多层地下室的施工管理中应注意的问题

发表时间:2015/9/11   来源:《工程建设标准化》2015年5月总第198期供稿   作者:李宁生
[导读] 中国联合工程公司杭州信安建设监理有限公司 基坑围护设计图纸采用水泥搅拌桩、钻孔灌注桩、压顶梁、土钉墙、锚杆、支撑并结合明沟及自流深井降水的支护方案。
李宁生(中国联合工程公司杭州信安建设监理有限公司,浙江,杭州,310000)
  【摘 要】目前看我国建筑业的发展深层地下室越来越多,深层地下室的施工中存在着许多的风险因素,有关许多需要搞好控制的因素,深层地下室的管理中有着许多需要研究的课题,需要探讨的东西,搞好深层地下室的施工管理对于我国的建筑业的发展有着重大的意义
  .【关键词】多层地下室;监测;排水;管涌;滑坡;渗漏;原因;解决办法
  一、工程概况:本工程地下建筑面积32395 ㎡,地下三层,建筑高度149.85m, 框架-核心筒结构,上部地层为耕填土、砂质粉土、砂质粉土夹粉砂、粉砂、粘质粉土、淤泥质粘土、粉质粘土、粉砂、等海陆相土层。基坑开挖至基础梁基底的最大开挖深度为15.8m,基坑开挖至承台基底的最大开挖深度为16.3m,局部电梯井最大开挖深度为21.55m;工程基坑按二级基坑进行设计。基坑围护设计图纸采用水泥搅拌桩、钻孔灌注桩、压顶梁、土钉墙、锚杆、支撑并结合明沟及自流深井降水的支护方案。
  二、基坑监测点的布设及排水深井的布设测斜管共17 根,底标高为-35 米,水位测点24 点,其中坑内测点7 点,支撑力测点6 点,其中混凝土支撑测点2 点, 钢立柱沉降观测5 点,地表沉降观测20 点,自流深井共145口,其中坑边间距15 米,坑内间距20 米,深井井底标高-18.8 米,土方正式开挖前两周就开始抽水。
  三、多层地下室施工中易出现的问题及可能产生的原因分析和应采取的解决办法1、降水深井打的深度不够:1)原因分析:本工程的深井的设计深度为-18.8 米,经检查实际只打到了12 米,一个是施工管理人员末做详细的交底或者是对设计意图理解的不透彻;另一个是个别设计对坑中排水交待的不明确。
  2)解决办法:建全施工管理制度,配备必要的施工技术人员,要做必要的交底,有问题及时同业主、设计等各方面联系解决,以避免产生施工错误,参照相关规范或同设计明确坑中排水井的深度、坑边井进入坑底的深度,因为地下水力曲线在抽水井处最深在两井中点之间处最高,它不是一个平面。
  2、边坡超挖:1)原因分析:一点是边坡放线一般是个粗略线,挖土时容易将边线挖掉,挖土过程中若测量人员跟踪不及时,或是照顾不过来,在坑壁及坑底,个别时候易造成超挖;2)处理办法:施工测量人员及时跟踪,有时可用拉线代替,有时可重复放线,在挖边坡时,有时可留有200-300 毫米的余量,之后再进行按线刷坡,或者也可以这样采取补救措施,用就地挖出的土掺入5%-8%的水泥,就地拌合后,用挖机或其它机械填到边坡或基底超挖处,之后再进行拍实,当然淤泥等不适合回填的土质不行。
  3、边坡喷射的混凝土护坡施工后经过一段时间底部部分空鼓土壤流失1)产生原因:边坡喷射混凝土的厚度一般不是很均匀,且表面一般有麻面,雨季施工时,表面雨水向下渗流,带走部分边坡土壤,再者边坡顶的排水沟,在接头、沟壁、集水井处,有时有小孔洞或裂缝,产生向下的渗流水,况且这部分水头高,向边坡下流动时有动水压力,与高度成正比,也能带走部分土壤,在个别的围护桩缝隙处流出,流入基坑,这样会对基坑照成危害,必须处理。
