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關鍵詞:高邊坡;監測;加固
中圖分類號:X734 文獻標識碼:A 文章編號:
高速公路邊坡的開挖與支護,是一個破壞坡體本身力學平衡,又用支護措施重建山體力學平衡的過程。隨著邊坡開挖的進行,坡體會產生變形和應力重分布。如果處治措施不能使邊坡變形得到收斂,則邊坡就有可能產生破壞性的后果。長期以來,高邊坡的安全性主要依靠合理設計來保證,但是由于巖土體本身的復雜性,在時間和空間上對邊坡工程穩定情況作出準確及時的判斷還存在很大的困難。邊坡位移監測可以直觀地了解邊坡的變形情況,而且可以利用反分析方法較為可靠地反演圍巖介質的彈性模量、泊松比、內聚力及內摩擦角等力學參數,在邊坡穩定性評價、工程設計、施工以及滑坡預測預報中起著不可替代的作用。
1工程簡介
X高速公路全線穿越地貌單元分兩類:河口平原區和低丘臺區。與高邊坡有關的地貌單元為K9+100~K18+300的低丘臺區。低丘海拔一般不超過100米,但地形起伏較大,相對高差40~90m。項目所在的四處高邊坡受向斜構造影響,節理發育,巖體較破碎,邊坡穩定性較差。由于高邊坡均距該斷層破碎帶較遠,故該斷裂對邊坡穩定影響不大。
2高邊坡的監測方案
2.1監測工點概況
為探求軟質巖深路塑邊坡開挖支護的變形機理,選取K17+390~K17+724段路暫邊坡進行監測。K17+390~K17+724邊坡,長約334m,高約56.43m,邊坡斷面形式采用臺階式,每級邊坡高度10m,邊坡平臺2~3m。
2.2監測手段
鉆孔測斜儀可以監測巖體深部位移,而且由于其測點沿深度方向連續布置,對垂直埋設的測孔而言,可以近似地獲得巖體沿深度方向上的連續的水平位移變化情況。考慮到邊坡地形條件的限制,本文采用鉆孔測斜儀,監測軟質巖深路暫邊坡開挖支護過程中,邊坡巖體內部水平變形,以此分析軟質巖高邊坡巖體的變形機理。
2.3監測布置
根據加固結構和監測邊坡地質狀況,將測斜監測孔自下而上分別布置在邊坡的第一、二、三、四級平臺上,布置情況見圖1。
圖1 邊坡監測布置圖
3監測結果與分析
3.1監測結果
通過對邊坡深部位移的長期監測,陸續讀取了多次監測數據。選取第三與第四平臺為例,由各監測孔獲取的土體深層水平位移曲線如下圖2,圖3所示。
第三平臺(共1孔):
圖2 孔深度與位移關系曲線
第四平臺(共1孔):
圖3 孔深度與位移關系曲線
3.2監測分析
由圖2,圖3可知:各測點獲取的深層水平位移量均小于10mm,位移方向指向坡外;隨著深度的增加,位移量逐漸變??;變形區域主要集中在各級平臺下l0m范圍內;夏季雨期監測到的位移值略顯偏大。
可以看出,邊坡巖體在幵挖與支護過程中,變形區域主要分布在坡體表層范圍(約10m),坡體總體上處于穩定狀態,降雨對坡體水平位移影響較大,在邊坡穩定性分析和預測中應重點考慮降雨的影響。
4加固方案優化分析
4.1開挖與支妒順序
邊坡加固施工順序主要包括兩種,即分層開挖、逐層支護,以及一次性開挖、一次性支護,兩種施工順序各有優劣。為了進一步分析開挖與支護順序對邊坡穩定性的影響,本文分別采用理正和PLAXIS軟件分析第二種情況,安全系數變化情況如圖4所示。
圖4 —次性開挖、一次性支護各工序
一次性幵挖、一次性支護的施工過程,由于開挖面大,開挖過程邊坡的安全系數低;開挖暴露時間長,初始支護效果不明顯;但由于其有利于施工組織,減少施工成本,如果能夠提高開挖暴露期的穩定性,則可以實現成本、質量、進度的優化控制。
4.2描桿設計
采用PLAXIS軟件計算時,原設計方案第一級邊坡幵挖后的安全系數為1.62,支護后為1.64,支護后遇到降雨變為1.56,第一級邊坡錯桿增長到15m后安全系數為1.75,若遇到降雨則安全系數將降為1.70,增長到20m后安全系數為1.95,若遇到降雨則將為1.76。可以看到,增加第一級邊坡描桿的長度可以大幅度地提高邊坡的整體穩定性,而且有利于降低降雨的危險性。理正軟件的計算結果具有類似的變化規律。同時改變邊坡錯桿的長度,使之分別為10m、14m、15m、18m、20m,并與開挖后未支護的情況進行對比,同時考慮降雨與未降雨的情況,由PLAXIS的計算結果可知:
(1)隨著銷桿長度的減小,邊坡穩定性隨之減小,變化較為平緩;當邊坡不設錨桿時,穩定性大幅度下降;
(2)未降雨情況下,鋪桿長度從14m增加到16m時,邊坡安全系數有相對較大的提局幅度;
(3)降雨情況下,邊坡安全系數的變化與未降雨情況類似,但變化較為平緩。
為了分析銷桿埋設間距對邊坡穩定性及其變形的影響,在原有數值模型和計算方案的基礎上,通過改變錨桿埋設間距來計算分析鋪桿間距對邊坡穩定性的影響。計算時不改變錯桿布置層數(3層),僅考慮d=3m和4.5m兩種工況。計算結果表明,錨桿水平間距分別為d=3m和4.5m時,開挖支護后的邊坡安全系數基本不變,而第三級邊坡平臺特征點D點的變形有較大的差異。d=3m時,D點最終水平位移為14mm左右,而當d=4.5m時,最終水平位移增大達22mm左右,說明較大的錯桿埋設間距將使邊坡最終水平位移明顯增大。因此,在設計中,應合理布設錨固,確定合理的錨桿埋設間距,從而有效控制邊坡水平位移,避免邊坡發生局部失穩破壞。
此外,錯桿鋪固角減小也會使軟巖邊坡安全系數增大,但小到一定程度再小時,安全系數反而減小。
5結束語
為探討軟質巖深路壁邊坡的變形機理,本研究選取了 K17+390~+724段高邊坡,采用鉆孔測斜儀對該邊坡進行了長約1年半的監測,并獲取了一系列的邊坡巖體深層水平位移監測數據,并對邊坡加固方案進行了優化分析。
參考文獻
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【關鍵詞】FLAC3D數值模擬;高陡巖質邊坡生態護坡技術
High steep rock slope anchor - Geonet ecological stability of Slope Protection Technology
Qi Hua-zhong
(Qingdao Technological University Qingdao Shandong 266033)
【Abstract】This paper is derived from the funding of Qingdao science and technology research projects(12-1-4-4-(4)-jch). From the perspective of ecological slope protection in geotechnical engineering, this article sets out around the essence of high and steep rock slope and use FlAC3D numerical simulation and the rough set theory to research the stability of c-geonet mat spraying ecological slope protection deeply.The application of FLAC3D is studied in the high and steep rock slope structure stability. This method researches the stability of anchor-geonet mat spraying ecological structure with deterministic method and simulates respectivelly unsupportive、bolting and ecological-supportive slopes。Then this paper analysises the advantages of Ecological slope protection.In the study, this paper gets the following conclusion:Compared with the same conditions without support and bolt support (without vegetation growth) , anchor - geonet mat spraying and sowing grass ecological slope protection technology has greatly improved the stability of the slope. In the slope height of 35m, 45m, 55m, the stability safety coefficient can satisfy the requirements of specification under the application of the technology to reinforce slope.
