(tài),而實際施工過程中,由于施工管理等多方面原因,降水工作不利,所以出現(xiàn)事故當屬必然。4.3降水