  2)处理办法:边坡喷射混凝土时,尽量掺入一定量的膨胀剂,根据品种不同、掺量不同,喷射混凝土时保证厚度,及时抹压光滑,封闭表面毛孔,之后及时养护,基坑边排水沟要及时疏通、清理,派专人检查排水沟渗水情况及时封堵。
  4、边坡局部过陡、荷载过大、有渗流导致边坡局部滑坡1)产生原因:本工程按图纸设计要求,坡度为1∶0.8~1∶1.0。实挖坡度要陡,一般情况下业主出于对成本的考虑,都把边坡做的比设计为陡,有时施工时受场地限制,边坡堆载过大,超过设计允许的荷载值,设计规定基坑坡顶10 米范围内堆载不超过15KPa,尤其在挖坏地下管线或基坑排水沟渗流较大的情况下,必定导致边坡滑坡或坍塌。
  我们的临近基坑就是因为类似情况,而产生滑坡。
  2)解决办法:按设计原则放坡、堆载,尤其要把渗流尽早处理好,水可以降低土壤的摩擦系数,使稳定的边坡变为不稳定,若出现滑坡,首先在边坡上部卸荷、削坡使边坡更缓,之后,加密打排水井,建好严密的排水系统,再对边坡表面喷射混凝土覆盖,并适当配置φ6 间距250 毫米的钢筋网。
  5、基坑底部局部管涌1)产生原因:个别基坑在挖到一定的深度后,产生管涌,水头喷出1 米多,水势汹涌连续不断,多数是挖到基坑中的承压水层,也可能是局部存在暗流、暗河。
  2)解决办法:采用引流的办法,只能暂时应付局面,不能解决根本问题,稳妥、彻底的解决办法是马上回填土,回填到一定高度稳定后,再施工封底的高压旋喷桩或增设坑内、外深井,高压旋喷桩要求如下:桩径800 毫米,桩间搭接300 毫米,水泥掺量35%,采用三重管法施工,空气压力0.7MPa,浆液压力2MPa,水压20 MPa,提升速度13 厘米/min,旋转速度10r/min,液流量100l/min。水灰比1:1。28 天后续继按方案挖土,即可解决问题.6、基坑监测的报警问题及监测报告的审核1)现象:笔者通过对多个普遍在15.4米深,坑中坑在21.5 米深的三层地下室观察研究发现以下几种情况:a、由于观测人员较年轻,技术水平差,报出的监测报告不真实,数据分析也有问题,本篇报告说达到报警值,重复加密监测后又没有问题,本工程各种报警值为:测斜孔:日位移连续三天超过每天3 毫米,最大位移4 厘米,地下水位观测每天500 毫米;支撑轴力监测:混凝土支撑9000KN,钢管支撑5000KN,基坑开挖期间每天1 次,底板浇筑期间1-3 天1 次,出现异常情况时应加密观测,必要时24 小时监测;沉降观测:立柱桩及支撑沉降,沉降累计5 毫米;坡顶沉降值超过25 毫米,建筑物沉降超过15 毫米;基坑开挖期间1-2 天观测一次,底板浇筑期间,5-7天1 次,底板完成后,可根据情况放宽监测频率,出现异常情况时应加密观测,必要时24 小时监测。


  b、基坑达到报警值,基坑位移也增大,格构式钢柱支撑变形,当时基坑边有部分荷载,且基坑临近一条繁忙的公路,但基坑末坍;c 、由于基坑设计围檩支撑的位置不当,或基坑施工时放坡问题,支护结构跟进不及时,在下雨天直接实然性的坍塌、滑坡;2)解决办法:对于第一种应对技术人员加强培训,由老师傅负责带队,有一个科学严谨的态度,对测试数据反复分析核对,之后才能上报,别外,总包、监理要对监测数据加强审核,及时纠正,应该说基坑监测非常重要,相当于预警系统,应该严格掌握。