淺談基坑支護(hù)方案及相應(yīng)監(jiān)測方案的確定

PAGE淺談基坑支護(hù)方案及相應(yīng)監(jiān)測方案的確定提要超過5m的基坑為深基坑，必須做基坑支護(hù)工作，而基坑支護(hù)方案的選擇正確與否，決定工程是否能快速、順利、安全的完成。面對(duì)各種不同的深基坑基礎(chǔ)，如何確定正確的基坑支護(hù)方案，本文以獨(dú)立基礎(chǔ)深基坑為例作以簡要探討。關(guān)鍵詞基坑支護(hù)，監(jiān)測方案呼和浩特白塔機(jī)場新建航站樓大廳主拱拱腳為四個(gè)長16m，寬13m，深7.5m的鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)。由于重達(dá)391T的主拱生根于兩個(gè)鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)內(nèi)，設(shè)計(jì)要求拱腳基礎(chǔ)受力面外側(cè)土體必須保持原狀土，（支護(hù)面與基礎(chǔ)間用砼填實(shí)）其他兩側(cè)有已施工完畢臨近的柱基礎(chǔ)，基礎(chǔ)四周場地?zé)o法做到自然放坡，因此必須進(jìn)行基坑支護(hù)。一、分析基坑工程特點(diǎn)1、本工程基坑深、面積小，據(jù)勘察報(bào)告砂層厚；2、工程量小、并且分散,正值呼市最冷的月份,必須采取最可靠的冬施措施;3、施工作業(yè)面小,在一個(gè)坑內(nèi)土方開挖不能與基坑支護(hù)同時(shí)進(jìn)行;4、冬季施工費(fèi)用高，效率低，工期長。5、場地巖土條件：擬建場地，地勢較為平坦，地面標(biāo)高約為0.5m。本工程范圍內(nèi)的地層為：人工回填土及一般第四紀(jì)沖洪積地層，具體的分層情況為：自然地面至1.8-3米左右大部為粉土，以下至16米為礫砂。即開挖范圍內(nèi)大部土為砂類土，中密，開挖時(shí)易塌方6、水文地質(zhì)情況：根據(jù)地質(zhì)斟察報(bào)告，該場區(qū)在斟察深度內(nèi)無地下水，詳細(xì)情況參見《巖土工程勘察報(bào)告》。二、基坑支護(hù)方案設(shè)計(jì)基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量的好壞是整個(gè)工程能否順利進(jìn)行施工的關(guān)鍵，稍有不慎就可能影響后期工程的施工，同時(shí)會(huì)影響周圍建筑物的安全，造成不良的社會(huì)影響。因此基坑支護(hù)的關(guān)鍵是控制基坑開挖影響范圍內(nèi)邊坡土體的變形，以避免對(duì)以上周邊環(huán)境產(chǎn)生不利影響，故支護(hù)設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)是變形控制設(shè)計(jì)。針對(duì)以上工程特點(diǎn)，本工程在制定基坑支護(hù)方案時(shí)要重點(diǎn)考慮以下幾個(gè)因素：①安全可靠性；②技術(shù)先進(jìn)性、合理性；③施工可行性；④經(jīng)濟(jì)節(jié)約；⑤工期合理。本基坑支護(hù)方案在綜合考慮了這些因素后，結(jié)合目前國內(nèi)外常用的支護(hù)方案有如下幾種：排樁錨噴圍護(hù)（鉆孔灌注樁）,鋼管樁錨噴圍護(hù),土釘墻噴錨網(wǎng)支護(hù)法,分析比較之后，確定最優(yōu)方案。各方案的優(yōu)缺點(diǎn)：1、排樁錨噴支護(hù)方案:一般采用直徑500—800的鋼筋砼樁內(nèi)配16—18Φ25鋼筋，按懸臂樁或帶錨桿設(shè)計(jì)，優(yōu)點(diǎn)：剛度較好，護(hù)坡效果好，缺點(diǎn)，工期長，達(dá)到強(qiáng)度后才能開挖，施工時(shí)有泥漿外排。造價(jià)較高,冬施較困難.2、鋼管樁錨噴支護(hù):優(yōu)點(diǎn)：無泥漿排放、施工機(jī)具較小，施工靈活。無養(yǎng)護(hù)期，施工完畢后即可開挖，暖棚一次搭拆到位，棚內(nèi)作業(yè)不受氣候影響，工期短；缺點(diǎn)：剛度較小。