受擠壓土體的深基坑開挖監(jiān)理質(zhì)控措施

受擠壓土體的土方開挖施工技術(shù)摘要：對受擠壓土體土方采取增大放坡系數(shù)、分層、對稱開挖等措施，通過實施取得了好的效果。關(guān)鍵詞：受擠壓土體土方開挖施工技術(shù)1.概述某冷軋板廠可逆式軋機改造工程，主廠房結(jié)構(gòu)屬于全鋼排架結(jié)構(gòu)，建筑面積5631.96㎡?；A(chǔ)為鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)，沉管灌注樁承重，廠房內(nèi)主要設(shè)備基礎(chǔ)有軋機基礎(chǔ)、乳化液基礎(chǔ)、設(shè)備潤滑站基礎(chǔ)、風(fēng)機基礎(chǔ)等。設(shè)備基礎(chǔ)底標(biāo)高從-2m多到-6.95m不等，標(biāo)高層次相當(dāng)多。設(shè)備基礎(chǔ)密集，±0.00相當(dāng)于絕對標(biāo)高1847.5m。2.地質(zhì)特點根據(jù)《工程施工圖設(shè)計階段巖土工程勘察報告書》可知其地質(zhì)特點如下：2.1由上至下地層分布情況第四系人工堆積層：人工填土，為新近填筑土，未經(jīng)碾壓，主要由褐紅色粘性土混少量角礫組成，不均勻，松散～稍密。整個場地均有分布，厚度1.10～3.10m。第四系沖、洪積層：粘土，褐紅～褐黃色，硬塑狀態(tài)，局部可塑狀態(tài)，稍濕。整個場地均有分布，厚度0.30～2.00m。粘土，褐紅～褐黃色，軟塑狀態(tài)，濕～很濕。頂部夾薄層粉土。整個場地均有分布，厚度2.40～5.90m。第四系湖沼相沉積層：深灰、黑色，軟塑～流塑狀態(tài)，很濕～飽和。間夾淤泥及有機質(zhì)粘土。含大量有機質(zhì)和未腐植物根莖。整個場地均有分布，厚度4.20～11.10m。第四系坡、洪積層粘土：灰白、灰黃色，軟塑～可塑狀態(tài)，濕～很濕。間夾薄層粉質(zhì)粘土。整個場地均有分布，厚度0.50～2.50。粘土：灰黃、褐紅色，可塑～硬塑狀態(tài)，濕。整個場地均有分布，厚度0.70～6.30。頂板埋深13.00～19.50m,標(biāo)高介于1828.07～1834.21m。2.2地下水狀況在鉆孔揭露深度范圍內(nèi)，大部分鉆孔遠(yuǎn)離量測到穩(wěn)定地下水位，地下水埋深一般0.00～1.50m，標(biāo)高介于1847.10～1847.58m，具有統(tǒng)一的地下水面。2.3地下樁體情況本工程的主廠房柱基礎(chǔ)、設(shè)備基礎(chǔ)、地坪基礎(chǔ)下部設(shè)計上均采用了大量Φ500mm的沉管灌注樁進(jìn)行地基處理，主要有三種類型的樁：2.3.1鋼筋混凝土沉管灌注樁，此類樁為廠房柱基承臺及設(shè)備基礎(chǔ)的承壓樁。2.3.2素混凝土沉管灌注樁，此類樁為地坪處理樁。樁貫入深度平均30m進(jìn)入持力層，樁間距1.5m，由于該工程地質(zhì)主要為軟塑土，在樁基施工后，造成地下土體受到了相當(dāng)程度的擠壓。場地地面標(biāo)高比自然地面標(biāo)高上升了近1米。其樁位布置如下圖：針對以上所述的地質(zhì)狀況，我公司土方開挖所遇到的主要是原回填土層、粘土層及泥炭質(zhì)土層，根據(jù)以往在昆鋼施工所了解的此類土層，此類土層的流動性及可塑性相當(dāng)強，含水率高。另一方面，廠房以南為綠化用地，長年的綠化用水也增加了土體的含水率，提高了地下水位。打樁公司工期也嚴(yán)重滯后，根據(jù)指揮部對工期要求，在對廠房142線柱基樁施工的同時對主廠房137線樁基施工完畢且達(dá)到強度要求的柱基進(jìn)行土方開挖，進(jìn)行邊打樁，邊進(jìn)行承臺基礎(chǔ)的施工。