对于第二种,笔者认为非常危险,应该及时卸载;另一方面及时采取措施进行系统性的加固,加固时不能单方面考虑支撑,同时也要考虑拉结,把支撑、围檩、压顶梁、围护桩等作为一个整体来考虑进行加固,必要时宁可先回填,待围护系统加固好后,再重新开挖;对于第三种,设计人员要及时调整围檩支撑的位置,该加另一道支撑就加上去,基坑开挖严格按设计、按土质分类放坡, 本工程按图纸设计要求,坡度为1∶0.8~1∶1.0,坚持先撑后挖,严格基坑监测制度,雨天荷载变化时(拆除支撑期间等),要加密观测次数,及时报警,笔者通过对多地多处基坑考查,对基坑问题,非常担心,有的地方基坑围护桩折断,塔吊倒塌,多人伤亡,基坑问题损失,少则50-60 万,一般200-300万损失;7、基坑排水设置的检查控制1)检查控制原因:基坑挖土施工时,水位控制不好就挖不了土,本工程自流深井共145 口,其中坑边间距15 米,坑内间距20 米,深井井底标高-18.8 米,土方正式开挖前两周就开始抽水。坑内局部深坑附近降水深度可根据实际挖深适当增加降水深度,深井施工应避开桩、承台、地梁及后浇带。
  2)解决方法:应规定每天检查的制度,责成总包指派专人每天进行检查,水位必须控制在开挖面以下1.5 米,坑外水位控制在锚杆端部下面0.5 米,因为地下抽水水位线是曲线形状的抽水井处最低,两井之间中点处最高,可以通过试挖测算,调整抽水控制高度;8、基坑中坑中坑的排水问题1)产生原因:基坑面积大,坑中坑深,周围打的深井抽水无法满足坑中坑的抽水问题。
  2)处理办法:可采用足够数量的自吸泵,通过2 寸管联接,吸管头插入坑中坑的周边或集水坑中,提前一-二天抽水,之后就可以正常开挖了。
  9、基坑局部渗漏的处理1)可能的原因:止水桩个别处渗漏,边坡表面喷射的混凝土渗漏,通过围护桩间的缝隙,夹带着泥沙流入基坑,也可能排水沟、集水井处渗漏,水向下流入基坑。
  2)处理办法:首先在基坑中挖个集水坑,用抽水机向基坑外抽水,将排水沟、集水井、边坡喷射混凝土的表面用水泥砂浆掺入堵漏剂进行封堵,之后在漏点附近5 米的范围内采用高压双液注浆,封堵注浆点呈半圆形,注点间距800 毫米,双液注浆:① 配制化学浆液;② 将配制拌合好的化学浆和水泥浆送入贮浆桶内备用;③ 注浆时启动注浆泵,通过2 台注浆泵2 条管路同时接上Y 型接头从出口混合注入孔底被加固的土体部位;④ 注浆过程中应尽可能控制流量和压力,防止浆液流失;⑤ 施工参数:注浆压力:0.3-0.8 Mpa,注浆流量:25-35 l/min, 注浆量:0.375m3/延米,浆液配比:A 液 水:水泥:膨润土:外掺剂= 0.7:1:0.03:0.03,水泥选用普通硅酸盐水泥标号为32.5 级; B 液:水玻璃选用波宽度为35—40°bl;A 液:B 液 = 1:1;初凝时间:45 秒;凝固强度:3-4Mpa/2h; 或引流管法:引流管:在基坑渗水点插引流管,在引流管周围用速凝防水水泥砂浆封堵,待水泥砂浆达到强度后,再将引流管打结。
  10、地下室底板分块浇注速度与地基应力释放问题1)产生原生:地下室大体积混凝土浇注,底板厚度从2.8 至1 米对地基造成了一定的压力,势必造成基坑地基内部应力重分配,而向无压力的区域释放,易对后浇注混凝土地区的混凝土产生影响,易产生裂缝。
  2)处理办法:浇注混凝土时合理分块,尽量从一边向另一边均匀浇注,且间隔时间越短越好,进行施工的科学合理的组织,若间隔时间过长,最好采取预压堆载措施,或在后浇注的混凝土中掺入一定量的膨胀剂,以防止应力的集中释放造成的裂缝产生。
  11、地下室后浇带混凝土施工缝的处理问题1)存在现象:目前地下室后浇带的施工,一般是在主体完成后30 天左右,这时施工后浇带的清理问题是个头痛的问题,这时光线暗、地下室有水,混凝土强度已达到设计强度,垃圾运输困难,清理的人很难下手,尤其在施工缝止水铁板的下部清理更难。