3、土釘墻噴錨網(wǎng)支護(hù)法：土釘墻支護(hù)自八十年代引入國內(nèi)，目前已廣泛應(yīng)用于高層建筑深基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)，該技術(shù)變過去深基坑開挖中的被動(dòng)支護(hù)為主動(dòng)支護(hù)，開挖后基坑邊坡土體側(cè)壓力通過鋼筋網(wǎng)噴射混凝土面板傳至土釘，再由土釘傳至穩(wěn)定的土層中，從而保證了邊坡的穩(wěn)定，此項(xiàng)工藝融合了土釘擋墻和加筋土墻的長處，形成土釘墻復(fù)合體，能顯著提高邊坡整體穩(wěn)定性和承受坡頂超載的能力，增強(qiáng)土體破壞延性，改變邊坡突然塌方性質(zhì)，噴射混凝土在高壓空氣作用下，高速噴向土層表面，先期骨料嵌入表土層內(nèi)，并為后繼料流所充填包裹，在噴層與土層間產(chǎn)生“嵌固層效應(yīng)”，并隨開挖逐步形成全封閉支護(hù)系統(tǒng)。噴層與嵌固層具有保護(hù)和加固表土層，使之避免風(fēng)化和雨水沖刷、淺層坍塌、局部剝落，以及隔水防滲諸作用。土釘（索、管等）內(nèi)錨固段深固于滑移面之外的土體內(nèi)部，其外錨固段同噴網(wǎng)聯(lián)為一體，可把邊壁不穩(wěn)定體“危機(jī)”轉(zhuǎn)移到內(nèi)錨固段及其附近并消除之無形。鋼筋網(wǎng)可使噴層具有更好的整體性和柔性，能有效地調(diào)整噴層與錨桿內(nèi)應(yīng)力分布。噴錨網(wǎng)主動(dòng)支護(hù)土體，并與土體共同工作經(jīng)過土釘墻加固后的土層，由于土釘?shù)募咏钭饔?，壓力漿體的滲透作用，使相鄰?fù)玲攨^(qū)域土體相互約束。錨噴支護(hù)是分布多點(diǎn)式鉸接連續(xù)板結(jié)構(gòu)，是一柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)，允許土體有一定量的變形和位移，各個(gè)節(jié)點(diǎn)受力可自行調(diào)節(jié)，從而重新調(diào)整了結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)，使結(jié)構(gòu)處于最佳應(yīng)力狀態(tài)。具有施工簡便，快速，及時(shí)，機(jī)動(dòng)，靈活，適用性強(qiáng)，隨挖隨支，挖完支完，安全經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn),而且該方法還具有施工無噪音；可作結(jié)構(gòu)的外模，減少挖土量；基坑開挖逐步分層分段實(shí)施，不單獨(dú)占用工期,其工期比傳統(tǒng)法短30-60天（省下打樁、筑墻的時(shí)間）。4、鋼管樁噴錨及放坡大開挖：兩面鋼管樁噴錨，兩面放坡大開挖。鋼筋、模板、砼暖棚須從坑底搭起，必須開挖完成后搭設(shè)，所以在鋼管樁施工過程中，噴錨工作需進(jìn)行多次暖棚的搭拆，受氣候條件影響嚴(yán)重，工期長。對(duì)于本工程列表比較如下:回填砼量安全性施工的可能工期工程造價(jià)按最優(yōu)排序排樁錨噴支護(hù)方方案600m3安全難75天180000004鋼管樁錨噴支護(hù)護(hù)600m3安全可45天170476331土釘墻噴錨網(wǎng)支支護(hù)法1600m3能滿足難50天120000003鋼管樁錨及放坡坡大開挖600m3安全可46天160000002綜合以上分析,結(jié)合圖紙、工地實(shí)際情況及巖土工程資料，從經(jīng)濟(jì)性分析宜采用土釘墻噴錨網(wǎng)支護(hù)法,但在此氣候條件下從施工的可行性、安全性考慮宜采用鋼管樁錨噴支護(hù).確定在基礎(chǔ)直立的兩面A剖面采用鋼管樁錨噴支護(hù)法，另兩面機(jī)械大開挖按1:1放坡。三、基坑支護(hù)方案土方開挖及基坑支護(hù)時(shí)在基坑底四周預(yù)留1米（支護(hù)面）及2米(放坡面)的基礎(chǔ)施工操作空間.基坑底設(shè)計(jì)長19米,寬17米。鋼管樁錨噴支護(hù),上部從自然地面下2.2米坡度為75度，掛鋼筋網(wǎng)噴射砼,并預(yù)留1.2米的打樁操作距離。通過計(jì)算確定鋼管樁采用焊管Φ159*5@600,L=8000,中間采用焊接相連.在樁頂部距坡頂1.6米處打設(shè)1層錨桿，傾角10度,錨桿水平間距為1200，選用1Φ25鋼筋，用槽鋼20做橫向連梁,錨桿用螺絲擰緊在槽鋼20上,從而約束鋼管樁的上部變形,錨桿長度為9.0米、孔徑φ130mm.,在距底部3米處(外露鋼管樁的中部)打設(shè)1層錨桿，傾角10度,錨桿水平間距為1200，選用1Φ25鋼筋，用槽鋼20做橫向連梁,錨桿用螺絲擰緊在槽鋼20上,從而約束鋼管樁的中部變形,錨桿長度為6.0米、孔徑φ150mm.錨桿孔內(nèi)注素水泥漿,鋼管樁之間掛鋼筋網(wǎng)噴射砼.