【Key words】FlAC3D numerical simulation;High and steep rock slope ecological slope protection
1. 引言
(1)在我國經濟迅速發展的今天,各種道路、水、電、城鎮等基礎設施建設迅猛發展[1],大量山體被開挖,導致了各種形式的地質與環境問題:植被破壞,巖石邊坡,引發了水土流失、泥石流、滑坡等地質災害,人工巖土邊坡不斷增加,同時局部氣候惡化,食物鏈被破壞,嚴重影響生態環境保護與水土保持工作[2]。
圖1 錨桿——土工網墊生態護坡技術結構示意圖
(2)因此,亟須一種經濟適用、長期有效的巖質高陡邊坡的生態防護技術解決此類問題。目前高陡巖質邊坡穩定性的研究,大多集中于植物根系固土作用,較少將坡面綠化穩定及坡體穩定作為研究內容。鑒于此,本文針對一種巖質高陡邊坡生態防護的新型技術——錨桿——土工網墊噴播生態護坡結構,重點分析其在不同邊坡高度下穩定性,經FLAC3D模擬得到穩定性系數,分析其加固效果。
2. 錨桿——土工網墊噴播生態護基本原理
錨桿——土工網墊噴播生態防護技術是指在通過錨桿加固邊坡巖體的同時,利用錨桿固定土工網墊,并在土工網墊內噴播植生基材,待植被生長后達到坡面綠化效果,植被根系嵌入淺層巖體,增強淺層護坡作用,將坡面綠化防護與深層固坡有機結合從而使巖質邊坡整體穩定[3]。錨桿——土工網墊噴播生態防護結構主要包括錨桿、土工網墊、植生基質三部分[4],其結構組成見圖1。
3. 數值模擬及計算分析
擬采用三種邊坡形式進行數值模擬:A邊坡未支護 、B邊坡進行錨桿土工網墊噴播植草生態護坡但植被未生長、C 邊坡進行錨桿土工網墊噴播植草生態護坡且植被生長比較旺盛。
3.1 模型的建立。
(1)巖石錨桿——錨索(Cable)單元:FLAC3D內設單元。錨索為彈塑性材料,拉壓屈服。
(2)植被主根系——錨索(Cable)單元:模擬忽略側根作用只考慮主根作用,主根生長發育穿過基質進入淺表層巖體形成坡面巖體——基質——根系復合體,它的受力機理和錨桿的錨固機理相同,即抗剪力由摩擦力提供。因此用Cable單元來模擬植被根系。
(3)噴播植生層——殼(shell)單元:植生基材由植物種子、粘合劑、植壤土、土壤改良劑、緩釋肥、生物菌肥、保水劑等材料按一定配比均勻混合組成,可視為各項同性的線性彈性材料,因此用shell單元來模擬。
(4)復合纖維加筋土體——摩爾——庫倫理想彈塑性模型:植被根系——土工網墊——噴播植生層三者結合形成復合纖維加筋土。使用素土本構模型來代替纖維加筋土本構模型。
(5)邊坡巖體擬為摩爾——庫倫理想彈塑性模型,沿邊坡走向取單位長度1米,邊界條件設為底邊為豎向約束,左右兩側水平約束,坡面為自由邊界,屬于平面應力問題。坡體基本網格劃分模型尺寸如圖3、圖4、圖5。為使計算結果更為精確,模擬采用趙尚毅、鄭穎人等提出的計算范圍:坡腳距同側計算邊界為1.5H,坡頂距同側計算邊界為2.5H。經計算本文中邊坡滑裂面位置距坡腳同側邊界幾乎為零,故將其擴大至2H,經計算符合所需精度要求。
3.2 模型參數的選取。
選用模型的高度分別為35 m、45m、55m,其他主要參數見表1。
3.3 計算結果。
初始應力為自重應力下,計算所得的豎向應力云圖、剪切應變增量云圖、邊坡滑裂面位置如圖所示。
(1)同種生態結構支護下不同高度剪切面、X方向位移比對。
圖3 高度分別為35M、45M、55M生態護坡的安全系數、剪切應變圖
圖4 高度高度分別為35M、45M、55M生態護坡的X向位移等值線圖
圖5 35M高度下分別為未支護、錨桿支護、生態支護的滑裂面位置
(2)不同支護條件下同種邊坡高度滑裂面位置比對。
3.4 結果分析。
(1)在不同的高度、不同的支護類型下,高陡巖質邊坡的穩定安全系數計算結果如表2所示。
(2)從計算結果橫向、縱向對比表明,隨著高度的增加,邊坡的穩定性隨之下降,并且采用錨桿——土工網墊噴播植草護坡結構比同等支護條件下錨桿支護所得的安全系數有小幅度的提高。植被的根系在地表淺層范圍內分布廣泛,雖然本模擬只取了主根的錨固作用忽略了側根,但是從結果中可以看出應用此項生態護坡技術,不僅提供了邊坡的穩定性,而且達到了綠化、美觀的效果。
(3)從圖3至圖4,隨著邊坡高度的增加,滑裂面的位置明顯向坡體后側移動,坡頂和坡腳處的塑性變形逐漸增大,相同的支護條件下,單純的提高邊坡的高度,邊坡的穩定性會明顯的降低。從圖5,滑裂面處的塑性變形逐漸的縮小,在未支護的時候邊坡穩定安全系數為1.15,通過此項生態護坡技術支護后穩定安全系數為1.3,滿足規范的要求。
4. 結論
(1)隨著邊坡高度的增大,邊坡穩定性系數普遍呈降低趨勢,邊坡高度變化程度成為影響邊坡穩定性的主要因素。
(2)經復合型錨桿——土工網墊噴播結構進行加固后邊坡穩定性顯著提高,因此,該技術可用于高陡巖質邊坡的生態防護,且加固效果良好。
(3)該支護體系植被根系加固作用不可忽略,其對邊坡淺層穩定性的影響起決定性作用,但本文忽略了植被固有的生命屬性,如根系生長周期、根系無限生長性以及根系分泌物等,因此,從植被的固有生命體系出發,從微觀的角度分析其淺層穩定性將更加的復合實際。
參考文獻
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【關鍵詞】泵站基坑支護降水明渠井點排水法
中圖分類號:TV675文獻標識碼: A
一.引言
在基礎設計位置按基底標高和基礎平面尺寸所開挖的土坑。開挖前應根據地質水文資料,結合現場附近建筑物情況,決定開挖方案,并作好防水排水工作。開挖不深者可用放邊坡的辦法,使土坡穩定,其坡度大小按有關施工規程確定。
二.泵站基坑支護降水實例。
1.工程概況。
某泵站工程位于某出水濱河口處,地處青石路、大峰酒廠側。主要施工項目有:進水箱涵、泵室、泵房、備用排水涵、出水箱涵、箱涵四、和二期的進水涵管等;其中泵室內安裝立式軸流排澇泵三臺,排澇量達9立方米/秒,潛水排污泵三臺,單機設計流量660立方米/小時,垃圾格柵一臺,皮帶輸送機一臺,不銹鋼閘門二座。泵室建筑面積約350平方米;進水涵管長142米,涵管截徑2.6米×2.6米,連接濱河路排水片區頂管。
2. 工程地質。
工程地質為①素填土:以中細砂為主,土質松散,層厚約1.30-1.9米;②淤泥:灰黑色,富含有機質,呈流塑狀,飽和,層厚3.5-3.9米,上部多含中細砂及貝殼,粘性較差,下部含砂量較少,粘性較好,在淤泥層中沒發現砂土夾層,適宜進行沉箱基礎施工;③粘土:花色,粘性較好,很濕,可塑;④粉質粘土:花色,粘性較好,含少量粗砂,濕,可塑。沉井井身位于①、②、③地層,最終刃腳落位于④地層中。為了防止沉井下沉過程中可能會出現自沉和傾斜現象,因此下沉施工前,采取有效控制措施和防傾斜措施極其重要,同時在沉井內不同位置設置探孔,以探明地質狀況,指導施工,探孔直徑為0.2m,每次探深2m。
3. 工程現場環境 。
泵站北側緊鄰大峰酒廠,施工中需對鄰近的建構筑物加保護。該泵站建在某上,河涌寬12-15米,是該片區的主要排洪渠道,施工期間必須保證該涌的排洪功能;相鄰的青石路交通非常繁忙。
4. 該工程綜合分析具有以下特點:
(1). 施工場地狹窄,且緊鄰 酒廠建構筑物;
(2). 施工技術復雜、難度大、專業多;
(3). 施工工期要求緊迫;
(4). 文明施工、防洪、環保、安全要求高;
(5). 排水工作量大;
(6). 基礎施工不能采取大開挖;
(7). 交通疏導有難度。
針對上述難點、特點,我們必須在施工實施過程中采取相應的、安全的、合理的措施,科學的安排、調度,既做到安全文明施工,又保證質量和工期。
5. 施工管理體會 。
該工程現已交付使用,正常運行中,正在進行竣工驗收工作。由于施工過程按上述措施的實施,進展較順利,未因方案措施不力而造成任何安全事故。在該項工程項目的施工實踐中,針對該工程工期緊、技術復雜、任務重、專業多的特點,與現場技術人員一起,制定切實可行的技術措施,成功地解決了泵室沉井施工許多難題,安全成功地對附近的建筑物進行了保護,并科學地調度和安排,使土建、機電安裝等各工序有條不紊地進行,保證了泵站按時投入使用。
