基坑工程施工技术及其监测探讨

建筑论坛　ＪｉｏｎＺｈｕ　ＬｕｎＴｏｎ　建筑与发展　Ｊｉａｎ　ＺｈｕＹＵ　Ｆｏ　Ｚｈａｎ　・１９１・　基坑工程施工技术及其监测探讨　吴文超王志鹏刘薇　沈阳华昌岩土工程有限公司　辽宁　沈阳　１１００１３　【摘要】以桩墙式支挡结构施工、支撑结构施工和土钉墙结构施工为例，对基坑工程施工施工技术进行了较详细地探讨，同时概述了几种常　用的用以确保基坑工程施工质量的监测技术。　【关键词】基坑工程施工技术监测　１引言　基坑工程是指为了保证施工现场周边环境不受损害、主体地下结　构的安全以及基坑施工的顺利进行而开展的土方开挖与回填、降水、　加固及支护结构的设置等工程的总称。通常要涉及到设计、勘察、监　测，施工等作业。随着国民经济的飞速发展，地质灾害治理、路桥、　高层与超高层建筑、水利水电等１：程项目也呈现出蒸蒸日上的景象。　为了跟上建设工程的发展步伐，作为建设工程的基础性和前期工作，　基坑工程也必须“与时俱进”，不断地进行发展与完善。　２桩墙式支挡结构施工　桩墙式支挡结构主要包括四种类型，即，排式灌注桩支挡结构、　板桩支挡结构、水泥土挡土墙支护结构、槽壁式地下连续墙结构。不　同的结构类型，其施工方法和施工技术也不相同，限于篇幅，本文　仅详细介绍了前两种结构型式的施工技术与方法。　２．１排式灌注桩支挡结构施工　对于用于支挡结构的桩排在施工时，应满足下述的要求：（１）冲　（钻）孔灌注桩桩底的沉渣厚度不得超过２００ｍｍ，尤其是用作承重结构　时。（２）垂直于轴线方向桩柱的桩位和沿支挡结构的轴线的偏差都应在　５０ｍｍ以下，桩的垂直度偏差不得超过０．５％。（３）圈梁施工前，应清理　干净支护桩顶的浮浆凿，桩顶上部钢筋的露出长度也应在要求范围之　内。（４）在埋设、吊装和绑扎不均匀的配筋钢筋时，要保证钢筋笼安　放方向与设计方向的一致性。（５）对于桩排，应采用跳桩的施工方式，　邻桩成孔的施工应在混凝土灌注２　４小时以后进行。　２．２板桩支挡结构施工　板桩支挡结构包括钢筋混凝土板桩结构和钢板桩结构。其中，钢　筋混凝土板桩通常是由预制的钢筋混凝土板桩组成，如若考虑重复使　用时，一般采用预制预应力混凝七板桩。桩身截面形状可用工字形或　者Ｔ形，然而，一般是采用矩形。而钢板桩支护结构则通常采用ｚ形　或者是Ｕ形的截面形状。当基坑较深、载荷较大时，也可以采用Ｈ钢、　钢管其它的组合截面钢。当基坑较浅时，亦可采用正反扣槽钢。　钢板桩通常单独或者是互相配合使用振动、静压或锤山的方法沉　入土中　在沉桩前，应对现场的钢板桩编号并逐块检查，钢板桩的　尺寸偏差应在误差范围要求之内。比如，长度挠曲应小于１％，截面　宽度偏差应住～５ｒａｍ与１０ｍｍ之问，桩的端向平整度应小于３ｍｍ，截面　高度的偏差范围为一３ｍｍ到３ｍｍ。当钢板长度不够时，可按照等强度原　则采用同样型号的板桩接桩，一般先进行对焊，之后再焊接头加强　板。　钢板桩不宜单独打入，应分段打入。对于半封闭或封闭支挡结　构，应预先计算好其需要的块数，应确保首块沉入钢板桩的沉桩垂直　度，且其应比之后沉入的钢板桩长２　ｍ　３　ｍ。如若条件允许，在打桩　前，最好能在地面上沿着支挡结构的位置预先设置导架。通常情况　下，钢板桩是作为基坑临时支护结构的，一旦地下主体工程结束即可　将其拔除。但是，在进行钢板桩拔除的过程中极易引起周围土体的沉　降和侧向移动，从而导致周边环境的安伞无法得到保障　为避免此现　象的发生，通常采取以下两种措施：一是在钢板桩拔起后，立即在　桩位孔的内部插入套好塑料袋或者布袋的注浆管，直到空隙的底部，　之后进行灌浆；二是顺着拔桩方向事先在钢板桩的外侧插入注浆管，　一旦板桩拔起后，通过邻近的注浆管＿上即进行注浆。　