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該項目位于梅州市梅縣新城的公園北路東南側,施工范圍內擬建商品房16棟,總建筑面3300000m2,基坑周長約950m,地下2層,地下室挖深約4.00~10.00m.場地東側為規劃道路,地下室外邊線距離規劃道路約13.7~40m.規劃路東側為A區施工場地,A區現正在施工負一層地下室.場地南側為工地施工場地,南側小區入口道路已施工完畢.地下室外邊線距離小區道路約42m.場地西側為劍英大道,地下室外邊線距離用地紅線(劍英大道道路邊線)約31~37m.另外場地西側有兩層板房,與地下室外邊線距離約11m.地下室北側為正在施工的B1-B16棟地下室.
1地層巖性
根據場地35個鉆孔揭露,場地地層自地表向下依次為:第四系人工堆積成因(Q4ml)的素填土、沖積(Q4al)的粉質粘土及殘積成因(Q4el)的粉質粘土土層;下伏基巖為白堊系粉砂巖、砂巖及二疊系砂質灰巖、灰巖.場址區處于山間凹地地貌,主要地層為沖積地層,受A區基坑開挖降水影響,地下水位埋深較深,勘察期間測得地下水穩定水位埋深為7.80~13.00m,平均埋深為10.20m.地下水水位埋藏變化不大,水位變動與地下水的賦存、補給及排泄關系密切,由于水位動態變化受潮多種因素綜合作用,使得地下水水位年變幅較小,通常在0.5~1.0m.地下水類型主要有第四系孔隙水、基巖風化裂隙水、灰巖巖溶裂隙水,區內地下水的補給主要靠大氣降水和地表水徑流補給.
2施工方案概況
根據現場周邊環境、地質條件及經濟等各方面的因素,整個基坑支護分為16個剖面,地下室9'-9'、G1-G2、9-9、10-10、10'-10、11-11、12-12、13-13剖面采用支護樁+預應力錨索支護型式,支護樁360條,樁頂標高為+91.0m,樁長約為14.2m,嵌固深度5.0m~6.0m,腰梁錨索兩道,長度約為29.0m.5-5、6-6、7-7、8'-8'、8-8、G3-G4剖面采用放坡噴錨+土釘墻型式,土釘約六道,平均長度約為13.0m.17-17、18-18剖面為鋼管樁+錨桿支護型式,鋼管樁253條,每根長度為6.1m,穿過基坑底不少于1.5m,三道錨桿,平均長為6.0m.
3施工區段劃分
該方案將整個基坑劃分為4個施工區段施工,即9'-9'、G1-G2、9-9、10-10、10'-10、11-11、12-12、13-13剖面為第一個施工段,17-17、18-18剖面為第二個施工區段,5-5、6-6、7-7、8'-8'剖面為第三個施工段,8-8、G3-G4剖面為第四個施工,段各個施工段的劃分及施工方向詳見圖1所示.
4施工流程
(1)先施工第一區段9'-9'、G1-G2、9-9、10-10、10'-10、11-11、12-12、13-13剖面、第二區段17-17、18-18剖面、第三區段5-5、6-6、7-7、8'-8'.再施工第四區段8-8、G3-G4剖面.(2)將第一區段支護樁開挖至冠梁底標高位置+89.9m,后施工冠梁.(3)開挖第一區段支護樁區域至+89.5m位置,施工第一道錨索及腰梁.(4)開挖第一區段支護樁區域至+86.3m位置,施工第二道道錨索及腰梁.(5)開挖第第二區段鋼管樁區域至+86.8m位置,施工第一道錨桿.(6)開挖第二區段鋼管樁區域至+85.8m位置,施工第二道錨桿.(7)開挖第二區段鋼管樁區域至+84.8m位置,施工第三道錨桿.(8)整體開挖至+83.8m位置.(9)施工地下室地板后,進行地下室結構施工.
