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摘要:我国经济日新月异的发展,在城市化进程下,深基坑开挖工程项目也越来越多,其标准要求越来越高。本文通过对广东省某轨道交通深基坑开挖工程实例进行分析,以期为广大同行在进行相关工程的建设中提供参考与借鉴。
关键词:深基坑;开挖;安全施工
在现代社会中,由于科技的进步以及人民经济水平的大幅提升,也让我国的建筑业的得到了长足的发展。在城市化的逐步推进下,地下建筑逐渐增多,深基坑是地下建筑的一种临时结构体系,也受到了越来越多的重视。深基坑开挖工程是需要同时考虑多种因素的一种综合性建筑专业技术,它需要和整体建筑的环境变化、基坑的稳定、地质勘探、施工开挖以及施工场地实际情况等共同考虑,以保证在施工时,地下结构的稳定及安全,降低建筑施工事故发生的可能性。所以,应当对深基坑开挖工程进行更加详细的探讨以及分析,确定一个切实可行、科学有效的支护方案。本文以广州某轨道交通深基坑开挖工程项目为例,进行具体分析。
一、工程概况及一般说明
1.1深基坑开挖及支护的定义
深基坑开挖及支护是指在进行建筑的地下开挖施工时,为了保障地下的结构以及在深基坑附近场地的安全而制定的相关防护措施。
1.2深基坑工程实例概述
此施工工程的轨道交通站为广东某城市轨道交通工程起点站。其设于两条大道的交叉路口处,呈南北走向。采用站台宽度为10.5m岛式站台,地下两层单柱双跨箱型框架结构(局部双柱三跨),配线区为地下一层,明挖(交叉路口处局部盖挖)顺筑法施工。车站起点里程YDK20+885.350,有效站台中心里程为YDK21+025.000,终点里程为YDK21+244.450,总长359.2m,标准段外包总宽19.2m。车站标准段埋深约16.7m,标准段顶板覆土厚度约3.3m,地下一层段覆土厚度约8.1m。车站平面位置图见图1-1所示。
图1-1车站平面位置图
二、深基坑工程环境概述
2.1地形地质
车站站址处为河口三角洲平原地貌,地形平坦,目前地表均为人工填土,地面高差一般小于1m。场地范围内揭露的地层岩性主要有:①填土层;②第四系海陆交互相沉积层;③第四系冲洪积层;④第四系河湖相沉积层;⑤下第三系华涌组。
2.2水文条件
车站的地下水分布有浅层孔隙潜水和下部承压水。地处亚热带还行季风性气候区,雨水丰富,降雨量大于蒸发量且为地下水主要补给来源。下部承压水主要从远处隔水层尖灭区以及上方浅水层获得补给,且少有开采地下水,深层地下水基本处于常年停滞状态。
三、深基坑开挖施工方法
3.1总体施工步骤概述
本工程车站施工方法为明挖顺筑法。主要施工步骤如下:车站地下连续墙施工→基底加固施工→施工疏干井→连续墙浮浆凿除,开挖至第一道支撑底面处→冠梁及第一道砼支撑施工→开挖至第二道支撑底面处→腰梁及第二道砼支撑施工→开挖至第三道支撑底面处→钢围檩及第三道钢支撑施工→开挖至基坑底面→基地验槽、接地网、垫层、车站防水→车站主体结构施工→顶板回填。
3.2基坑降水施工方法
根据本工程围护结特征及场地的水文地质特征,基坑工程的安全,顺利施工主要依赖于基坑地下水的控制,控制效果好,既保证了基坑本身安全,又方便了坑内施工作用,加快工期进度;反之,造成工期延误,甚或是影响基坑安全。
针对本工程特征,利用专业的降水设计理论及类似地层地下水控制经验,采用以下措施解决本基坑地下水问题:
(1)对上部潜水含水层,在基坑内布置管井进行疏干,采用全孔滤管,考虑到夹层的存在,单井的降水面积不宜过大。
(2)疏干井应提前进行降水,尽量降低土体中的含水量,保证基坑干开挖作业。
(3)对于下部承压含水层,考虑其透水性好、且实际难以隔断,再加之上部存在一层稳定的隔水顶板,因此,基坑降水过程中,疏干降水与降压降水分开设计,即对下部承压含水层单独设置降压井。
(4)针对基坑内、外水位差大,围护结构可能存在缺陷、基坑外周边环境复杂等特点,在基坑外布置适当的应急备用井。
(5)基坑开挖过程中,需持续降水,为保证降水效果,降水井采用钢管。降水井布置时,紧靠砼支撑布置,制作维护平台与砼支撑相连,开挖过程中井管保留至满足封井条件。
(6)严格控制降水井出水含砂率,同时严防围护结构渗水流砂,防止因地层颗粒损失造成较大的地面沉降。
(7)降水井正式施工前,进行现场水文地质抽水试验,验证降水方案;正式开挖前,进行生产性验证抽水试验,检验围护结构止水效果,确保水位能满足开挖要求。
3.3基坑土方开挖施工
车站基坑开挖范围内土方由素填土、杂填土、淤泥质土、可塑状粘性土、淤泥质粉土、粉细砂等组成,土方开挖量约123590m3,严格按照“分层、分段、对称、均衡、限时”的五大要素施工,土方开挖主要步骤如下:
(1)冠梁及混凝土支撑强度达到设计强度的80%后,开挖第一层土方,第一层土方开挖每个工作面基坑内采用2台PC200挖机加1台PC60挖机支撑的空隙间挖土,并配合翻土,基坑外长臂挖机直接将土方装车外运。
(2)挖土顺序:
第一层土方开挖:先将1台挖机调入到端头井中部位置进行开挖,逐步将端头井斜撑底部土方进行开挖倒运至边侧,在利用基坑外侧的挖机将开挖土方直接装车,将端头井第一层土方开挖完成,并向第二段方向进行放坡,形成作业面。
第二层土方开挖:基坑内采用PC200挖机进行横向倒运,地面采用1台18m反铲挖机在支撑间隙间挖土,对边角位置的零星土方由PC60小型挖机配合清理。挖出的土方直接装车至弃土场。第二层土方不得超挖,在对应的第二道支撑体系位置采用挖机碾压平整,人工配合清理,施工第二道混凝土支撑。
第三层、第四层、第五层开挖与第二层开挖相同,依次向车站中部位置进行放坡,并及时施工第三道钢支撑体系。
3.4深基坑开挖工程施工注意事项
对于建筑工程进行深基坑开挖时,其在进行施工时,应当以工程项目的实际情况为主制定注定事项,本工程的深基坑开挖施工注意事项如下:
(1)方案应安全可靠,技术可行,经济合理,施工方便,且符合区域规划要求、不影响以后地下空间的使用。
(2)深基坑的开挖以及支护只是建筑的一种临时结构,其设计使用年限有限,如果超过设计年限,则需要施工方、监理方以及设计人员根据现场实际情况制定新的方案。
(3)在基坑开挖过程中严格按照方案进行监测,基坑开挖期间,因加强监测频率及地面巡视工作,尤其在暴雨等恶劣天气时,做好相应的应急准备工作,并及时进行监测数据进行反馈,指导施工。
四、结语
综上所述,随着我国经济的发展,地下项目也随之增加,所以深基坑工程项目也慢慢的增加,且其深度也逐渐加大,从而使地下工程的施工更加危险。为了保障施工人员的安全,必须对深基坑施工方案进行重视,为我国建筑事业的发展做出贡献。
参考文献:
[1]刘翔.深基坑开挖的安全施工技术[J].科技创新与应用,2012,(08):166.
[2]吴益新.深基坑开挖的安全施工方案[J].科技创新导报,2008,(23):88-89.