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略谈深基坑施工中邻近建(构)筑物下沉原因分析及其处理方法摘要随着经济的发展,高层建筑和超高层建筑不断出现,与之相对应的是在基础施工阶段,需要在市区内密集建筑群中开挖深基坑一般深基坑都在10米左右,有的深基坑深度超过了20米如此深的基坑,对邻近建(构)筑的安全构成很大的威胁,可能由于过度抽排地下水导致邻近建(构)物下沉在这里,结合冠宇金都项目深基坑施工过程中邻近建构筑下沉进行论述关键词深基坑邻近建(构)筑下沉
一、工程概况冠宇金都工程由柳州市冠宇汽车配件有限公司投资__,项目地址位于柳州市航生路32号项目占地__为5178㎡,为综合性办公大楼,总建筑__
22460.36㎡,其中地下两层(基坑深
9.8米),地上十二层,为框剪结构项目总造价约2246万元,合同总工期为730天该工程由核工业桂林工程勘察院进行勘察并设计深基坑支护方案,由广西建荣工程项目管理有限公司进行监理,由柳州市城市规划设计院设计,总承包施工单位为广西建工集团第二__建设有限公司该工程地处市区内,基坑上坡口往南面5米处有一栋四层商住楼;东面为航生路,基坑上坡口往东5米处有自来水输水管道(DN300),还有煤气管;北面和西面没有建筑物和构筑物,如附后平面图所示该工程的基坑支护南面边坡和东面边坡采用预应力锚索土钉墙;西面边坡采用坡率法支护;北面边坡采用钢筋锚杆土钉墙墙面挂φ
6.5@200__ilto:墙面挂φ
6.5@200钢筋网,喷C20混凝土厚100该工程于2014年5月15日破土动工,同时进行边坡支护工程施工,至2014年10月25日,已基本完成深基坑支护工程,目前基坑边坡稳定,邻近建(构)筑没有继续下沉
二、原商住楼、散水坡和道路下沉过程描述2014年6月2日,当基坑开挖到-
5.0(以拟建建筑物室__面标高为±
0.00)米时,南面的商住楼有轻微下沉,墙体出现一道裂缝当时,第三方监测单位对基坑边坡和商住楼所进行监测的结果显示,基坑边坡与商住楼的下沉很小,基坑边坡下沉只有5MM,商住楼下沉只有3MM到了2014年9月16日,当基坑开挖到-
8.8米时,南面商住楼连续5天每天下沉1MM累计下沉了8MM有,导致商住楼的墙体增加出现了3道裂缝同时,原商住楼北面(靠近基坑一侧)4米范围的散水坡和道路下沉,下沉量最大的是散水坡,下沉的总量达到了50MM,而基坑边坡支护的下沉量才16MM还有基坑边坡支护的位移却是往南方向__这一反常现像引起了分公司__高度重视,要求项目部停止施工,查明原因并处理好以后才能继续施工
三、__的原因分析商住楼有轻微下沉,直接原因是由于抽排地下水所致经现场勘察,原四层商住楼的基础埋深为-
2.5米深(以拟建建筑物室__面标高为±
0.00),持力层为硬塑状红粘土当冠宇金都工程的基坑开挖在-
2.5米(以拟建建筑物室__面标高为±
0.00)以上时,原商住楼基础下的持力层(硬塑状红粘土)的含水量没有受到影响的,所以原商住楼暂时没有下沉现象再往下开挖基坑土方时,由于基坑周围土层的水往基坑流失,相应地原商住楼基础持力层(硬塑状红粘土)中的吸着水和重力水流失而造成硬塑状红粘土收缩,导致原商住楼有轻微的下沉商住楼继续下沉,其原因已无法用经验来直接判断,因此,在停止基坑边坡支护施工后,业主方请勘察单位在原商住楼北面道路处进行钻探,钻探点间距6米钻探的结果显示,在原商住楼路面以下至-
2.3米范围内为杂填土,厚约2米,-
2.3米至-7米为硬塑状红粘土,-7米(以拟建建筑物室__面标高为±
0.00)以下存在软弱下卧层,软弱下卧层厚
4.5米,为可塑状软粘土,软弱下卧层下面是强风化白云岩由于该软弱下卧层的承载力较低,当该软弱下卧层四周的约束没有被扰动时,它还能承受上部荷载,但所承受的荷载已达到临界状态当傍边的约束被扰动后,即该软弱下卧层的北面约束被挖走后,软弱下卧层就会在压力作用下,被挤压后向北__,导致原商住楼继续下沉;还有,原商住楼下的软弱下卧层含水率较大,基坑施工时过度抽排地下水后,导致该软弱下卧层的含水率下降,软弱下卧层收缩,最终导致商住楼下沉
三、下沉的处理方法经过研究分析后,项目部经与监理方、设计院沟通后,由设计院出图,采用化学注浆加固方案对该商住楼下的软弱下卧层和杂填土层进行处理
1、注浆加固地基机理 注浆加固根据地质条件及特征,本着确保质量、经济合理的原则,采用水泥浆等浆体受压后克服各种阻力,进而渗入土体的孔隙和裂隙中,浆液通过渗透、挤密、填充等方式使得孔隙及松散的土粒胶结,形成相互穿插的脉状结石体
