受擠壓土體的深基坑開挖監(jiān)理質(zhì)控措施

PAGE受擠壓土體的土方開挖施工技術(shù)摘要：對(duì)受擠壓土體土方采取增大放坡系數(shù)、分層、對(duì)稱開挖等措施，通過實(shí)施取得了好的效果。關(guān)鍵詞：受擠壓土體土方開挖施工技術(shù)1.概述某冷軋板廠可逆式軋機(jī)改造工程，主廠房結(jié)構(gòu)屬于全鋼排架結(jié)構(gòu)，建筑面積5631.96㎡?；A(chǔ)為鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)，沉管灌注樁承重，廠房?jī)?nèi)主要設(shè)備基礎(chǔ)有軋機(jī)基礎(chǔ)、乳化液基礎(chǔ)、設(shè)備潤(rùn)滑站基礎(chǔ)、風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)等。設(shè)備基礎(chǔ)底標(biāo)高從-2m多到-6.95m不等，標(biāo)高層次相當(dāng)多。設(shè)備基礎(chǔ)密集，±0.00相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高1847.52.地質(zhì)特點(diǎn)根據(jù)《工程施工圖設(shè)計(jì)階段巖土工程勘察報(bào)告書》可知其地質(zhì)特點(diǎn)如下：2.1由上至下地層分布情況2.1.1第四系人工堆積層：人工填土，為新近填筑土，未經(jīng)碾壓，主要由褐紅色粘性土混少量角礫組成，不均勻，松散～稍密。整個(gè)場(chǎng)地均有分布，厚度1.10～3.10m。2.1.2第四系沖、洪積層：粘土，褐紅～褐黃色，硬塑狀態(tài)，局部可塑狀態(tài)，稍濕。整個(gè)場(chǎng)地均有分布，厚度0.30～2.00m。粘土，褐紅～褐黃色，軟塑狀態(tài)，濕～很濕。頂部夾薄層粉土。整個(gè)場(chǎng)地均有分布，厚度2.40～5.90m。2.1.3第四系湖沼相沉積層：深灰、黑色，軟塑～流塑狀態(tài)，很濕～飽和。間夾淤泥及有機(jī)質(zhì)粘土。含大量有機(jī)質(zhì)和未腐植物根莖。整個(gè)場(chǎng)地均有分布，厚度4.20～11.10m。2.1.4第四系坡、洪積層粘土：灰白、灰黃色，軟塑～可塑狀態(tài)，濕～很濕。間夾薄層粉質(zhì)粘土。整個(gè)場(chǎng)地均有分布，厚度0.50～2.50。粘土：灰黃、褐紅色，可塑～硬塑狀態(tài)，濕。整個(gè)場(chǎng)地均有分布，厚度0.70～6.30。頂板埋深13.00～19.50m,標(biāo)高介于1828.07～1834.21m2.2地下水狀況在鉆孔揭露深度范圍內(nèi)，大部分鉆孔遠(yuǎn)離量測(cè)到穩(wěn)定地下水位，地下水埋深一般0.00～1.50m，標(biāo)高介于1847.10～1847.582.3地下樁體情況本工程的主廠房柱基礎(chǔ)、設(shè)備基礎(chǔ)、地坪基礎(chǔ)下部設(shè)計(jì)上均采用了大量Φ500mm的沉管灌注樁進(jìn)行地基處理，主要有三種類型的樁：2.3.1鋼筋混凝土沉管灌注樁，此類樁為廠房柱基承臺(tái)及設(shè)備基礎(chǔ)的承壓樁。2.3.2素混凝土沉管灌注樁，此類樁為地坪處理樁。2.3.3樁貫入深度平均30m進(jìn)入持力層，樁間距1.5m，由于該工程地質(zhì)主要為軟塑土，在樁基施工后，造成地下土體受到了相當(dāng)程度的擠壓。場(chǎng)地地面標(biāo)高比自然地面標(biāo)高上升了近1米。其樁位布置如下圖：針對(duì)以上所述的地質(zhì)狀況，我公司土方開挖所遇到的主要是原回填土層、粘土層及泥炭質(zhì)土層，根據(jù)以往在昆鋼施工所了解的此類土層，此類土層的流動(dòng)性及可塑性相當(dāng)強(qiáng)，含水率高。另一方面，廠房以南為綠化用地，長(zhǎng)年的綠化用水也增加了土體的含水率，提高了地下水位。打樁公司工期也嚴(yán)重滯后，根據(jù)指揮部對(duì)工期要求，在對(duì)廠房142線柱基樁施工的同時(shí)對(duì)主廠房137線樁基施工完畢且達(dá)到強(qiáng)度要求的柱基進(jìn)行土方開挖，進(jìn)行邊打樁，邊進(jìn)行承臺(tái)基礎(chǔ)的施工。