5施工總平面布置圖
本工程施工過程中,電纜、電箱等管線將沿圍墻或道路邊進行鋪設,從總配電箱接駁口引至基坑周邊,電箱布置3個一級箱和2個二級箱,三級箱分散在場地范圍內.布設1個材料堆放平臺,設1個鋼筋加工場,見圖2.據施工工期、業主的要求、結合地質條件以及周邊環境情況,按照安全、經濟、合理可行的原則,基坑支護分為4個施工區域施工.各施工段按進度節點要求進行控制,保證整個項目有計劃、有組織的進行施工作業。
6工程重點及難點
(1)工期較短,質量、安全要求高,施工任務繁重.工程量大,項目包括360根鉆孔樁,19567m錨桿,15962m錨索及冠梁、腰梁、噴錨等的施工,總工期90d,必須保證足夠的作業人員和相應配套設施才能順利完成任務.本工程所在施工現場基坑支護、B區商鋪及土石方工程等施工項目同步交叉進行,需要很好的安排及溝通,并做好設備、材料的放置,與此同時樁位密集,機械密集,需要不少于6臺鉆孔樁機及2臺錨索機才能保證施工進度,所以協調施工成為本項目的難點.(2)基坑周邊管線保護.本基坑除北側為B1-B16棟地下室,有建筑物及地下管線,基坑東側為在建市政路埋設的管線,包括電信管、雨水管、污水管;其中電信管線距離基坑邊最近,距離約為1~2m,埋深約0.8m.基坑南側為商鋪,現沒有鋪設管道,基坑西側為原有板房,埋有污水管、給水管、供水管;其中供水管距離基坑邊最近,距離約為5m,埋深約為0.50m.(3)施工大型設備多,安全管理難度較大.鉆孔樁機、挖掘機、錨桿機均屬大型施工機械,必須定期進行檢修.鉆孔施工屬高危作業,對施工安全要求非常高,需專業人員操作指揮.伴隨施工中可能存在不安全的因素,如泥漿池墜落、物體打擊及高空墜落,觸電,火災或爆炸,食物中毒或炎暑天氣中暑,都需要積極預防。
7基坑施工安全監測
本工程對基坑的位移、沉降及支護結構內力和變形的變化與實際地質條件、支護方案、施工組織管理、施工工藝、外界環境條件等都有密切關系,所以恰當地設置位移、沉降、內力等基坑安全監測點,是確保基坑安全的重要手段,在整個施工過程中,始終堅持動態設計與信息化施工的原則,為了確保施工過程中支護結構的穩定對周圍地面建筑物和地下管線的安全,須在施工過程中除了對支護結構結構的監測外,還需要對周圍建筑物、管線等進行跟蹤監測,及時反饋信息,以便各方掌握施工動態,組織信息化施工管理.為此,必須將施工監測工作作為一個重要的工序納入施工組織中.本項目由建設單位委托第三方監測單位.我司在第三方監測的基礎上進行常規的沉降、位移觀測和日常巡查.由于支護結構失效、土體過大變形對基坑周邊環境或主體結構施工安全的影響很嚴重,所以支護結構的安全等級定為一級.
7.1監測內容及控制標準基坑施工安全監測見表1、表2.根據上述監測管理標準,可根據監測結果所處的管理階段來選擇監測頻率:一般在III級管理階段監測頻率可適當放大一些;在II級管理階段則應注意加密監測次數;在I級管理階段則應密切關注,加強監測,監測頻率可達到1~2次/d或更多。在取得監測數據后,要及時進行整理,繪制位移或應力的時態變化曲線圖,即時態散點圖.在取得足夠的數據后,還應根據散點圖的數據分布狀況,選擇合適的函數,對監測結果進行回歸分析,以預測該測點可能出現的最大位移值或應力值,預測建筑物的安全狀況,評價施工方法,確定工程措施,采用的回歸函數有。
7.2監測數據的反饋成立監控量測班組,在現場技術負責的領導下,開展施工監測.班組成員由具有豐富施工經驗、監測經驗及有結構受力計算、分析能力的工程技術人員組成.具體負責測點埋設、日常量測和數據處理工作,采用計算機處理數據、輔助制圖,通過對時態曲線和應力變化曲線的分析,預測可能產生的最大位移值,位移變化和應力變化規律.量測工作要做到規范化,及時準確,全面采集數據.現場量測要專人保管,原件埋設前必須進行穩定性和可靠性檢測,以保證量測質量,指導施工[4].監控量測班組組織與監測系統控制,如圖3所示.各種監測數據及時整理,繪制成變形、應變、應力隨施工作業面推進的空間變化規律曲線及應變應力隨時間變化的時態曲線,如圖4所示:對各種曲線要及時進行數據分析,以預測各個時期可能出現的最大變形值,應力值,并掌握它們的變化規律,結合施工規范與設計的要求,預測基坑及結構的穩定性及安全性,提出工序施工的調整意見及應采取的安全措施,反饋設計、優化設計,使支護結構工程施工達到優質、安全、經濟合理、施工快捷的目的[5].全部監測工作的實施工作必須在監理工程師直接監督下進行,包括觀測儀器的采購、保管、選定、埋設和安裝、測試和施工期觀測及資料整理所有階段.監測人員與監理工程師密切配合工作,及時向監理工程師報告情況,并提供有關切實的數據記錄.妥善處理好施工和監測設備埋設間的相互干擾,及時提供工作面,創造條件保證監測埋設工作的正常進行.在施工過程中,教育好全體施工人員采取切實有效措施,防止一切觀測設備、觀測樁點等受到機械和人為的損壞,保證監測工作順利進行[6].
8結論
(1)根據現場周邊環境、地質條件及經濟等各方面的因素,整個基坑支護分為16個剖面,在不同的剖面采用不同的支護形式.(2)本工程所在施工現場基坑支護、B區商鋪及土石方工程等施工項目同步交叉進行,需要很好的安排及溝通,并做好設備、材料的放置,與此同時樁位密集,機械密集,需要不少于6臺鉆孔樁機及2臺錨索機才能保證施工進度,所以協調施工成為本項目的難點.(3)本工程對基坑的位移、沉降及支護結構內力和變形的變化與實際地質條件、支護方案、施工組織管理、施工工藝、外界環境條件等都有密切關系,所以恰當地設置位移、沉降、內力等基坑安全監測點,是確保基坑安全的重要手段.
作者:沈飛 單位: 嘉應學院 土木工程學院