地基基坑范文

地基基坑范文（精选8篇）

地基基坑 第1篇

1.1 工程地理位置

高宝金融大厦工程项目拟建场地位于陆家嘴金融贸易区X3-1地块, 西侧为银城西路、北侧为花园石桥路。工程场地形状基本呈矩形。

1.2 工程简介

本工程项目基地面积8128m2, 总建筑面积70014m2, 主要建筑为地上40层, 地下室3层。建筑总高度为178.8m, 室外场地绝对高程4.200m。

2 地基加固分部简况

本工程属于深基坑工程, 被动区土体需要加固处理, 故采用Φ850三轴搅拌桩进行施工加固, 在被动区加固体和槽壁加固体之间采用压密注浆进行填充施工, 工程主裙楼底板高差处采用Φ1000高压旋喷桩进行加固, 电梯井深坑区域的支护钻孔灌注桩外侧设置单排设Φ1000高压旋喷桩止水帷幕, 电梯井坑侧壁采用Φ1000高压旋喷桩进行加固留土, 坑底部采用Φ1000高压旋喷桩封底。

根据地质勘察报告, 拟建场地的地基土主要土层厚度如表1:

本场地浅部地下水属潜水类型, 主要补给来源为大气降水, 地表径流。上海市常年平均水位理深0.5-0.7m, 低水位理深为1.5m, 地下水对混凝土无腐蚀性。

3 施工特点

3.1 围护形式多样、衔接复杂

由于地基加固设计针对工程的特点, 采用多工艺、多形式的围护形式相结合:有三轴搅拌桩加固、Φ1000旋喷桩、压密注浆等形式多, 工种衔接较复杂。

3.2 施工工期较紧、施工场地小

本工程施工内容为三轴搅拌桩、旋喷桩, 其中三轴搅拌桩工程量约为19097.73m3、4592.64m3;旋喷桩为5159.57m3。工期目标30天。

4 施工方案

本工程基坑地基土加固施工的设计要求:

工程基坑被动区土体采用Φ850三轴搅拌桩进行加固, 三轴搅拌桩中心距为600mm, 桩身段长分别为16.55m、14.95m两种, 桩顶标高-7.30m。三轴搅拌桩采用P.O32.5级水泥, 水灰比为2.0:1。水泥掺量在基底以上为10%, 桩身段长分别为12.55m、10.95m两种;水泥掺量在基底以下为20%, 桩身段长为4m。

工程基坑被动区加固体和槽壁加固体之间采用压密注浆进行填充, 压密注浆采用P.O32.5级水泥, 压密注浆浆液注入率为20%, 浆液配比为水泥:粉煤灰:水玻璃=1:0.5:0.04, 水灰比为0.55。注浆孔间距为1m, 注浆段分为21.35m、19.75m两种, 注浆顶控制标高-2.50m。

4.1 Ф850三轴搅拌桩施工工艺及施工方法

4.1.1 三轴搅拌桩采用Φ850三轴搅拌动力装置、配备日产DH-608履带式桩机3台, 实行一次钻搅达到设计深度, 沿桩位中心线制作水泥土搅拌桩。搅拌桩桩体的水泥掺量为基底以上为10%、基底以下为2 0%, 水灰比控制在2.0:1。桩体间搭接长度25cm。桩轴中心距600mm, 三孔面积1.495m2。采用强度等级为32.5级普通硅酸盐水泥。

4.1.2 定位、钻孔、移机

操作人员根据确定的位置严格控制钻机桩架的移动。桩机移动就位由班长统一指挥, 桩机移位前看清上、下、左、右各方面的情况, 移动结束后检查定位情况并及时纠正, 确保钻孔轴心就位不偏。桩机应平稳、平正, 确保钻机立柱导向架的垂直度偏差小于1/250, 并用经纬仪进行校核

4.1.3 搅拌注浆

在开机前按要求进行水泥浆液的搅制。将配制好的水泥浆送入贮浆桶内备用。水泥浆配制好后, 停滞时间不得超过2小时, 搭接施工的相邻搅拌桩施工间隔不得超过12小时。注浆时通过2台注浆泵注入注浆流量:200L/min/每台。

根据设计所标深度, 钻机在下沉和提升过程中, 通过在钻机立柱上做醒目标记控制桩长, 同时钻机在钻孔和提升全过程中, 保持螺杆匀速转动, 在水泥掺量相同时匀速下钻, 匀速提升, 同时根据下钻和提升的不同速度, 注入不同掺量的水泥浆液, 采用钻杆注浆和多层搅拌叶片搅拌并高压喷气使钻杆周边土体均匀搅拌, 以保证桩身水泥土的均匀度, 也同时为加快搅拌桩成桩速度。在桩底部分必须重复搅拌注浆, 确保搅拌桩的质量。三轴水泥搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液, 同时严格控制下沉和提升速度。根据设计要求和有关技术资料规定, 水泥掺量为10%时, 下沉速度不大于1.5m/min, 提升速度不大于3m/min;水泥掺量为20%时, 下沉速度不大于0.8m/min, 提升速度不大于1.6m/min, 在桩底部分适当持续搅拌注浆, 做好每次成桩的原始记录。

4.1.4 清理泥浆

由于水泥浆液的定量注入搅拌桩内, 将有一部分水泥土被置换涌出地面, 采用挖机将水泥土清理出加固区域, 保持场地的整洁, 确保桩体的硬化成型和下道工序的继续, 被清理的水泥土将在24小时之后开始硬化, 硬化后运出场地。

4.2 高压旋喷桩施工工艺及施工方法

4.2.1 根据本工程设计要求及现场情况, 主裙楼底板高差处采用Φ1000@800高压旋喷桩进行加固, 电梯坑区域钻孔灌注桩外侧设置单排设Φ1000@700高压旋喷桩止水帷幕, 电梯井坑侧壁采用Φ1000@800高压旋喷桩进行加固留土, 底部采用Φ1000@800高压旋喷桩封底。

施工采用二重管高压旋喷桩施工工艺。利用旋喷桩专用钻机使二重注浆管钻进到土层的预定深度后, 通过在管底部侧面的一个同轴双重喷嘴, 同时喷射出高压浆液和空气两种介质的喷射流冲击破坏土体, 即以高压泥浆泵等高压发生装置喷射出≥26MPa左右的压力的水泥浆液, 从内喷管中喷出, 并用0.7MPa左右压力把压缩空气, 从外喷嘴中喷出, 将水泥浆液与土体混合, 在高压水泥浆液和它外围环绕气流的共同作用下, 破坏土体的能量显著增大, 喷嘴一面喷射一面旋转提升, 最后在土体中形成圆柱状固结体。

4.2.2 施工要求

当注浆管置入钻孔, 喷嘴达到设计标高时即可喷射注浆, 喷射注浆参数达到规定值后, 按旋喷桩的工艺要求, 提升注浆管, 由下向上喷射注浆。注浆管分段提升的搭接长度宜大于100mm, 在高压喷射注浆过程中出现压力骤然下降、上升或冒浆等异常情况时, 应查明产生的原因并及时采取措施。当高压喷射注浆完毕, 应迅速拔出注浆管。桩与桩搭接长度应≥200mm。

4.2.3 施工技术措施

1) 定位

确定旋喷桩桩位, 桩位放样误差小于10cm。并报监理方检验复核。

2) 成孔

旋喷桩位放好并经复核合格后, 旋喷桩机就位, 成孔为旋喷桩机自成孔, 成孔深度大于设计深度0.5m, 成孔时用水平尺检查钻机机架垂直度, 桩机垫平垫稳, 钻进中不得发生倾斜和移动, 垂直度偏差小于1/100, 确保桩间距和邻桩桩体搭接。

3) 旋喷注浆作业

下喷管前先检查和调试气嘴及喷浆口是否完好畅通。下喷管必须垂直对准孔心, 保证喷管提升和旋转, 当喷管下至设计深度以下10cm左右开始拌送水泥浆, 然后开启压缩空气, 待送浆30秒后且孔口冒浆正常时方可旋喷提升, 并保持合理提升速度。喷注中如上节喷管要卸除, 下节喷管继续作业时, 必须待下部喷管高出井口装置20cm以上方可停止喷注, 保证加固体垂向连续性。成桩结束后及时做好桩顶回灌。

