浅析建筑施工过程中基坑支护与地基加固的控制.doc

摘 要本论文主要研究建筑施工过程中基坑支护与地基加固的控制。首先研究的是建筑工程中基坑支护与加固的类型，目前的支护结构主要是实体重力式支护结构和非重力式支护结构。由于施工中所处的地域环境各不行同，因此不同的地质和环境应选用不同形式进行支护。目前常见的支护结构有高压旋喷桩支护、冠梁支护、排桩支护、土钉墙等等。在基坑支护中我们重视质量、安全、进度等的控制，确保文明施工，创造优质工程。关键词: 高压旋喷桩 、冠梁0.1. 基坑支护常用的支护方法挡土桩支护、挡土板支护、分段支护、喷射混凝土支护、桩板式支护、木板桩支护、钢板桩和钢管矢板支护、钢筋混凝土板桩支护、地下连续墙支护 .。11.111.10.1.0.2. 基坑支护的类型及其特点和适用范围1. 1.2.1mZ3i# 深层搅拌水泥土围护墙深层搅拌水泥土围护墙是采用深层搅拌机就地将土和输入的水泥浆强行搅拌,形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。水泥土围护墙优点:由于一般坑内无支撑,便于机械化快速挖土;具有挡土、止水的双重功能;一般情况下较经济;施工中无振动、无噪音、污染少、挤土轻微,因此在闹市区内施工更显出优越性。水泥土围护墙的缺点:首先是位移相对较大,尤其在基坑长度大时,为此可采取中间加墩、起拱等措施以限制过大的位移;其次是厚度较大,只有在红线位置和周围环境允许时才能采用,而且在水泥土搅拌桩施工时要注意防止影响周围环境。 !=-pb 1.2.2高压旋喷桩高压旋喷桩所用的材料亦为水泥浆,它是利用高压经过旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合形成水泥土加固体,相互搭接形成排桩,用来挡土和止水。高压旋喷桩的施工费用要高于深层搅拌水泥土桩,但其施工设备结构紧凑、体积小、机动性强、占地少,并且施工机具的振动很小,噪音也较低,不会对周围建筑物带来振动的影响和产生噪音等公害,它可用于空间较小处,但施工中有大量泥浆排出,容易引起污染。对于地下水流速过大的地层,无填充物的岩溶地段永冻土和对水泥有严重腐蚀的土质,由于喷射的浆液无法在注浆管周围凝固,均不宜采用该法。 FIR9XJ 1.2.3槽钢钢板桩这是一种简易的钢板桩围护墙,由槽钢正反扣搭接或并排组成。槽钢长68m ,型号由计算确定。其特点为:槽钢具有良好的耐久性,基坑施工完毕回填土后可将槽钢拔出回收再次使用;施工方便,工期短;不能挡水和土中的细小颗粒,在地下水位高的地区需采取隔水或降水措施;抗弯能力较弱,多用于深度4m的较浅基坑或沟槽,顶部宜设置一道支撑或拉锚;支护刚度小,开挖后变形较大。 qCOv4b 1.2.4钢筋混凝土板桩钢筋混凝土板桩具有施工简单、现场作业周期短等特点,曾在基坑中广泛应用,但由于钢筋混凝土板桩的施打一般采用锤击方法,振动与噪音大,同时沉桩过程中挤土也较为严重,在城市工程中受到一定限制。此外,其制作一般在工厂预制,再运至工地,成本较灌注桩等略高。但由于其截面形状及配筋对板桩受力较为合理并且可根据需要设计,目前已可制作厚度较大(如厚度达500mm 以上) 的板桩,并有液压静力沉桩设备,故在基坑工程中仍是支护板墙的一种使用形式。 A;m)/ 1.2.5钻孔灌注桩钻孔灌注桩围护墙是排桩式中应用最多的一种,在我国得到广泛的应用。