深基坑施工方案

2023-02-09 08:39:04 字數 4777 閱讀 9891

1.1. 基坑排水、降水方法

在土方開挖過程中,當開挖底面標高低於地下水位的基坑(或溝槽)時,由於土的含水層被切斷,地下水會不斷滲入坑內。地下水的存在,非但土方開挖困難,費工費時,邊坡易於塌方,而且會導致地基被水浸泡,擾動地基土,造成工程竣工後建築物的不均勻沉降,使建築物開裂或破壞。因此,基坑槽開挖施工中,應根據工程地質和地下水文情況,採取有效地降低地下水位措施,使基坑開挖和施工達到無水狀態,以保證工程質量和工程的順利進行。

基坑、溝槽開挖時降低地下水位的方法很多,一般有設各種排水溝排水和用各種井點系統降低地下水位兩類方法,其中以設明(暗)溝、集水井排水為施工中應用最為廣泛、簡單、經濟的方法,各種井點主要應用於大面積深基坑降水。

1.1.1. 集水坑排水法

一、排水方法

集水坑排水的特點是設定集水坑和排水溝,根據工程的不同特點具體有以下幾種方法:

1.明溝與集水井排水

2.分層明溝排水

3.深層明溝排水。

4.暗溝排水

5.利用工程設施排水

二、排水機具的選用

基坑排水廣泛採用動力水幫浦,一般有機動、電動、真空及虹吸幫浦等。選用水幫浦型別時,一般取水幫浦的排水量為基坑湧水量的1.5—2倍。

當基坑湧水量q<20m3/h,可用隔膜式幫浦或潛水電幫浦;當q在20-60m3/h,可用隔膜式或離心式水幫浦,或潛水電幫浦;當q>60 m3/h,多用離心式水幫浦。隔膜式水幫浦排水量小,但可排除泥漿水,選擇時應按水幫浦的技術效能選用。當基坑湧水量很小,亦可採用人力提水桶、手搖幫浦或水龍車等將水排出。

1.1.2. 井點降水法

在地下水位以下的含水豐富的土層中開挖大面積基坑時,採用一般的明溝排水方法,常會遇到大量地下湧水,難以排乾;當遇粉、細砂層時,還會出現嚴重的翻漿、冒泥、流砂現象,不僅使基坑無法挖深,而且還會造成大量水土流失,使邊坡失穩或附近地面出現塌陷,嚴重時還會影響鄰近建築物的安全。當遇有此種情況出現,一般應採用人工降低地下水位的方法施工。人工降低地下水位,常用的為各種井點排水方法,它是在基坑開挖前,沿開挖基坑的四周、或一側、二側埋設一定數量深於坑底的井點濾水管或管井,以總管連線或直接與抽水裝置連線從中抽水,使地下水位降落到基坑底0.

5—1.0m以下,以便在無水乾燥的條件下開挖土方和進行基礎施工,不但可避免大量湧水、冒泥、翻漿,而且在粉細砂、粉土地層中開挖基坑時,採用井點法降低地下水位,可防止流砂現象的發生;同時由於土中水分排除後,動水壓力減小或消除,大大提高了邊坡的穩定性,邊坡可放陡,可減少土方開挖量;此外由於滲流向下,動水壓力加強重力,增加土顆粒間的壓力使坑底土層更為密實,改善了土的性質;而且,井點降水可大大改善施工操作條件,提高工效加快工程進度。但井點降水裝置一次性投資較高,運轉費用較大,施工中應合理地布置和適當地安排工期,以減少作業時間,降低排水費用。

井點降水方法的種類有:單層輕型井點、多層輕型井點、噴射井點、電滲井點、管井井點、深井井點、無砂混凝土管井點以及小沉井井點等。可根據土的種類,透水層位置,厚度,土層的滲透係數,水的補給源,井點布置形式,要求降水深度,鄰近建築、管線情況,工程特點,場地及裝置條件以及施工技術水平等情況,作出技術經濟和節能比較後確定,選用一種或兩種,或井點與明排綜合使用。