6.感觸。
該泵站主體施工特點,采用沉井業。在此次的沉井施工中,得到了如下的認識:①對沉井地質要有深刻的認識,施工前應參考地質資料提供的巖土物理、化學性質指標進行計算后選定施工方案。②沉井施工過程中會遇到較多的問題,因此在施工中必須對其沉降加強監測,根據出現的情況對其施工方案進行動態調整,才能取得較好的施工效果。③軟土地基沉井刃腳加固處理時,應首先墊木,并應減少對周邊土體的擾動。④在軟土地區施工沉井時,必須考慮沉井的持力層強度,必要時還應先對沉井地基進行處理,以方便施工和有效控制工后沉降。
三.明渠和集水井排水法。
1.分層開挖排水:
在基坑(基槽)的周圍一側或兩側或基坑中部逐層設置排水明溝,每隔20~30M設一集水井,使地下水匯流于集水井內,然后用水泵等設備將水排除基坑外。并且邊挖土邊加深排水溝和集水井,保持溝底低于基坑底0.3~0.5M,井底低于溝底0.4~1.0M。排水溝設在地下水的上游,溝底寬不小于0.4M,排水溝邊坡為1:1~1:1.5,溝底設0.2%~0.5%的縱坡便于水流。集水井的截面為0.6M×0.6M~0.8M×0.8M。井壁用竹龍、木板加固,抽水應連續進行,直到基礎工程完成,回填土后方能停止。在沙土中為避免沙土淤塞溝渠,也可以填以沙礫建成盲溝。如需加深降水深度,可按基坑壁分級設置明渠。
2.井點排水法:
在基坑周圍埋下適當的深于基坑底的濾水井點或井管。以總管連接抽水(或每個井單獨排水)。在基坑開挖前和開挖過程中不斷抽出地下水,使地下水位下降形成一個降落漏斗,并降低到坑底以下0.5~1.0M。從而保證可在干燥無水的狀態下挖土,不但可以防止流沙、基坑邊坡失穩等問題且便于施工。人工降低水位不僅是一種施工措施,也是一種加固地基的方法。
輕型井點降低水位,是沿基坑周圍以一定的間距埋入井點管(下端為濾水管)至蓄水層內,井點管上端通過彎連管與地面上水平鋪設的集水總管相連接,利用真空原理,通過抽水設備將地下水從井點管內不斷抽出,使原有地下水位降至坑底以下。
輕型井點系統的布置,應根據基坑或溝槽的平面形狀和尺寸、深度、土質、地下水位的高低與流向、降水深度要求等因素綜合確定。
當一級井點系統達不到降水深度要求,可根據具體情況采用其他方法降水,(如上層土質較好時,先用集水井排水法挖去一層土再布置井點系統)或采用二級井點(即先挖去第一級井點所疏干的土,然后再在其底部裝設第二級井點),使降水深度增加。
四.監測。
基坑支護結構應按照方案進行變形監測,并有監測記錄。對毗鄰建筑物和重要管線、道路應進行沉降觀測,并有觀測記錄。
基坑支護工程監測包括: 支護結構檢測和周圍環境監測.
1.支護結構監測包括: ⑴對圍護墻側壓力,彎曲應力和變形的監測、⑵對支撐錨桿的軸力,彎曲應力監測土釘墻支護、⑶對腰梁(圍檁)軸力,彎曲應力的監測、⑷對立拄沉降,拾起的監測。
2. 周圍環境的監測包括:⑴臨近建筑物的沉降和傾斜的監測、⑵地下管線的沉降和位移監測等、⑶坑外地形的變形監測。
五.結束語
基坑支護作為一個結構體系,應要滿足穩定和變形的要求,即通常規范所說的兩種極限狀態的要求,即承載能力極限狀態和正常使用極限狀態。因此,基坑支護設計相對于承載力極限狀態要有足夠的安全系數,不致使支護產生失穩,而在保證不出現失穩的條件下,還要控制位移量,不致影響周邊建筑物的安全使用。因而,作為設計的計算理論,不但要能計算支護結構的穩定問題,還應計算其變形,并根據周邊環境條件,控制變形在一定的范圍內。基坑支護是一種特殊的結構方式,具有很多的功能。不同的支護結構適應于不同的水文地質條件,因此,要根據具體問題,具體分析,從而選擇經濟適用的支護結構。
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關鍵詞:土釘墻支護;施工工藝;質量控質
中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A 文章編號:
土釘墻支護技術是近年來發展很快的一種主動支護技術,適用于邊坡加固和基坑支護。由于經濟可靠而且施工快速簡便,已經在深基坑支護工程中得到迅速的發展和應用。土釘墻施工操作相對簡便,需要占用工程資源相對較少,適用土質范圍相對較廣,經濟效益較為突出。通過受力分析及設計計算,采取合理可靠的技術措施進行全過程監控,可以更好的發揮其技術優勢。
一、土釘支護技術的特點
土釘支護法以盡可能保持、顯著提高、最大限度地利用基坑邊壁土體固有力學強度,變土體荷載為支護結構體系一部分。噴射混凝土在高壓氣流的作用下高速噴向土層表面,在噴層與土層間產生“嵌固效應”,并隨開挖逐步形成全封閉支護系統,噴層與嵌固層同具有保護和加固表層土,使之避免風化和雨水沖刷、淺層坍塌、局部剝落,以及隔水防滲作用。土釘的特殊控壓注漿可使被加固介質物理力學性能大為改善并使之成為一種新地質體,其內固段深固于滑移面之外的土體內部,其外固端同噴網面層聯為一體,可把邊壁不穩定的傾向轉移到內固段及其附近并消除。鋼筋網可使噴層具有更好的整體性和柔性,能有效地調整噴層與土釘內應力分布。土釘主動支護土體并與土體共同作用,具有施工簡便、快速及時,機動靈活、適用性強、隨挖隨支、安全經濟等特點。其工期一般比傳統法節省30-60d以上,工程造價低10%-30%,支護最大垂直坑深目前已達到21.5m,建成淤泥基坑深達10m。該方法不僅能有效地用于一般巖土深基坑工程支護,而且通常還采用一些其他輔助支護措施,能有效地用于支護流砂、淤泥、復雜填土、飽和土、軟土等不良地質條件下的深基坑。此外,它還能快速、可靠、經濟地對采用傳統法或改良法施作的將要或已經失穩的基坑進行搶險加固處理。
二、土釘墻施工技術原理
土釘的原理在利用土釘相對較強的抗拉、抗剪和抗彎強度彌補天然土體自身抗剪強度的不足。土釘對土體的補強作用通過土與土釘界面的粘結力和摩阻力而得以發揮。另一方面,密布于土體內的土釘起到了空間骨架的作用,配合已噴混凝土面板,土、土釘、面板相互作用、共同工作而成為一個整體,使加固后的土體整體剛度大大提高,抗變形能力也得以改善,成為一種性能良好的主動支護體系。
三、土釘支護技術施工工藝及方法
3.1施工工藝
工藝流程如圖1.2所示:
圖1.2 土釘墻施工工藝流程
3.2施工方法
施工過程中使用的主要機械設備有:攪漿機、空壓機、噴射機、電焊機、切斷機。土釘取用φ16鋼筋按照圖紙設計尺寸進行加工制作。挖土應按土釘垂直間距挖土并修面坡。機械挖土時預留0.1m,之后人工修整。工程應用中為了保證基坑在開挖過程中,邊坡的土體應力場和應變場變化不至于過大,所以對土方開挖嚴格要求,根據不同性質的土層采用不同的開挖和支護方式。按照設計孔深,人工或機械成孔。質量保證措施:a、成孔前應根據施工平面圖標出孔位;b、孔徑設計尺寸為100mm、120mm兩種,鉆孔傾斜角為15度;c、必須把孔內渣土清理干凈;d、成孔時做好記錄,隨時掌握土層情況;e、如遇障礙物孔位可以改變。注漿時采用兩次壓漿,首次為底部注漿,注漿采用底部注漿法,注漿管插入距孔底250mm-500mm處,隨漿液的注入緩慢拔出,借此保證注漿飽滿,孔口設止漿塞或止漿袋。工程應用中注漿水泥采用P.S32.5水泥,水灰比為1:0.5—1:0.6,水泥設計強度為M20,在地層中含水量較大或呈粘泥狀時在水泥漿中摻入適量早強、膨脹等外加劑。網片筋應順直,按設計間距綁扎牢固。在每一步工作面上的網片筋應預留與下一步工作面網片筋搭接長度。網片筋應與土釘連接牢固。埋設控制噴層混凝土厚度的標志。工程應用中鋼筋邊坡面綁扎鋼筋網片規格為φ8@200×200,且與土層坡面凈距不小于30mm,并沿坑頂口上翻1.0m,中間留置的臺階表面也布網噴護。施工中采用橫壓筋,壓筋全部采用φ16,橫壓筋與土釘頭之間用L勾筋焊接在一起,焊接長度≥5d,采用雙面焊。按配合比要求拌制混凝土干料。為使回彈率減少到最低限度,噴頭與受噴面應保持垂直,噴頭與作業面間距宜為0.6-1.0m。噴射順序應自上而下,噴射時應控制水量,使噴射面層無干斑或移流現象,工程應用中混凝土面板技術標準如下:
a、面層噴射混凝土材料。材料采用P.S32.5水泥、細砂及碎石,坡面混凝土設計強度為C20。
b、配合比。水泥與砂石的總質量之比為1:4—1:4.5;砂率宜為45—55%;水灰比宜為0.25—0.35。
c、噴射砼氣壓應根據噴漿的距離進行調整。
d、噴射砼厚度。設計厚度為100mm,噴射混凝土前做好厚度標識。
四、質量控制
在土釘墻支護施工過程中,嚴格按照設計和規范指導施工,對其進行實時監測和檢查,保質保量地完成施工任務。
土釘墻質量驗收標準如表1.1所示:
表1.1土釘墻質量驗收標準
五、結束語
基坑支護工程施工前,我們積極探索不同的支護方案,從經濟、技術等多個角度論證這些方案的可行性,最終確定了采取土釘墻基坑邊坡支護方案。在土釘墻施工過程中,按部就班地進行規范施工,踏踏實實地進行測量監控,充分地發揮了土釘墻支護性能。在多個基坑邊坡支護應用之后,從經濟效益和社會效益等各個方面取得了良好的應用效果。同時,在深基坑邊坡支護技術應用中,我們還存在不足,有些方面還需要改進,希望廣大同仁給予批評和指導,使土釘墻技術得到更廣泛的應用和發展。
參考文獻
【關鍵詞】巖土工程;深基坑支護;技術措施
1引言
我國城鎮化進程的加快使得城市有限的土地資源變得越來越緊缺,為了緩解人口的大量增加與稀缺的土地資源之間的矛盾,高層建筑、超高層建筑越來越多。為了解決地基沉降的問題,高層建筑的建設需要建立在深基礎、大基礎之上,而深基坑在開挖的過程中必須充分考慮施工場地的地下管道、道路以及周圍的建筑物、地下水水位改變等因素。為了保證施工的順利進行,必須采取必要的深基坑支護技術。深基坑支護技術不僅關系著工程建設的質量,影響著工程建設的順利進行而且關系著施工人員的生命財產安全,所以,在工程建設的過程中要根據工程建設的實際特點選擇合適的支護技術。
2巖土工程中常見的深基坑支護技術
2.1鋼板樁支護技術
鋼板樁相互連接之后形成的鋼板樁墻可以有效地阻擋沙土與水,又因為其施工難度也較低,所以鋼板樁支護技術在施工過程中的應用比較普遍。但由于鋼板樁支護在施工的過程中噪聲較大,所以在施工的過程中會對周圍的環境造成一定的影響。此外,由于鋼板樁自身具有一定的柔性,在施工的過程中容易發生變形,如果在支護上出現問題會帶來意想不到的后果,所以在基坑深度大于7m時不宜采取這種方式。
2.2土釘墻支護技術
土釘墻支護技術是在基坑土坡的表面鋪設鋼筋網后再向鋼筋網噴射混凝土面層,同時,通過已經深入到基坑側面土體中的土釘與邊坡土體緊密結合,從而達到加固邊坡使其穩定的目的[1]。這種情況之下,土釘與混凝土面層形成有效的受力體系后產生了很好的擋土功能。但需要注意的是,在開挖過程中需要遵循分層開挖、分層支護的原則,并且還需要做好混凝土面層和土釘的養護工作。土釘墻支護技術往往適用于無地下管網、地下水位以下的邊坡支護,不適用于淤泥土的支護。
2.3灌注樁支護技術
灌注樁支護技術是指利用專門的鉆孔機械設備鉆出樁孔后將混凝土澆筑在樁孔內生成灌注樁的技術,是目前巖土工程深基坑支護技術中最常見的1種技術形式。灌注樁支護技術在施工的過程中必須保證鉆機鉆孔之前施工場地是平整的,在做好排水溝的開挖工作后進行試樁成孔確定好軸線的定位點、水準點,做好防線定樁位。在鉆孔的過程中,還需要做好水泵設備、樁架的安裝工作,然后埋設孔口護筒,充分發揮孔口護筒保護孔口、存儲泥漿等作用。
2.4噴錨支護技術
噴錨支護技術綜合了鋼筋網噴射混凝土錨桿和土層錨桿兩者的優點,具有穩固、安全的特點。鋼筋網噴射混凝土錨桿主要是指錨桿在高速噴射的情況下噴射到已固定的鋼筋網支護上,進而使得支護土體與噴層發生嵌固效應。錨桿固定后在土體內與土體之間形成了復位,從而有效地提高了土體的強度和整體性,并且有效控制了位移現象的發生。
3巖土工程深基坑支護中的常見問題
巖土工程深基坑支護技術在長期的發展過程中積累了一定的經驗,但仍然存在著一系列的問題,具體表現如下。
3.1土層開挖和邊坡支護不配套
通常情況下,深基坑支護施工要滯后于土方開挖施工很長一段時間,在進行支護施工時必須采用二次回填或搭設架子的方式來完成。土方開挖工程工序簡單、技術含量低、施工組織和管理難度小。而支護工程工序復雜、技術含量高、施工組織和管理的難度較大。所以在工程的建設施工過程中,土方開挖工程與支護工程多是由不同的施工隊伍來完成的,這就會導致土層開挖和邊坡支護不配套現象的出現。土方施工單位往往為了搶進度,開挖順序較為隨意,不注重給后期支護施工留充足的工作面,這就使得后期的支護施工不能順利進行。
3.2邊坡修理不符合要求
深基坑在進行開挖時通常使用機械開挖,在機械開挖、人工進行簡單邊坡修理后就開始進行支護施工。但在實際開挖中,技術交底不到位、施工管理較為松散、分層分段開挖高度不一致等因素的存在都會導致邊坡表面不平整,需要對邊坡進行修理。但受到種種因素的制約,邊坡修理往往不能符合工程建設的要求,使得擋土支護后常常出現欠挖、超挖現象。
3.3注漿不到位、土釘或錨桿的受力不能達到相關的設計要求
深基坑支護所用土釘或錨桿通常使用鉆孔直徑為100~150mm的鉆機成孔,孔深從五六米到二十多米不等,鉆孔所穿過的土層質量也不一樣[2]。在這種情況之下,如果不對土體的情況進行細致的研究,會出現出渣不盡的現象,殘渣沉積不僅會影響注漿的進行還會出現孔洞坍塌的問題。除此之外,如果注漿時配料不標準、操作不規范還會造成土釘或錨桿的受力不能達到相關的設計要求,嚴重影響工程質量。
4巖土工程中深基坑支護技術的施工要求
4.1合理選擇深基坑支護技術形式
如前文所述,深基坑支護有很多常見的技術,但每一種技術的優勢和適用范圍是不同的,所以,在深基坑支護技術的使用過程中要根據工程特點,合理選擇深基坑支護技術形式,切忌盲目使用。合理的深基坑支護技術能夠有效保證施工安全,提高施工質量。
4.2明確深基坑支護工程的性能要求
深基坑支護施工能夠有效提升地基的穩定性和承載能力,但在深基坑支護技術的施工過程中,深基坑支護工程的性能還有著其他的要求,比如說基坑的防水作用、基坑四周的穩定情況等。因此,明確深基坑支護工程的性能要求能夠有效提高支護工程的施工水平和質量,促進施工的安全進行。
4.3合理設計深基坑支護施工方案
在確定深基坑支護的施工形式后需要合理設計深基坑支護施工方案。在進行方案設計時,要充分考慮基坑開挖的各個影響因素并對其進行有針對性的分析,比如建筑物的占地面積、基坑的邊緣距離、地基的地質條件等[3]。
5提高巖土工程深基坑支護技術的具體措施
5.1加強觀測力度
在巖土工程的深基坑支護施工過程中應該加強對地下管線、基坑邊坡等的觀測力度,并且在觀測結束后及時將施工前的觀測數據與施工過程中的觀測數據進行對比。在對比后如果發現兩組數據存在著沖突,應當根據實際情況及時進行分析解決,確保工程安全和工程質量。在基坑支護過程中數據的準確獲得對于整個工程的順利進行會產生非常大的影響,所以在施工過程中加強觀測力度對于整個工程質量的提高具有非常重要的現實意義。
5.2加強施工管理控制
在巖土工程的深基坑支護施工中,需加強施工管理控制,對于在施工過程中出現的一系列問題及時發現、及時解決。在施工前,要做好設計方案,規劃施工進程,確保施工可以正常開展。在施工過程中,應該根據施工的任務和目標,遵循深基坑開挖的原則,實行分層、分段開挖與支護,避免不規范開挖現象的出現[4]。
6結語
經濟社會的發展使得建筑工程的復雜程度越來越高,其對巖土工程深基坑支護技術的要求也越來越高。深基坑支護技術發展潛力巨大,我們應該加強對深基坑支護理論和支護技術的研究,從而促進我國建筑事業的進一步發展。
【參考文獻】
【1】余良武.巖土工程深基坑支護方案探析[J].低碳世界,2017(5):188.