其多用于坑深715m 的基坑工程,在我国北方土质较好地区已有89m 的臂桩围护墙。钻孔灌注桩支护墙体的特点有:施工时无振动、无噪音等环境公害,无挤土现象,对周围环境影响小;墙身强度高,刚度大,支护稳定性好,变形小;当工程桩也为灌注桩时,可以同步施工,从而施工有利于组织、方便、工期短;桩间缝隙易造成水土流失,特别时在高水位软粘土质地区,需根据工程条件采取注浆、水泥搅拌桩、旋喷桩等施工措施以解决挡水问题;适用于软粘土质和砂土地区,但是在砂砾层和卵石中施工困难应该慎用;桩与桩之间主要通过桩顶冠梁和围檩连成整体,因而相对整体性较差,当在重要地区,特殊工程及开挖深度很大的基坑中应用时需要特别慎重。 H0BUg 1.2.6 地下连续墙通常连续墙的厚度为600mm、800mm、1000mm，也有厚达1200mm的，但较少使用。地下连续墙刚度大，止水效果好，是支护结构中最强的支护型式，适用于地质条件差和复杂，基坑深度大，周边环境要求较高的基坑，但是造价较高，施工要求专用设备。 hLAh5&t 土钉墙土钉墙是一种边坡稳定式的支护,其作用与被动的具备挡土作用的上述围护墙不同,它是起主动嵌固作用,增加边坡的稳定性,使基坑开挖后坡面保持稳定。土钉墙主要用于土质较好地区,我国华北和华东北部一带应用较多,目前我国南方地区亦有应用,有的已用于坑深10m 以上的基坑,稳定可靠、施工简便且工期短、效果较好、经济性好、在土质较好地区应积极推广。 .9+rKu 1.2.7SMW工法SMW工法亦称劲性水泥土搅拌桩法,即在水泥土桩内插入H 型钢等(多数为H 型钢,亦有插入拉森式钢板桩、钢管等) ,将承受荷载与防渗挡水结合起来,使之成为同时具有受力与抗渗两种功能的支护结构的围护墙。SMW 支护结构的支护特点主要为:施工时基本无噪音,对周围环境影响小;结构强度可靠,凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合都可使用,特别适合于以粘土和粉细砂为主的松软地层;挡水防渗性能好,不必另设挡水帷幕;可以配合多道支撑应用于较深的基坑;此工法在一定条件下可代替作为地下围护的地下连续墙,在费用上如果能够采取一定施工措施成功回收H 型钢等受拉材料;则大大低于地下连续墙,因而具有较大发展前景。 iunDL0 2. 目前基坑支护施工中存在的主要问题2.1边坡修理不达标 在深基坑施工中经常存在挖多或挖少的现象，这都是由于施工管理人员管理的不到位以及机械操作手的操作水平等多种因素的影响，使得机械开挖后的边坡表面的平整度和顺直度不规则，而人工修理时又由于条件的限制不可能作深度挖掘，故经常性的会出现挡土支付后出现超挖和欠挖现象。这是深基坑支护工程施工中较为常见的不足之处。 2.2施工过程与施工设计的差别大 在深基坑中需要支护施工时，会用到深层搅拌桩，但其水泥掺量会不够，这就影响水泥土的支护强度，进而使得水泥土发生裂缝，另外，在实际施工中，偷工减料的现象也时常发生，深基坑挖土设计中常常对挖土程序有所要求来减少支护变形，并进行图纸交底，而实际施工中往往不管这些框框，抢进度，图局部效益，这往往就会造成偷工减料现象的发生。深基坑开挖是一个空间问题。传统的深基坑支护结构的设计是按平面应变问题处理的。在未能进行空间问题处理之前而需按平面应变假设设计时，支护结构的构造要适当调整，以适应开挖空间效应的要求。