噴射混凝土采用C20，水泥采用普硅P325#，砂為中砂，豆石粒徑<20mm，水灰比0.45～0.5，灰：砂：石=1：2：2，內(nèi)配50*50直徑2鋼絲網(wǎng)，厚度δ=50-70mm。四、基坑監(jiān)測方案為了基坑工程施工的安全，順利按計(jì)劃進(jìn)行，保證工程質(zhì)量，并且在施工過程中，使周圍已有建筑物、市政設(shè)施、地下管線等不受損傷、少受干擾，必須對(duì)基坑工程全過程進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)測。在施工過程中，隨時(shí)掌握基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的位移、沉降、受力水平及周圍建筑物的動(dòng)態(tài)（沉降或傾斜），以科學(xué)數(shù)據(jù)為依據(jù)，做到信息指導(dǎo)施工，對(duì)可能出現(xiàn)的工程隱患及時(shí)預(yù)報(bào)以采取相應(yīng)措施，以防患于未然。1、監(jiān)測內(nèi)容：基坑施工監(jiān)測包括周邊環(huán)境監(jiān)測、支護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測、土體變形監(jiān)測，槽底回彈監(jiān)測，以及包括周邊建筑物、重要道路及地下管線等保護(hù)對(duì)象進(jìn)行系統(tǒng)的監(jiān)測。2、觀測方法：1）沉降觀測：采用精密的水準(zhǔn)儀進(jìn)行量測。主要采用精密水準(zhǔn)測量方法進(jìn)行，沉降觀測點(diǎn)直接設(shè)置在被觀測對(duì)象（如土體坡面、建筑物）的特征點(diǎn)上，并在遠(yuǎn)離基坑或穩(wěn)定的位置設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)。觀測點(diǎn)應(yīng)布置在具有特征點(diǎn)的地方。2）水平位移觀測：采用精密電子經(jīng)緯儀進(jìn)行量測。采用軸線投影法在兩個(gè)穩(wěn)定的基準(zhǔn)點(diǎn)之間連線為基準(zhǔn)線，量測差值和累計(jì)位移量。觀測點(diǎn)直接布置在支護(hù)樁頂、土坡坡頂。3）肉眼巡檢：由于支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量、施工條件的改變、基坑邊堆載的變化、施工用水不適當(dāng)排放、管道滲露以及氣候條件的改變，還有工程隱患如地面裂縫、支護(hù)結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)、臨近建筑物裂縫等都可在巡檢工作中及時(shí)發(fā)現(xiàn)，因此巡檢是十分重要和很有必要的，應(yīng)由有經(jīng)驗(yàn)的工程師按期進(jìn)行巡檢，巡檢工作應(yīng)列入觀測計(jì)劃，按期進(jìn)行，并保持記錄。3、觀測精度：沉降觀測中，水準(zhǔn)儀i角≤±10″，每測站基輔讀數(shù)高差≤0.3mm，水準(zhǔn)路線閉合差≤±0.3（n）1/2。4、觀測點(diǎn)設(shè)置1）測距點(diǎn)在距基坑20～30米相對(duì)穩(wěn)定地方（如基坑四周的原有建筑物）沿基坑邊線延長方向設(shè)置，共設(shè)置4個(gè)，并用水泥樁固定；2）土體沉降觀測標(biāo)志在基坑內(nèi)側(cè)沿基坑高度5～6米分層設(shè)置，水平間距20～30米，用水準(zhǔn)儀進(jìn)行觀測。對(duì)周邊建筑的觀測應(yīng)設(shè)在建筑物的特征點(diǎn)上，如角部等。5、觀測頻度及成果分析1）觀測頻度：采用方向法進(jìn)行觀測，從基坑開挖開始觀測，主基坑回填為止結(jié)束，土方開挖期間、降水期間和特殊天氣后，要每天早晚各觀測一次，其它可每周觀測2～3次，并做好記錄；設(shè)專人并使用水準(zhǔn)儀及經(jīng)緯儀進(jìn)行觀測變形情況，記錄要準(zhǔn)確工整嚴(yán)禁涂改，每次觀測結(jié)果詳細(xì)記入?yún)R總表，定期向監(jiān)理工程師報(bào)告變形情況；如地面變形產(chǎn)生裂縫時(shí)，增設(shè)觀測點(diǎn)，隨時(shí)觀測裂縫的變化。2）成果分析：分階段每隔5天進(jìn)行觀測成果匯總，并繪制沉降（S）時(shí)間（T）關(guān)系曲線圖；對(duì)繪制圖形及觀測結(jié)果集中進(jìn)行討論，分析變形是否過大及是否趨于穩(wěn)定，并和甲方共同確定是否需進(jìn)行采取補(bǔ)救