3土方開挖順序的初步設(shè)想根據(jù)工程實(shí)際情況，結(jié)合我司類似工程施工經(jīng)驗(yàn)，我們排出了開口施工和閉口施工兩種方案：開口施工：主軋機(jī)、乳化液設(shè)備基礎(chǔ)土建施工→柱基施工→廠房吊裝→吊車梁、行車、軌道、滑線安裝→設(shè)備安裝閉口施工：柱基→廠房吊裝→主軋機(jī)設(shè)備基礎(chǔ)土建施工→設(shè)備安裝吊車梁、行車、軌道、滑線安裝由于4月至6月為昆明地區(qū)的雨季，根據(jù)工程進(jìn)展情況，雨季施工是不可避免，結(jié)合開閉口施工順序和類似工程工期經(jīng)驗(yàn)得知，當(dāng)采用開口施工時(shí)，柱基施工以后的工作就會(huì)在雨季時(shí)施工。若采用閉口施工，廠房吊裝完畢后，后續(xù)工作可以在廠房?jī)?nèi)施工，可以減小雨季對(duì)施工帶來的影響，故：在考慮雨季施工因素的影響，我司初步選擇閉口施工方案。4.土方的試探性開挖為了加強(qiáng)對(duì)此類受擠壓土體的認(rèn)識(shí)，防范在基礎(chǔ)大面積土方開挖中出現(xiàn)的影響因素，以便針對(duì)性的采取相應(yīng)的技術(shù)措施，經(jīng)過技術(shù)性分析，我們首先對(duì)1E列136至137線承臺(tái)基礎(chǔ)進(jìn)行了試探性開挖。4.1開挖方式及要求土方開挖采取了我公司以往在昆鋼工程施工時(shí)的開挖方式，即基槽一次開挖成型，土方放坡系數(shù)按1：0.67。4.2試探性開挖后出現(xiàn)的狀況4.2.1斷樁、樁傾斜：地基處理的兩種樁分別出現(xiàn)了兩種情況，一是設(shè)備基礎(chǔ)及主廠房柱基的鋼筋混凝土沉管灌注樁出現(xiàn)傾斜；地坪處理的素混凝土沉管灌注產(chǎn)生斷裂。見下圖：斷裂的素混凝土灌注樁4.2.2土體開裂：在離基槽約50m的范圍內(nèi)，土體均出現(xiàn)開裂，裂縫間距約2m，與樁間距相近，裂縫寬度約5cm。在基槽內(nèi)不時(shí)有土體裂縫4.2.3開挖后基底土體上?。夯追獾缀?，經(jīng)觀測(cè)，在24小時(shí)的時(shí)間內(nèi)，基底土體上浮量約為200mm，并有繼續(xù)緩慢上浮。5.針對(duì)試探性開挖出現(xiàn)的上述情況，分析原因如下：5.1土體受到擠壓:由于沉管灌注樁的施工工藝所致，土體被擠壓得相當(dāng)密實(shí)，因而造成土體內(nèi)蘊(yùn)含了大量的擠壓應(yīng)力，并造成整個(gè)場(chǎng)地標(biāo)高平均上升了近1m5.2開挖時(shí)臨空面大:開挖的基底相對(duì)標(biāo)高為-3.20m，自然地面相對(duì)標(biāo)高為+1.00m,臨空面高差達(dá)4.2m。雖已按1：0.67進(jìn)行放坡，但土體的穩(wěn)定性仍很差。5.3受泥炭質(zhì)土的影響:由于施工現(xiàn)場(chǎng)泥炭質(zhì)土分布在相對(duì)標(biāo)高為-6.80m至-18.00m標(biāo)高層內(nèi)，雖此次試探性開挖時(shí)基槽并沒有挖至此層，由于土體內(nèi)應(yīng)力很大，土方開挖后，破壞了土體的穩(wěn)定性，使基槽底和基槽壁臨空面成為一個(gè)相對(duì)比較薄弱的位置，5.4受地下水影響:由于施工現(xiàn)場(chǎng)的地下水位較高。且粘土層現(xiàn)場(chǎng)開挖后的特點(diǎn)是：a.無水狀態(tài)或少水時(shí)—硬，粘性不強(qiáng)；b.水浸泡狀態(tài)時(shí)—流動(dòng)性強(qiáng)，成淤泥狀。地下水對(duì)土體的浸泡導(dǎo)致了土體的不穩(wěn)定性。5.5受打樁影響：由于土方施工是在邊打樁邊土方開挖施工的情況下進(jìn)行，打樁施工不斷的對(duì)土體進(jìn)行擠壓，增加其內(nèi)應(yīng)力，土體的可塑性也很強(qiáng)，在土方開挖后形成的土體抵抗應(yīng)力的薄弱區(qū)，也形成了土體釋放應(yīng)力的區(qū)域，導(dǎo)致土體向此區(qū)域移動(dòng)面引起土體垮塌及樁位傾斜及斷樁。5.7受土體應(yīng)力未釋放的影響：首先，新建廠房有三面均為原的建筑物，此部分地基相對(duì)比較穩(wěn)定，造成了樁基施工對(duì)地下土體產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力無處釋放。其次，在樁基施工還未完畢的情況下就進(jìn)行了土方開挖的施工，土體的內(nèi)應(yīng)力也并不穩(wěn)定。