  2)解决措施:进行施工的科学、合理安排,在地下室底板浇完2 天后,马上开始拆施工缝模板,钢板网片,马上凿毛清理,之后进行覆盖保护,等到施工后浇带时,再进行一次清理就可以了,经济、合理。
  12、深层地下室施工另两点要注意的问题是1)地下室围护支撑的拆除:本工程地下室底板与围护桩之间的传力带厚度400 毫米,采用与底板混凝土标号相同的素混凝土,待结构底板及传力带施工结束并达到100%强度后,可拆除双拼钢管支撑中钢支撑,施工地下二层楼板,待地下二层结构楼板及传力带达到100%强度后,拆除围檩,回收第二道锚杆,支撑拆除.围护支撑的拆除必须遵循先填后拆撑的原则。施工基础底板时,应同时按围护图纸要求用C40 素砼浇筑传力带的形式填实底板与钻孔围护桩之间的空隙,全部基础施工完成且素砼强度达到100%设计强度后,拆除第二道角支撑。施工到地下二层结构楼面时,应同时按围护图纸要求在围护桩和楼板之间设置临时传力带支撑,待临时传力带支撑砼达到设计强度的100%后,拆除第一道临时角支撑。围护支撑的拆除重点就是确保地下室及换撑结构的强度达到设计强度后再拆除。在砼施工中做好同条件养护试块,以作评析。支撑、栈桥拆除采用人工方式,用空压机+风镐的方式凿除混凝土,钢筋用气割切断。支撑、栈桥凿除完成后,才能割去立柱桩的钢格构柱。拆撑期间,保证每天有二至三次监测数据,当监测数据异常或达到警戒值时,应增加监测密度,并将监测数据绘制成相关曲线。以便分析其发展趋势。及时采取安全措施。
  2)基坑围护锚杆的施工:可回收式预应力锚杆应在锚固体强度大于15MPa 压顶梁及围檩梁强度达到80%设计强度后方可进行张拉,锚杆正式张拉之前,应取0.1—0.2 倍锚杆轴向拉力值,对锚杆预张拉1—2 次,使其各部位的接触紧密和杆体完全平直,锚杆在张拉到设计锚固力时,一定要持荷5—10分钟,观测无变化,而后锁定锚杆。
  四、今后深层地下室施工现场管理中应该吸取的教训和改进措施1、首先要优化设计,保证设计的经济、安全、合理性,必要时派设计人员进驻现场,指导施工,及时处理边坡坍塌、基坑排水、基坑渗漏等问题的发生,存在设计问题及时修改;2、选派成熟的、有经验的施工管理、业主、监理人员进驻现场,组成一个联合的临时管理班子,有问题马上研究解决,以免造成由于换撑、排水、锚杆、土钉等施工问题造成无法施工;3、业主要选择有经验、负责的基坑监测单位,把监测措施每天落到实处,做为我们的“眼睛”预警系统,把可能发生的重大问题,及时发现、及时解决;4、总包单位要科学合理的安排施工,以避免产生混凝土开裂、后浇带施工困难和可能造成的质量问题和经济损失;5、项目业主不要从一点经济利益考虑而改变基坑的坡度,桩的间距、尺寸等,若造成一定的质量、安全问题将得不偿失。
  参考文献:[1]混凝土结构设计规范GB50010-2010[2]《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008[3]建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2009[4]混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50204-2002)[5] 建筑基坑工程监测技术规范 GB50497-2009[6]《建筑基坑工程技术规程》JGJ120-2012[7]建筑基坑支护技术规程JGJ 120-2012
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