3土方開挖順序的初步設(shè)想根據(jù)工程實際情況，結(jié)合我司類似工程施工經(jīng)驗，我們排出了開口施工和閉口施工兩種方案：開口施工：主軋機、乳化液設(shè)備基礎(chǔ)土建施工→柱基施工→廠房吊裝→吊車梁、行車、軌道、滑線安裝→設(shè)備安裝閉口施工：柱基→廠房吊裝→主軋機設(shè)備基礎(chǔ)土建施工→設(shè)備安裝吊車梁、行車、軌道、滑線安裝由于4月至6月為昆明地區(qū)的雨季，根據(jù)工程進(jìn)展情況，雨季施工是不可避免，結(jié)合開閉口施工順序和類似工程工期經(jīng)驗得知，當(dāng)采用開口施工時，柱基施工以后的工作就會在雨季時施工。若采用閉口施工，廠房吊裝完畢后，后續(xù)工作可以在廠房內(nèi)施工，可以減小雨季對施工帶來的影響，故：在考慮雨季施工因素的影響，我司初步選擇閉口施工方案。4.土方的試探性開挖為了加強對此類受擠壓土體的認(rèn)識，防范在基礎(chǔ)大面積土方開挖中出現(xiàn)的影響因素，以便針對性的采取相應(yīng)的技術(shù)措施，經(jīng)過技術(shù)性分析，我們首先對1E列136至137線承臺基礎(chǔ)進(jìn)行了試探性開挖。4.1開挖方式及要求土方開挖采取了我公司以往在昆鋼工程施工時的開挖方式，即基槽一次開挖成型，土方放坡系數(shù)按1：0.67。4.2試探性開挖后出現(xiàn)的狀況斷樁、樁傾斜：地基處理的兩種樁分別出現(xiàn)了兩種情況，一是設(shè)備基礎(chǔ)及主廠房柱基的鋼筋混凝土沉管灌注樁出現(xiàn)傾斜；地坪處理的素混凝土沉管灌注產(chǎn)生斷裂。見下圖：斷裂的素混凝土灌注樁土體開裂：在離基槽約50m的范圍內(nèi)，土體均出現(xiàn)開裂，裂縫間距約2m，與樁間距相近，裂縫寬度約5cm。在基槽內(nèi)不時有土體裂縫產(chǎn)生的土體跨塌。開挖后基底土體上?。夯追獾缀?，經(jīng)觀測，在24小時的時間內(nèi)，基底土體上浮量約為200mm，并有繼續(xù)緩慢上浮。5.針對試探性開挖出現(xiàn)的上述情況，分析原因如下：5.1土體受到擠壓:由于沉管灌注樁的施工工藝所致，土體被擠壓得相當(dāng)密實，因而造成土體內(nèi)蘊含了大量的擠壓應(yīng)力，并造成整個場地標(biāo)高平均上升了近1m。5.2開挖時臨空面大:開挖的基底相對標(biāo)高為-3.20m，自然地面相對標(biāo)高為+1.00m,臨空面高差達(dá)4.2m。雖已按1：0.67進(jìn)行放坡，但土體的穩(wěn)定性仍很差。5.3受泥炭質(zhì)土的影響:由于施工現(xiàn)場泥炭質(zhì)土分布在相對標(biāo)高為-6.80m至-18.00m標(biāo)高層內(nèi)，雖此次試探性開挖時基槽并沒有挖至此層，由于土體內(nèi)應(yīng)力很大，土方開挖后，破壞了土體的穩(wěn)定性，使基槽底和基槽壁臨空面成為一個相對比較薄弱的位置，土體內(nèi)應(yīng)力得到釋放，導(dǎo)致施工完畢的墊層上浮。5.4受地下水影響:由于施工現(xiàn)場的地下水位較高。且粘土層現(xiàn)場開挖后的特點是：a.無水狀態(tài)或少水時—硬，粘性不強；b.水浸泡狀態(tài)時—流動性強，成淤泥狀。地下水對土體的浸泡導(dǎo)致了土體的不穩(wěn)定性。5.5受打樁影響：由于土方施工是在邊打樁邊土方開挖施工的情況下進(jìn)行，打樁施工不斷的對土體進(jìn)行擠壓，增加其內(nèi)應(yīng)力，土體的可塑性也很強，在土方開挖后形成的土體抵抗應(yīng)力的薄弱區(qū)，也形成了土體釋放應(yīng)力的區(qū)域，導(dǎo)致土體向此區(qū)域移動面引起土體垮塌及樁位傾斜及斷樁。5.7受土體應(yīng)力未釋放的影響：首先，新建廠房有三面均為原的建筑物，此部分地基相對比較穩(wěn)定，造成了樁基施工對地下土體產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力無處釋放。其次，在樁基施工還未完畢的情況下就進(jìn)行了土方開挖的施工，土體的內(nèi)應(yīng)力也并不穩(wěn)定。