这点在设计与实际施工相差较大，也需要引起高度的重视。 2.3土层开挖和边坡支护不配套 当土方开挖技术含量较低时，组织管理也相对容易。而挡土支护的技术含量较高，施工组织和管理都比土方开挖复杂。所以在实际的施工过程中，大型的工程一般都是由专业的施工队伍来完成的，而且绝大部分都是两个平行的合同。这样，在施工过程中协调管理的难度大，土方施工单位抢进度，拖延工期，开挖顺序较乱，特别是雨天期间施工，甚至不顾挡土支护施工所需要工作面，留给支护施工的操作面几乎是无法操作，时间上也无法去完成支护工作，对属于岩土工程的地下施工项目，资质限制不严格，基坑支护工程转手承包较为普遍，一些施工单位不具备技术条件，为了追求利润而随意修改工程设计，降低安全度。现场管理混乱，以致出现险情，未做到信息化施工和动态化管理。这也是深基坑支护施工中常见的问题之一1.2.3. 基坑施工控制的意义1.2.3.3.1. 基坑工程质量控制随着城市建设突飞猛进的高速发展，高层建筑不断涌现，基坑开挖越来越深，基坑周边的地质环境越来越复杂，周边建筑物、道路及地下设施越来越密集，基坑边坡的稳定性，直接威胁周边建筑物、道路、地下室及施工人员的安全。如果基坑边坡一旦失稳，将会造成巨大的人员及财产损失，对社会安定造成重大影响。因此对基坑边坡的稳定性必须引起有关部门及人员的高度重视。这正是基坑工程的重中之重。因此在基坑施工过程中我们要加强管理，避免出现严重的质量问题，这样给人们提供的建筑才有安全感，一个建筑质量的好坏直接影响人们的生命与财产，因此，施工中我们要加强对基础工程的控制，创造优质工程。3.2. 基坑工程进度控制1.2.3.3.1.3.2.3.2.1. 高度重视工程项目实施前的准备工作 工程项目施工准备是施工生产的重要组成部分，认真做好施工前的技术准备、物质准备等工作，对合理供应资源、加快施工进度、提高工程质量、确保施工安全等方面都发挥着重要作用。 3.2.2. 按照项目合同工期要求,编制施工进度计划 计划是控制的前提，没有计划，就谈不上控制。编制施工进度计划，就是确定一个控制工期的计划值，并制定出保证计划实现的有效措施，保证计划合同工期的完成。 在编制施工进度计划时，应重点考虑以下几方面：所动用的人力和施工设备是否能满足完成计划工程量的需要；基本工作程序是否合理、实用；施工设备是否配套，规模和技术状态是否良好；如何规划运输通道；工人的操作水平如何；工作空间分析；是否预留足够的清理现场的时间；材料、劳动力的供应计划是否符合进度计划的要求等。 3.2.3. 工程项目进度计划的贯彻 检查各层次的计划，形成严密的计划保证系统；层层签订承包合同或下达施工任务书；计划全面交底，发动群众实施计划。 3.2.4. 工程项目进度计划的实施 为了保证施工进度计划的实施，必须着重抓好以下几项工作：一是建立各层次的计划，形成计划保证系统。工程项目的所有施工进度计划都是围绕一个总任务而编制的，在贯彻执行时应当首先检查是否协调一致，计划目标是否互相衔接，是否组成一个计划实施的保证体系。二是做好计划交底，全面实施计划。项目经理、施工队和作业班组之间分别签订承包合同，在计划实施前要进行计划交底工作，按计划目标明确规定合同工期，相互承担的经济责任、权限和利益，保证项目阶段各项任务目标以及时间进度的实现。三是做好施工过程中的协调工作。施工过程中的协调是组织施工中各阶段、环节、专业和工种的互相配合，以及进度调整的指挥核心。 