基坑工程实操手册上线 这些要点不成没有知

在工程建设中,基坑工程是岩土工程中事故最频繁的工序,基坑坍塌,坑底隆起等事故时有发生。因此,实际工程中,应提高基坑施工操作,对基坑事故进行防范,及时进行基坑监测,以确保基坑周边建(构)筑物安全。下面整理了基坑施工的相关要点,一起来看看吧。

建筑

基坑支护要点

浅基坑支护形式

1、若基坑开挖深度不大,地下水位较低,且为一般粘性或砂土层时,应采用钢桩横挡板支撑;

2、若基坑开挖面积大,开挖深度小于5m,且为一般粘性土时,应采用叠袋式挡墙支护;

3、若基坑开挖面积大较大,开挖深度不大,且为机械挖土时使用时,应采用斜柱支撑,但若不能安设横撑时,应采用锚拉支撑;

4、若基坑开挖宽度较大,开挖深度小于5m,邻近有建筑物,且背面地基无下沉、位移时,应采用挡土灌注桩支护;

5、若场地条件允许,基坑开挖深度小于4m,且经验算可保证土坡稳定性,可采用放坡的形式与其他浅基坑支护形式结合,但若部分地段下部放坡不够时,则应采用临时挡土墙支撑及短桩横隔板支撑。

深基坑支护形式

1、排桩支护:具有较好的刚度,且施工成本较低,施工时不需要大型机械,打桩时不会产生噪声、振动。同时,排桩支护可分为柱列式排桩支护,连续排桩支护,组合式排桩支护3种形式,主要适用于基坑侧壁安全等级为一~三级,或采取降水和截水帷幕的深基坑。

2、地下连续墙:具有整体刚度大,挡水防渗性能好等优点,但其施工成本较高,一般适用于安全等级为一~三级,地质条件差和复杂,基坑深度大,周边环境要求较高的基坑。

3、SMW工法:具有止水效果好,对环境影响小,噪声小,墙身强度高等优点,但其施工成本较高,一般适用于粘性土,粉土,砂土,砂砾土,直径100mm以上的卵石,单轴抗压强度60MPa以下的岩层等情况。

4、TRD工法:具有成墙连续、表面平整、厚度一致、墙体均匀性好等优点,一般适用于各类建筑工程、地下工程、护岸工程、大坝、堤防的基础加固、防渗处理等方面。

此外,施工时还应注意以下要点。

1、施工前,应根据实际情况合理选择基坑支护方法,且应在经济的条件下尽可能地保证工程的安全和稳定,同时,应采取适当的预防措施,以保障基坑支护施工的顺利进行。

2、根据确定的基坑支护方案,并遵循“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则边开挖边支护,同时,应根据基坑深度计算总工期,即分层挖土加分层支护的工期总和。

3、使用机械开挖时,应在设计高程上留有一定厚度采取人工开挖。同时,若施工便道需经过基顶时,应在基坑顶面设置截水沟,以防地面水流入基坑,并在坑顶与便道之间设置1m宽的护道。

4、开挖深度不宜过大,开挖速度不宜过快,若挖土高差太大或挖土进度过快,极易改变土体原来的平衡状态,降低土体的抗剪强度,从而导致土体快速滑移,造成坍塌事故。

5、墩台基础开挖时应做好防水措施,并及时浇筑基础,以避免因基坑暴露过久或受地表水浸泡而影响地基承载力,同时应在基础施工完成后及时进行基坑回填并夯实。

6、须安排专业施工监测人员对基坑现场及周围建筑物进行监测,并动态分析监测资料,预测下一阶段工作的动态,以及时对施工中可能出现的险情进行预报。若超过位移设定的预警值时,应及时采取有效的应对措施,以确保工程安全。

基坑开挖

基坑开挖要点

放坡挖土法

放坡挖土法通常是指直接分层放坡开挖,其施工作业空间大,工期短。

放坡挖土法一般用于无支护土方开挖,多为空旷环境,较少用于城市中;若基坑开挖深度不大,周围环境允许,经验算能确保土坡的稳定性时,也可采用放坡挖土。

中心岛式挖土法

中心岛式挖土法具有挖土和运土速度快等优点,但由于首先挖去基坑四周的土,支护结构受荷时间长,在软粘土中时间效应显著,有可能增大支护结构的变形量,对于支护结构受力不利。

