吴江--工程监理.doc

姓名：吴江学号：20101003966班号：05110327我对深基坑施工的认识 作者： 吴江 （中国地质大学（武汉） 邮编430074）摘要:随着城市建设的发展，基坑施工的开挖深度越来越深，从最初的5-7m发展到20多米由于地下土体性质、荷载条件、施工环境的复杂性，对在施工过程中引发的土体性状、环境、邻近建筑物、地下设施的变化、基坑的支护、基坑施工过程的排水和对基底的有效处理已成了工程建设中满足经济性、实用性、耐久性和安全性中必不可少的重要环节。作为有可能成为祖国未来的建设者和接班人，作为祖国下一代的工程人，我们必须对工程的施工有充分了解和认识，尤其应对基础（包括深基坑）的给与足够的重视，因为基础是保证工程质量的前提条件。关键词：深基坑；钢筋混凝土；地基处理；防水。中图分类号：（根据关键词，从中国图书馆分类法第4版中查找）文献标识码：A文章编号： 引言：随着城市建设的发展，基坑施工的开挖深度越来越深，由于地下土体性质、荷载条件、施工环境的复杂性，对在施工过程中引发的环境、邻近建筑物、地下设施的变化、基坑的支护、基坑施工过程的排水和对基底的有效处理已成了工程建设中满足经济性、实用性、耐久性和安全性中必不可少的重要环节。作为祖国下一代的工程人，尤其应对基础（包括深基坑）的给与足够的重视。1、 基坑的定义建设部建制200987号文关于印发危险性较大的分部分分项工程安全管理办法的通知规定：一般深基坑是指开挖深度超过5米（含5米）或地下室三层以上（含三层），或深度为超过5米，但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。2、 深基坑的特点 1)基坑支护体系是临时结构，安全储备较小，具有较人的风险性。基坑工程施工过程中应进行监测，并应有应急措施。在施工过程中一旦出现险情，需要及时抢救。 2)基坑工程其有很强的区域性口如软粘土地基、黄土地基等工程地质和水文地质条件不同的地基中基坑工程差异性很大。同一城市不同区域也有差异。基坑工程的支护体系设计与施工和十方开挖都要因地制宜，根据本地情况进行，外地的经验可以借鉴，但不能简单搬用。 3)基坑工程具有很强的个性:基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖不仅与工程地质水文地质条件有关，还与基坑相邻建(构)筑物和地下管线的位置、抵御变形的能力、重要性，以及周围场地条件等有关。有时保护相邻建(构)筑物和市政设施的安全是基坑工程设计与施工的关键。这就决定了基坑工程具有很强的个性。因此，对基坑工程进行分类、对支护结构允许变形规定统一标准都是比较困难的。 4)基坑工程综合性强。基坑工程不仅需要岩土工程知识，也需要结构工程知识，需要土力学理论、测试技术、演算技术及施工机械、施工技术的综合。 5)基坑工程具有较强的时空效应。基坑的深度和平面形状对基坑支护体系的稳定性和变形有较大影响。在基坑支护体系设计中要注意基坑工程的空间效应。土体，特别是软粘土，具有较强的蠕变性，作用在支护结构上的土压力随时间变化。蠕变将使土体强度降低，土坡稳定性变小。所以对基坑工程的时间效应也必须给予充分的重视。 6)基坑工程是系统工程。基坑工程主要包括支护体系设计和土方开挖两部分。土方开挖的施工组织是否合理将对支护体系是否成功具有重要作用。不合理的土方开挖、步骤和速度可能导致主体结构桩基变位、支护结构过大的变形，甚至引起支护体系失稳而导致破坏。同时在施工过程中，应加强监测，力求实行信息化施工。 7)基坑工程具有环境效应。基坑开挖势必引起周围地基地下水位的变化和应力场的改变，导致周围地基十体的变形，对周围建(构)筑物和地下管线产生影响，严重的将危及其正常使用或安全。人量土方外运也将对-交通和弃土点环境产生影响。3、深基坑土方开挖方案、编制依据：1、岩土工程勘察规范（GB50021-2001）;2、建筑地基基础设计规范（GB 50007-2002）;3、建筑抗震设计规范（GB50011-2010）;4、高层建筑岩土勘察规范（JGJ87-92）；5、设计图纸及规范。