4) 回灌

因旋喷桩成桩后桩顶可能有一个收缩过程, 喷射灌浆完毕后, 应继续向孔内灌注水泥浆液, 保证桩体顶标高。

5 施工质量保证措施

三轴搅拌桩施工质量保证措施:

5.1 严格控制质量标准, 检查复核质量保证资料, 坚持进行必要的实验测试 (水泥) 、质量检查, 建立严格验收把关制度。

5.2 根据确定的水泥浆液的配合比, 做好量具的检验可行手段, 严格控制水灰比, 搅拌时间, 浆液质量, 注浆时控制注浆压力和注浆速度。

5.3 严格控制钻管下钻, 提升的速度, 若出现注浆阻塞或断浆现象, 应及时停泵, 排除故障后, 再采取有效的措施进行复喷浆, 严防断桩、空桩。

5.4 设备进场前进行施工现场踏勘, 详细了解场地情况及周围环境状况, 了解水, 电源位置及管线情况。协助摸清地下障碍物及周边管线情况。

5.5 机械设备准备, 设备进场前作好维修保养工作, 保证设备机械完好, 做好相应的配套工作, 配套设备性能完好, 应用方便, 辅助器具。

6 结束语

地基基坑 第2篇

（一）悬壁式排桩嵌固深度不足

现象：挖土至坑底时发现桩倾斜，桩身出现裂缝，坑边地面产生裂缝，附近道路下沉，邻近房屋出现竖向裂缝等；严重时排桩倒塌，连接圈梁折断，桩后土方陷入基坑内，基坑支护破坏。（如图 4、图 5）

原因分析：

悬臂桩的埋深嵌固深度没有通过计算确定或计算不准确，未按要求施工；其次是未做好排水和止水措施。

防治措施：

悬臂桩的嵌固深度须通过计算确定，计算时应考虑土的物理参数。不按土的物理参数计算确定或按经验确定嵌固深度的将发生重大事故。

（二）钢 板桩渗漏

钢板桩是由带锁口或钳口的热轧型钢制成，将单块钢板桩互相连接就形成钢板桩墙，在基坑工程中用以挡水和挡土。在软土地区基坑深在 5m 以上时，必须采用拉结方式，悬臂式桩只能用于 5m 以下(按规范规定)。钢板桩施工，先安装围檩，分片将钢板桩打入土中，筑成封闭式围圈，然后在圈内挖土。

现象：基坑挖土过半时，发现钢板桩渗漏，主要在接缝处和转角处。

原因分析：

1）钢板桩旧桩较多，使用前未进行矫正修理或检修不彻底，锁口处咬合图 图 4 4：深基坑排桩支护效果较好

图 图 5 5：深基坑支护边坡坍塌

不好，以致接缝处易漏水。转角处为实现封闭合拢，应有特殊型式的转角桩，这种转角桩要经过切断焊接工序，可能会产生变形； 2）打设钢板桩时，两块板桩的锁口可能插接不严密，不符合要求； 3）桩的垂直度不符合要求，导致锁口漏水。

防治措施：

1）旧钢板桩在打设前需进行整修矫正。矫正要在平台上进行，对弯曲变形的钢板桩可用油压千斤顶顶压或火烘等方法矫正； 2）作好围檩支架，以保证钢板桩垂直打入和打入后的钢板桩墙面平直； 3）防止钢板桩锁口中心线位移，可在打桩进行方向的钢板桩锁口处设卡板，阻止钢板桩位移； 4）为保证钢板桩垂直，应用 2 台经纬仪从两个方向控制锤击入土； 5）由于钢板桩打入时倾斜，且锁口接合部有空隙，封闭合拢比较困难。解决的办法一是用异形板桩(此法较困难)；二是采用轴线封闭法，此法较为方便； 6）如发现有渗水现象时，采用水玻璃水泥浆以阀管双液灌浆施工堵漏。

（三）钢板桩倾侧，基坑底土隆起，地面裂缝

现象：开挖土方的挖土机及运土车设在地面钢板桩侧，开挖不久即发现钢板桩顶侧倾，坑底土隆起，地面裂缝并下沉。

原因分析：

1）设计嵌固深度不够，坑底土隆起是管涌现象； 2）挖土机及运土车在钢板桩侧，增加土的地面荷载，导致桩顶侧移。

防治措施：

1）钢板桩的嵌固深度必须经计算确定； 2）挖土机、运土车不得在基坑边作业，如必须施工，则应将该项荷载计入设计荷载取值内，以增加桩的嵌固深度； 3）钢板桩设计时尚须考虑地基整体稳定。

图 6：钢板桩搭接排布规范

软土地基超深基坑支护技术初探 第3篇

1 软土地基深基坑支护施工控制要点以及施工监测

在某软土地基工程中, 由于周边环境复杂, 地下室开挖面积达到21000平方米, 基坑周长为670米, 深度自9米到10.7米之间, 最大深度的坑中坑达到14米, 挖土达到19万立方米。该工程以淤泥性粘土为主, 由于含水量、压缩性高。在工程力学性能差、强度不高的影响下, 对软土地基基坑变形以及底坑隆起造成了很大的影响。在基坑支护中, 该工程采用二道钢筋支护体系+灌注桩钻孔的方式组成, 第一道环梁标高为-2.5米, 冠梁标高为-1.65米, 第二道标高为-7.2米, 底板标高为-10.2米。在土方开挖中, 该工程由五个作业点组成, 通过5台ZX200的挖机, 对各个区域进行有顺序的开挖。在施工中, 施工流程按照灌注桩钻孔、高压旋喷桩、冠梁标高、冠梁出土以及坡面设置的方法进行施工。

1.1 软土地基深基坑支护施工控制要点

超深基坑开挖作为整个地下室施工的关键工序, 开挖质量对工程施工质量具有重要影响。该工程将基坑开挖分成两次中心岛+一次卸土和四个阶段进行。通过第一阶段和第二阶段合理配置中心标高, 让工程挖土剖面设计根据施工环境, 明确开挖剖度、层厚以及台阶深度, 软土层剖度一般在1.0米, 根据开挖分层、杜绝超挖、先支撑后开挖以及支撑开槽的原则, 结合预先设计好的基坑设计标高, 进行边凿、边挖、边浇、边铺、边砌的“五边“施工, 开挖坡度不大, 一般在1.5米以内。

在挖土过程中, 为了保障地下水位开挖面积始终在1.0米以上, 在确保排水效果的同时, 必须配上足够的潜水泵;通过严格控制工程标高和超挖深度, 当挖土机施工到和基坑距离300毫米时, 必须由人工进行铲挖;当工程开挖到底层土方时, 再对其进行垫层浇捣, 从而保障基坑土暴露时间始终在两个小时以内。

坑部作为整个工程控制的关键点, 在软土超深基坑施工中, 必须对旋喷桩施工质量进行有效控制;通过对留土部位和中坑进行支护保护, 从源头上杜绝二级支护被损坏。在支撑区控制点, 为了保障工程施工质量, 在支撑体系、塔吊桩以及工程桩维护中, 必须使用盆状式开挖, 对软土地基分别进行缓坡、薄层以及对称开挖, 让开挖深度始终在1米以内。

1.2 软土地基深基坑施工监测

经过调查, 该工程南边地块为11#, 坑边线为45米;北边地块为10#, 坑边线为14米, 东边为规划前的河南路。在地质资料报告中, 东侧人行道由输油管线和输水管线组成, 基坑边线和管线最近的距离为2米。在整个施工过程中, 为了密切监测围护体系以及土体变形情况, 必须根据变形特征, 及时协调工程施工工艺, 在施工信息化的途中, 对基坑围护以及开挖进行项目监测。

在超深基坑位移监测中, 为了准确掌握工程土体位移情况, 将13个土体位移设置为对应的检测点;通过提前10天对其进行预埋, 从根本上保障孔深在20米到28米之间。在这过程中, 地下水观测孔通常是4个, 周边各设一个, 沉降观测以及水平位移监测共有38个, 通过水准仪或者全站仪对其进行监测。在轴力支监测中, 通过在两侧部位设置轴力监测点, 使用钢筋对其进行阵弦式监测。在频率监测中, 通过综合分析挖土进展以及变形特征, 对超深基坑标高进行两天一次的监测;当工程挖土到设计标高时, 再每天增加一次;当警戒值小于监测值时, 通过提高监测次数, 减少砖模型以及垫层次数, 保障拆撑期间频率监测力度。在这过程中, 警戒值是超深基坑累积位移60毫米以后, 接连3天的位移速率都在8毫米每天, 水位变化始终在500毫米每天;环梁位移为30毫米, 从而可以接连4毫米每天。

在软土地基超深基坑施工中, 为了保障施工质量, 必须邀请有资质的监测单位对现场进行监测, 通过及时上报监测结果, 一旦发现异常情况, 及时向施工单位或者设计单位进行协商。在基坑测点中, 必须根据场地空间以及施工要求, 在周边建筑物或者基坑边缘设置28个观测点, 并且在基坑边缘设置6个测孔, 在确保地层部位的同时, 对基坑变形进行全面了解。在斜管埋设时通常采用120型钻机, 让钻孔进入泥浆护臂, 从而有效防止坍塌造成的不利影响;当钻孔达到200米土层时, 再对其进行终孔。在斜管测试中, 必须对管壁和孔壁进行砂土回填。在变形观测中, 斜管测试通常用于地层水平变形测量, 通过及时测量南北方和东西方水平位移情况, 及时校准临近设施以及施工安全性能 (如图1所示) 。

2 软土地基深基坑支护施工发展方法

在建筑工程中, 深基坑设计和建筑造价具有直接联系, 恰当的设计是整个建筑工程施工造价和进度的关键。由于施工环境以及地基的不确定性, 对超深基坑设计合理性造成了很大的影响。因此, 在实际施工中必须注重水文条件和支护设计的合理性, 通过地基参数选择适宜的地下水以及实验方法;通过岩土工程经验以及结构设计, 明确深基坑施工设计方案, 在进一步完善深基坑结构原理的同时, 提高建筑工程施工质量。

为了提高软土地基深基坑支护技术, 在加强深基坑资金建设力度的同时, 根据技术经验, 对支护结构上的被动土、水以及主动土压力进行科学测试;在积累好一定的实测结构后, 进一步增强施工技术以及超深基坑支护。从而在不断总结经验做法的同时, 形成独特的设计方案以及定量分析方法, 让超深基坑施工、设计水平更高。在信息设计以及施工中, 岩土工程设计通常依赖于工程实践, 由于受力不确定以及临时性结构影响, 为了进一步保障施工效益和施工安全, 必须将设计意图努力贯彻到实际条件处理以及应用中;通过及时修改设计方案, 再根据相关措施弥补设计不足造成的影响。

在软土地基超深基坑支护稳定性分析中, 支护体系入土深度, 除了必须保障基坑支护结构稳定性和强度, 还避免避免基坑底部管涌和失稳造成的影响。在基坑开挖中, 根据板桩以及基底隆起特征, 正确分析桩背后流动、基坑回弹原因。降低入土深度作为保障建筑工程造价最有效的方法, 必须加强挡墙回收力度, 一旦入土温度过小就会造成土体不稳定;因此, 必须根据施工要求, 正确制定入土深度, 在保障支护以及土体稳定性的过程中, 让超深基坑支护施工达到经济合理的施工要求。

最后, 在现场监测中, 为了从根本上保障施工质量, 对于土体深层或者坑顶位移过大的情况, 必须对其进行坑外卸土, 在无放坡条件下, 再对其进行土钉加固、钢管斜撑;当环梁速率过快、位移较大时, 通过增设斜管或者钢管, 从根本上防止沉陷、滑移造成的不良影响。

3 结束语

软土地基超深基坑支护施工作为建筑工程施工效益以及社会效益的重要因素。在实际工作中, 必须根据控制要点以及施工监测, 缩短施工工期, 降低工程投资, 从根本上做好土体滑移以及地下水问题, 不断提高工程综合效益。

摘要：软土地基深基坑设计、支护施工以及监测技术作为我国建筑工程的技术难点, 对建筑工程施工效益以及施工质量具有重要影响。近年来, 由于城市化建设力度加快, 大量建筑物涌现, 在建筑施工中, 由于施工技术、施工经验参差不齐, 让软土地基深基坑施工事故频繁发生。因此, 在日益增多的深基坑施工中, 怎样提高深基坑施工经济效益、社会效益逐渐成为建设单位以及相关部门共同重视的问题。本文结合我国软土地基超深基坑支护技术, 根据工程实例, 对超深基坑施工质量控制要点、施工监测以及审计坑支护技术发展方法进行了简要的探究和阐述。

地基基坑 第4篇

1 软土地基基坑开挖施工工艺

基坑开挖形式应重视时空效应问题, 要根据基坑面积大小、围护结构形式、开挖深度和工程环境条件等因素而定。大体上基坑开挖形式有分层开挖、分段开挖、中心道开挖和盆式开挖四种。对于开挖形式的确定应以利于基坑安全稳定为原则, 兼顾其他因素, 基坑开挖过程中应注意减少时空效应对基坑支护结构的不利影响。国家规程《建筑基坑支护技术规程》中明确规定:软土基坑必须分层均衡开挖, 分层高度不宜超过1.0m。一般基坑土方开挖都根据施工需要都采用各种开挖方式组合的开挖方法。土方开挖以机械为主人工为辅, 挖土采用反铲挖掘机, 土方运输采用自卸式翻斗汽车。软土地基基坑开挖时应注意以下问题:

1.1 待围护桩及旋喷桩止水帷幕完成后, 并且达到设计强度后方可进行基坑土方开挖。

严禁超挖, 即基坑开挖至钢支撑设计高程后, 及时进行钢支撑安装 (包括施加预应力) 工作, 钢支撑安装未经检查验收合格, 严禁往下进行土石方开挖, 以保证基坑围护结构的稳定和安全。

1.2 软土地基基坑开挖应优先采用分段阶梯分层开挖形式, 这样不仅便于施工组织, 而且对基坑的稳定较为十分有利。

分段阶梯分层开挖每个阶梯平台均可作为挖土机械土方转运的工作平台, 大大的加快开挖进度。每个阶梯的高度按规范的要求控制在1.0m以内, 阶梯的边坡坡度根据软土的稳定性而定, 坡度一般在2.0-3.5之间;每个阶梯的开挖长度需结合结构施工段而定, 一般在20.0-30.0m之间。

1.3 软土地基基坑土方开挖时在围护结构前, 根据软土的稳定

性适量留置部分反压土, 以使反压土与基坑的围护结构共同抵抗围护桩外部土压力 (土压力、水压力等) , 这样可部分减少基坑围护结构变形累积, 且可做为钢支撑安装的工作平台。待基坑中心部分土方开挖完毕后再挖除反压土, 挖除反压土时, 桩体周围约300mm的土方需采用人工挖除, 防止挖掘机碰撞桩体, 导致支护体系失稳。

1.4 明挖深基坑一般采用钻 (冲) 孔桩围护结构, 桩间施作高压

旋喷桩止水, 基本截断基坑内外的地下水的流通, 剩余雨水及地下水的垂直渗透, 而软土基本属于弱透水~不透水地层, 但土的含水量较为丰富, 尤其是淤泥和淤泥质土层, 其含水量一般在34%~72%, 且土体中的有机质或透水性较好和夹层等原因。土方开挖过程需采取有效的降水措施, 一般采用边开挖边降 (排) 水, 即在每个阶梯四周施作简易的排水沟, 转角处设置集水坑集中抽排雨水或地下水。

1.5 监测是基坑开挖工作的一个重要工作, 特别是软土开挖。

基坑开挖前, 依据国家规程《建筑基坑支护技术规程》对各项监测项目的监测点进行布设 (桩顶位移、桩体测斜、土体测斜、土体沉降及地下水位等) , 并测出其初始值。对于软土地基开挖过程, 一般按每日两次的监测频率, 及时对监测数据进行分析, 如果监测值是一种渐变的递增过程, 则说明基坑处于合理的稳定状态, 如果某一个监测值发生了突变, 则说明基坑的支护体系的平衡状态有可能遭受破坏, 当险情预兆出现后, 需加大基坑的监测频率, 放慢土方开挖速度或立即停止土方开挖, 待基坑突变监测值停止增长或增长十分缓慢, 方可继续进行土方开挖。

1.6 在软土地基基坑开挖过程中, 需科学地利用土体自身控制

位移的潜力, 尽量减少每步开挖无支撑的暴露时间, 减少开挖过程中的土体扰动范围, 防止水土离析, 最大限度减少基坑的位移和变形, 必要时应改变挖土速度、挖土方式, 确保基坑稳定。

2 基坑软土开挖应急措施及注意事项

2.1 在基坑软土开挖期间, 应控制好人员、机械, 确保开挖工序的稳步进行, 施工员做好测量放线, 控制好边坡的稳定;

由专职安全员组织人员及时安全情况, 围护结构、边坡的稳定情况由专业监测单位负责监测, 当监测数据接近控制值或出现异常情况时, 应暂停开挖, 报驻地监理和业主研究处理。根据不同因素采取有针对性的措施, 以保证周围环境的安全和施工顺利:出现较严重问题时, 可及时回填土或堆砂袋, 先保持边坡稳定, 然后再采取有效的加固方案。增加钢支撑根数。控制土方开挖进度, 调整施工方案。加固保护对象等措施。

2.2 在基坑的开挖过程中, 基坑开挖深度范围处于淤泥层, 除做好基坑监测工作外, 必须做好防渗堵漏的准备工作。

如万一出现基坑渗漏, 能及时采取有效措施:准备一定数量的沙包。预备高压定喷设备一套。防渗堵漏方案:万一出现较大渗漏, 首先采用沙包反压渗漏点, 防止渗漏扩大, 然后于围护结构渗漏点外侧施作两道高压定喷墙堵截渗漏台, 防止挖掘机沉机而不能正常工作。

2.3 基坑边不准堆积弃土, 不准堆放建筑材料、存放机械, 基坑边外部荷载不得大于20Kpa。

2.4 基坑四周应采用φ48钢管连接设置封闭护栏, 高1.2m, 钢管涂刷红黄油漆, 并用密目安全网封闭。

2.5 夜间施工应有足够的照明, 进出口处专人指挥, 避免发生交通事故。挖掘机回转范围内不得站人, 尤其是土方施工配合人员。

2.6 施工场地进出口设置专门车辆冲冼及沉淀系统, 派专人冲洗, 严禁出场车辆带泥及污染场外交通道路。

3 软土地基基坑开挖主要施工技术措施

3.1 对支撑梁的保护措施

严禁挖机直接站在支撑梁上作业, 严禁挖机、运土车辆直接在支撑梁上碾压和行走。当挖机需在支撑梁上掏梁间土或需在梁上行车时, 必须先支撑两侧填土, 梁面上覆盖60cm以上, 并在其上铺设路基箱后方可站机挖土。若路基箱底有空隙时, 路基箱底与支撑梁顶的空隙距离不得小于20cm, 且路基箱的承载能力必须满足要求。在支撑梁处开挖土方时, 必须先在梁上方采取对称开挖、先外围后中心的方法, 使支撑梁缓缓的对称受力, 然后用小挖机进行梁下挖土, 逐渐使整个支撑梁全部受力。所有支撑系统严禁堆载。

3.2 降排水措施

根据地质勘察报告, 地下浅层有地面径流水, 为此, 必须重视地表排水系统的修筑。

由于本工程围护设计中, 已考虑了旋喷嵌缝止水桩, 故围护壁周边的渗水可能性很小, 但若有渗水时, 可采用封堵措施或引流措施, 并在围护壁周边的围梁沿周边砌筑挡墙形成积水明沟, 以蓄积坑壁渗水、引流水和大气降水, 然后抽排至地面排水系统, 阻止该部分水流入坑内。

土层滞水、大气补水的排除主要采取在挖土留坡的坡脚部位设置临时排水沟, 在每次接力开挖的最下一个平面随挖土随布置一些排水沟与集水坑相连, 有较多水时采用水泵向基坑表层排水系统中抽排。

当土方挖至基坑底时, 可在沿坑底周边一跨的基梁槽内设转通的排水沟, 在基坑内部, 可根据实况在每数个柱网范围内设排水盲沟, 可利用坑中坑作集水井或另设集水井, 通过水泵将水集中再抽排至排水系统, 该类沟应随底板的施工而调整位置。

4 结束语

总之, 只有掌握软土地基基坑开挖施工工艺, 明确软土地基基坑开挖施工工艺的应用范围及注意事项, 才能获得最大的经济效益和社会效益。

摘要：随着社会经济的发展, 人们对建筑住宅的要求越来越高, 软土地基基坑开挖施工技术是针对软土地这种特殊地质专门设计的施工技术。本文主要探讨了软土地基基坑开挖施工工艺, 并深入地研究了其应用及注意事项。

地基基坑 第5篇

伟恒泊岸平蓝花园是驻马店市旧城改造项目, 项目地址南侧为练江河, 距河北岸不到200 m, 西侧为周边居民生活用水排水明沟, 北侧为练江大道, 东侧为文明大道延伸段。由6栋18～26层住宅楼组成, 地下3层, 基础底标高为-18.50～16.40 m, 自然地面北高南低趋势。

1地质条件

1.1 工程地质条件

根据《岩土工程勘察报告》, 1#、2#、3#楼座落在原池塘内, 以地质情况较复杂的3#楼为例进行详细的说明, 地质层次大致为:人工填土层、断层带、侏罗系砂层、震旦系石灰岩。

1.1.1 人工填土层

本层由碎石素填土、粉质黏土素填土、杂填土等组成, 其中碎石素填土主要由砂岩、砂质页岩、风化岩组成粘土成分较少。重型动力触探试验后锤击数平均值为15击。本层厚度为2.0～15.0 m。粉质黏土为较湿的黑色饱和土, 含20%～40%的碎石和灰渣。标准贯入试验校正后锤击数平均值为10击, 本层厚度为0.8～12 m。杂填土为建筑垃圾和少量的生活垃圾组成, 主要成分为碎石、混凝土桩头、碎粘土砖、黑色黏性土等, 厚度为1.5～9.5 m。

1.1.2 断层带

断层带由断层泥、断层砂岩、断层角砾组成, 成粘土状, 水敏感性较强, 失水干裂, 遇水膨胀变软, 在地质构造过程中, 由岩石强烈破碎变质形成, 断层角砾分布不均, 厚度、深度及性质变化很大。标准贯入试验校正后锤击数平均值为35击, 本层厚度为1.2～14.0 m。

1.1.3 侏罗系地层

本层由全风化岩、强风化岩、中风化岩组成, 其中, 全风化砂岩已风化成土状, 灰黄～灰色, 湿～饱和, 中密～密实, 可塑～硬塑, 局部坚硬。原岩为侏罗系窑坡组 (jly) 陆相碎屑岩, 原岩结构基本破坏, 但尚可辨认, 风化残余有少量碎石。标准贯入试验校正后锤击数平均值为51击, 最大值为66击。本层厚度为0.70～8.30 m。

强风化砂岩呈灰黄～灰绿色, 侏罗系窑坡组 (jly) 陆相碎屑岩, 原岩结构大部分破坏, 构造裂隙和风化裂隙很发育, 岩体呈碎块状, 节理面充填黏性土。重型动力触探试验修正后锤击数平均值为47击。本层厚度为1.00～5.60 m。

中风化砂岩为灰黄～次绿色, 为侏罗系窑坡组 (jly) 陆相碎屑岩, 风化裂隙发育, 岩体呈块状。本层揭露厚度为3.70～9.70 m。

1.2 水文地质条件

勘察期间对场地下水进行仔细观测, 仅在14号钻孔观测到一层地下水, 地下水类型为上层滞水, 稳定水位埋深为7.40 m, 水位标高为62.73 m。该上层滞水主要受大气降水和管道渗漏补给, 水量不大。

1.3 场地周边情况

1) 西侧坡顶西侧为周边居民生活用水排水明沟约8.0 m。

2) 东侧坡顶距东侧为文明大道延伸段仅15～20 m。

3) 南侧坡顶距离施工用地5.0 m。

4) 北侧坡顶距离广告围挡2.8 m, 距离基坑1.0 m有一条自来水上水管线。

2基坑支护设计

从以上对地层情况的描述可见, 本工程基坑北侧开挖深度范围内主要是填土和风化岩, 而且中下部是硬度较大的中风化砂岩, 支护的优势是岩土白, 稳定性能好, 但开挖难度大;基坑南侧主要是填土和断层泥, 二者的物理力学性质都比较差, 支护施工的难度大;基坑西侧主要是填土和风化岩, 北段风化岩多, 而南段局部填土直至槽底, 支护施工和开挖难度都相对较大;基坑东侧主要是北段填土和风化岩, 南段填土和断层泥, 支护施工和开挖难度也相对较大。

断层泥是受构造动力扭压的影响, 岩石强烈破碎, 变质形成。断层泥为灰绿～黑色, 湿, 硬塑～坚硬, 密实。断层泥呈黏土状, 水敏感性强, 失水干裂, 浸水膨胀变软。失水时人工用锹镐很难挖动, 但经过地下水或施工水浸泡后, 软化成泥状。

针对这种复杂的地层情况, 支护根据场地地质条件、周边环境将支护区域划分为7部分。

第一部分——即1-1培面, 采用l:0.3放坡复合土钉墙支护, 共八道土钉, 两道预应力锚杆 (埋深为3.0 m和6.0 m) 。

第二部分——即2-2剖面, 采用l:0.3放坡复合土钉墙支护, 共九道土钉 (其中下部五道土钉主筋为D48钢管) , 一道预应力锚杆 (埋深为3.0 m) 。

第三部分——即3-3剖面, 上部 (中风化砂岩以上, 约10.4 m) 采用1:0.2放坡复合土钉墙支护, 共七道土钉, 一道预应力锚杆 (埋深为3.0m) , 下部 (中风化砂岩部分) 采用1:0.1放坡, 挂网素喷, 上下之间设置1.0 m宽台阶。

第四部分——即4-4剖面, 采用1:0.3放坡复合土钉墙支护, 共九道土钉, 两道预应力锚杆 (埋深为3.0 m和6.0 m) , 长度均为15.0 m。

第五部分——即5-5剖面, 采用桩锚支护, 桩径800 mm, 桩长19.0 m (嵌固深度4.0 m, 为断层泥) , 桩问距1.5 m。两道预应力锚杆, 埋深3.5 m和9.5 m, 长度分别为20.0 m和18.0 m, 锁定力分别为350 kN和450 kN。

第六部分——即6-6剖面, 采用桩锚支护, 桩径800 mm, 桩长17.5 m (嵌固深度2.5 m, 为强风化砂岩) , 桩间距1.5 m。两道预应力锚杆, 埋深3.5 m和9.5 m, 长度分别为20.0 m和18.0 m, 锁定力分别为350 kN和450 kN。

第七部分——即7-7剖面, 采用“上部6.0 m土钉墙+下部9.0 m桩锚”支护, 桩径800 mm, 桩长14.0 m (嵌固深度5.0 m, 为断层泥) , 桩间距1.5 m。一道预应力锚杆, 位于桩顶冠梁, 长度21.0 m, 锁定力400 kN。

3监控量测技术在施工中的应用

研究复杂地基支护结构施工规律, 预测地基开挖过程的土层动态和地表沉降, 及时掌握土层结构、支护结构的工作动态, 测定工程施工对周围地面建筑物和周围环境的影响情况, 对研究复杂地基深基坑支护的方法与措施具有重要意义。

3.1 第二部分和西侧第六部分调整

西侧第六部分人工挖孔至地面以下1.0～2.0 m时, 发现场地上部填土中的碎石部分已经超出800 mm, 人工挖孔很难继续施工。因此, 将西侧第六部分调整为第二部分支护参数进行施工, 同时整个采用复合土钉墙的部位在坡顶地面设置锚拉。

3.2 东侧北部 (北向南约30.0 m) 第六部分调整

基坑东侧北部挖深6.0 m即见全一强风化砂岩, 因此, 将该部位第六部分支护形式调整为上部6.0 m, 按1∶0.2放坡;下部9.5 m, 按1∶0.1放坡, 复合土钉墙支护。

3.3 基坑南侧和第四部分调整

基坑南侧作为主要的进料通道和部分材料堆放场地, 将基坑南侧的和第四部分调整为第七部分支护形式进行施工。

3.4 东侧第五部分的处理

基坑东侧护坡桩最初采用人工挖孔成孔, 后因断层泥和风化岩坚硬, 人工成孔进尺太慢, 且南侧桩孔6.0 m处即见地下水, 因此, 改用CZ-20冲击钻成孔。冲击钻成孔过程中发现, 下部断层泥遇水软化现象严重, 桩孔扩径, 最终混凝土的灌注量显示此部位护坡桩的混凝土充盈系数达1.3～2.0。后经探查, 桩孔中的地下水主要是东侧紧邻基坑的地下污水管渗漏所致, 于是将该污水管进行了移改。

第一道锚杆施工完7 d后进行了预应力张拉, 几乎一半锚杆预应力张拉至280 kN (锁定值的80%) 立即失效 (锚杆外移) 。2天后又进行了补张拉, 结果仍然不变。施工单位迫于工期压力, 未采取其他措施就挖至第二步锚杆标高, 还未施工, 桩顶水平位移已经达到5 cm, 为确保安全, 立即回填至第一道预应力锚杆以下2.0 m处, 才稳定了桩顶位移。经现场专家论证会分析, 锚杆失效的主要原因是地层中浸水严重, 锚杆注浆时未将孔内泥浆替换干净, 锚固体强度严重低于设计强度。于是决定在第一道预应力锚杆以下1.5 m处增加了一道预应力锚杆, 其成孔工艺采用套管全程跟进, 注浆采用二次孔底后压浆, 增加的预应力锚杆张拉锁定力均达到设计的锁定力。第二道预应力锚杆也采用此工艺, 张拉锁定力也均达到设计要求。

3.5 基坑北侧西部第三部分的处理

基坑北侧挖至地面以下4.0 m处, 即见中风化砂岩, 破碎机械已经很难破除岩石, 同时机械破碎所引起的震动对边坡安全极为不利, 经讨论采用静力爆破, 同时该部位将III段以下的土钉全部取消, 中风化岩石面以下坡度改为1∶0.2, 挂网素喷。

3.6 基坑西侧南部第一部分段的处理

按照方案施工至地面以下7.5 m时, 因开挖面揭露地层仍为碎石素填土, 且坡面渗水严重, 上钉成孔非常困难, 经过调查, 渗水来源为西侧绿化管线闸阀漏水。首先将管线阀门关闭, 然后更换闸阀。把该深度以下的土钉从原来的钢筋调整为D48 mm钢花管, 通过人工将钢化管进入, 然后从钢化管内部压力注浆。管的水平和垂直间距为1.2 m。通过钢化管注浆这种形式, 将下部土体强度提高, 从而增强边坡的整体稳定性。

4结语

通过该工程的施工设计和对复杂地层的充分认识, 尤其是在风化岩和断层泥, 深基坑支护这种复杂地层条件下, 不但设计方案要科学合理, 而且施工管理也应严谨精细, 只有精细施工才能确保设计方案的切实可行和基坑的安全稳定。

1) 断层泥性质变化较大, 其失水坚硬、遇水软化的特点, 给设计和施工带来很大的难度。

2) 设计方案必须根据地层和周边条件分段处理, 因地制宜。

3) 精细施工不但能够通过调整设计方案, 还能通过调整施工工艺, 保证设计方案的有效实施, 从而确保深基坑的安全和稳定。

监控量测技术在复杂地基的成功应用, 保证了土方工程施工过程中没有发生塌方, 各种支护结构形式相对稳定, 这表明各项量测项目反馈的信息是准确的, 既保证了施工安全和工程质量, 又为修正设计提供了参考依据, 使该项工程取得了最佳的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]闫志刚, 吕康成.基础工程测试技术[J].西安公路交通大学.

[2]黄根生, 张希浩, 曹慧.地基处理与基坑支护工程[M].武汉:中国地质大学出版社, 1997.

地基基坑 第6篇

(1) 挡土板支护。挡土板是将其插入地基土中一定深度, 并辅以横撑使其稳定, 是最简单便捷的临时支护措施。适用于地质条件较好、埋深2m以内的基坑。 (2) 槽钢。槽钢是截面为凹槽形的长条状钢材, 适用于埋深4m以内, 地质条件较好的基坑, 但由于不具备止水功能, 当地下水位较浅时并不适用。 (3) 拉森钢板桩。拉森钢板桩截面有U形、Z形、W形三种形状, 工程中多采用U形截面, 适用于4~7m的深基坑, 钢板桩之间相互扣紧咬合, 具备一定的止水功能。与槽钢相比, 拉森钢板桩除具备槽钢的优点外, 其材料强度比槽钢大, 具备良好止水效果, 适用深度较深的基坑, 因此在工程中得到广泛应用。 (4) 止水帷幕。止水帷幕是防止基坑外地下水流入基坑的止水措施, 常用有水泥搅拌桩、高压旋喷桩等, 一般来说, 当基坑周边地下水位较浅, 单靠支护措施难以阻止地下水流入基坑时, 需另外设置止水帷幕。

2 工程实例

某市政项目将原有24m宽旧路拆除改造为60m宽的城市主干道, 需要埋设市政雨、污管道。拆除改造后设计横断面为60m=10m (人行道及非机动车道) +15m (车行道) +10m (中分带) +15m (车行道) +10m (人行道及非机动车道) 。雨水管管径DN800~1200, 设在双侧非机动车道下面, 埋深约2.5~4m, 污水管管径DN900, 设在东侧机非分隔带下面, 埋深约5~6m。敷设方案主要针对东侧雨、污管线。污水管道埋深达5~6m, 可采用顶管施工或明挖敷设两种形式;雨水管道埋深不到4m, 管顶覆土小于2.5倍管径厚度, 不宜采用顶管, 只可采用明挖敷设。结合本项目特点分析, 经方案比选后, 基坑支护方案确认为雨、污管道采用同槽开挖敷设, 基槽宽度3.85m, 采用拉森钢板桩进行支护。基坑与周边建筑物距离超过基坑深度, 基坑安全等级定为二级, 使用年限按半年考虑, 基坑支护构造主要由三部分组成—拉森钢板桩、内撑和止水帷幕。基坑深度约为5~6m, 考虑钢板桩需要有足够长的嵌固长度, 拉森钢板桩选用12m长内拉森IV型钢板桩。

3 基坑支护施工技术要点分析

3.1 施工内容

本项目基坑安全等级为二期, 使用年限为半年, 根据设计要求, 工程特点、场地周边关系、地质、地下水情况及工程造价、施工工期等综合考虑, 施工内容如下: (1) 地基加固。按设计要求, 采用中500深层水泥搅拌桩进行复合地基处理, 搅拌桩按等边三角形1.3 m间距布置, 桩长14m。待地基施工完成28d通过检验后, 复合地基具备一定强度, 方开始进行基坑开挖。 (2) 基坑支护结构及止水措施。基坑采用12m拉森IV钢板桩支护, 2×32a槽钢合并做为钢围堰;采用d299×8钢管作为内撑。基坑两侧咬合施打双排中500水泥搅拌桩作为止水帷幕, 止水帷幕深度8.5m。 (3) 降水措施。基坑顶部地面两侧设300×400截水沟截留地表水, 排入周边道路的市政地下, 坡顶截水排水沟用120厚粘土砖砌筑, 垫层为80厚C15细石混凝土, 内侧20厚1:2.5水泥砂浆抹面压光。基坑底部设临时排水沟+集水井排水, 保证地下水位低于基坑底部以下50cm。

3.2 总体施工流程内容

施工准备→场地修整→地基采用水泥搅拌桩加固施工→12m长拉森IV型钢板桩施工→双排水泥搅拌桩止水帷幕施工→开挖土方至第一道内撑以下0.5m处→第一道钢管内撑施工→开挖土方至第二道内撑以下0.5 m处→第二道钢管内撑施工→土方分段开挖至基坑底上0.3 m→人工清理至设计标高→污水管垫层施工→污水管施工→分层回填至第二钢管内撑下0.3 m处→拆除第二道钢管内撑→分层回填至雨水管底→雨水管施工→分层回填至第一钢管内撑下0.3 m处→拆除第一道钢管内撑→分段分层回填土方设计标高→拔除钢板桩, 施工完成。其中拉森钢板桩和水泥搅拌桩施工是本项目的关键技术要点, 以下将对这两方面的施工技术要点再详细论述。

3.3 拉森钢板桩施工技术要点

(1) 施工前准备:放线定位:最好控制测量, 放准钢板桩平面线位, 线位需平直, 保证基坑净宽足够。 (2) 材料检查:施工前需对每根钢板桩质量进行检查, 对变形较大和锁口破损严重的钢板桩, 需整修完成后方可使用。 (3) 桩尖处的凹槽口在施打前应做好密封, 以防施打时挤入泥土, 锁口应涂润滑液 (如油脂类) , 便于相邻钢板桩相互咬合。 (4) 钢板桩施工应保证每条桩的垂直度, 倾斜斜率控制在1.5%以内, 若倾斜太大不能调整垂直时, 需拔出钢板桩重新施打。 (5) 钢板桩施打采用屏风式打入法。在钢板桩施打线位安装导架, 将钢板桩成排插入导架内 (约1020根) , 呈屏风状。 (6) 钢板桩打设的公差标准如下:板桩轴线偏差:±10cm, 桩顶标高:±10cm, 板桩垂直度:1.5%。 (7) 钢板桩施打完成后, 应进行闭水性检查, 若发现漏水, 需及时进行焊接修补。 (8) 整个基坑支护结构施工期间, 需注意内撑不能受到碰撞和冲击, 内撑设置需随挖随撑, 严禁不设内撑就继续开挖或随意拆除内撑, 禁止在内撑上施工作业和放置重物。

3.4 水泥搅拌桩施工注意事项

(1) 为保证搅拌桩基本与地面垂直, 施工前应先对水泥搅拌桩调平和调整导向架的垂直度, 控制桩机的垂直度偏斜不超过1 0mm, 平面桩位误差不得大于20mm。 (2) 所使用的水泥都应过筛选, 水泥浆液须按确定的配合比拌制, 制备好的浆液不得离析, 泵送必须连续。 (3) 严格控制搅拌桩基钻进和提升速度, 为保证土体充分搅拌均为, 钻进、提升和搅拌速度切记不能过快。 (4) 搅拌头预搅下沉时电机的工作电流不得超过60A。如果下沉速度太慢, 阻力太大, 可通过输浆管适当送水稀释土体以利钻进。 (5) 搅拌桩施工时, 邻近不得进行抽水作业。若相邻地带必须抽水, 对砂土、粉土、粘性土, 在水泥土桩施工完成3天后, 方可进行抽水作业, 对淤泥或淤泥质土, 在水泥土桩施工完成4天后, 方可进行抽水作业。

4 结束语

总之, 在软土地基条件下进行地下管道的敷设, 必须要考虑到基坑的支护、止水及加固等措施, 以避免基坑出现坍塌或者地下水涌入基坑内部所导致的施工安全隐患。在本工程中, 就是属于典型的软土地基深基坑地下管道埋设, 通过多种支护方案比选, 最终选取了拉森钢板桩支护方式, 施工完毕经监测, 支护工况完好, 期望能够给同类型工程提供一定的借鉴和参考。

摘要：文章结合工程实例, 就软土地基条件下的地下管道深基坑支护施工技术进行探讨。

关键词：软土地基,地下管道,基坑支护

参考文献

[1]郭嘉喜, 陈春海.软土地基地下管道深基坑支护施工技术[J].化工管理, 2013, No.31414:84.