中心岛式挖土法一般用于有支护土方开挖,通常为具有较大空间情况下的大型基坑土方开挖。

盆式挖土法

盆式挖土法施工时,一般先开挖基坑中间部分的土方,周围四边预留土坡,土坡最后挖除。采用盆式挖土法可以使周边的土坡对围护墙有支撑作用,有利于减少围护墙的变形,但其缺点是大量的土方不能直接外运。

盆式挖土法一般用于有支护土方开挖,通常为基坑面积较大,支撑或拉锚作业困难且无法放坡的基坑。

此外,施工时还应注意以下要点。

1、基坑开挖时应遵循“土方分层开挖、垫层随挖随浇”的原则,其中在有支护的基坑开挖时应遵循“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则。

2、基坑开挖前,应检查周边现场环境,清除安全隐患,施工中密切观察、观测施工环境的不安全因素,及时做好认真检查安全防护措施。

3、多台挖掘机在同一作业面机械开挖,挖掘机间距应大于10m;多台挖掘机械在不同台阶同时开挖,应验算边坡稳定,上下台阶挖掘机前后应相距 30m
以上,且挖掘机离下部边坡有一定的安全距离,以防造成翻车事故。

4、基坑开挖时须结合边坡修护,在开挖一定深度后,应先修整好相应的土方开挖边坡,再进行下一层挖土。

5、基坑开挖至坑底标高以上200~300mm时应暂停挖土,并进行人工修土,同时,施工时应严格执行开挖程序,且土方开挖的顺序、方法必须与设计工况一致,严禁超挖,以确保施工安全。

6、无法采用机械时应采用人工挖土,并适当放慢挖机的开挖速度,使人工挖土尽量能跟上挖机的速度,同时二者须错开时间和地点,以确保挖土安全,挖出的土方应及时装满运出。

7、夜间施工要合理安排施工项目,防止土方超挖,且施工现场要根据需要设置照明设施,并在危险地段设置红灯警示标志。

8、若为雨季施工,则应根据施工现场情况,对因雨易翻浆地段优先安排施工。而在地下水丰富及地形低洼处等不良地段,应在优先施工的同时集中人力、机具,采取分段突击的方法,完成一段再开一段,切忌在全线大挖大填。