在土方開挖進(jìn)出現(xiàn)的抵抗應(yīng)力的薄弱區(qū)就會(huì)成為土體應(yīng)力釋放的區(qū)域。6.采取的相應(yīng)技術(shù)措施：針對(duì)我公司試探性開挖出現(xiàn)的問題及對(duì)問題分析的結(jié)果，采取了以下措施：6.1改變施工方式。工程初步設(shè)想考慮的“閉口”施工的施工順序，即先對(duì)主廠房柱基、地梁施工完畢后，形成廠房主體，再對(duì)廠房?jī)?nèi)設(shè)備基礎(chǔ)進(jìn)行施工?？紤]到設(shè)備基礎(chǔ)的底標(biāo)高在-6.00m及現(xiàn)場(chǎng)土體的特點(diǎn)，改為了“6.2土體卸載。即先對(duì)施工區(qū)域整體開挖至地坪褥墊層標(biāo)高，以分批釋放土體內(nèi)應(yīng)力，減小基槽內(nèi)土體的上浮，減小臨空面。6.3加大放坡系數(shù)?；坶_挖時(shí)，在開挖深度在3m以內(nèi)按1：1進(jìn)行放坡，在開挖深度在4.5m及以上高度時(shí)采用1：3進(jìn)行放坡或階梯形放坡。以有效的保護(hù)樁體，增強(qiáng)土體的穩(wěn)定性。6.4對(duì)稱開挖。主廠房分B-D，D-E兩跨，在土方開挖時(shí)，同時(shí)對(duì)對(duì)稱地對(duì)B列和E列進(jìn)行開挖，最后再對(duì)中間D列的基槽開挖，以利于土體均勻的釋放應(yīng)力，保護(hù)樁體。6.5分層開挖。對(duì)于底部標(biāo)高較多的且面積較大的基礎(chǔ)，采取分層開挖的方式，如廠房?jī)?nèi)的軋機(jī)基礎(chǔ)，基礎(chǔ)底標(biāo)高主要為-2.400m,-3.345m,-5.625m,在土方開挖時(shí)先整體開挖至-2.400m標(biāo)高，第二次在基底設(shè)計(jì)標(biāo)高為-3.345m,-5.625m區(qū)域6.6邊坡支護(hù)。對(duì)土方開挖時(shí)局部仍不穩(wěn)定的土體，采取型鋼支護(hù)或毛石混凝土護(hù)壁，以增強(qiáng)土體的穩(wěn)定性。6.7加強(qiáng)排水。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)的滲水性差，遇水易形成淤泥特點(diǎn)，在基槽開挖后，設(shè)集水坑排水，在基槽四周人工挖一條200mm×300mm的排水溝，內(nèi)填碎石，坡向集水坑，用水泵及時(shí)將基槽內(nèi)的水排出。6.8對(duì)泥炭質(zhì)土層的處理。土方開挖時(shí)如局部遇到該土層時(shí)，第一，首先對(duì)上部土體進(jìn)行卸壓，即將其放坡比例加大至1：3；第二，將此區(qū)域打鋼管樁并用板材護(hù)壁進(jìn)行C10毛石造型混凝土的澆筑，以阻止泥炭土的流入基槽。具體如下圖，基礎(chǔ)施工時(shí)正值雨季，基槽開挖時(shí)土體受到雨水沖刷也會(huì)造成土體有較強(qiáng)的流動(dòng)性，在遇到此情況時(shí)仍采用此支護(hù)方法。6.9多段（層次）截樁。在分層開挖時(shí)，為保證施工車輛的運(yùn)行，采取分段截樁，即土方開挖至方案設(shè)計(jì)的標(biāo)高后，及時(shí)對(duì)樁體進(jìn)行截樁。7.施工中注意的有關(guān)問題本工程中遇見的軟塑土質(zhì)在其它工程項(xiàng)目中并不少見，但受沉管灌注樁施工工藝造成的土體擠壓，在土體內(nèi)形成內(nèi)應(yīng)力的土體并不多。針對(duì)此特性的土層，主要采取釋放內(nèi)應(yīng)力的方法，在實(shí)際施工還需注意以下幾個(gè)方面：7.1由于土方開挖后土體產(chǎn)生上浮，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工應(yīng)在開挖后土體穩(wěn)定的情況下分批進(jìn)行。7.2加強(qiáng)對(duì)已施工的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行位移觀測(cè)，以便進(jìn)一步掌握其活動(dòng)規(guī)律。7.3上部結(jié)構(gòu)施工（如鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、屋蓋系統(tǒng)