【2】楊文方.巖土工程深基坑支護技術應用探微[J].中國設備工程,2017(13):152.
【3】廖輝.巖土工程深基坑支護施工技術探討[J].資源信息與工程,2017(1):113.
關鍵詞:深基坑邊坡支護;施工管理;支護設計
建筑工程深基坑開挖與邊坡支護是一項技術性復雜、危險性高的綜合性施工過程,其過程控制的好壞不僅影響本工程的人員與設備安全,更是會對周邊既有建(構)筑物的安全使用造成威脅,特別是在軟土地區,深基坑開挖工程的施工存在很大的危險性,塌方、傾斜等安全事故常有發生。因此,做好建筑工程深基坑開挖與邊坡支護技術的研究與管理,保障人員人身與財產安全,對于我國現代化建設事業的長遠發展具有深遠的意義。
1對深基坑支護工程相關概念的簡要概述
什么是深坑支護工程呢?深坑支護是對整個建筑過程起到保護作用的工程,當建筑工程進行到地下施工的階段時,建筑單位可以通過挖基坑、降水措施以及對周圍坑壁進行圍擋,就能對施工環境起到保護作用,在施工的過程中還要對施工環境周圍的建筑物、路況以及地下管道進行定期檢查以維護,只有這樣才能保證建筑工程的安全性、可靠性以及穩定性。[1]深基坑邊坡支護工程主要分為對維護體系進行安排以及挖掘兩個方面。圍護結構屬于臨時的結構,安全儲備不足,并且具有較大的風險性。因此,圍護結構必須能夠對基坑外界沒有開挖的土體起到保護、穩定的作用,確保施工現場周圍的建筑物、地下管道不會遭到破壞,最關鍵的是確保整個施工作業環境處于地下水位之上。[2]深基坑支護工程不僅對邊坡的穩定性有著極高的要求,而且其還對邊線控制做出了要求。
2對當前深基坑支護設計和施工中存在的問題分析
(1)當前,建筑企業在進行深基坑支護施工過程中,缺乏對整個工程的規劃。通常,建筑企業將建筑工程中的深基坑支護工程使用分包設計和管理的模式,將深基坑支護工程分包給相關的巖土單位,然后再對其進行管理和協調。但是在實際的過程中,建筑企業無法對其進行全面的監督和管理,這種模式不能有效保證深基坑支護工程的施工質量,給后續的建筑工程埋下了安全隱患。(2)建筑單位沒有實行規范的投標機制。目前,進行深基坑支護施工的專業公司主要分為兩種,其中一種為規模較大的巖土施工地質勘查企業。另一種為規模較小的私人巖土企業。隨著建筑行業的深入發展,建筑單位為了加快施工進度,就導致不能對深基坑支護設計以及施工進行規范、合理的管理,最終對深基坑支護設計與施工造成了嚴重的影響,給整個建筑工程埋下了隱患。隨著建筑市場競爭愈演愈烈,有些建筑單位為了贏得更多的市場,沒有對深基坑支護設計和施工單位進行全面的考察,就允許其參與了建筑工程的招投標,這就導致沒有合格施工資質的承包商混入其中,為深基坑支護設計與施工帶來了一系列的問題。
3深基坑工程施工單位必須對深基坑支護工程進行
嚴格的施工管理深基坑工程施工單位必須要進行專項施工方案的編制。深基坑工程施工單位必須按照已經制定的設計要求,再根據工程的設計情況進行專項施工方案的編制工作。專項施工方案的主要內容要包括常規的施工內容、執行規則、流程以及在設計方案中已經制定的施工程序和技術手段;土方挖掘、運輸方案;維護地面建筑、地表水以及地下水的方法等。深基坑工程施工單位必須要進行專項施工方案的審批。專項施工方案的審批工作主要由建筑單位的技術負責人進行審批,再由總監理負責人進行審查工作,還要建立人數不低于五人的專家組對專項施工方案進行評審,最終上報給相關的安全監督單位。專項施工方案一旦經過相關部門審批通過之后,就不能再私自修改、改變。[3]如果在施工的過程中發現問題,應該立即交由相關的監督、設計、檢測單位進行處理,將專項施工方案修改之后還要交由相關的審查部門進行審批。對深基坑邊坡支護工程實施階段的管理。建筑單位必須安排相關的監督部門、監理單位對深基坑邊坡支護工程進行質量及安全管理,保證深基坑邊坡支護工程的安全性以及穩定性,堅決禁止在不安全的施工環境中進行,對在不具備安全環境進行施工的單位要做出相應的處罰,防止違章施工、盲目施工現象的發生。監督部門、監理單位還要對深基坑邊坡支護工程進行定期以及不定期的檢查,加大監督力度。工程質量進度部門必須將深基坑邊坡支護工程質量管理加入工程質量安全監管程序,只有這樣才能有效保證深基坑邊坡支護工程的工程質量。建筑單位要注意嚴禁在基坑深度2倍距離范圍之內放置塔吊等大型工程設備,而且不能建造工人宿舍。如果必須在基坑深度2倍距離范圍之內安置辦公用房、放置生產材料等,必須將由專業的深基坑工程設計單位進行精確的分析計算,再得出相關注意事項之后才能實施;深基坑工程施工單位必須采取有效措施對基坑進行加固,經由專業部門作出加固方案后,才能進行加固工程。深基坑工程施工單位必須預先建立應急處理機制。深基坑工程施工單位必須預先制定緊急事故處理預案。一旦深基坑工程施工過程中出現安全問題時,相關單位、相關負責人必須根據實際情況立即采取事先制定的應急措施,堅決避免更嚴重的事故發生,還要向有關安全監督部門進行匯報,不能拖延甚至隱瞞不報。深基坑工程施工單位在施工期間必須做好安全監測工作。深基坑工程施工單位必須建立相關的監測單位對施工過程進行監測,監測單位必須具有專業的監測水平。
監測單位要結合監測報告、施工工程環境、地質條件、基坑安全等級等因素制定出更加科學、合理的監測方案。深基坑工程施工單位還要安排專業的監測人員對施工過程以及邊坡安全情況進行實時監督,還要做出全面的監測記錄。一旦監測采集數據到達了報警接線的時候,就必須通知有關部門,防止問題擴大。
4結語
綜上所述,深基坑邊坡支護工程能夠對建筑工程地下施工階段提供可靠的安全保障,因此,建筑單位必須對深基坑邊坡支護設計與施工管理給予足夠的重視。
作者:黃一湛 單位:廣東省地質局第三地質大隊
參考文獻:
[1]高繼宏.潘克輝.深基坑支護設計與施工管理[J].云南建筑,2015.