表1為各種井點適用的土層滲透係數和降水深度情況。可供選用參考。

表1各種井點的適用範圍

注:無砂混凝土管井點、小沉井井點適用於土層滲透係數10-250m/d,降水深度5-10m。

1.2. 邊坡穩定

開挖基坑時,如條件允許可放坡開挖,與用支護結構支擋後垂直開挖比較,在許多情況下放坡開挖比較經濟。放坡開挖要正確確定土方邊坡,對深度5m以內的基坑,土方邊坡的數值可從有關規範和文獻上查出,對深基坑的土方邊坡,有時則需通過邊坡穩定驗算來確定,否則處理不當就會產生事故。我國在深基坑邊坡開挖方面發生過一些滑坡事故,有的雖然未滑坡,但產生了過大的變形,影響施工正常進行。

對於有支護結構的深基坑,在進行整體穩定驗算時,亦要用到邊坡穩定驗算的知識。

從理論上說,研究土體邊坡穩定有兩類方法,一是利用彈性、塑性或彈塑性理論確定土體的應力狀態,二是假定土體沿著一定的滑動面滑動而進行極限平衡分析。

第一類方法對於邊界條件比較複雜的土坡較難以得出精確解,國內外許多人在這方面進行不少研究工作,也取得一些進展,近年來還可採用有限單元法,根據比較符合實際情況的彈塑性應力應變關係,分析土坡的變形和穩定,一般稱為極限分析法。

第二類方法是根據土體沿著假想滑動面上的極限平衡條件進行分析,一般稱為極限平衡法。在極限平衡法中,條分法由於能適應複雜的幾何形狀、各種土質和孔隙水壓力,因而成為最常用的方法。條分法有十幾種,其不同之處在於使問題靜定化所用的假設不同,以及求安全係數方程所用的方法不同。

1.3. 基坑土方開挖

高層建築基坑工程的土方開挖,在設法解決了地下水和邊坡穩定問題之後,還要解決土方如何開挖的問題,即選用什麼方法、什麼機械、如何組織施工等一系列問題。

在基坑土方開挖之前,要進行詳細的施工準備工作,在開挖施工過程中要考慮開挖方法和人工開挖和機械開挖的配合問題,開挖後還要考慮對一些特殊地基的地基處理問題。

1.3.1. 施工準備工作

基坑開挖的施工準備工作一般包括以下幾方面內容:

1.查勘現場,摸清工程實地情況。

2.按設計或施工要求標高整平場地。

3.做好防洪排洪工作。

4.設定測量控制網。

5.設定就緒基坑施工用的臨時設施。

1.3.2. 機械和人工開挖

在開挖施工過程中人工開挖和機械開挖的配合問題一般要遵循以下幾條原則和方法:

1.對大型基坑土方,宜用機械開挖,基坑深在5m內,宜用反鏟挖土機在停機面一次開挖,深5m以上宜分層開挖或開溝道用正鏟挖土機下入基坑分層開挖,或設定鋼棧橋,下層土方用抓斗挖土機在棧橋上開挖,基境內配以小型推土機堆集土。對面積很大、很深的裝置基礎基坑或高層建築地下室深基坑,可採用多層同時開挖方法,土方用翻斗汽車運出。