2、注浆方法的选择在处理软弱地基时,应采用劈裂灌浆法通过较高的灌浆压力作用,使浆液能克服地基中的初始应力并且抵抗土体抗拉强度,使得土体发生劈裂,其方向是沿着垂直于主应力的平面或在土体强度最弱的平面采用劈裂灌浆法还能增大浆液扩散范围因此要采用劈裂灌浆法对杂填土,采用渗入型注浆法能满足设计要求
3、注浆参数选用 注浆压力应通过现场实验来确定,综合考虑覆盖土压、浆液种类、地质条件等因素的影响参照软土地基注浆工程经验,处理软弱下卧层,其注浆压力选用
0.8MPa处理杂填土层,其注浆压力选用
0.3MPa注浆材料为水泥+水玻璃+水,其比例为水泥∶水玻璃∶水=1∶
0.02∶1(重量比),水泥为P.O
32.5普通硅酸盐水泥 注浆量在一般情况下,理论上注入的耗浆量,应填充到颗粒之间的孔隙中,或沿层理或裂隙劈裂式注入每孔(段)浆液注入量可用下式计算Q=πAHR2·β·n式中,Q为每孔段注浆量(m3);A为浆液损耗系数,取
1.20;H为注浆孔深(m);R为浆液有效扩散半径(m);β为浆液充填系数;S为浆液扩散__(m2);n为孔隙率综上计算,每延1m注浆量Q为
0.85m3 注浆孔间距及注浆速度注浆孔的布置,采取梅花型,注浆孔间距其取值为
1.5m,注浆流量为10~15L/min 注浆花管开孔参数注浆花管采用Φ25镀锌钢管,小圆孔呈梅花型布置,每隔10cm横向开设两个Φ6mm小圆孔,开孔部位为与杂填土层和软弱下卧层接触范围,即-
0.3~-
2.3米和-
7.5~-12米范围
4、布孔原则按排距
1.5m,孔距2米相互错开,以梅花状的形式以商住楼北面布置三排共32个孔,详见附后图所示
5、处理范围商住楼北侧车道,处理深度为路面以下至-
2.3米范围的杂填土,厚约2米;以及-
7.5~-12米范围的软弱下卧层平均厚
4.5米
6、注浆顺序注浆顺序应按跳孔间隔注浆方式进行,采用先__后内部的注浆施工方法
7、加固方案实施 施工工艺流程选择注浆设备→成孔→花管制作以及安放→注浆→清洗
①测放孔位根据设计孔位在注浆范围内准确定位,定出注浆孔位并将其标记出来
②成孔注浆孔施工选用孔径为91mmXY-100型钻机成孔由于商住楼区域的软弱下卧层的深度为-
7.5~-12米,故开孔深度-12米
③花管制作以及安放花管的配置由孔深决定,并通过设计要求进行制作,成孔后注浆花管下入至孔底,将孔口管封闭
④注浆首先选择注浆材料,注浆材料为纯水泥浆+水玻璃,其比例为水泥∶水玻璃∶水=1∶1∶
10.3(重量比),水泥为P.O
32.5普通硅酸盐水泥注浆压力定为
0.8MPa首先,需要进行现场注浆试验,以确定单孔注浆量,之后根据所采用的注浆工艺进行施工注浆的工序要先对边缘帷幕孔进行施工,接着要对加固孔进行施工,当注浆量达到设计要求时,终止注浆为了使注浆工程质量得到确保,边缘帷幕孔孔距一般为注浆孔孔距的1/2当注浆量小于
0.4L/min,稳定30min时即可完成注浆每组注浆时应间隔2~3孔隔孔跳打跳注
⑤清洗如不需要连续施工,注浆完成后务必要及时清洗浆泵、管路等如连续施工可视具体情况不进行操作
8、质量检验
①注浆工程属于地下隐蔽工程,为确保注浆工程质量,要严格按照要求进行注浆施工
②质量检验该工程的质量检测用以下两方面来进行沉降观测为全面检验注浆效果,观测需要在开工前进行一次,完成注浆工程后进行一次,以及全部工程完工后一个月再进行一次;注浆质量检验是按照前述规范及设计要求,在注浆结束28d后进行,注浆孔检验点按注浆孔数的5%进行,检验点合格率大于80%,否则对不合格的注浆区域应重新注浆质量检验的具体方法有开挖法、钻芯法、载荷试验法、变形观测法等本工程采用了变形观测法验证地基注浆加固质量
9、结论 商住楼地基加固工程于2014年10月5开始,至2014年10月9日结束,在整个施工过程中,操作严格按照设计规定,注浆材料符合规定,沉降观测从未间断,定期观测从工程开始前坚持到地基加固结束后一个月通过对观测结果、加固质量鉴定及沉降状况的分析,均已达地基处理的设计要求,
10、注意安全事项
①灌浆压力要严格控制,避免因注浆而造成边坡坍塌
②对基坑边坡的监测要加大频率
③认真检查施工机械,确保机械不带病作业
五、经验教训进行深基坑施工,既要对本工程的地质情况了解清楚,对邻近建(构)筑物的地质情况也要详细地了解清楚该__中,由于没有了解原商住楼的地质情况,无法预见到原商住楼发生下沉如事先有所了解,则可以在支护方案的选择上采用更安全可靠的方案;若知道在原商住楼下有软弱下卧层,则可以提前对软弱下卧层进行处理,避免了原商住楼的下沉和墙体开裂基坑及周边情况和灌浆孔布置图PAGE7。