防止基坑土方坍塌
的技術措施
近年來,我市高層建築愈來愈多。大多數高層建築的基礎埋置深度較大,以滿足抗震設計的要求,同時利用地下室,建造地下車庫、商場、倉庫和人防設施等,從而,建築基坑的開挖和支護便成了乙個突出的問題。
基坑支護不僅要保證基坑內能正常安全作業,而且要防止基底及坑外土體移動,保證基坑附近建築物、道路、管線的正常執行。近年來,基坑支護工程的技術水平得到了迅速提高,積累了比較豐富的經驗,但也有不少教訓。當前迫切需要解決的問題是:
如何以比較低的經濟代價,在比較短時間內實現安全的基坑開挖;加快支護技術的開發,為更深的多層地下室施工提供新的技術和安全保證。現將基坑開挖,支護施工經驗介紹安全監察站,供參考:
一、防止基坑土方坍塌的安全措施:
1、 基坑開挖應視現場情況而定,當基坑深度在5m以內且現場條件、工程所處環境、地理條件、允許放坡的情況下,當採用人工開挖時需滿足表1-1的放坡要求。當採用機械開挖時需滿足表1-2的放坡要求
表1-1
表1-2
2、 當基坑深度超過5m且現場條件、工程所處環境、地理條件放坡達不到安全要求時,可採用放坡與支護聯合使用,如:在坑底用砂袋堆砌護坡。或採用檔土板支護。
二、 在基坑開挖過程中的降水措施:
1、 施工過程中若地下水位較高,當開挖基坑或溝槽至地下水位以下時,由於土的含水層被切斷,地下水將不斷滲入坑內,雨季施工時,地面水也會流入坑內。這樣,不僅此使施工條件惡化,而且土被水浸泡後會導致地基承載能力的下降和邊坡的坍塌。為了保證質量和施工安全,做好施工排水工作,保持開挖土體的乾燥是十分重要的。
2、 施工過程防止或排除地面水(包括雨水、施工用水,生活汙水等)一般採取在基坑,周圍設定排水溝,截水溝或築土堤等辦法,盡量利用原排水系統使臨時性排水設施與永久性排水設施相結合。而降低基坑中的地下水常採取集水坑法和井點法。
3、 集水坑降水法是一種常用的簡易的降水方法,適用於較小,降水深不大的基坑槽開挖。對軟土或含有細砂、粉砂或淤泥層時,不宜採用這種方法,易產生流砂現象。集水坑降水法是在基坑開挖過程中,沿坑底周圍或**挖有一定坡度的排水溝,坑底每隔20-40m設乙個集水坑,集水坑寬度一般為0.
6-0.8m,坑保持低於基坑底1-2m。
4、 井點降水法降低基坑內地下水是在基坑開挖之前,在基坑四周埋設一定數量的濾水管井利用抽水裝置抽水,使地下水位降落至基坑底以下,並在基坑開挖過程中仍不斷抽水。井點型別有:輕型井點、噴射井點、電滲井點、管井井點和深井井點。
各類井點的適用範圍
4.1 輕型管路系統包括:濾井、井點管、彎聯管及總管等。
4.2 基坑的寬度小於6m;降水深度不超過5m時,採用單排井點,並布置在地下水上游一側兩端延伸長度不小於基坑寬度,如基坑寬度大於6m或土質排水不良時,宜採用雙排線狀井點,基坑面積較大時採用環形井點,井點管距坑壁一般不小於1m以防區域性漏氣。靠近河流處或總管四角部分應適當加密。
4.3 井點管埋設深度ha(不包括濾管可按下式計算)
ha ≥h1+h1+il
h1—井點管埋設面至基坑底面的距離(m)
h1—基坑底面至降低後的地下水位距離,一般取0.5-1.0m.
i— 水力坡度,單排井點取1/4,雙排及環形井點取1/10。
l—井點管至基坑中的水平距離。輕型井點降水深度一般不超過6m,如算出ha大於6m應降低總管的埋設標高以適應降水深度的要求。
4.4 輕型井點湧水量按水井理論計算,當基坑長度與寬度之比大於5或基坑寬度大於2倍抽水影響半徑時,現有公式不能直接使用要將基坑劃分若干塊,使符合計算條件。水井根據井底是否達到不適水層及是否承受水壓力分為四種型別:
a無壓完整井
b無壓非完整井
c承壓完整井
d承壓非完整井
井點系統總湧水量:
無壓完整井
q=1.366(2h-s)s/(lgr-lgx0)
無壓非完整井:
q=1.366(2h0-s)s/(lgr-lgx0)
承壓完整井
q=2.73kms/(lgr-lgx0)
承壓非完整井:
2.73h0s/(lgr-lgx0)
其中 x0= fr=1.95s hk
h、m—含水層厚度,
f—環形井點所包圍面積,
s—水位降低值,
r—抽水影響半徑,
x0—假想半徑,
k—滲透係數。
抽水影響深度h0
ho〉h取ho=h
單根井點最大出水量
q=65∏dl 3 k
d-濾管直徑
l-濾管長度
k-滲透係數
井點管根數 n=1.1 q/q 1.1備用係數考慮井點管堵塞等因素
井點管間距
d= l/n l 總管長度n 井點管根數井距必須大於5∏d
4.5 關於井點降水施工中應注意的問題
4.5.1當形成三個以上降水井點時,應進行抽水試驗工作,以此獲得真實的水文地質引數及單井湧水量。