2.為防止超挖和保持邊坡坡度正確,機械開挖至按近設計坑底標高或邊坡邊界,應預留80~50cm厚土層,用人工開挖和修坡。

3.人工挖土,一般採取分層分段均衡往下開挖,較深的坑(槽),每挖1m左右應檢查邊線和邊坡,隨時糾正偏差。

4.對有工藝要求,深入基岩面以下的基坑,應用邊線控制爆破方法松爆後再挖,但應控制不得震壞基岩面及邊坡。

5.如開挖的基坑(槽)深於鄰近建築基礎時,開挖應保持一定的距離和坡度,以免在施工時影響鄰近建築基礎的穩定。如不能滿足要求,應採取在坡腳設擋牆或支撐進行加固處理。

6.挖土時注意檢查基坑底是否有古墓,洞穴,暗溝或裂隙、斷層(對岩石地基)存在,如發現跡象,應及時匯報,並進行探查處理。

7.棄土應及時運出,如需要臨時堆土,或留作回填土,堆土坡角至坑邊距離應按挖坑深度,邊坡坡度和土的類別確定,乾燥密實土不小於3m,鬆軟土不小於5m。

8.基坑挖好後,應對坑底進行抄平,修整。如挖坑時有小部分超挖,可用素土、灰土或礫石回填夯實至與地基土基本相同的密實度。

9.為防止坑底擾動,基坑挖好後應儘量減少暴露時間,及時進行下一道工序的施工,如不能立即進行下一工序時,應預留15—30cm厚覆蓋土層,待基礎施工時再挖去。

1.3.3. 地基區域性處理

對於基坑開挖過程中或開挖後遇到特殊地基問題要進行地基區域性處理,以下介紹了幾種特殊地基的區域性處理方法。

一、 坑(填土,淤泥,墓穴)的處理

1 若松土坑在基槽中,且較小時, 將坑中軟弱虛土挖除,使坑底見天然土為止,然後採用與坑底的天然土壓塑性相近的土抖回填,當天然土為砂土時,用砂或級配砂回填,天然土為較密實的粘性土,則用3:7灰土分層夯實回填,天然土為中密可塑的粘性土或新近沉積粘性土,可用1:9或2:

8灰土分層夯實回填。

2 若鬆土境較大且超過基槽邊沿時,因各種條件限制,坑(槽)壁挖不到天然土層時,可將該範圍內的基槽適當加寬,用砂土或砂石回填時,基槽每邊均應按l1:h1=1:1坡度放寬,用l:

9或2:8灰土回填時,基槽每邊均應按l1:h1=0.

5:1坡度放寬,用3:7灰土回填時,如坑的長度2m,基槽可不放寬,但灰土與槽壁接觸處應夯實。

3 若松土坑較大且長度超過5m時,將坑中軟弱土挖去,如坑底土質與一般槽底土質相同,可將基礎落深,做1:2踏步與兩端相接,每步不高於50cm,長度不小子100cm,如深度較大,用灰土分層回填夯實至坑(槽)底一平。

4 若松土坑較深,且大於槽寬或1.5m時,槽底處理完後,還應適當考慮是否需要加強上部結構的強度,常用的加強辦法是;在灰土基礎上l~2皮磚處(或混凝土基礎內)、防潮層下1~2皮磚處及首層頂板處各配置3~4根φ8~12鋼筋,跨過該鬆土坑兩端各1m。

5 對地下水位較高的松土坑,將坑(槽)中軟弱的鬆土挖去後,再用砂土或混凝土回填

二、 井或土井的處理

1水井,在基礎附近將水位降低到可能限度,用中,粗砂及塊石,卵石或碎磚等夯填到地下水位以上50cm.如有磚砌井圈時,應將磚井圈拆除至坑(槽)底以下1m或更多些, 然後用素土或灰土分層夯實回填至基底(或地坪底)。

2 桔井在距基礎邊沿5m以內,先用素土分層夯實,回填到地坪下1.5m處,將井壁四周磚圈拆除或鬆軟部分挖去,然後用素土或灰土分層夯實回填。

3 枯井在基礎下,條形基礎3b或柱基2b範圍內先用素土分層夯實,回填到基礎底下2m處,將井壁四周較軟部分挖去,有磚井圈時,將磚按規定拆除,熱後用素土或灰土分層夯實回

4 井在房屋轉角處,但基礎壓在井上部分不多時除按以上辦法回填處理外,還應對基礎加強處理,如在上部設鋼筋混凝土板跨越。當影響不大時,可採用從基礎中挑樑的辦法。

5 井在房屋轉角處,且基礎壓在井上部分較多用挑樑的辦法較困難或不經濟時,則可將基礎沿牆長方向向外延長出去,使延長部分落在天然土上,並使落在天然土上的基礎總面積,不小於井圈範圍內原有基礎的面積,同時在牆內適當配筋或用鋼筋混凝土梁加。

6 井巳淤填,但不密實可用大塊石將下面軟土擠緊,再用上述辦法回填處理,若井內不能夯填密實時,則可在井磚圈上加鋼筋混凝土蓋封口,上部再回填處。

三、 區域性軟硬(高差)地基的處理

1若基礎下區域性遇基岩、舊牆基、老灰土、大塊石或構築物盡可能挖除,以防建築物由於區域性落於較硬物上造成不均勻沉降而建築物開裂,或將堅硬物鑿去30~50cm深,再回填土砂混合物夯實。

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1.1.基坑排水 降水方法 在土方開挖過程中,當開挖底面標高低於地下水位的基坑 或溝槽 時,由於土的含水層被切斷,地下水會不斷滲入坑內。地下水的存在,非但土方開挖困難,費工費時,邊坡易於塌方,而且會導致地基被水浸泡,擾動地基土,造成工程竣工後建築物的不均勻沉降,使建築物開裂或破壞。因此,基坑槽開挖施...

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