基坑降水要点

降水方法选择

1、如基坑排水技术水平要求不高,可选择明沟排水,不单独应用于高水位地区基坑边坡支护;如对基坑排水要求较高,则应选择人工截渗降排水。

2、轻型井点降水适用于基坑面积不大,降低水位不深的场合,适用于需要降低3~6m水位深度的情况下。

3、电渗井点法可适用于渗透系数小的细颗粒土,如粘土、亚粘土、淤泥质土等,并与轻型井点或喷射井点结合应用,由轻型井点或喷射井点降低水位深度。

4、深井井点降水可用于砂砾层等渗透系数大且透水层厚的施工环境,深井井点降水排水量大、降水深度大、降水范围大,得到了广泛应用。

降水设置要点

1、排水设施布置的原则为不影响基坑工程的整体施工,根据土质等情况合理选择坡度,并根据大致排水量计算排水沟的宽度和深度。

2、合理选择抽水泵,防止抽出过多砂石,影响基坑的稳定性。

3、判断停止降水的时机,考虑结构物是否可被淹没或可防淹没,并验算结构物底板强度和结构物整体重量是否可承受抗地下水上升的浮力。

4、降水过程中须对地下水位进行监测,避免降水过大,导致结构不均匀沉降。

降水施工要点

1、基坑宽度小于6m时可沿基坑长边方向在地下水上游单侧布置线性井点,大于6m应两侧或环状布置。

2、降水井运行一段时间后会形成地下水降水漏斗,根据降水漏斗坡度,划定受降水影响的地下水位范围,并注意其上的建筑物/构筑物。

3、地下水位宜降到基坑底高程以下0.5~1m,保持基坑开挖期间处于干燥状态,保证边坡稳定性与施工便捷性。

4、根据地下水深度和基坑深度合理布置井点间距,在确保降水效果的同时,避免过量排水。

基坑开挖

基坑验槽要点

验槽条件及准备工作

1、开挖完毕并且条件良好的基槽。

2、基础平面图,结构图,岩土工程勘察报告。

3、 比较结构设计所用的地基承载力、持力层与报告是否相同。

4、建筑位置与勘察范围是否一致。

5、场地内是否有软弱下卧层。

6、知晓地下是否有管线和相应的地下设施。

一般基坑验槽

1、观察场地内是不是有填土和新近沉积土。

2、周围土质与槽壁、槽底岩土的颜色颜色不同或有深浅变化。

3、局部含水量与其它部位是否不同。

4、场地内是否有异常带。

5、基底岩土的性质是否因雨、雪、天寒等情况使发生变化。

6、场地内是否有被扰动的岩土。

7、基槽地质情况开挖后与地质报告是否相符。

8、边坡稳定性是否良好。

9、严禁局部超挖后用虚土回填。

复合地基的验槽

1、 换土垫层应根据基坑深度的不同在进行垫层施工之前进行。

2、按深、浅基础的验槽分别进行后,才能进行下一步施工。

3、复合桩基,应在施工之中进行。

4、对各种采用预压法、压密、挤密、振密的复合地基,主要是用试验方法确定是否达设计要求。

桩基的验槽

机械成孔的桩基,在施工中进行。在施工过程中就应判明桩端是否进入预定的桩端持力层;泥浆钻进时,应认真判明预定的桩端持力层是否已经达到。

人工成孔桩,在桩孔清理完毕后进行。对摩擦桩,主要检验桩长;端承桩,主要检查的是进入持力层长度、桩端直径。在混凝土浇灌之前,应清净桩底松散岩土,检验桩身的垂直度。对大直径桩必须做到每桩必验。检验的重点是桩端进入持力层的深度、桩端直径等。(文章来自中车北京重工)