３支撑结构施工　在对支撑结构施工时，要注意其安装及拆除的顺序，一定要符合　支护结构的设计工况，且密切配合主体工程和土方开挖的施工顺序。　所有的支撑均应在地基上开槽后再进行安装，当支撑结构的顶部需要　运行挖十机械时，必须注意支撑顶面的安装高度，一般情况下，应　低于坑内Ｊ－面２５０ｍｍ左右。基坑与钢板支撑结构之间的空隙需用粗砂　吲填，并且在ｔ：方车辆和挖士机的通道处架设道板。在基坑分层开挖　时，应先安装支撑，之后才可挖下部土方，同一层土的开挖按照“边　开挖边安装支撑”的原则进行。在楼板或者主体结构底板完成后，且　满足设计强度时，可借助楼板或者底板的后件平面刚度和强度拆除对　应部位的支撑。　４土钉墙支护施工　士钉墙支护结构的施工包括以下几步：（１）修整边坡、开挖工作　面、边坡排水。土方必须进行分层开挖，绝对禁止超挖，也不允许　欠挖，开挖后要做好壁面的人　［修整工作。（２）进行第一层混凝土的喷　射。喷射时，应保持喷头喷射面的垂直，喷射作业宜分片分段依次　进行。（３）进行成孔、安装、置筋、注浆等上钉设置工作　（４）安装　绑扎钢筋网，在该步中要注意钢钢筋笼安放方向。（５）进行第二层混凝　上的喷射。　５基坑工程施工监测　基坑　ｆ：程的施工监测是指在地下工程施工和基坑开挖过程中对周　围环境条件的变化、基坑士层性状及支护结构变位进行各种分析及观　测工作，并及时地反馈观测结果，以掌握基坑内外　：体和支护结构移　动，随时采取相应的措施，或调整参数，确保施　【　的安全和顺利进　行。施工监测一方面有利于资料的髟Ｊ累，为施　技术和设计理论的改　进提供依据，另一方面对设计的正确性进行检验。分析以往的基坑工　程事故不难总结出，在基坑Ｊ：程重大事故发生前通常都会出现一些预　兆，若能切实地做好监测工作，及时地发现事故的预兆，进而采取　丰｝ｊ应的措施，则可降低基坑重大事故发生的概率，减少因基坑事故带　来的社会影响和经济损失，这足在］：程实践中已经得到证实的。　基坑支护开挖的施工监测内容主要包括六项：（１）坑底七体足否　隆起；（２）坑周围上体的压力和位移是否变化：（３）支护结构的弯矩（内　力）和位移；（４）相邻建筑物、地下工地下管线等保护对象的异常现　象、沉降、．水平位移等；（５）立柱的沉降与水平位移或隆起、支撑轴　力的变化；（６）孔隙水压力及地下水位的变化。　（下转第１８７页）　建筑论坛　ＪｌａｎＺｈｕ　ＬｕｎＴａｎ　建筑与发展　Ｊｉａｎ　ＺｈｕＹｕ　Ｆａ　Ｚｈａｎ　・１８７・　称量，计算含石率，将大于３　８ｍｍ的碎（砾）石回入试坑，用灌砂　法测定体积，求出干容重，依据含石率与最大干容重关系图，找出　最大干容重，计算压实度。　填石路堤或含石量超过７　０％的土夹石路堤，（包括软基处理地　段），禁止采用机械摊铺和乱填的施工方法，必须采用人工手摆（大　压实度的评定中最小值不能小于规定值的两个百分点。对于小于　两个百分点的地段应进行处理后再检测。　⑤回弹弯沉的检测　回弹弯沉是计算回弹模量的依据，是确保路基路面的基础。在路　基施工完毕后进行回弹弯沉的测定，以满足设计要求，回弹弯沉仪用　面朝下，小面朝上），摆稳靠紧，用小石块和石屑或泥土先后嵌缝　５．４ｍ或３．６ｍ。　后用压路机碾压后，用工艺法控制其旅工质量，不出现石块转动，无　下沉，石块紧密、稳定，表面平整无轮迹为合格。只有在路基压实　弯沉值代表值计算：Ｌｒ＝－ｉ＋Ｚａ－Ｓ＞　度、平整度、碾压宽度检验合格，并经监理工程师签认后，方可进　Ｌｒ一弯沉代表值　行上层填筑。　ｉ一测量弯沉平均值　④检验段压实度的评定：　Ｓ一标准差　晦　√ｎ≥ｌ　Ｌ　一弯沉设计值　Ｋ——检验段压实度代表值　Ｚａ一与要求保证率有关的系数：①高速和一级公路取２．