3.2.5. 跟踪检查项目施工进度计划 在工程项目的实施进程中，为了进行进度控制，应经常地、定期地跟踪检查施工实际进度情况。一是跟踪检查施工实际进度。这是项目施工进度控制的关键，其目的是收集实际进度的有关数据。检查和收集资料一般采用绘制进度报表或定期召开进度工作汇报会的方式。为保证汇报资料的准确性，进度控制工作人员要经常到现场看工程项目的实际进度。二是整理统计检查数据。收集到的工程项目实际进度数据，要按计划控制的工作项目进行统计，形成与计划进度具有可比性的数据。三是对比实际进度与计划进度。将收集的资料整理和统计成具有与计划进度可比性的数据后，用工程项目实际进度与计划进度的比较方法进行比较。常用方法有横道图比较法、S型曲线比较法、“香蕉”型曲线比较法、前锋线比较法和列表比较法等。通过比较观察实际进度与计划进度是否一致，若不一致要及时加以调整。 3.3. 基坑支护安全控制意义1. 深基坑支护结构破坏屡见不鲜,破坏形式多种多样,常发生的主要有:坑内土体塌方和滑坡、支护结构产生位移破坏、坑底土体管涌、流砂、支撑破坏等。2. 基坑边坡土体受到破坏：这种破坏往往导致围护结构位移、坑周构筑物沉降倾斜，更严重者甚至使基坑附近的建筑产生开裂，后果十分严重。3. 支护结构受到破坏：也就是支护结构构件的强度不够，从而发生破坏，或是支护结构的位移过大，使基坑周边的建筑物产生了沉降位移，增加了支护结构上作用的土压力，从而使结构的构件发生破坏。4. 支护结构渗漏水产生的破坏：从而引起坑外的土体流失，使得基坑施工范围外的建筑物的地基土发生流失，其建筑物产生沉降，发生破坏。其主要原因有在勘察的阶段没有探明地下水的分布、支护结构的帷幕不密实或接缝未处理引起渗漏水或降水措施不合理、未充分排除土层内地下等原因产生的。5. 坑底土体管涌和流沙：含水砂层中的基坑支护结构，在基坑开挖过程中，板桩墙内外形成水头差，当动水压的渗流速度超过临界流速或水梯度超过临界梯度时，就会引起管涌及流沙现象。基坑底部和墙体外面大量的砂随地下水涌入基坑，导致地面塌陷，同时使墙体产生过大位移，引起整个支护系统崩塌。有时开挖面下有薄不透水层，薄不透水层下是一层有承压水头的砂层，当薄不透水层抵挡不住水头压力，在渗流作用下被切割成小块脱离原位，也会造成支护结构的崩塌破坏。6. 由此看来基坑支护的安全控制不可小视，基坑支护做的好坏直接与人们的生命相联系，一个国家建筑的稳固是保证国家发展的前提之一，它关系着一个社会的长治久安，所以，施工中我们要加强基坑支护的安全控制。1.2.3. 基坑支护的施工控制12344.1. 钻孔灌注桩的施工控制 4.5.6.7.7.1.7.1.1. 孔斜的控制1. 钻具要保持垂直度、刚度、同心度，钻头须具有保径装置，钻机就位必须准确平稳，确保机座处在稳固的地坪上。开钻前，为防止钻孔倾斜，首先钻机在轨上移行就位后，调整钻机转盘的水平，保持钻塔天车转盘中心、桩孔中心在同一铅垂线上。2. 当钻孔深度较深，桩径较小时，开孔时大钩要求吊紧，保持泥浆泵量、轻压慢转，钻头在吊紧状态下钻进。3. 施工时，每班应利用水平管或水准仪至少校核转盘、钻机水平一次，发现钻机倾斜时应及时采取纠正措施。7.1.2. 坍孔的控制1. 桩基施工过程中一旦发生坍孔，轻则影响成孔进度，严重时直接影响工程质量和整个工程的进度，给工程带来巨大的经济损失。施工时应采取如下措施防止坍孔：2. 