责任编辑:Keyi

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寻找身边的工匠 高楼基坑工程师:周予启

2016年3月5日,国务院总理李克强在政府工作报告中提到,要“鼓励企业开展个性化定制、柔性化生产,培育精益求精的工匠精神,增品种、提品质、创品牌”。“工匠精神”被写入政府工作报告,一时间引发社会热议。
“工匠精神”是一种坚韧不拔、一丝不苟、精益求精、追求卓越的精神。如今,中国的发展已开始转型升级,从“中国制造”升至“中国创造”,因此我们的时代需要“工匠精神”。为此,千龙网从2016年4月发起寻找“大国工匠”,推出首都各行各业行业精英的系列报道。他们文化不同,年龄有别,但都拥有一个共同的闪光点——热爱本职、敬业奉献。他们之所以能够匠心筑梦,凭的是传承和钻研,靠的是专注与磨砺。
导读:城市高楼雨后春笋般拔地而起,一栋一栋似比高。据了解,北京最高楼国贸三期高330米,中国在建第一高楼深圳平安金融中心高660米。决定高楼安全和质量的决定性方面和环节很多,而基坑工程质量的高低是其中极为关键的环节之一。中建一局集团建设发展公司副总经理、总工程师周予启就是基坑工程的专家。
“万丈高楼平地起,关键在于打地基。”中建一局集团建设发展公司副总经理、总工程师周予启在接受千龙网记者采访时说,“总工程师”、“项目经理”、“基坑专家”、“地下工作者”这些头衔都是熟悉他的人给贴的标签,可他最喜欢的还是“地下工作者”这一称呼。
18年来,一幢幢高楼大厦在周予启亲自打造的地基上拔地而起,包括中国在建第一高楼——660米的深圳平安金融中心,主塔楼已施工至104层,结构高度已达493米。
从一线的技术员开始成长起来的周予启,各类测量仪器的使用是基本功。图为周予启在工作中。中建一局供图
从一线的技术员开始成长起来的周予启,各类测量仪器的使用是基本功。图为周予启在工作中。中建一局供图
“破坏是为了安全!”
时间回到2010年,中国在建第一高楼——深圳平安金融中心工程的基坑施工正在紧张有序地进行着。
“2010年9月的一天,我像往常一样蹲守在平安工程的基坑边,”周予启回忆道,项目书记陈明突然跑到他面前,火急火燎地说:“周工,你赶紧跟我去趟地铁集团!”
到了深圳地铁集团,周予启才发现情况不妙,当时地铁集团的几位领导眉头紧锁。其中一位拿出了一张处罚决定书,严肃地说:“谁让你们把站厅的地面砸了?!地铁无法正常运营你们负得了责吗?!”
周予启接过处罚书,神情淡定地答道:“接下来我还要把出站口的地砖全都砸掉,你们要罚就等我把地砖都砸完再一起罚吧!”
在场的人都惊呆了!陈明急得拽住周予启的衣角暗示他不要再往下说了,心里想:“完了!完了!周予启一定是疯了!”
据周予启回忆,当时,那位领导注视着眼前这个瘦弱却气粗的“愣头青”,面露愠色。
“破坏是为了安全!砸地砖是为了给基坑和地铁之间的地下岩土注浆,注了浆土方才不会因为侧压力大变形,地铁才能更安全!”周予启没看领导的脸色,继续理直气壮地说:“我们中建一局是负责任的企业,等注完浆,我们会立即把地面修整好,还会换上比现在还好的大理石呢!”
听到这里,那位领导凝重的表情开始缓和,陈明也长出了口气,向大家介绍说周予启是岩土专家,他主持建造的“明星”基坑有很多,北京第一高楼国贸三期、华北第一高楼天津津塔都是他的作品。
在场的一位站长主动向周予启伸出了手说:“您就是周工啊,我们听说过您的名字,您到我们地铁设计院来过,征服了不少我们地铁领域的岩土专家呢!”
“平安工程的基坑离深圳交通大动脉1号线只有6米,离最近的购物公园站不到2米,每天经过这个车站的乘客有上百万。”周予启告诉千龙网记者,按照国家规定,基坑施工引起的建筑物变形不能超过50毫米,地铁变形不能超过4毫米。
他说,作为中国第一高楼,平安的基坑深33.3米,最深处达60米,可谓中国最深基坑。因为工程地处闹市,施工区域狭窄,只能一次性开挖到底,摆在周予启面前的难题可想而知。
基坑开挖前,周予启拿着方案去找深圳地铁领导,没想到方案被否决。周予启还没受过这样的挫折。他是北京小有名气的岩土专家,早就具备了注册岩土工程师的资格,还会经常被邀赴世界或中国超高层建筑论坛做专题演讲。
周予启没有因为自己的“老资格”自大,而是又精心准备了几套方案。他知道地铁领域都是岩土专家,必须拿出让专家们信服的方案才行。
最后,周予启的“袖筏管注浆”施工方案征服了专家论证小组。这个第一次引入房建领域的“袖筏管注浆”施工工艺,就是在基坑与地铁轨道之间筑起一座“钢筋混凝土”的坚不可摧的“地连墙”。