伴隨著我國經濟的快速發展,我國的城市化建設進程也在不斷加快,高層建筑不斷增加,由于高層建筑樓高層多,其結構穩定性非常重要。一個穩固的地基,對于保證高層建筑物的質量具有十分重要的作用。因此,深基坑支護技術以其自身具有的獨特性、牢固地基以及較高的抵抗損害能力等優點,在建筑工程的施工中得到了較為廣泛的應用。本文首先闡述我國深基坑支護工程的特點,分析了深基坑支護技術在我國建筑業應用的現狀,對深基坑支護技術在建筑工程中的施工與應用進行了探討,并對深基坑支護技術在未來的建筑行業的前景進行了展望。
【關鍵詞】建筑工程、基坑支護、分析
中圖分類號:TU198文獻標識碼: A
【前言】
隨著經濟建設的迅猛發展,我國各種建筑工程也日益增加,越來越多的為了節約空間、節省土地以及有效利用地下空間的深基坑工程也相繼出現, 為確保建筑物的安全性和穩定性,要求建筑物的基礎必須埋深地下和穩定,因此對深基坑工程的技術要求也越來越高。在比較大型的高層建筑施工過程中,深基坑支護技術作為其中最重要的環節,有利于保證建筑工程施工的順利進行,確保施工的安全穩定。但是,通常情況下的深基坑支護技術又是屬于臨時構建的,支護結構的安全對于建筑工程的質量又有一定的影響。一旦發生深基坑坍塌事故,不僅會危及人身安全、造成嚴重的經濟損失,還會造成強烈的社會負面影響。因此,基坑支護則是保證深基礎順利施工的關鍵。
1、基坑施工的技術特點
1.1、基坑的深度逐漸增加
城市的發展使得建筑物成本中地皮費用的比例增加,同時為了滿足國家對于建筑物地下室及人防的要求,建筑投資者不得不向地下空間發展。
隨著高層建筑越來越多,為了達到節約用地、遵循城市發展規劃等目的,建筑逐漸呈現出朝地下發展的趨向。以往在大城市中的建筑中建造2層左右的地下室較為少見,而現在一些大城市以及沿海地區的城市地下室已經發展到3――6層,正因如此,深度由以往的15m左右變為現在的約20m左右,并且還有繼續加深的趨勢。
1.2、工程地質條件差,基坑周圍環境復雜
在我國經濟發達的沿海地區,建筑工程的地質條件普遍較差。城市建筑選址的范圍受到整個城市整體規劃的制約,不可避免的會遇到地質條件差的情況,這在沿海地區顯得更加突出。
現在城市越發展,房屋和建筑物的密度越來越大,高層建筑主要集中分布在人口密集、建筑物密集的區域,并和市政公路相鄰。往往建筑物的基坑處于周圍高大建筑物環抱或者緊臨重要的市政設施,通常來說,這種環境下的建筑物結構比較陳舊、地上和地下的管道線路密集分布。因此,對于基坑的要求不僅保證自身的安全,更不能影響周圍建構筑物的安全。所以,深基坑的開挖一方面要確保基坑自身的穩定性,另一方面還要確保周圍的建筑物不受到破壞。要注意地質環境惡劣,土層軟弱中進行基坑開挖工作會產生極大的位移和沉降,對于周圍建筑物、市政設施以及地下管線會造成嚴重的安全威脅。
1.3、基坑工程事故多
深基坑支護技術比較復雜,如果基坑支護技術沒有效果時,容易導致相鄰的房屋、道路以及地下的管道線路出現開裂的現象,引起不必要的工程糾紛事件,嚴重者造成建筑物破壞、巨大的經濟財產損失以及人員的傷亡
1.4、基坑支護型式多
深基坑支護技術出現多樣化,目前其技術種類已經多達數十種。
其中,擋土結構有:排樁與地下連續墻等,支撐拉錨結構有:鋼管支撐、混凝土支撐、型鋼支撐、預應力錨桿、預應力錨索、噴錨網支護等,及以上各種支護形式的綜合使用。
目前,較為常用的深基坑支護技術方法主要有混凝土灌注樁技術、預制樁技術、人工挖孔技術、深層攪拌樁技術以及各類的墻、樁、板與錨桿聯合支護技術。
2、深基坑支護工程施工存在的問題
2.1、涂層開挖和邊坡支護不配套
深基坑工程施工進場出現支護施工遠遠滯后于土方施工,這使得需要搭設架子或者二次回填來完成支護結構。由于土方開挖和支護施工的特點,一些深基坑工程都是由兩個施工單位來完成這兩個項目,這樣無疑加大協調管理的難度,尤其在雨天或者地下水較多的情況,這種問題會無限放大,正陽不僅影響基坑支護施工進度,其支護質量也很難保證,有可能給建筑留下安全隱患。
2.2、邊坡修理達不到工程設計要求
深基坑施工最初階段通常使用機械開挖,然后進行人工修坡之后開始支護結構施工,但是實際施工中可能出現邊坡的平整度和順直度不合乎工程要求,而邊坡修理也只能夠對機挖表面進行修理,很容易出現基坑邊坡不合乎工程設計要求,最終影響工程進度。
3、建筑工程深基坑支護的應用探討
將建筑工程深基坑支護應用到城市立體發展,完善的建設中是進行深基坑支護技術研究的最終目的。下面筆者就要對建筑工程深基坑支護的應用進行探討。
筆者就以例子的方式展開探討:例如城市的中心地區的一幢大樓,樓的總面積為124000平方米,地下面積為30000平方米,其總高度為100米。其基礎建設為鋼筋混泥土梁板筏基,高層采用鋼筋混泥土。
因此,進行建筑工程深基坑支護建設時,首先就需要對建筑工程的地質結構進行勘察,在進行地質勘察時,就需要明確建筑工程所處位置的地形??睖y不同的地質土層,對其巖土與土體進行研究,并確定其穩定性。另外,在進行施工建設前,還應該推斷出建設工程地基的承載標準值,從而保證建筑工程施工的地質結構、地貌環境能夠穩定。
其次,對其施工環境的水文條件進行勘察。該建筑物具有100米,因此,在進行地質地貌勘察的同時,不能夠忽視其水文條件的檢查。在進行水文條件勘察時,就需要據實報道建筑工程的地下水情況,從而對施工的深度與鋼筋環進行定位,保證深基坑技術施工保護層的厚度。
最后,保證施工支護的工作要點,錨桿是進行支護工作的重要工具。它就是在當地下室墻面深挖或基坑立壁土層掏空為開挖達到設計的深度后,或在進行擴大空的端部工作。在形成的孔內放入鋼筋#鋼管或鋼絲束等抗拉材料,之后便注入化學漿液,從而形成抗拉力很強的錨桿。它能夠有效的與土體結合在一起,使建筑結構穩定。這樣不僅節約了勞動力,還加快了工程進度,提升了經濟效益。
4、深基坑支護技術的展望
深基坑支護技術是建筑工程中重要的技術之一,與建筑業的發展息息相關,在整個建筑中發揮著重要的作用!隨著我國城市化的進程加快,深基坑工程會越來越多,深基坑開挖與支護會越來越受到重視。
4.1、在布置樁以及地下連續墻體的承受力和變形的精確計算是比較困難的,也是最為復雜的一項工作,就拿計算的模型來說應該考慮到周圍墻體相關的支撐體系和周圍的土來進行綜合的分析計算。目前在計算時常常簡化為平面問題來進行分析,這種分析難以反映空間的整體效益和效果,今后需要從這三種因素來進行共同的分析計算。
4.2、在軟土、淤泥等相關的地質條件中需要考慮變動的特點,因為在這種環境中會變形,相應的支撐會隨著時間的延長而發生變形,在當前的技術條件下還不能精確地進行計算。
4.3、當前在深基坑支護中,當面臨基坑平面面積較大時,采用較為復雜的支護時,尤其是用鋼筋混凝土結構時,這種支護結構會隨著氣溫的變化而收縮或者伸張,在計算這方面,目前只是做粗略計算,今后需要在這方面進行完善。
4.4、在深基坑排樁,地下連續體墻的結構中,由于受其內力的作用也容易發生變形,采用彈性支點法計算時,涉及地基土水平抗力系數m的取值;用豎向彈性地基梁方法計算時,被動區的彈性抗力與土的基床系數有關。由于土壤的結構類型比較多,各類的性質也不盡相同,在某些情況下,需要對被動區的土壤進行混凝土注漿加固,精確地確定m的取值顯得至關重要。
【結束語】