在土方開挖進(jìn)出現(xiàn)的抵抗應(yīng)力的薄弱區(qū)就會成為土體應(yīng)力釋放的區(qū)域。6.采取的相應(yīng)技術(shù)措施：針對我公司試探性開挖出現(xiàn)的問題及對問題分析的結(jié)果，采取了以下措施：6.1改變施工方式。工程初步設(shè)想考慮的“閉口”施工的施工順序，即先對主廠房柱基、地梁施工完畢后，形成廠房主體，再對廠房內(nèi)設(shè)備基礎(chǔ)進(jìn)行施工。考慮到設(shè)備基礎(chǔ)的底標(biāo)高在-6.00m及現(xiàn)場土體的特點，改為了“開口”施工的施工順序，即先對較深的設(shè)備基礎(chǔ)進(jìn)行施工，再對較淺的主廠房柱基進(jìn)行施工。6.2土體卸載。即先對施工區(qū)域整體開挖至地坪褥墊層標(biāo)高，以分批釋放土體內(nèi)應(yīng)力，減小基槽內(nèi)土體的上浮，減小臨空面。6.3加大放坡系數(shù)。基槽開挖時，在開挖深度在3m以內(nèi)按1：1進(jìn)行放坡，在開挖深度在4.5m及以上高度時采用1：3進(jìn)行放坡或階梯形放坡。以有效的保護(hù)樁體，增強土體的穩(wěn)定性。6.4對稱開挖。主廠房分B-D，D-E兩跨，在土方開挖時，同時對對稱地對B列和E列進(jìn)行開挖，最后再對中間D列的基槽開挖，以利于土體均勻的釋放應(yīng)力，保護(hù)樁體。6.5分層開挖。對于底部標(biāo)高較多的且面積較大的基礎(chǔ)，采取分層開挖的方式，如廠房內(nèi)的軋機基礎(chǔ)，基礎(chǔ)底標(biāo)高主要為-2.400m,-3.345m,-5.625m,在土方開挖時先整體開挖至-2.400m標(biāo)高，第二次在基底設(shè)計標(biāo)高為-3.345m,-5.625m區(qū)域進(jìn)先開挖至-3.345m標(biāo)高，最后開挖-5.625m標(biāo)高區(qū)域土方。以均勻釋放土體內(nèi)應(yīng)力。6.6邊坡支護(hù)。對土方開挖時局部仍不穩(wěn)定的土體，采取型鋼支護(hù)或毛石混凝土護(hù)壁，以增強土體的穩(wěn)定性。6.7加強排水。針對現(xiàn)場土質(zhì)的滲水性差，遇水易形成淤泥特點，在基槽開挖后，設(shè)集水坑排水，在基槽四周人工挖一條200mm×300mm的排水溝，內(nèi)填碎石，坡向集水坑，用水泵及時將基槽內(nèi)的水排出。6.8對泥炭質(zhì)土層的處理。土方開挖時如局部遇到該土層時，第一，首先對上部土體進(jìn)行卸壓，即將其放坡比例加大至1：3；第二，將此區(qū)域打鋼管樁并用板材護(hù)壁進(jìn)行C10毛石造型混凝土的澆筑，以阻止泥炭土的流入基槽。具體如下圖，基礎(chǔ)施工時正值雨季，基槽開挖時土體受到雨水沖刷也會造成土體有較強的流動性，在遇到此情況時仍采用此支護(hù)方法。6.9多段（層次）截樁。在分層開挖時，為保證施工車輛的運行，采取分段截樁，即土方開挖至方案設(shè)計的標(biāo)高后，及時對樁體進(jìn)行截樁。7.施工中注意的有關(guān)問題本工程中遇見的軟塑土質(zhì)在其它工程項目中并不少見，但受沉管灌注樁施工工藝造成的土體擠壓，在土體內(nèi)形成內(nèi)應(yīng)力的土體并不多。針對此特性的土層，主要采取釋放內(nèi)應(yīng)力的方法，在實際施工還需注意以下幾個方面：7.1由于土方開挖后土體產(chǎn)生上浮，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工應(yīng)在開挖后土體穩(wěn)定的情況下分批進(jìn)行。7.2加強對已施工的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行位移觀測，以便進(jìn)一步掌握其活動規(guī)律。7.3上部結(jié)構(gòu)施工（如鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、屋