基坑工程施工應(yīng)注意的問題
1、技術(shù)交底
基坑工程施工前應(yīng)組織有關(guān)單位(建設(shè)單位、總包、監(jiān)理、監(jiān)測(cè)等單位)進(jìn)行基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案技術(shù)交底,明確各工序的設(shè)計(jì)要求、技術(shù)要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
此部分應(yīng)注意的問題是要強(qiáng)調(diào)技術(shù)交底是基坑工程施工的重要環(huán)節(jié),技術(shù)交底要做到建設(shè)相關(guān)各方對(duì)基坑工程設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)等技術(shù)要求全面、正確、準(zhǔn)確了解、掌握。
2、土方開挖
土方開挖應(yīng)按照設(shè)計(jì)工況分層、分段進(jìn)行,嚴(yán)禁超挖。發(fā)生異常情況時(shí),應(yīng)立即停止挖土,并應(yīng)立即查清原因待采取相應(yīng)措施后,方可繼續(xù)開挖施工。土方開挖過程中,特別是在冬季、夏季施工時(shí),應(yīng)根據(jù)天氣變化,及時(shí)調(diào)整開挖方案,采取必要的安全、環(huán)境防護(hù)措施。
此部分應(yīng)注意的問題是開挖要嚴(yán)格按照土方開挖方案執(zhí)行。
3、支護(hù)結(jié)構(gòu)施工
樁(墻)、支撐、錨桿或土釘?shù)戎ёo(hù)結(jié)構(gòu)以及地下水控制施工應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)氖┕すに嚭凸ば颉.?dāng)施工對(duì)周圍建(構(gòu))構(gòu)筑物影響敏感時(shí),,應(yīng)當(dāng)采用必要的技術(shù)控制措施,防止產(chǎn)生過大的附加沉降。
此部分應(yīng)注意的問題是支護(hù)結(jié)構(gòu)及地下水控制施工應(yīng)選擇合理、適用的工藝和工序。
4、基坑保護(hù)
基坑周圍地面應(yīng)采取硬化和截排水措施,防止雨水、生活用水等地面水流入坑內(nèi)??颖谌绯霈F(xiàn)殘留水,應(yīng)采取插泄水管等措施,有組織地疏導(dǎo)土層中的殘留水?;拥椎臐B漏水應(yīng)及時(shí)排出,避免在基坑內(nèi)長(zhǎng)期積聚。開挖過程中,應(yīng)采取有效措施避免破壞和擾動(dòng)支護(hù)(支撐)結(jié)構(gòu)、工程樁(立柱)和槽底原狀土。當(dāng)采用機(jī)械開挖土方時(shí),應(yīng)在基坑底預(yù)留 150mm~300mm 厚的土層,由人工挖掘修整,以保持坑底土體原狀結(jié)構(gòu)。基坑在開挖和使用過程中,基坑周邊行車和堆載應(yīng)嚴(yán)格控制在設(shè)計(jì)荷載允許范圍內(nèi),嚴(yán)禁超載?;娱_挖完成后,應(yīng)及時(shí)清底驗(yàn)槽,澆注墊層封閉基坑,減少地基土暴露時(shí)間,防止暴曬或雨水浸泡而破壞地基土的原狀結(jié)構(gòu)。當(dāng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)完成后,應(yīng)及時(shí)對(duì)施工肥槽進(jìn)行回填,采用分層夯實(shí),以滿足設(shè)計(jì)密實(shí)度的要求。
此部分應(yīng)注意的問題是要強(qiáng)調(diào)基坑保護(hù)是基坑工程設(shè)計(jì)、施工的重要內(nèi)容。
5 、信息化施工
基坑開挖過程中,應(yīng)嚴(yán)格按監(jiān)測(cè)方案中的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目和監(jiān)測(cè)頻率進(jìn)行監(jiān)測(cè),并對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)進(jìn)行分析,指導(dǎo)施工,發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)通報(bào)相關(guān)單位,以便采取措施,防止事故發(fā)生。
此部分應(yīng)注意的問題是信息化施工基坑工程設(shè)計(jì)、施工的重要內(nèi)容,是保證基坑工程安全的重要手段。北京地方標(biāo)準(zhǔn)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(DB11/489-2007)規(guī)定,土釘墻施工應(yīng)包括現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試與監(jiān)控內(nèi)容,無(wú)監(jiān)測(cè)方案不得進(jìn)行施工。
6、施工過程中對(duì)地質(zhì)條件的驗(yàn)證及處理
巖土工程勘察報(bào)告是基坑設(shè)計(jì)施工的依據(jù),但是基坑的設(shè)計(jì)施工也不能過分的依賴于勘察報(bào)告,因?yàn)楫?dāng)前的基坑工程勘察,存在這一些非?,F(xiàn)實(shí)但又難以避免的問題,如,勘探點(diǎn)均按照一定的間距布置,復(fù)雜場(chǎng)地勘探點(diǎn)會(huì)密一些,但是再密,畢竟還是“一孔之見”,不可能把基坑影響范圍內(nèi)的土層特性、地下水情況全部反映清楚;有時(shí)勘察點(diǎn)的布置受現(xiàn)場(chǎng)條件所限,不能完全布置在基坑工程的關(guān)鍵部位;勘察報(bào)告的準(zhǔn)確性和真實(shí)性較差等等。因此,在基坑工程設(shè)計(jì)施工過程中,尤其在老城區(qū)或建筑物密集地段的基坑工程,設(shè)計(jì)、施工必須密切配合,對(duì)以下一些情況,加以重視。
(1)基坑涉及范圍內(nèi)的土層是否曾經(jīng)受過擾動(dòng),如,相鄰建筑基礎(chǔ)施工時(shí)的回填土,存在相鄰建筑基坑施工時(shí)的錨桿、土釘,曾經(jīng)因鋪設(shè)市政地下管線而進(jìn)行過開挖和回填,舊房拆遷后遺留的基礎(chǔ)等等。諸如此類的問題使擬建基坑工程涉及的土體受到過擾動(dòng),基坑設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)其擾動(dòng)歷史不容忽略,需進(jìn)行調(diào)查收集資料,必要時(shí),進(jìn)行有針對(duì)性的專項(xiàng)勘察。
(2)基坑開挖后揭露的地層性狀、地下水情況是否與勘察報(bào)告相符。若二者有差別,需根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)進(jìn)行必要的驗(yàn)算、設(shè)計(jì)調(diào)整及施工措施調(diào)整。
7、施工過程中的地下水處理
與基坑工程有關(guān)土中水有天然存在的地下水如潛水、承壓水,尤其需要重點(diǎn)關(guān)注的是施工過程中出現(xiàn)的水,包括降雨及與人類生活有關(guān)的地下設(shè)施如供水管、污水雨水管、化糞池等的滲漏、破損帶來(lái)的水,而后者十有八九要給基坑帶來(lái)麻煩,輕則出現(xiàn)險(xiǎn)情搶險(xiǎn)加固,重則釀成重大基坑事故,尤以土釘墻、復(fù)合土釘墻對(duì)土中水最為敏感。因此,巖土工程專家把土中水比喻為基坑工程的“天敵”、“災(zāi)星”、“元兇”、“罪魁禍?zhǔn)住?,那個(gè)名字都不過分。
水對(duì)基坑工程的影響大致有以下幾個(gè)方面:
(1)降低土體強(qiáng)度
土中水的增加使非飽和土的吸力減小,吸附強(qiáng)度降低,當(dāng)土體飽和時(shí),吸力及負(fù)孔隙壓力消失,表觀凝聚力隨之喪失,土的抗剪強(qiáng)度急劇降低。土中水可使部分巖土礦物軟化,土的結(jié)構(gòu)破壞。土中水產(chǎn)生的超靜孔隙水壓力使土體內(nèi)的有效應(yīng)力減小,強(qiáng)度降低。因土中水引起的土體抗剪強(qiáng)度降低、結(jié)構(gòu)破壞又導(dǎo)致錨桿(土釘)與土體的粘結(jié)強(qiáng)度降低。
(2)引起支護(hù)結(jié)構(gòu)荷載變化
有地下水使得支護(hù)結(jié)構(gòu)上增加了水壓力。在有水從基坑外向基坑內(nèi)滲流時(shí),基坑外向下滲透力增加了主動(dòng)土壓力,基坑內(nèi)向上的滲透力減小了被動(dòng)土壓力,因而滲流的影響也需加以考慮。在北方寒冷地區(qū),凍脹力不容小視。
(3)水位降低影響周圍環(huán)境的安全或正常運(yùn)行
地下水水位降低,土體產(chǎn)生壓縮變形,引起降水影響范圍內(nèi)的既有建(構(gòu))筑物、地下管線、道路等發(fā)生沉降。
(4)滲透破壞
滲透破壞的基本形式有流土和管涌。基坑工程中常見的滲透問題有承壓水引起的坑底突涌,截水帷幕滲漏或失效引起的流砂,降水不力或外來(lái)水引起的坑壁流砂,淤泥及高靈敏性土中的流滑,管涌等。尤其基坑內(nèi)的集水坑、電梯坑等局部加深部位,滲透破壞極易發(fā)生。
(5)土中水對(duì)錨桿(土釘)施工質(zhì)量的影響
在基坑開挖過程中,要時(shí)刻注意地下水的動(dòng)向。若發(fā)現(xiàn)土體中有水,需要立即判斷水害的來(lái)源:降水不力、土體本身的滯水、地下設(shè)施漏水、雨水或者施工用水等等。治理水害,必須查清水源,具體原因具體對(duì)待。一般有截?cái)?、排泄、疏?dǎo)等措施。所謂截?cái)? 就是對(duì)地下設(shè)施的漏水,找到源頭,堵死封住截?cái)嗨矗怪辉倭魅脒吰峦馏w內(nèi)。所謂排泄,就是設(shè)置排水溝, 把地面積水排走使之不滲透到邊坡土體中,把基坑內(nèi)的積水及時(shí)排走。所謂疏導(dǎo), 就是在支護(hù)過程中, 在坑壁設(shè)置濾水管, 使邊坡土體中的水沿濾水管流出。這些措施簡(jiǎn)單易行,針對(duì)不同的情況可采取一種或者同時(shí)采取幾種。
8、錨桿施工
(1)錨桿成孔
目前國(guó)內(nèi)鉆孔式錨桿的成孔工藝主要有套管跟進(jìn)成孔、螺旋鉆機(jī)成孔、泥漿護(hù)壁成孔。套管跟進(jìn)成孔工藝錨桿孔壁松弛小、對(duì)土體擾動(dòng)小、對(duì)周邊環(huán)境的影響最小。螺旋鉆機(jī)成孔、泥漿護(hù)壁成孔工藝由于泥皮的潤(rùn)滑作用,導(dǎo)致水泥漿固結(jié)體與鋼絞線的握裹力、錨固體與周圍土體的粘結(jié)強(qiáng)度大大降低,嚴(yán)重降低錨桿的承載力,而且螺旋鉆機(jī)成孔、泥漿護(hù)壁成孔成孔施工易引起上部地基變形,導(dǎo)致周邊環(huán)境受損。因此,應(yīng)優(yōu)先選用較為先進(jìn)的套管跟進(jìn)成孔工藝,尤其當(dāng)錨桿位于地下水位以下時(shí)。
(2)錨桿注漿
目前常用的錨桿注漿工藝有一次常壓注漿和二次壓力注漿。一次常壓注漿是漿液在自重壓力作用下充填錨桿孔,有的在漿液滲入土體液面下降后再進(jìn)行二次補(bǔ)漿,均屬于一次常壓注漿。二次壓力注漿需滿足二個(gè)指標(biāo),一是第二次注漿時(shí)的注漿壓力,一般需不小于 1.5MPa,二是第二次注漿時(shí)的注漿量。滿足這二個(gè)指標(biāo)的關(guān)鍵是控制漿液不從孔口流失。一般的做法是,或者在錨桿錨固段起點(diǎn)處設(shè)置止?jié){裝置,或者是在一次注漿錨固體達(dá)到一定強(qiáng)度后進(jìn)行第二次注漿。尤其當(dāng)錨桿位于地下水位以下時(shí),二次高壓注漿是確保錨桿質(zhì)量的重要措施。試驗(yàn)表明,二次高壓注漿可使土體的粘結(jié)強(qiáng)度提高 20%~200%(表 32.3.8),提高幅度與土層特性、二次高壓注漿量、注漿壓力等有關(guān)。
(3)帷幕截水條件下錨桿的施工
1)粉土、砂土層中錨桿施工
水在粉土、砂土中形成滲流后,粉土、砂土瞬間發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞,出現(xiàn)流砂、坍塌現(xiàn)象。在截水的基坑中,若錨桿孔口位于水位以下一定深度,錨桿孔口處水壓力較大(特別當(dāng)位于承壓水水位以下時(shí)),錨桿施工鉆穿帷幕時(shí),在強(qiáng)大的水壓力作用下,粉土、砂土顆粒從錨桿孔口涌出,導(dǎo)致錨桿無(wú)法施工。水土流失嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致地面下沉、塌陷、周邊環(huán)境受損。
因此,這種情況下錨桿施工需非常慎重。最好將錨桿孔口選在穩(wěn)定地下水位以上,否則,錨桿施工時(shí)必須采取防止錨桿孔內(nèi)流砂、堵漏等措施,并需通過試驗(yàn)確定施工工藝。
螺旋錨桿鉆機(jī)在水位以下的砂性土中成孔易塌孔,錨桿難以實(shí)施,塌孔嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致基坑周邊環(huán)境受損。
2)粘性土中錨桿施工
螺旋錨桿鉆機(jī)(俗稱“土錨”)在水位以下的粘性土中成孔易產(chǎn)生“和泥”現(xiàn)象,錨桿孔中充滿軟泥,錨桿孔壁稀軟。放置鋼絞線后,鋼絞線外裹滿泥漿。導(dǎo)致錨固體與鋼絞線的握裹力、錨固體與周圍土體的粘結(jié)強(qiáng)度大大降低,嚴(yán)重降低錨桿的承載力。
3)截水條件下錨桿施工的建議
粉土、砂土層中,錨桿孔口宜選在穩(wěn)定地下水位以上;錨桿位于地下水位以下時(shí),不論粘性土、粉土、砂土,均宜采用套管跟進(jìn)成孔工藝;錨桿宜采用二次高壓注漿工藝;錨桿施工鉆穿帷幕,需及時(shí)進(jìn)行堵漏、修補(bǔ)帷幕。