總而言之,建筑工程的深基坑支護是一項較為復雜且系統的工作,由于深基坑質量的優劣直接影響整個建筑工程的質量,為此必須對其支護予以足夠的重視。在實際工程中,應當充分結合具體情況優選支護技術措施,并確保施工質量和施工安全。這就要求施工人員應當了解并掌握深基坑支護技術的施工要點和質量控制措施,并在施工過程中嚴格按照規范要求進行施工。以此來確保深基坑支護的整體質量進而確保整個建筑工程的質量,這樣不僅有利于提高施工企業的經濟效益,而且還能進一步提高社會效益。
【參考文獻】
[1]魯海濤,《深基坑支護技術在甘肅省新聞出版中心工程中的應用》,《中國金屬學會冶金建筑分會第四屆青年學術年會論文集》,2011年01期
【關鍵詞】超大深基坑工程關鍵施工技術研究
中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A 文章編號:
一、關鍵施工技術
1、施工順序
本基坑工程總體施工順序為:測放基坑線開挖地槽、樁機就位復測樁位施工支護樁、旋噴樁鉆進鉆孔、噴射水泥漿二次挖地槽鑿鉆孔樁樁頭降水井施工、降水施工圈梁開挖土方、施工土釘基坑監測。
2、樁間土釘施工技術
采用中800@1200mm鉆孔灌注樁+樁間中140x3.smm@:1200mm鋼管土釘復合結構作為支護方案,如圖3所示。鉆孔灌注樁支護樁間采用中800@1200mm二重管高壓旋噴樁止水,坑內采用管井降低地下水位,坑外布設一定數量觀測井(回灌井)。為了增強基坑支護樁的剛度,提高整體支護體系的穩定性,要在支護樁上的頂圈梁混凝土強度達到設計要求后,才能進行下一步支護樁的鋼管±釘施工。鋼管土釘與樁間的連接節點構造如圖4所示。土釘的施工方案采用項管工藝法,頂進的長度根據設計要求確定。待施工結束后進行抗拉試驗,測承載力,并評估設計方案。如果此方案切實可行,再進行后續推廣使用。
3、旋噴樁施工技術
這里以二重管噴射為例。它是一種漿、氣噴射,漿液灌注攪拌混合的方法,即用二重噴射管使高壓水泥漿和空氣同時橫向噴射,并切割地基土體,借助空氣的上升力把破碎的土由地表排除:與此同時,使水泥與土達到止水及加固目的。本次設計樁徑≥800mm,樁間lEEl200、1300和1500mm。旋噴樁機在施工中的提升速度按設計要求嚴格控制在0.1m/min,鉆機垂直度偏差不得超過0.3%,枕木應墊實,以保證鉆機的平穩與垂直。旋噴樁選用普通硅酸鹽32.5級水泥,旋噴樁主要是止水作用,水泥進場后要注意防潮和防雨。設計要求水泥用量不少于40%,其水灰比為l:1。確保單樁噴漿量是樁體質量的基本保證。根據噴射工
藝,設計要求噴漿壓力20MPa,提升速度8~10crn/min。漿液的可噴性與其稠度有較大關系,漿液稠度過大,可噴性差,往往會使噴嘴及輸漿管堵塞,同時易磨損高壓泵,使噴射難以進行。本工程水泥漿的水灰比為1.0。施工前3根樁必須在監理監管下進行,以確定實
際水泥投放量、漿液水灰比、漿液輸送時間、樁長及垂直度控制要求,確保旋噴樁止水效果,保證樁體質量。
4、掛網噴漿放坡支護技術
(1)施工流程
放邊坡線修整坡面鋼筋土釘、分布筋施工噴射混凝土。根據設計要求,邊坡為兩級放坡,中間設2m寬的馬道(見圖5)。
(2)施工工藝、材料、技術參數
錘擊土釘采用中1 8@l 000mn餌l 000mm,L=l000mm,鋼筋(平面梅花形布置)網片為中6@200ram×200mm;土釘墻面層厚80mm,分兩次噴射;細石混凝土強度等級為C20,3天強度不低于10MPa,碎石最大粒徑應小于l0mm,噴射壓力為0.3~0.5MPa;噴射作業分段進行,同一段順序自下而上。
5、高壓線桿處支護樁頂圈梁施工技術
一期工程的基坑支護樁施工,在南側圍墻內約1.8m及圍墻外側2.3m有兩根高壓線桿,~根為鐵塔式,另一根為水泥桿,上掛l0kV的6根高壓線,且高壓線距鉆井架最高處約lm。根據基坑支護的設計要求,通過南側圈梁的施工,將高壓線桿的固定轉換至圈梁上,用圈梁來固定高壓線桿,并加強電線桿和變電箱的穩定性。詳見圖6、圖7。
為了確保南側支護樁施工過程中的安全,采取了以下措施:
(1)將支護樁施工場地約7m寬的土取走1.5m深,使鉆井機架整體下降1.5m,以保證鉆井機架與高壓線有足夠的安全距離。
(2)在圍墻外側,沿高壓線桿靠近施工面這一側,分別搭設兩座毛竹防護架,毛竹防護架的平面形狀為2.3m×1.7m的矩形,四角設立桿,并設橫桿掃地桿,間距為1.8m。四面均設置斜撐,靠近圍墻一側用12號鉛絲將毛竹防護架與圍墻拉結綁扎,確保毛竹防護架
的整體剛度和穩定性,搭設高度略比機架高l00mm,靠近機架增設小橫桿,從而確保支護樁在電線桿一側施工時的安全可靠。
6、土方開挖施工技術
基坑開挖中充分考慮時空效應規則,遵循分區、分塊、分層、對稱、平衡、合理卸載的原則。本工程將基坑開挖平面分成4個區域,如圖8所示。先進行I區范圍內的土方開挖,沿整個西側支護樁的位置整體由西往東進行,水平方向開挖寬度約30m左右,含放坡尺寸。垂直方向從自然地坪開挖至各層土釘墻位置往下lm左右,最后挖至比設計基坑底面標高高出lm左右,以防止擾動基層。在開挖的同時,南側預留放坡,按照設計要求配合在東側、北側做
好二級放坡的開挖施工。一級坡比1:1;馬道寬2m,位于一5.3m處;二級坡比1:1.2。開挖深度較深時,采用階梯式的開挖方法進行開挖。II區土方開挖時,按照設計要求配合在北側、東側做好二級放坡的開挖施工,II區地下室負2層項板施工完成后才能進行III區的土方開挖;III區的地下室負2層頂板施工完成后,才能進行Ⅳ區的土方開挖。
7、降水施工技術
(1)降水井設計
根據基坑開挖深度,設計井深為20m,井口高于自然地面0.5m;井管采用鋼筋混凝土預制管,外徑360mm,內徑300mm,端部預埋鋼圈,井管之間焊接連接。濾管,即在井管預留濾水孔的基礎上外包兩層60目濾網,并綁扎牢固。濾料含泥量小于5%,且粒徑1~3nun,從孔口投入井管周邊。
(2)降水運行
施工完一口井即投入試運行一口,試運行抽水時間控制在3天,并做好出水質量和出水量檢查。正式降水運行14天后進行土方開挖。
(3)降水井封井
隨著工程的進展,土方開挖前施工的降水井逐步退出使用。為了確保降水井在封堵后不滲漏,降水井的封堵工作尤為重要。降水井的封堵必須在后澆帶施工完畢,根據設計及規范要求,征得設計同意后,逐一進行。
二、深基坑工程監測
1、基坑工程除進行安全可靠的圍護體系設計、施工外,尚應進行現場監測,做到信息化施工,基坑圍護體系隨著開挖深度增加必然會產生側向變位,關鍵是側向變位的發展趨勢與控制。通常圍護體系的破壞是有預兆的,因此進行嚴密的基坑監測是非常重要的,通過專業基坑監測單位的監測情況可及時了解圍護體系的受力狀況,可以達到及時校正、修正施工方案和指導現場施工的目的,使基坑處于安全可控狀態。
2、該工程基坑的監測,由專業人員對深層土移、地下水位、圍護樁、立柱樁的豎向位移、支撐桿件的軸力進行嚴密監測,土方開挖至基礎施工階段以每天1 至2 次的監測頻率測試,除對以上基坑本身監測外還應對周圍建筑物(基坑深度的2 倍范圍)及地下管線進行監測并及時將觀測資料反饋給建設、施工、監理、設計等單位以便及時分析處理。通過日常觀測及專業單位的監測來確保基坑施工及周邊環境的安全。以免給人民群眾的生命、財產造成損失。
總結