０；　——检验段压实度平均值　②二级及二级以下公路取１．６４５　ｔ　——分布表中随测点数和保证率而变的系数　回弹模量与弯沉值的关系式：　ｓ——检测值均方差　Ｌｏ＝９３０８Ｅｏ一　。　ｒｌ——检测点数　Ｌ　一回弹弯沉值　ｋ　——压实度标准值，见下表　Ｅ　一设计回弹模量　这里要注意的是，保证率系数不同于压实系数，规范规定：高速公　⑥对不合格地段的处理　路、一级公路路基路面的保证率系数为９　５％，查表时就查９　５％那～栏。　对那些弯沉值较大，超过平均值加２倍均方差的地段，应多测几　压实度标准值　个点，划出范围，认真分析原因。引起弯沉过大的原因很多，如含水量　霞鹰　＼　＼　公路等绒　过大、压实度不够、以及填料的选择、软基路段的处理不当等，都可能　＼　雨Ｉ　速　｝　他　影响弯沉的检测结果　所以，只有找出原因，才能拿出处理方案。　～＼罐｛＝｝；他　—＼　级公　公路　有必要时，应挖开用较好的填料进行换填。　路　结束语　～＼　莓填硬路　蹄球（Ｏ～８０Ｃｍ）　９６％　９５％　只有在工程施工中增强质量意识，严格控制填料质量、控制松铺　路　ｌ路眯（　鳓）　９６％　９５％　厚度、控制碾压遍数及平整度，严格试验过程控制，加大质量管理　堤　ｌ　Ｉ　堤ｃ　８０～１５０）　９４％　９４％　的力度和深度，才能够确保公路路基工程的质量。　ｃｍ　Ｉ卜踹堤（＞１５０）　９３％　９２％　占Ｌ　路　肚　ｔ　（上接第１９１页）　基坑工程的监测工作包括的内容主要有支撑轴力量测、土压力量　５．２位移量测　测、孔隙水压力量测以及位移量测。监测手段主要有分层沉降仪、测　位移的测量包括地表水平和沉降位移的测量和深层竖向位移的测　斜仪、水准仪、土压力盒、经纬仪、钢筋应力计、水位观测仪、　量。其中，地表水平位移的量测方法有多种。例如，根据观测仪器　孔隙水压力仪等。限于篇幅，本文仅对土压力量测与位移量测进行了　和现场条件而定，常用的方法有照准线法（又称视准线法或线法）、前　介绍。　方交会法、导线测量法、三角测量法等。对于竖向位移，可采用精　５．１土压力量测　密水准测量的方法，通过在周围建筑物上或地表埋设沉降点进行量　要想做好土压力的量测，首先就要明白土体的受力状况及其测量　测。根据位移的观测结果，绘制出竖向位移过程曲线、水平位移过　原理。基于土力学里有效应力的原理，士体空隙内的水承担的孔隙水　程曲线等多种曲线，以方便基坑工程施工时使用。　压力与土颗粒的接触面所承受的有效应力共同组成了土中任意一点的作　用总应力。基坑中存在的应力包括结构一土边界接触应力和土中应　参考文献　力。七中任意一点的应力按照矢量方向又可分解为切向剪应力和法向　正应力。　［１］刘春．探讨建筑基坑工程支护的施工技术［Ｊ］．中国科技纵　土压力的测量一股是指对法向正应力的测量，采用的设备是土压　横，２０１０（１１）．　力盒。土压力测量的关键是监测点的布置，其布置应遵循以下原则：　［２］陈健森．浅谈深基坑施工应用及支护措旌［Ｊ］＿，　东建材，　（１）在地下管线较多、复杂环境周围布设；（２）在需要解释预定现象特　２００９　２５（６）．　点的地方布设：（３在比较典型及受力较大的位置布设；（４）那些可以得　［３］朱瀛，　张大男．基坑工程的施工监测技术［Ｊ］．沈阳大学学　到地基土或结构受力分布规律和状态的位置布设。监测点布设完毕之　报，２００５（４）．　后就要进行土压力盒的埋设工作，通常采用的方法有水压活塞式埋设　［４］赵友合．建筑深基坑工程监测技术设计要点［Ｊ］．煤炭工　法和挂布法。之后通过土压力盒即可得到不同地方的土压力值。　程，２００４（１）．