合理安排施工顺序，做到跳孔施工，防止相邻孔施工过程中的泥浆串孔。相邻桩施工须距4倍桩径以上或间隔36h以上。3. 在不同的地层采用合理的转速和转压，减少由此对孔壁稳定性产生的影响。4. 为防止水头压力不足而导致孔壁失稳坍塌，施工过程中应注意确保护筒内水头不低于地表。7.1.3. 缩径与糊钻的控制1. 在钻进时，易发生缩径、糊钻现象，应采取一些相应的预防措施：2. 改进钻头结构：调整刀具的角度、高度，提高钻头的切削能力，提高排渣能力，从而提高钻进效率。3. 在保证孔壁稳定的前提下，在易糊钻的地层钻进时，调整泥浆性能、钻进参数等措施以减少糊钻。4. 改进钻进操作方法，可以采取每钻完一根钻杆，上下串拉和重新扫孔防止。5. 在易缩径的地层中钻进时，可适当抬高水头高度以及增大泥浆的粘度和比重的方法来增加泥浆对孔壁的压力，减少缩径。保证钻头的有效直径满足设计直径。钻孔灌注桩施工结束后，挖土，破桩、做冠梁支护。4.2. 冠梁的施工控制8.9.10.11.11.1.11.2.3.1.1. 钢筋绑扎的控制1. 前应清点数量、类型、型号、直径，并对其位置进行测放后方可进行绑扎；2. 钢筋绑扎须严格按照设计文件和施工图进行；3. 钢筋绑扎前，应清理干净冠梁空间的杂物，若在施工缝处施工，还应把接缝处钢筋调直；4. 钢筋的交叉点必须绑扎牢固，不得出现变形和松脱现象；5. 钢筋接头可用焊接或绑扎方式，单面焊接接头长度不少于10d；双面焊接接头长度不少于5d；焊接接头搭接面积百分率不得超过50。绑扎接头的搭接长度不少于35d，搭接处的中心及两端须分别用钢丝扎牢，绑扎接头宜相互错开，其搭接面积百分率不得超过50；6. 在绑扎钢筋接头时，一定要把接头先行绑好，然后再和其他钢筋绑扎；7. 箍筋应与受力钢筋垂直设置，箍筋弯钩叠合处，应沿受力钢筋方向错开设置（9）钢筋绑扎必须牢固稳定，不得变形松脱。8. 钢筋绑扎完成后先由项目部质检人员进行自检，在自检合格后报监理单位验收，经验收合格后方可进行下道工序施工。3.1.2. 模板支立的控制1. 模板支架要具有足够的承载力、刚度和稳定性，能可靠地承受新浇筑混凝土2. 的侧压力及施工中产生的荷载。 3. 模板接缝不漏浆，模板安装前应均匀、充分地涂刷脱模剂。 4. 制作垫块，安装时以保证主筋净保户层满足设计要求。5. 模板质量控制标准见表4.13.1.3. 混凝土浇筑的控制2.3.3.1.3.2.3.3.3.4.1. 砼浇捣前，施工现场应先做好各项准备工作，机械设备、照明设备等应事先检查，保证完好符合要求，模板内的垃圾和杂物要清理干净。2. 砼搅拌车进场后，应严把砼质量关。检查坍落度、可泵性是否符合要求，应及时进行调整，必要时作退货处理。3. 振动器的操作要做到“快插慢拔”，砼浇捣应分点振捣，宜先振捣料口处砼，形成自然流淌坡度，然后进行全面振捣，严格控制振捣时间、移动间距、插入深度，严禁采用振动钢筋、模板方法来振实砼。4. 在混凝土浇筑前清理干净模板内杂物，混凝土振捣采用插入式振捣器，振捣间距约为50cm，以混凝土表面泛浆，无大量汽泡产生为止，严防混凝土振捣不足或在一处过振而发生跑模现象。5. 冠梁与钢筋混凝土支撑节点同时施工，分段分批浇筑，接头处新老混凝土接合面按施工缝要求凿毛处理，并将浇筑完预留钢筋上的残留混凝土及时清理干净，且其接头位置留在冠梁上。6. 砼质量验收标准见表4.23.1.4. 