我國的深基坑工程施工難度在不斷的增加,這對深基坑的施工技術提出更高的要求,一個安全合理的施工技術是既要確?;A安全,順利地施工,又要考慮方便施工,經濟合理。在具體分析工程地質水文,工程特點狀況下,對施工技術提出合理方案,針對不同土質的工程性質及具體工程實踐,這樣才可以做好建筑深基坑施工。
【參考文獻】
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關鍵詞:城市道路;高邊坡;防護;加固
正文:高邊坡的設計有一些自身的特殊性,是以詳細的地質資料為前提,是對邊坡未知情況的預測并存在一定風險的設計方法,地質情況復雜多變難以勘察,而自然邊坡是漫長的地質歷史過程中形成的,而人工開挖的高邊坡是幾個月時間內形成,改變了坡體的應力狀態,這些都使邊坡的設計具有風險性。
1 影響邊坡穩定性的因素
1.1 土質邊坡
1.1.1 地形地貌及邊坡發育史根據地形地貌及邊坡的平面和剖面的形態特征判斷邊坡是否曾發生過變形及其規模和范圍,分析邊坡的形成過程。
1.1.2 地質條件主要指地質構造和新構造、風化狀況、地下水活動及出露位置等。
1.1.3 各種土質條件土質條件主要包括①黏性土、粉土;②碎石類土;③黃土;④其他土質條件因素主要包括水的因素、氣象因素、地震或爆破震動、邊坡形態、工程和人為因素等。
1.2 巖質邊坡
1.2.1 地質不連續面地質不連續面的存在及其產狀對巖石邊坡的穩定有著重大影響,巖石邊坡中滑體的滑動面通常是巖體中的軟弱結構面,也可能是巖體中應力超過其自身強度而產生的破裂面,邊坡的破壞模式主要取決于不連續面的存在及其與坡面之間的空間組合關系。邊坡巖體的結構類型直接關系到邊坡的穩定和可能發生的破壞類型,如塊狀結構和反坡向層狀結構類型的邊坡通常較為穩定;而順坡向層狀結構的邊坡易產生平面型破壞;碎裂于散體結構的邊坡易產生圓弧型破壞。
1.2.2 地下水
(1)降低巖土的抗剪強度
當有地下水存在時,對典型巖土面或土試樣,剪切應力和法向應力的關系可用庫侖方程式表示為:
τ=c+(σ-μ)tanφ
式中 σ―――法向應力;μ―――水的浮托壓力;φ―――內摩擦角;c―――黏聚力。當地下水位升高導致浮托壓力增高時,剪切強度降低,另外,水還可降低泥質巖石的黏聚力。
(2)在張裂縫中產生水壓
在邊坡的坡面或頂部出現張裂隙是邊坡失穩的先兆。張裂隙中充水,產生水平的靜水壓力,此力作為下滑力將明顯地降低邊坡的穩定性。
(3)其他影響
水對邊坡穩定的影響還包括:增加巖石的重度,導致下滑力增大;水在裂隙中凍結可產生膨脹作用,破壞巖體的完整性;水在邊坡表面凍結,妨礙地下水的排泄,導致地下水位上升,水壓增高,降低邊坡的穩定性。
1.2.3 地震與爆破震動
地震效應是由地震波引起的,地震時,邊坡巖體受地震加速度作用產生一種不利于邊坡穩定的慣性力,在邊坡穩定性分析中,通常將此慣性力作為靜力處理,當地震達到一定震級,即慣性力增大到一定值時,邊坡巖體就可能遭到破壞。爆破引起的震動力是一種突發性的瞬時荷載,對邊坡穩定性影響主要表現為破壞邊坡的完整性,并逐漸削弱邊坡巖體的強度,特別是一些不適當的爆破,使邊坡的穩定性降低,甚至造成邊坡的破壞。
1.2.4 巖石的抗剪強度邊坡巖體中潛在破壞面上的抗剪強度也是影響邊坡穩定程度的主要因素,巖石的抗剪強度包括完整巖石強度、不連續面抗剪強度和節理化巖體強度。
2 路塹高邊坡加固措施
2.1 高邊坡變形破壞的主要形式
(1)傾倒破壞:是邊坡破壞中一種很危險的破壞形式,主要是邊坡的巖體被陡傾結構面分割成巖柱,當為軟巖時,巖柱向坡面彎曲;當為硬巖時,巖柱可再被正交的節理割成巖塊,向邊坡坡面翻倒。(2)圓弧破壞:指節理發育的巖石產生的旋轉性破壞。(3)楔形破壞:是指兩組結構面的交線傾向于坡面,且兩結構面交線的傾角小于坡腳且大于其摩擦角。(4)平面破壞:主要是指邊坡結構面的傾向、走向與設計坡面基本一致,且該邊坡結構面的傾角角度小于坡腳并大于其摩擦角。
2.2 高邊坡加固技術
目前我國道路建設中比較常用的高邊坡加固技術有土釘支護、預應力錨固、抗滑樁以及擋土墻技術等。(1)土釘支護技術土釘支護技術的作用原理是用土釘將潛在的邊坡滑裂面主動區域復合土體作為具有支撐能力的穩定土體,保證土體在防護作用下不發生側向滑移,并能承受無筋部分土體的側向壓力,進而確保這個邊坡穩定。(2)預應力錨固技術這是目前一項非常普遍的技術。采用該技術防護的巖土強度增強,穩定性提高,并很好的減輕自重,節省建筑材料,確保邊坡的安全與穩定。(3)抗滑樁技術抗滑樁是承受側向荷載用以整治滑坡的支撐建筑物,他穿過滑體在滑床的一定深度處錨固,抵抗滑坡推力的作用。(4)擋土墻技術擋土墻是一種抵抗側向壓力,防止墻后土體坍塌并增加穩定性的構筑物。
3 城市路塹高邊坡的防護與景觀
除植樹等傳統防護形式外,植草或鋪草皮是近年來被大量采用的一種綠色防護形式。其優點是能在短期內恢復公路沿線的綠色景觀和防止邊坡沖刷,但養護費用高,要隨時保持綠色有一定的困難。現在道路上植草護坡較新的技術有如下3種:
3.1 厚層基材噴播綠化防護
厚層基材噴射植被邊坡防護是采用混凝土噴射機將含植被種子的混合物按照設計厚度均勻噴射到需要防護的工程坡面的綠色防護技術,通過在坡面噴附一層結構類似于自然土壤且能夠貯存水分和養分的基層材料,使植物在邊坡生長。特點:機械化程度高;技術含量高;施工效率高;成本低;成坪速度快;草坪覆蓋度大;草坪均勻度大;質量高。適用性:適用于開挖后為弱風化及邊坡坡度
3.2 三維植被網護坡
三維植被網也稱固土網墊,是以熱塑性樹脂為原料,經擠出、拉伸等工序形成相互纏繞,在接點上互相熔合,底部為高模量基礎層的三維立體結構網墊。具有抗水沖刷、固土蓄水、阻風滯水等特殊功能。特點:固土性能優良;消能作用明顯;網絡加筋突出;保溫性能良好。適用性:一般用于土質路堤邊坡,也可用于土質路塹邊坡,但在干旱、半干旱地區應保證養護用水的持續供給。
3.3 掛網客土噴播掛網
客土噴播技術就是通過在邊坡上錨固金屬網、鋼筋網或高強塑料三維網中的一種,采用壓縮空氣噴槍將混合好的客土噴射到坡面上,再在其上噴射植被種子,通過植被發達的根系和網體的緊密結合,對邊坡達到防護的目的。特點:掛網客土噴播技術工藝簡單,施工方便,機械化程度高,生態效益、經濟效益顯著。推廣應用該技術應加大本地草種的選育力度,增強植物群落的自我繁衍能力,減少植被的養護投入,能節約大量資金。適用性:適用于開挖后為強風化(含中強度風化)及邊坡坡度≥1∶1的無工程防護的穩定路塹邊坡,亦適用于邊坡比較穩定、坡面沖刷輕微的路堤與路塹邊坡的防護。掛網客土噴播技術對邊坡高度、坡高的適應性較強。對于高邊坡的防護,該技術結合適量的工程防護措施,可以達到既穩固又經濟,既環保又美觀的良好效果。通過掛網可以增加客土的抗沖刷能力,同時大大地改善了客土在邊坡上的附著條件。
結語
城市道路高邊坡的加固防護措施首先要根據邊坡范圍的用地性質選擇合理的支護措施與防護措施,對邊坡的綠化景觀防護應基于邊坡自身的穩定情況,當邊坡無法自穩時,應采取支護措施,并進行穩定性演算,再進行綠化防護。對城市道路高邊坡的加固防護設計應是一種動態設計,隨著邊坡施工開挖暴露,進一步深入了解地質條件的變化,進行設計的驗算與調整,即所謂動態設計,可以大大加強邊坡施工的安全。城市道路高邊坡設計對施工程序和方法應提出嚴格要求,可較大程度減少因施工程序和方法不當造成邊坡破壞情況的發生。
參考文獻: