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基槽土方開挖及護坡技術

發布者:科勝加固

  知識點:基槽土方開挖及護坡技術


  本條文以地鐵工程為主,簡要介紹明挖基(槽)坑的土方開挖及護坡技術。


  一、基(槽)坑土方開挖


  (一)基本規定


  (1)基坑開挖應根據支護結構設計、降排水要求,確定開挖方案。


  (2)軟土基坑必須分層、分塊、均衡地開挖,分塊開挖后必須及時施工支撐。對于有預應力要求的鋼支撐或錨桿,還必須按設計要求施加預應力。


  (二)發生下列異常情況時,應立即停止挖土,并應立即查清原因和及時采取措施后,方能繼續挖土:


  (1)圍護結構變形明顯加劇;


  (2)支撐軸力突然增大;


  (3)圍護結構或止水帷幕出現滲漏;


  (4)開挖暴露出的基底出現明顯異常。包括黏性土時強度明顯偏低或砂性土層時水位過高造成開挖施工困難時;


  (5)圍護結構發生異常聲響;


  (6)邊坡出現失穩征兆時。


  二、護坡技術


  (一)基坑邊(放)坡


1.地質條件、現場條件等允許時,通常采用敞口放坡基坑形式修建地下工程或構筑物的地下部分。但保持基坑邊坡的穩定是非常重要的,否則,一旦邊坡坍塌,不但地基受到震動,影響承載力,而且還影響周圍地下管線、地面建筑物、交通和人身安全。


  2.基坑邊坡穩定影響因素


  基坑邊坡坡度是直接影響基坑穩定的重要因素。當基坑邊坡土體中的剪應力大于土體的抗剪強度時,邊坡就會失穩坍塌。其次,施工不當也會造成邊坡失穩,主要表現為:


  (1)沒有按設計坡度進行邊坡開挖;


  (2)基坑邊坡坡頂堆放材料、土方及運輸


  機械車輛等增加了附加荷載;


  (3)基坑降排水措施不力,地下水未降至基底以下,而地面雨水、基坑周圍地下給水排水管線漏水滲流至基坑邊坡的土層中,使土體濕化,土體自重加大,增加土體中的剪應力;


  (4)基坑開挖后暴露時間過長,經風化而使土體變松散;


  (5)基坑開挖過程中,未及時刷坡,甚至挖反坡,使土體失去穩定性。


  3.基坑放坡要求


  按是否設置分級過渡平臺,邊坡可分為一級放坡和分級放坡兩種形式。在場地土質較好、基坑周圍具備放坡條件、不影響相鄰建筑物的安全及正常使用的情況下,基坑宜采用全深度放坡或部分深度放坡。


  放坡應以控制分級坡高和坡度為主,必要時輔以局部支護結構和保護措施,放坡設計與施工時應考慮雨水的不利影響。


  當存在影響邊坡穩定性的地下水時,應采取降水措施或深層攪拌樁、高壓旋噴樁等截水措施。


  分級放坡時,宜設置分級過渡平臺。分級過渡平臺的寬度應根據土(巖)質條件、放坡高度及施工場地條件確定,對于巖石邊坡不宜小于0.5m,對于土質邊坡不宜小于1.0m。下級放坡坡度宜緩于上級放坡坡度。


  三、邊坡保護


  (一)基坑邊坡穩定措施


  (1)根據土層的物理力學性質確定基坑邊坡坡度,并于不同土層處做成折線形邊坡或留置臺階;


  (2)必須做好基坑降排水和防洪工作,保持基底和邊坡的干燥;


  (3)基坑邊坡坡度受到一定限制而采用圍護結構又不太經濟時,可采用坡面土釘、掛金屬網噴混凝土或抹水泥砂漿護面等措施;


  (4)嚴格禁止在基坑邊坡坡頂1~2m范圍堆放材料、土方和其他重物以及停置或行駛較大的施工機械;


  (5)基坑開挖過程中,隨挖隨刷邊坡,不得挖反坡;


  (6)暴露時間較長的基坑,一般應采取護坡措施。


  (二)護坡措施


  (1)基坑土方開挖時,應按設計要求開挖土方,不得超挖,不得在坡頂隨意堆放土方、材料和設備。在整個基坑開挖和地下工程施工期間,應嚴密監測坡頂位移,隨時分析觀測數據。當邊坡有失穩跡象時,應及時采取削坡、坡頂卸荷、坡腳壓載或其他有效措施。


  (2)放坡開挖時應及時作好坡腳、坡面的保護措施。常用的保護措施有:


  1)疊放砂包或土袋;


  2)水泥抹面;


  3)掛網噴漿或混凝土;


  4)其他措施:包括錨桿噴射混凝土護面、塑料膜或土工織物覆蓋坡面等。


  【案例】


  1.背景

  某市政工程基礎采用明挖基坑施工,基坑挖深為5.5m,地下水在地面以下1.5m??颖诓捎镁W噴混凝土加固?;痈浇懈邔咏ㄖ锛按罅康叵鹿芫€。設計要求每層開挖1.5m,即進行掛網噴射混凝土加固。某公司承包了該工程,由于在市區,現場場地狹小,項目負責人(經理)決定把鋼材堆放在基坑坑頂附近;為便于出土,把開挖的棄土先堆放在基坑北側坑頂,然后再裝入自卸汽車運出。由于工期緊張,施工單位把每層開挖深度增大為3.0m,以加快基坑挖土加固施工的進度。


  在開挖第二層土時,基坑變形量顯著增大,變形發展速率越來越快。隨著開挖深度的增加,坑頂地表面出現許多平行基坑裂縫。但施工單位對此沒有在意,繼續按原方案開挖。當基坑施工至5m深時,基坑出現了明顯的坍塌征兆。項目負責人(經理)決定對基坑進行加固處理,組織人員在坑內搶險,但已經為時過晚?;犹斐闪硕嗳怂劳龅闹卮笫鹿?,并造成了巨大的經濟損失。


  2.問題


  (1)按照《建筑基坑支護技術規程》JGJ120-2012,本基坑工程側壁安全等級應屬于哪一級?


  (2)本工程基坑應重點監測哪些內容?當出現本工程發生的現象時,監測工作應做哪些調整?


  (3)本工程基坑施工時存在哪些重大工程事故隱患?


  (4)項目負責人(經理)在本工程施工時犯了哪些重大錯誤?


  【參考答案】


  (1)基坑工程具有地域性,許多地區對基坑的分類做了規定?!督ㄖ又ёo技術規程》JGJ120-2012中第3.1.3條對基坑側壁安全等級做了如下表所示規定:


  基坑側壁安全等級  

安全等級
破壞后果
一級
支護結構破壞、土體失穩或過大變形對基坑周邊環境及地下結構施工影響很嚴重
二級
支護結構破壞、土體失穩或過大變形對基坑周邊環境及地下結構施工影響一般
三級
支護結構破壞、土體失穩或過大變形對基坑周邊環境及地下結構施工影響不嚴重

  本工程基坑周圍有高層建筑和大量地下管線,如果支護結構破壞、土體失穩或過大變形對周邊環境影響很嚴重,因此,基坑側壁安全等級應定為一級。


  (2)基坑開挖卸載必然引起基坑側壁水平位移,基坑側壁水平位移越大,坑后土體變形越大。過大的側壁水平位移必然會造成建筑物沉降及管線變形。因此,任何環境保護要求高的基坑,側壁水平位移都是監測的重點。本工程基坑周圍建筑物及地下管線是基坑環境保護的主要內容,其變形也應該是基坑監測的重點。


  本工程地下水位在坑底以上,必須采取降水措施。施工時需要監測地下水位,因此,地下水位也應該是監測的重點。


  另外,地下水中的承壓水對基坑的危害很大,尤其要注意接近坑底的淺層承壓水對基坑的影響。如果承壓水上面有不透水層,隨著基坑開挖,當承壓水層上部土重不能抵抗承壓水水頭壓力時,基坑坑底會出現突然的隆起,極容易引起基坑事故。如果坑底存在承壓水層時,坑底隆起也是基坑監測的重點內容。但由于基坑開挖施工,直接監測坑底隆起并不容易,可以通過監測埋設在坑底的立柱的上浮來間接監測坑底隆起。


  當基坑變形超過有關標準或監測結果變化速率較大時,應加密觀測次數。當有事故征兆時,應連續監測。本工程應加密觀測次數,如果變形發展較快應連續監測。


  (3)本工程施工中存在的重大事故隱患:不按設計要求加大每層開挖深度是引發事故的主要原因之一,基坑設計單位都應該根據其設計時的工況對施工單位的基坑開挖提出要求,不按設計要求施工,在施工時超挖極容易引起基坑事故。在基坑頂大量堆荷是引發基坑事故的另一重要原因,背景介紹未提及考慮這些荷載的安全性設計驗算,因此本工程把大量鋼材及棄土堆集于坑頂也是重大事故隱患。


  (4)對于基坑變形量顯著增大,變形發展速率越來越快現象,施工單位應該對基坑進行搶險,對基坑做必要的加固和卸載;并且應調整設計和施工方案?;游kU征兆沒有引起注意,仍按原方案施工是施工項目負責人(經理)一大失誤。


  當基坑變形急劇增加,基坑已經接近失穩的極限狀態,種種跡象表明基坑即將坍塌時,項目負責人(經理)應以人身安全為第一要務,人員要及早撤離現場。組織人進入基坑內搶險,造成人員傷亡是項目負責人(經理)指揮的一個重大錯誤。

基槽開挖 相關資料
技術服務基槽土方開挖及護坡技術
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