、施工准备：基坑开挖的施工准备工作一般包括以下几方面内容：1、 勘察现场，摸清工程实地情况；2、 按设计或施工要求标高整平地面；3、 做好防洪排洪工作；4、 设置测量控制网；5、 设置就绪基坑施工用的临时设施。、机械和人工开挖：在开挖施工过程中人工开挖和机械开挖的配合问题一般要遵循以下几条原则和方法：对大型基坑土方，深5米以上宜分层开挖或开沟道用正铲挖土机下入基坑分层开挖，或设置钢桥，下层土方用抓斗挖土机在栈桥上开挖。为防止超挖和保持边坡坡度正确，机械开挖至接近设计坑底标高或边界，应预留50-80cm厚土层，用人工开挖修坡。人工挖土，一般采取分层分段均衡往下开挖，较深的坑（槽），每挖一米左右应检查边线和边坡，随时就正偏差。对有工艺要求，深入基岩面以下的基坑，应用边线控制爆破方法松爆后再挖，但应控制不得震坏基岩面积边坡。 如开挖的基坑深于临近建筑基础时，开挖应保持一定的距离和坡度，以免在施工时影响建筑物基础的稳定。挖土时注意检查基坑底是否有洞穴，暗沟或裂隙，断层存在，如有应及时进行处理。弃土应及时运出，如需要临时堆土，或留作回填土，堆土坡脚至坑边距离应按挖坑深度，边坡坡度和图的类别确定，干燥密实土不小于3米，松软土不小于5米。基坑挖好后，应对坑底进行抄平，整修。如有超挖，可用素土、灰土或砾土回填夯实至与地基土基本相同密实度。为防止坑底扰动，基坑挖好后应尽量减少暴露时间，及时进行下一道工序的施工，如不能及时进行下一道工序时，应预留15-30cm厚覆盖土层，待基础施工时再挖。4、深基坑的支护方案一、基坑支护体系选型：作为保证基坑开挖稳定的支护体系包括挡土墙和支撑两部分，其中挡土墙的主要作用是挡土，而支撑的作用是保证体系结构的稳定，若挡土结构足够强，能够满足开挖施工稳定的要求，该支护体系可以不设支撑构件否则应当增加支撑构件（或结构）。1 、挡土墙的选型工程中常用的挡土墙结构有下列一些形式：、 钢板桩、 钢筋混凝土板桩、 钻孔灌注桩挡墙、 H型钢支柱（或钢筋混凝土桩支柱）、木挡板支护墙、 地下连续墙、 深层搅拌水泥土桩挡墙、 旋喷桩帷幕墙鉴于对施工要求，技术因素，工期，工程的安全性，经济效益等方面的考虑，选用钢板桩作为挡土墙的结构。2 、支撑结构的选型 当基坑深度较大，悬臂梁的挡土墙在强度和变形方面不能满足要求时，急需要增设支撑系统。支撑系统分两类：基坑内支撑和基坑外拉锚。 工程中常用的几种支撑形式：、 锚拉支撑、 斜柱支撑、 钢结构支护、 地下连续墙支护、 地下连续墙锚杆支护、 挡土护坡桩、 板桩中央横顶支撑、 板桩中央斜顶支撑、 分层板桩支护、挡土支护结构体系计算由于土体结构的复杂性及土参数的离散性和不确定性，使得挡土支护结构体系承受的荷载的分布规律比较复杂，因此要想达到跟上部结构相同的计算精度是比较闲的，甚至说是不可能的。 近年来各国都有不同的计算方法和规定,但计算方法差异很大,用不同的计算方法,对挡土结构如桩长,弯矩,拉杆荷载等计算,结果相差可达50%,因为挡土结构的计算,不但涉及到计算理论和计算方法,还涉及到土的性质,水位高低,挖土深度,地面荷载和邻近建筑物等诸多因素,设计计算是比较复杂的。、基坑排水，降水方法 在土方开挖过程中，当开挖地面标高低于地下水位的基线时，由于土的含水层被切断，地下水会不断渗入坑内。地下水的存在，非但土方开挖困难，费时费工，边坡易于塌方，而且会导致地基被水浸泡，扰动地基土，造成工程竣工后建筑物的不均匀沉降，使建筑物开裂或破坏。因此，基坑槽开挖施工中，应根据工程地质和地下水文情况，采取有效的降低地下水位措施，使基坑开挖和施工达到无水状态，以保证工程质量和工程的顺利进行。基坑，沟槽开挖时降低地下水的方法很多，一般有设各种排水沟排水和用各种井点系统降低地下水位两类方法。其中以明暗沟、集水井排水为施工中最为广泛、简单、经济的方法。各种井点这主要应用于大面积深基坑降水。、集水坑排水法a、排水方法集水坑排水的特点是设置集水坑和排水沟，根据工程的不同特点具体有以下几种方法：、 明沟与集水井排水、 分层明沟排水、 深层明沟排水、 暗沟排水、 利用工程设施排水b、排水机具的选用 基坑排水广泛采用动力水泵，一般用机动、电动、真空及虹吸泵等。选用水泵类型时，一般采取泵的排水量为基坑涌水量的1.5-2倍。当基坑用水量很小，亦可用人工提水桶、手摇泵或水龙车等将水排出。c、井点降水法 在地下水位以下的含水丰富的图层中开挖大面积基坑时，采用一般的明沟排水方法，常会遇到大量地下涌水，难以排干；当遇到粉、细砂层时，还会出现严重的翻浆，冒泥，流砂现象，不仅是基坑无法挖深，而且还会造成大量水土流失，使边坡失稳或附近地面出现塌陷，严重时还会影响邻近建筑物的安全。但遇到这种情况，一般采用人工降低地下水位的方法施工。人工降低地下水位，常用各种井点排水方法。其种类有：单层轻型井点、多层轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、无砂混凝土管井点，以及小沉井井点等。可根据土的种类，透水层位置，厚度，土层的渗透系数，水的补给源。井点布置形式，要求降水深度，邻近建筑，管线情况，工程特点，场地及设备条件及施工技术水平等情况，做出技术经济和节能比较后确定，选用一种或两种，或井点与明排综合使用。6、 地基局部处理对于基坑开挖过程之中或开挖后遇到特殊地基问题要进行地基局部处理，下面是几种特殊地基的局部处理方法。 、坑（填土，淤泥）的处理若松土坑在基槽中，且较小时，将坑中软弱虚土挖除，使坑底见天然土为止，然后采用与坑底的天然土压缩性相近的土抖回填，当天然土为砂土时，用砂或级配砂回填，天然土较为密实的粘性土，则用3:7灰土分层夯实回填，天然土为中密实可索性土或新近沉积粘性土，可用1:9或2；8灰土分层夯实回填。若松土境较大且超过基槽边沿时，因各种条件限制，坑（槽）壁挖不到天然土层时，可将该范围内的基槽适当加宽，用砂土或砂石回填，基岩每边均应按1:1坡度放宽，用1:9或2： 8灰土分层夯实回填时，基槽每边均应按0.5:1坡度放宽，用3:7灰土分层夯实回填，如坑的长度2m，基槽可不放宽，但灰土与槽壁接触应夯实。若松土坑较大且长度超过5m时，将坑中软弱土挖去，如坑底土质与一般槽底土质相同，可将基础落深，做1：2踏步与两端相接，每部不高于50cm，长度不小于100cm，如深度较大，灰土分层夯实回填至坑（槽）底相平。、若松土较深，且大于槽宽或1.5m时，槽底处理完后还应适当考虑是否需要加强上部结构的强度，常用的方法是：在灰土基础上1-2皮砖处(或混凝土基础内)、防潮层下1-2皮砖处及首层顶板处各配置3-4跟8-12mm的钢筋，跨过该松土坑两端各1m。、对地下水位较高的松土坑，将坑槽中软若松土挖去后，再用沙土或混凝土回填。、局部软硬（高差）地基的的处理若基础下局部遇基岩，旧墙基、老灰土、大块石或构筑物，尽可能挖除，以防建筑物由于局部落于较硬物上造成不均匀沉降而建筑物开裂，或将坚硬物凿去30-50cm深，再回填砂土混合物夯实。若基础部分落于基岩或硬土层上，部分落于软弱土层上，采取在软土层上做混凝土或砌块石支撑强（或支墩），或现场灌注桩直至基岩。基础底板配适当钢筋，或将基础以下基岩凿去30-50cm深，填以中粗砂或土砂混合物做垫层，使能调整岩土交界部位地基的相对变形，避免应力集中出现裂缝，或采取加强基础和上部结构的刚度来克服地基的不均匀沉降。若基础落于高差悬殊较大的倾斜岩层上，部分基础落于基岩上，部分基础悬空，则应在较低部分基岩上作混凝土或砌块支撑墙，中间用素土分层夯实回填或将较高部分岩层凿去，使基础底板落在同一标高上，活在较低部分基岩上用低标号混凝土或毛石混凝土填充。5、安全管理 按照公司安全管理规定严格对现场安全防护进行控制。现场成立安全领导小组，工地设专职安全员，全面负责安全生产及各种安全教育活动，由工程部组织有关部门对现场进行经常性检查，发现隐患及时组织人员整改，现场内按个阶段施工情况在进口处和危险区挂宣传画，色标，标牌机标语，各种防护部位防护到位，保证无重大事故。6、结论与展望 、结论 深基坑在现在的城市建设中发挥着至关重要的作用，随着深基坑施工技术的不断完善，有效地节约了土地面积，使得空间得到了更加充分的利用，有效缓解了人口增加给城市带来的拥堵和不便。使得