地基基坑 第7篇

本文以某水库拟建输水涵闸基坑开挖为背景，采用弹性地基梁法，运用有限元数值分析软件进行三维动态过程的弹塑性数值模拟，分析了各种因素对基坑开挖稳定性以及地表沉降值等的影响。

1 弹性地基梁法原理概述

已知弹性地基梁的挠曲微分方程式如下[1]:

其中，E为支挡结构的弹性模量;I为支挡结构的截面惯性矩;x为地面或开挖面以下的深度;k为地基土反力系数;q(x)为梁上荷载强度，包括地基反力、锚撑力和其他外荷载。

通常式(1)仅对简单外荷载分布模式才能求得解析解，而对设有锚撑、支挡结构前后作用荷载分布模式比较复杂的情况，无法求得解析解，然而，可以凭借弹性杆系有限单元数值计算方法进行求解。弹性地基梁为搁置在具有一定弹性地基上，各点与地基紧密相贴的梁。通过这种梁，将作用在它上面的荷载，分布到较大面积的地基上，即使承载能力较低的地基，既能承受较大的荷载，又能使梁的变形减小，提高刚度、降低内力。弹性地基梁法同时考虑了地基的变形，一方面梁给地基以压力，使地基沉陷，反过来，地基给梁以相反的压力，限制梁的位移。梁的位移与地基的沉陷在每一点又必须彼此相等，才能满足变形连续条件[2]。

2 工程概况

本工程拟建输水涵闸基坑的进水井主体结构的南北两侧分别为进水井和涵闸结构部分，进水井设置为东西两仓，进水井单仓净尺寸为13.0 m×14.6 m，进水井总尺寸为33.0 m×19.6 m。涵闸共分4孔，每条流道设2孔涵闸闸门控制，涵闸顺水流方向长16.0 m，总宽30.8 m。进水井基坑采用C30钢筋混凝土地下连续墙围护结构，1.0 m高程以下的内部结构为地下连续墙围护下的C35钢筋混凝土后浇井壁结构，地下连续墙作为主体结构的一部分与内衬墙形成叠合墙结构，进水井底板采用C35钢筋混凝土结构。进水井结构底板下方土体采用1 000钻孔灌注桩，涵闸结构底板下方土体采用600 PHC管桩和旋喷桩加固。

另外，根据提供的进口井设计图纸以及工程地质、水文地质资料，与计算相关的进水井结构四周的土体的计算参数如表1所示。

进水井整体结构俯视图如图1所示。

3 模型的建立

该工程结构复杂，开挖深度大，单元类型众多，为一般的工程所不常见的。模型中，进水井内衬、地下连续墙、进水井底板、涵闸顶板、涵闸底板、涵闸左右侧、涵闸圆弧板和涵闸纵向板采用Shell63单元模拟，土体单元用实体单元Solid45模拟，桩基采用Beam188单元模拟，连续墙与土体的接触用土弹簧Combin14模拟，涵闸与进水井之间的伸缩缝采用Link10单元模拟[3]。由此建立的模型图如图2所示。

3.1 荷载计算方法

地下连续墙后土体中的水位比较高，故须考虑地下水的作用。进水井四周的水土压力采用库仑主动土压力的计算方法。

主动土压力系数的计算公式如下:

由于填土面水平，墙背竖直，以及墙背光滑，故δ=0，ε=0，β=0，故:

对于粘性土，水土侧压力分算公式如下:

其中，γ，γw分别为土和水的有效重度;h,hw分别为墙后土体和水位的高度;c为土的有效内聚力;φ为土体有效内摩擦角[4]。

3.2 土弹簧的模拟

本工程计算采用荷载结构法，即将地层简化为土弹簧来考虑。将土体侧压力施加在结构上，并由土弹簧来限制结构的位移，在结构外侧及底部施加地层弹簧，如图3所示。

由于基坑开挖的卸载效应，地下连续墙受土压力作用，必将发生向井内的变形作用。本文将主动土区视为水平方向的弹簧组成的地基模型，在求出地下连续墙在其外侧主动土压力以及土体与支撑反力作用下的平衡解过程中，土弹簧的刚度系数(反力系数)的求得就是一个关键问题。土弹簧刚度系数ks表达的是土体反力q和挠度δ之间的比值关系，可表达为:

即土弹簧刚度系数是产生单位位移时的地基反力值;可见，它主要取决于地质条件，同时也与支护结构以及深度有关。

对于ks具体数值的计算方法，Terzaghi曾经提出从压板荷载试验得出原型基础ks。同时，也有较理论化的简化的Versic方程:

其中，Es，μ分别为土体弹性模量和泊松比;B为接触面宽度。一般来说，对于土弹簧刚度系数的取值，工程上应用较多的方法主要有张氏法、m法、K法和C法等。

根据本工程的具体情况，如地层条件、支护结构特点以及开挖深浅等因素，本文选用张氏法(也称常数法)来确定土弹簧参数，即假定土弹簧刚度系数ks沿基坑开挖线以下为均匀分布，故有:

综上所述，结合以往的工程经验以及现有的实验结果，给出基坑四周以及底部的土体弹簧的具体参数，如表2所示。

3.3 桩土节点耦合

以往的桩基设计中，只考虑上部荷载单独由桩承担，其设计显然偏保守，大量工程资料和时间证明，桩间土能承受20%的荷载，故比较符合实际的处理方法就是考虑桩、土的共同作用[5]。

桩土的相互影响一般基于单桩某点的位移与桩侧(土)荷载的某种关系，这种关系可以由对平衡方程的简化得到，然后运用叠加原理，通过桩与桩、桩与土、土与土的相互影响关系，得到群桩条件下桩的位移与桩荷载之间的关系。

由于本工程相对复杂，故不考虑桩和土的摩擦，而是让桩和土在划分网格时共用节点，共同变形。这样处理是将桩的承载能力放大了，故可以相应地减少桩的截面尺寸进行折中。

4 计算结果分析

进水井基坑的支护结构的埋深比较深，四周土体水位比较高，墙体所受的土压力较大，而涵闸结构部分埋深较浅，故侧压力较小，相对进水井部分较安全，因此进水井结构是需要重点考虑的部分;同时，进水井地下连续墙的插入比约为1∶1。以进水井的左侧墙体为例，图4，图5分别为进水井结构左侧墙体的弯矩云图和水平变形云图。从计算结果可以看出，墙体部分的最大弯矩出现在墙体的边缘处，这是应力集中的结果。在墙体上可以明显地看到墙体沿深度方向上出现了反弯点，这和基坑工程实际是相符的。图6表示了进水井东井基坑地下连续墙中部非插入地下部分的弯矩与深度的关系。

从图6可以看出，若不考虑应力集中的影响，忽略地下连续墙插入部分的墙体的弯矩大小，进水井地下连续墙的最大弯矩发生在墙体的中下部，数值约为600 k N·m。为了更好的反映地下连续墙中下部的弯矩大小情况，图7给出了东井地下连续墙中下部不同深度的弯矩沿着墙体水平线的分布形式，可见弯矩在地下连续墙深15.5 m处具有较大的极值，变化较深度为14 m和16 m处陡峭。

地下连续墙的变形规律与弯矩的规律相一致，对称合理，最大值也是发生在中下部，如图7所示，变形最大值约为11 mm，数值在规范要求范围内，说明该进水井结构安全，可以按照设计进行施工。

5 结语

本文基于弹性地基梁法对这个结构复杂，埋深较深的涵闸基坑进行有限元分析，利用库仑主动土压力计算理论，利用水土分算的方法来考虑侧土压力，并将周围土体模拟为土弹簧进行分析，给出了土弹簧刚度系数的合理取值方法，得到了比较好的结果。该方法能适应目前计算方法的发展趋势，结合荷载结构法能有效的对地下结构的受力进行分析，三维立体化的空间模型，使得计算更加真实，更加符合工程实际，同时，也证明了基坑工程进行三维分析是很有必要的，以及作者所采用计算模式的合理性。因此对于结构复杂，难以用解析解以及一般的、简单的计算方法来进行分析的工程，是可以优先考虑这种基于弹性地基梁理论的有限元分析方法。另外，从计算结果中可以看出，为了避免开挖过程中的应力突变，应尽可能的使开挖断面圆顺，以减少应力集中。在施工全过程中，注意施工质量，严格按设计图施工。并且，需要在地下连续墙应力较大的部位，即墙体的中下部需要进行相应的加强以避免提前破坏。