经监测,深圳地铁1号线最终变形不到2毫米,比最小值4毫米又增加了2毫米的“安全值”。2014年周予启总结的“袖阀管注浆施工”获得了北京市级工法。
超高层施工技术中,楼层自重导致的沉降是很重要的技术难点。周予启除了正常的技术交底外,总会亲自检视测量结果。图为周予启在工作中。中建一局供图
超高层施工技术中,楼层自重导致的沉降是很重要的技术难点。周予启除了正常的技术交底外,总会亲自检视测量结果。图为周予启在工作中。中建一局供图
“我们尽全力保证通信电缆的绝对安全!”
2010年9月的一天,周予启办公室的门突然被推开,进来两个人既没自我介绍也没寒暄,径直走到周予启面前问:“你是这个工程的总工吗?我有重要的事情找你!”
周予启回忆道,当时客人掏出证件表明身份后对他说:“你们施工区域内有两条连接深圳和香港的重要通信电缆,希望你们能尽全力保证这两条电缆不受一点儿影响!”
基坑周边正在进行岩土加固,旋喷管以30兆帕的压力把粘稠的浆体注进岩土,要让近在咫尺的电缆不受丝毫影响只有减轻喷射压力,可这样就无法保证注浆的强度,会直接影响到基坑的安全。
减压?电缆可不受丝毫影响,但基坑安全难以保证;不减压?基坑安全了,但可能会有土渗入电缆管道……周予启纠结了!他低头沉默了一会儿又抬起头坚定地对客人说:“没问题!我们尽全力保证通信电缆的绝对安全!”
经过多次试验和计算,周予启重新调整了施工参数,减慢注浆管的提升速度,在距离电缆2米处将注浆压力降为0,安全与坚固都做到了!
除了电缆,平安工程基坑下面几乎集全了给水、雨水、污水、电信、电缆、燃气、电力所有种类的管线。平安地处深圳中心区,北边是深圳信息枢纽大厦,东边是两个280米高的超高层金融大楼,南边是1500户居民的高层住宅。无论哪条管线出问题,都会影响到附近上万人的正常工作和生活。平安工程基坑施工的全过程中,没发生一起管线损坏事故。
基坑远看是一个大圆坑,33米的深度也就是一个数据,只有身在其中才能感受到他的“巨大”。图为周予启实地测量基坑深度。中建一局供图
基坑远看是一个大圆坑,33米的深度也就是一个数据,只有身在其中才能感受到他的“巨大”。图为周予启实地测量基坑深度。中建一局供图
8根“定楼神针”插入60米深处
2011年4月6日,周予启带领项目团队开始了基坑桩基施工,就是要把8根擎天巨柱打进地下60米深处,竖向支撑起68万吨的第一高楼楼体。每一根巨柱的直径达8米、抗压承载力超过10万吨,可以轻松载起一艘“辽宁号”航母,堪称中国最大工程桩也不为过。
在打桩过程中,钻机还没到标高就停住了,司机苦着脸对周予启说:“钻杆折了!”周予启判断:这是遇到了微风化花岗岩。他又找来冲击钻机,打了没几个小时,几吨重的钻锤碎了。周予启这次确定:一定是碰到了深圳地下硬度最强的微风化花岗岩了!
地质探测仪不像X光,能透视地下的结构,一旦遇到复杂的地质情况,只能“盲人摸象”般探索着往深处走。
靠着以往的经验,周予启想起了青藏铁路施工中用到的德国宝峨旋挖钻机,他马上回到北京找到了德国宝峨驻中国办事处,调来了两台旋挖钻机,向最硬的微风化花岗岩猛攻,8根巨柱如“定楼神针”般在地下60米处与地壳牢牢长在了一起,托起了稳如泰山的中国最高楼。
周予启站在南塔基坑下,看着这一切又仿佛重新开始一样,只是多了深圳平安北塔这个庞然大物做背景。中建一局供图
周予启站在南塔基坑下,看着这一切又仿佛重新开始一样,只是多了深圳平安北塔这个庞然大物做背景。中建一局供图
深圳的台风和暴雨说来就来。项目开工不久就遭遇了一场9级台风的袭击。施工现场外面的马路一眨眼积了半米深的水,大家紧张地看着水位快速上涨,心都提到了嗓子眼儿,万一马路上的水倒灌进基坑,就是灭顶之灾。
周予启指挥工人在现场门口堵上了早就准备好的沙袋。果然,水位还没涨到沙袋的中间位置就退了,基坑里的降水也很快就用事先备好的几台水泵抽得干干净净。
一位工长敬佩地对周予启说:“周工,您真是神算!您怎么知道基坑要比马路高出30厘米就能挡住雨水?”
周予启呵呵一笑:“我可不是神,一来深圳,我就查过深圳地下排水管道和最近几年的降雨情况,准备多少沙袋够用我也事先做了精确计算。”
当平安基坑工程顺利封顶后,周予启登上中国第一高楼拍了张照片,照片上的他终于放心地笑了。他不止一次地说:“只有大楼封顶才能证明基坑是安全的!”
“万丈高楼基坑起”——周予启“上天入地”,深入地下60米,用专注敬业和勇于担当的精神,不断超越,征服了中国最深基坑,擎起了中国第一高楼!