拆模、养护的控制2.3.3.1.3.2.3.3.3.4.3.5.混凝土达到规定强度时，方可进行模板拆除，拆除模板时，需按程序进行，禁止用大锤敲击，防止混凝土面出现裂纹。应在浇筑完毕后的12h以内对混凝土加以覆盖并保湿养护。混凝土试块按每浇筑100m3做一组。混凝土强度达到1.2Nmm2前，不得在其上踩踏或安装模板及支架。加强砼质量控制，避免出现砼出现以下质量通病：蜂窝：原因是混凝土一次下料过厚，振捣不实或漏振，钢筋较密而混凝土坍落度过小或石子过大，模板有缝隙使砂浆从下部涌出而造成。露筋：原因是钢筋垫块位移、间距过大、漏放、钢筋紧贴模板、造成露筋，或梁、板底部振捣不实，也可能出现露筋。麻面：拆模过早或模板表面漏刷隔离剂或模板湿润不够，构件表面混凝土易粘附在模板上造成麻面脱皮。孔洞：原因是钢筋较密的部位混凝土被卡,未经振捣就继续浇筑上层混凝土。缝隙与夹渣层：施工缝处杂物清理不净或未浇底浆等原因，易造成缝隙、夹渣层。12344.3. 高压旋喷桩的施工控制3.2.1. 高压喷射注浆的施工细节 1. 钻孔:首先把钻机对准孔位，用水平尺掌握机身水平，垫稳、垫牢、垫牢、垫平机2. 架。控制孔位偏差不大于12cm。钻进过程要记录完整，终孔要经值班技术人员认3. 可，不得擅自终孔。 严格控制孔斜，孔斜率控制在1以内，以两孔间所形成的防渗凝结体保证结合，不留孔隙为准则。孔深大于15m的，每钻进35m测量一次，发现孔斜率超过规定应随时纠正。 4. 下喷射管。将喷射管下放到设计深度，将喷嘴对准喷射方向不偏斜是关键。为防5. 止喷嘴堵塞，可采用边低压送气、浆，边下管的方法，或临时加防护措施，如包扎塑6. 料布或胶布等。 7. 喷射灌浆。当喷射管下到设计深度后，送入合乎要求的气、浆，喷射1分钟左右后按设定速度提升钻头，边提升边喷浆喷射灌浆开始后，值班施工人员及技术人员必须时刻注意检查注浆的流量、气量、压力以及旋转、提升速度等参数是否符合设计要求，并且随时做好记录。 8. 清洗。当喷射完毕，停止施工时间较长时，应及时将各管路冲洗干净，不得留有残渣，以防堵塞，尤其是喷浆系统更为重要。必须反复冲洗，直到管路中出现清水为止。 通过试验，调整工艺参数，使其成桩质量更优。 3.2.2. 技术、质量保证措施 1. 测量自然地面标高，确定桩顶及桩底标高，并在钻杆上做出相应标记，以保证标高、桩长的控制、方便机长操作。 施工中应严格控制钻机平整，钻机搭设应垂直，定位应准确，钻孔位置与设计位置偏差不得大于50mm。 2. 高压旋喷桩加固桩施工提升速度一般为1525cm/min，不宜大于25cm/min，注浆管分段提升的搭接长度不宜小于100mm。3. 现场测定实际使用水灰比，并严格控制水灰比，确保成桩质量。严格计量工作，根据设计掺量计算每根桩水泥用量，严格按计算用量下料，误差应控制在3%以内，根据设计掺量计算水泥用量。同一根桩内不得使用不同品种水泥。保证水泥浆液质量，4. 选用合格原材料，不得使用受潮、结块的水泥。灰浆搅拌时间不应少于2min，保证搅拌均匀，避免灰浆离析。 5. 高压旋喷桩施工时须先将四周的一排桩先行施工，将加固区形成封闭圈严格使用集料斗和过滤网，防止堵塞旋喷钻机的高压喷射孔。 6. 在高压喷射注浆过程出现压力骤减、上升或冒浆等异常情况,应查明原因 并及 时采取措施。 在喷浆过程中，往往有一定数量的颗粒，随着一部分浆液沿着注浆孔冒出地