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)測等單位)進行基坑支護設(shè)計方案技術(shù)交底,明確各工序的設(shè)計要求、技術(shù)要求和質(zhì)量標準。
此部分應(yīng)注意的問題是要強調(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)各方對基坑工程設(shè)計、施工、監(jiān)測等技術(shù)要求全面、正確、準確了解、掌握。
2、土方開挖
土方開挖應(yīng)按照設(shè)計工況分層、分段進行,嚴禁超挖。發(fā)生異常情況時,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,應(yīng)根據(jù)天氣變化,及時調(diào)整開挖方案,采取必要的安全、環(huán)境防護措施。
此部分應(yīng)注意的問題是開挖要嚴格按照土方開挖方案執(zhí)行。
3、支護結(jié)構(gòu)施工
樁(墻)、支撐、錨桿或土釘?shù)戎ёo結(jié)構(gòu)以及地下水控制施工應(yīng)選擇適當?shù)氖┕すに嚭凸ば?。當施工對周圍建(?gòu))構(gòu)筑物影響敏感時,,應(yīng)當采用必要的技術(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
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)。坑壁如出現(xiàn)殘留水,應(yīng)采取插泄水管等措施,有組織地疏導土層中的殘留水?;拥椎臐B漏水應(yīng)及時排出,避免在基坑內(nèi)長期積聚。開挖過程中,應(yīng)采取有效措施避免破壞和擾動支護(支撐)結(jié)構(gòu)、工程樁(立柱)和槽底原狀土。當采用機械開挖土方時,應(yīng)在基坑底預留 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)?;釉陂_挖和使用過程中,基坑周邊行車和堆載應(yīng)嚴格控制在設(shè)計荷載允許范圍內(nèi),嚴禁超載。基坑開挖完成后,應(yīng)及時清底驗槽,澆注墊層封閉基坑,減少地基土暴露時間,防止暴曬或雨水浸泡而破壞地基土的原狀結(jié)構(gòu)。當基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)完成后,應(yīng)及時對施工肥槽進行回填,采用分層夯實,以滿足設(shè)計密實度的要求。
此部分應(yīng)注意的問題是要強調(diào)基坑保護是基坑工程設(shè)計、施工的重要內(nèi)容。
5 、信息化施工
基坑開挖過程中,應(yīng)嚴格按監(jiān)測方案中的監(jiān)測項目和監(jiān)測頻率進行監(jiān)測,并對監(jiān)測數(shù)據(jù)及時進行分析,指導施工,發(fā)現(xiàn)異常情況及時通報相關(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、施工的重要內(nèi)容,是保證基坑工程安全的重要手段。北京地方標準《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》(DB11/489-2007)規(guī)定,土釘墻施工應(yīng)包括現(xiàn)場測試與監(jiān)控內(nèi)容,無監(jiān)測方案不得進行施工。
6、施工過程中對地質(zhì)條件的驗證及處理
巖土工程勘察報告是基坑設(shè)計施工的依據(jù),但是基坑的設(shè)計施工也不能過分的依賴于勘察報告,因為當前的基坑工程勘察,存在這一些非?,F(xiàn)實但又難以避免的問題,如,勘探點均按照一定的間距布置,復雜場地勘探點會密一些,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;有時勘察點的布置受現(xiàn)場條件所限,不能完全布置在基坑工程的關(guān)鍵部位;勘察報告的準確性和真實性較差等等。因此,在基坑工程設(shè)計施工過程中,尤其在老城區(qū)或建筑物密集地段的基坑工程,設(shè)計、施工必須密切配合,對以下一些情況,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,如,相鄰建筑基礎(chǔ)施工時的回填土,存在相鄰建筑基坑施工時的錨桿、土釘,曾經(jīng)因鋪設(shè)市政地下管線而進行過開挖和回填,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,基坑設(shè)計時,對其擾動歷史不容忽略,需進行調(diào)查收集資料,必要時,進行有針對性的專項勘察。