摘要：利用ANSYS有限元分析软件,结合荷载—结构模型理论中的弹性地基梁法,对某水库的输水涵闸基坑及进水井结构进行建模分析,从而得到结构的受力和变形规律分析,考虑涵闸及进水井地下连续墙和底板结构为弹性介质、考虑基坑周围土体为单向受拉土弹簧,运用弹性地基梁理论结合ANSYS有限元分析软件对实际施工工况进行三维有限元数值模拟,研究结果表明利用有限元节点耦合思想模拟基坑下钻孔灌注桩与土的作用,求得进水井地下连续墙体的弯矩和位移,分析结构的应力和变形规律,以检验结构能否满足设计要求,方便快捷地验算了输水涵闸设计的安全可靠性,对类似的工程分析有一定的参考意义。

关键词：弹性地基梁法,输水涵闸基坑,地下连续墙支护结构,ANSYS

参考文献

[1]刘建航,侯学渊.基坑工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.

[2]胡健伟,汤怀民.微分方程数值方法[M].北京:科学出版社,1999.

[3]LIAO Xionghua,ZHANG Kexu.Numerical Analysis of pile-soilinteraction in long-piled whart of Tianjin Port[J].Journal of hy-draulic Engineering,2002(4):81-87.

[4]李镜培,赵春风.土力学[M].北京:高等教育出版社,2004.

地基基坑 第8篇

1 地基处理中常采用的基坑支护形式

一般在当前的工程项目实施过程中, 所采取的基坑支护形式需要根据实际情况合理确定, 常用的几种支护形式为放坡开挖支护、简易支护、悬臂式围护、混凝土排桩支护体系、土钉墙支护体系、地下连续墙支护、拉锚式围护等等。支护形式的选择主要是根据当地水文地质和基坑开挖深度来决定, 无论采用哪种基坑支护形式, 其主要的目的都是为了能够起到挡水和挡土两个作用, 从而实现保护基坑稳定性的效果。

基于基坑支护结构体系的受力情况较为复杂, 且涉及到地质、力学、建筑学等多个学科领域, 因此做好基坑支护结构体系的设计与施工是具有一定难度和复杂性的。若在设计过程中考虑的因素不够充分全面, 或者在受力分析中计算出现错误, 或是基坑支护施工中没有按照要求规范作业, 都有可能导致基坑支护体系出现结构变形、结构破坏、滑坡、迁移等现象, 甚至还会发生坍塌, 从而引发严重的安全事故。为此, 必须要重视基坑支护体系的设计与施工, 保证其结构稳定性和强度。

2 淤泥地质的地基处理和基坑支护所面临的问题

淤泥地质下的地基是一种典型的软土地基, 一般难以承受工程的整体荷载, 必须要进行一定的地基加固处理。在地基加固处理中为了保证施工安全, 还要进行一定的基坑支护处理。这是因为淤泥地质的地质特征一般多为地下水位较高, 土质弹性大, 具有一定的流动性。

但是在淤泥地基处理过程中, 基坑支护体系的设计与施工面临着一定的难题, 即与常规基坑支护作业相比, 在淤泥地基的基坑支护体系中, 支护结构极易受淤泥地质的影响, 而使得结构的嵌固力较小, 也不能与土体产生较大的摩擦力, 支护结构容易出现变形甚至坍塌现象。如何解决淤泥地质下基坑支护的结构稳定性问题是其地基处理施工中所面临的主要难题。

3 复合支护形式在淤泥地质基坑支护施工中的应用

由上述分析可知, 在淤泥地质的基坑处理工程中, 必须要采取特殊的基坑支护方式才能满足基坑支护需要, 从而保证地基处理的安全与顺利。而复合支护形式正是这样一种具有较好稳定性的支护结构形式。其具体的设计与保护措施分别如下所示:

3.1 复合支护形式的设计

基坑开挖后淤泥容易产生流动, 从而引发支护结构的实效和滑动。因此要合理的设置挡水或者挡土的结构, 设计的主体采用的是连续墙和深层搅拌水泥墙、钢板桩、加以高强度水泥设置搅拌强等方案进行复合性处理。淤泥本身的承载力较差, 抗变形的能力很低, 坑基开挖后侧向限力会在自重的作用下出现竖向变形, 将会导致所以在选择设计支护结构是应注意对竖向承压的提高。

作为持力层深厚的淤泥土体的承载能力不能完全满足设计的承载要求, 必须进行地基的处理, 此时应采用合理的措施加固地基, 如高压喷射桩、深层水泥桩等处理措施进一步提高淤泥的强度。这也是复合处理的一个重要组成部分。深厚的淤泥对建筑的也影响还有震陷情况, 为了降低震陷的影响应因此选择利用地基处理的措施与基坑支护的方式相结合以此提高地基的震陷抑制效果。

用深层水泥搅拌桩法对基层深厚的淤泥进行处理, 主要是按照承载的能力和对震陷的要求进行设计和施工, 如范围、置换率、成桩长度等。同时对基础底部采用壁式布桩的方式, 以此保证支护结构满足嵌固的能力。利用深层水泥土搅拌桩的方法对基坑的土体进行为维护处理, 根据复合土体度的强度要求, 按照边坡模式设计计算复合土体的结构和宽度, 以及入土的深度;同时将复合土体结构看做是普通重力挡土墙以及计算宽度、入土深度等。二者之间需要进行平衡且满足震陷指标。

为了防止支护变形, 防止复合土体的结构因为变形过大而导致支护失效, 在支护时每隔一段距离就设计了基坑边的深层水泥搅拌桩内增加钢管, 在基坑顶部增加了钢管桁架作为支撑, 在坑基底部利用水泥搅拌桩内设置内部支撑结构, 使得整个结构形成额外的支护体系。

3.2 复合支护结构的保护措施

采用复合支护的方案设定后, 还存在两个争议, 即一方面是因为沉积区的淤泥有机物含量较高, 主要体现的是流塑状性质明显, 深层的水泥搅拌桩不容易成桩, 并且已经有很多的失败案例, 因此使用应慎重;一种思路认为因地制宜的是最佳的选择施工方式的思路, 只要利用良好的勘察、设计、施工措施来保证施工的质量就可获得较好的效果;经过综合分析, 项目在采用复合处理措施的时候进行了一定的保护措施设计, 即在施工的过程中增加必要的保护措施对整个施工过程进行维护以此保证施工的质量和稳定性。具体的措施如下:施工前对水泥桩的配合比进行试验, 确定合理的喷粉量和适应的添加剂, 以此降低土压对整个支护结构的影响, 防止淤泥造成支护结构的变形和结构性失效;最后, 为了防止复合土体支护结构出现变形和开裂, 从而引发结构的失效, 在施工中要求如果出现裂缝就应立刻采用水泥浆进行填充, 进而固结保证其结构的稳定。

结束语

总之, 在工程项目的实施过程中, 做好地基处理工作是保证工程质量的先决条件, 只有地基基础的强度和承载能力符合设计要求, 才能保证工程主体结构的稳定。但是在淤泥地质等软土地质中, 地基的处理施工难度较大, 很难保证基坑支护结构的稳定, 给施工带来较大的安全隐患。为了保证地基处理施工安全, 就必须根据实际情况合理设计基坑支护结构体系, 必要时可以采用桩基处理和基坑支护形式相结合的复合支护结构, 来保证工程的地基工程施工质量和安全。

参考文献

[1]游芳.水泥搅拌桩支护墙在淤泥基坑中的应用[J].水利科技与经济, 2009 (9) .

[2]吴文鑫, 蔡春梅.浅析厚淤泥层中钻孔灌注桩施工[J].中国农村水利水电, 2009 (8) .