4.5.2抽水試驗過程應進行含砂量觀測,若井水含砂量較大,應調整井點反濾層結構並對以後施工井點進行包網處理,
4.5.3井點使用時,基坑周圍井點應對稱、同時抽水,使水位差控制在要求限度內。
4.5.4降水執行期間做好水位觀測工作,以便隨時獲得水位降低資訊。
4.5.5做好進場維護工作,這是保證邊坡穩定及周邊建築物安全的前提。
4.5.6 靠近建築物的深井,應使建築物下的水位與附近水位之差保持不大於1m,以免造成建築物的不均勻沉降而出現裂縫。為此,要加強水位觀測,當水位差過大時,應立即採取措施補救。
4.5.7井點供電系統應採用雙線路,防止中途停電或發生其他故障,影響排水。必要時設定能滿足施工要求的備用發電機組,以防止突然停電,造成水淹基坑。
4. 6哈爾濱市道裡、道外沿江地區地下水位較高一般考慮井點降水。南崗地區地下水位較底注意作好地表水的維護工作(馬家溝河兩岸區域性地區應考慮降水)。
三、 防止基坑坍塌和毗臨建築物地基穩定支護措施:
1、 深基坑支護結構包括擋牆支護和支撐(土錨)支護兩部分。常用支護結構按計算體系不同有兩種形式即重力式和非重力式:①重力式包括:
深層攪拌水泥土樁擋牆、旋噴樁帷幕。②非重力式包括:鋼板樁、鋼筋混凝土板樁、鑽孔灌注樁擋牆、h型鋼支柱木檔板支護牆和地下連續牆。
3、 土壓力的計算方法:
基坑支護問題中第一步首先要確定土壓力的性質大小方向和作用點.對於土壓力計算現多採用古典的朗肯理論即。
主動土壓力計算公式:
бa=rzka (無粘性土 )
бa=rzka-2c ka (粘性土)
ka-主動土壓力係數:tan2(45°-φ/2)
r —牆後填土的重度kn/m3地下水位以下用有效重度
c —填土粘聚力kpa
φ—填土的內磨擦角(度)
z-所計算點離填土面的深度m
被動土壓力計算公式:
бp=rzkp無粘性土)
бp=rzkp+2c kp (粘性土)
kp—被動土壓力係數:tan2=(45°+φ/2)
如基坑邊有均布荷載將均布荷載換算成當量重h=q/r,如有地下水側壓力為水壓力與土壓力的總和水壓力rwh,
3、 非重力式支護結構包括:鋼板樁:其優點鋼板樁在軟土地基地區鋼板樁打設方便,有一定擋水能力,施工迅速,且打設後可立即開挖,其缺點鋼板樁柔性較大,打設噪音對相鄰土體擾動力較大、鋼筋混凝土板樁:
其優點鋼筋混凝土板樁施工方便,截面企口有一定擋水作用,其缺點打設時存在對地基的振動且噪音較大、鑽孔灌注樁擋牆其優點剛度較大,抗彎能力強,其缺點為以後地下工程施工造成障礙,且樁間隙間擋水效果較差、h型鋼支柱或鋼筋混凝土樁支柱木擋板支護牆其優點為用後可拔出重複使用使用較為經濟,但一次投資較大、地下連續牆其優點為剛度大,抗彎能力強,擋水效果好。
哈爾濱市深基坑支護最常用的是樁錨支護體系,即用灌注樁作為擋土樁,樁間距一般按經驗選取後進行配筋及驗算。用土層錨桿提供水平拉力,其計算體系採用等值樑法。
3.1.1 板樁前kp=kkp=ktg(45°+φ/2)
板樁後kp'=k'kp =k'tg(45°+φ/2)
被動土壓力修正係數:
3.1.2計算樁牆上土壓力強度等於零的點離挖土面的距離y,在y處樁前的被動土壓力等於樁後的主動土壓力
rkpy=rka(h+y)
則y=pb/r(kp-ka)
3.1.3計算最小入土深度
t0=y+x
x= 6p0/r(kp-ka)
x通過對d點取矩求得實際埋深應位於x之下t=k2 t0pa
防止坍塌安全技術措施
2 模板 在模板施工過程中,應選用符合材質規定的材料做立柱,支撐立柱基礎應牢固,下鋪通長大板,嚴禁墊磚,嚴格控制模板支撐系統的沉降量。3 在施工過程中,模板上應均勻堆放物料,嚴禁集中堆放。4 拆模施工前,必須向拆模人員進行交底,拆除過程中,有專人指揮,並在下面劃出作業區,嚴禁非操作人員進入或通過。拆...
防止坍塌事故安全技術措施
一 防止土石方工程施工中防坍塌事故安全技術措施 1 挖出的土石方應及時運離孔口,不得堆放在開挖處周圍1公尺的範圍內,機動車輛的通行不得對井壁的安全造成影響。2 四周必須設定護欄,一般加1.2公尺高圍欄圍護。3 軸線的控制點和水準基點應設在不受施工影響的地方。開工前,經複核後應妥善保護,施工中應經常複...
防基坑坍塌安全技術措施
1.為確保在塔架基坑內進行作業時,現場施工人員安全與健康和施工的順利進行,根據有關規程 規範,結合本工程情況制定本安全措施。2.專案部技術負責人 專職安全員 技術員,以及進行本項施工作業的施工隊長 作業人員必須熟悉並嚴格遵守和執行本措施。3.土方開挖至設計高程後應盡快進行鋼混施工,基坑土方工程驗收必...