(2)基坑開挖后揭露的地層性狀、地下水情況是否與勘察報告相符。若二者有差別,需根據(jù)實際情況及時進行必要的驗算、設(shè)計調(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、破損帶來的水,而后者十有八九要給基坑帶來麻煩,輕則出現(xiàn)險情搶險加固,重則釀成重大基坑事故,尤以土釘墻、復合土釘墻對土中水最為敏感。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”、“罪魁禍首”,那個名字都不過分。
水對基坑工程的影響大致有以下幾個方面:
(1)降低土體強度
土中水的增加使非飽和土的吸力減小,吸附強度降低,當土體飽和時,吸力及負孔隙壓力消失,表觀凝聚力隨之喪失,土的抗剪強度急劇降低。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,強度降低。因土中水引起的土體抗剪強度降低、結(jié)構(gòu)破壞又導致錨桿(土釘)與土體的粘結(jié)強度降低。
(2)引起支護結(jié)構(gòu)荷載變化
有地下水使得支護結(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,基坑外向下滲透力增加了主動土壓力,基坑內(nèi)向上的滲透力減小了被動土壓力,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)土中水對錨桿(土釘)施工質(zhì)量的影響
在基坑開挖過程中,要時刻注意地下水的動向。若發(fā)現(xiàn)土體中有水,需要立即判斷水害的來源: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,具體原因具體對待。一般有截斷、排泄、疏導等措施。所謂截斷, 就是對地下設(shè)施的漏水,找到源頭,堵死封住截斷水源,使之不再流入邊坡土體內(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)的積水及時排走。所謂疏導, 就是在支護過程中, 在坑壁設(shè)置濾水管, 使邊坡土體中的水沿濾水管流出。這些措施簡單易行,針對不同的情況可采取一種或者同時采取幾種。
8、錨桿施工
(1)錨桿成孔
目前國內(nèi)鉆孔式錨桿的成孔工藝主要有套管跟進成孔、螺旋鉆機成孔、泥漿護壁成孔。套管跟進成孔工藝錨桿孔壁松弛小、對土體擾動小、對周邊環(huán)境的影響最小。螺旋鉆機成孔、泥漿護壁成孔工藝由于泥皮的潤滑作用,導致水泥漿固結(jié)體與鋼絞線的握裹力、錨固體與周圍土體的粘結(jié)強度大大降低,嚴重降低錨桿的承載力,而且螺旋鉆機成孔、泥漿護壁成孔成孔施工易引起上部地基變形,導致周邊環(huán)境受損。因此,應(yīng)優(yōu)先選用較為先進的套管跟進成孔工藝,尤其當錨桿位于地下水位以下時。
(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行二次補漿,均屬于一次常壓注漿。二次壓力注漿需滿足二個指標,一是第二次注漿時的注漿壓力,一般需不小于 1.5MPa,二是第二次注漿時的注漿量。滿足這二個指標的關(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處設(shè)置止?jié){裝置,或者是在一次注漿錨固體達到一定強度后進行第二次注漿。尤其當錨桿位于地下水位以下時,二次高壓注漿是確保錨桿質(zhì)量的重要措施。試驗表明,二次高壓注漿可使土體的粘結(jié)強度提高 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(特別當位于承壓水水位以下時),錨桿施工鉆穿帷幕時,在強大的水壓力作用下,粉土、砂土顆粒從錨桿孔口涌出,導致錨桿無法施工。水土流失嚴重時將導致地面下沉、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,錨桿施工時必須采取防止錨桿孔內(nèi)流砂、堵漏等措施,并需通過試驗確定施工工藝。
螺旋錨桿鉆機在水位以下的砂性土中成孔易塌孔,錨桿難以實施,塌孔嚴重時導致基坑周邊環(huán)境受損。
2)粘性土中錨桿施工
螺旋錨桿鉆機(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)強度大大降低,嚴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,不論粘性土、粉土、砂土,均宜采用套管跟進成孔工藝;錨桿宜采用二次高壓注漿工藝;錨桿施工鉆穿帷幕,需及時進行堵漏、修補帷幕。