本文摘要：這篇建筑工程師論文發(fā)表了軟土地區(qū)的砂層深基坑建筑施工方案，我國國內(nèi)建筑行業(yè)發(fā)展十分迅速, 在施工技術(shù)方面積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn), 巖土工程深基坑支護(hù)作為建筑工程中常見的一種施工技術(shù), 同樣取得了巨大的發(fā)展和進(jìn)步。 關(guān)鍵詞：建筑工程師論文投稿,軟土地
這篇建筑工程師論文發(fā)表了軟土地區(qū)的砂層深基坑建筑施工方案，我國國內(nèi)建筑行業(yè)發(fā)展十分迅速, 在施工技術(shù)方面積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn), 巖土工程深基坑支護(hù)作為建筑工程中常見的一種施工技術(shù), 同樣取得了巨大的發(fā)展和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：建筑工程師論文投稿,軟土地區(qū);厚砂層;深基坑;濱海沖積平原;變形
引言
隨著我國城市建設(shè)的蓬勃發(fā)展，研究在沿海沖積平原高水位、厚軟弱土層和砂層等復(fù)雜地質(zhì)條件下，確保工程安全，為相似工程提供借鑒是必要的。本文選取寧波市軌道交通建設(shè)中某段明挖區(qū)間作為研究對象。建設(shè)場區(qū)為濱海沖海積和沖湖積平原，屬于典型的軟土地質(zhì)，在開挖范圍存在約10.5m厚的砂土層，同時(shí)蘊(yùn)含復(fù)雜承壓水層�？紤]到場區(qū)地質(zhì)條件的復(fù)雜，故在基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工中應(yīng)采取相應(yīng)措施以確�；幼陨砑爸苓叚h(huán)境安全。
1工程概況
本工程基坑長約124m，寬約22.3～24.6m，基坑深約24.8～26.4m�；邮┕し秶鷥�(nèi)分布有①1c層素填土、①3層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、②2層淤泥質(zhì)黏土、③1層粉砂、③1b層層狀粉砂、④1層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土等，其中③1層粉砂、③1b層層狀粉砂最厚約10.5m，基底位于④1層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土。建設(shè)場區(qū)水文條件復(fù)雜，主要包括③層、⑧層承壓含水層，其中③層承壓含水層頂板埋深約12.9m、厚約10.5m、水頭埋深1.2m;⑧層承壓含水層頂板埋深約52m、厚約13m、水頭埋深2.8m;均具有透水性強(qiáng)、水量大的特點(diǎn)。
2難點(diǎn)分析
根據(jù)工程特點(diǎn)，主要存在以下四個(gè)方面的難點(diǎn)：
(1)地連墻成槽。建設(shè)場區(qū)工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件復(fù)雜，廣泛分布有飽和軟土層(主要為淤泥質(zhì)土)，具有厚度大、物理性質(zhì)差、壓縮性高和呈流變性等特點(diǎn)，同時(shí)砂層較厚，最厚約10.5m，地連墻成槽過程中由于泥漿滲透力無法與槽壁土壓力維持平衡，極易發(fā)生塌孔和超挖現(xiàn)象，地連墻施工質(zhì)量和基坑開挖安全難易保障。
(2)軟土施工。開挖范圍存在較厚的淤泥質(zhì)黏土，該土層具有孔隙率大、含水量高、土體強(qiáng)度低、土體擾動(dòng)后易產(chǎn)生流變等不良地質(zhì)特性。造成土方開挖困難易流灑，挖機(jī)行走困難并對基底土層擾動(dòng)出現(xiàn)“和稀泥”現(xiàn)象，同時(shí)內(nèi)支撐架設(shè)施工困難且預(yù)加力損失嚴(yán)重。這些因素均不利于基坑變形控制，嚴(yán)重影響周邊環(huán)境的安全。
(3)承壓水處理。場區(qū)水文條件復(fù)雜，承壓水層具有透水性強(qiáng)、水量大且水頭較高的特點(diǎn)。③層承壓水層極易由于地連墻施工質(zhì)量造成透水流沙，從而引發(fā)基坑危險(xiǎn);⑧層承壓水層在基坑開挖過程容易造成基坑突涌，而泄壓易造成周邊不均勻沉降和城市淡水資源的浪費(fèi)，故承壓水處理是本工程的重難點(diǎn)之一。
(4)支護(hù)體系選擇。本工程基坑最深26.4m、最寬24.6m，且所處場區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜。支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不僅要保證基坑的安全，還應(yīng)考慮施工的難度。合理的支護(hù)體系不僅是工程質(zhì)量、安全的前提和保障，也能夠使工程順暢實(shí)施。
3設(shè)計(jì)措施
針對難點(diǎn)，本工程擬采取以下設(shè)計(jì)措施以確保自身和周邊環(huán)境安全，降低實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)。
3.1減壓降水成槽措施
通常地連墻成槽時(shí)注意控制施工參數(shù)和提高泥漿質(zhì)量與比重，但本工程砂層較厚，仍具有超挖和塌孔危險(xiǎn)，為保證成槽、結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和安全，考慮在地連墻槽壁兩側(cè)砂層上下2m范圍內(nèi)采用三軸攪拌樁進(jìn)行加固。但鑒于對工程安全、質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)實(shí)施等方面的綜合考慮，通過采取試驗(yàn)手段對成槽質(zhì)量進(jìn)行研究、評價(jià)，最終選取適合工程特點(diǎn)且經(jīng)濟(jì)有效的工程措施。結(jié)合周邊環(huán)境情況和設(shè)計(jì)方案，制定成槽試驗(yàn)方案。為此，通過試驗(yàn)對比正常條件下和采取減壓降水措施下成槽施工效果，見圖1、圖2。針對厚砂層采取減壓降水措施能夠確保地連墻成槽時(shí)槽壁的質(zhì)量和穩(wěn)定。和槽壁加固等其他穩(wěn)定槽壁措施對比分析，減壓降水成槽措施還具有節(jié)約工程費(fèi)用、縮短工期、施工簡便等特點(diǎn)。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，減壓降水井沿地墻兩側(cè)錯(cuò)開布置，降水井間距16m左右(3幅墻)，減壓降水深度為7～8m較為合適。
3.2坑內(nèi)弱加固
鑒于厚淤泥質(zhì)地層施工特點(diǎn)：基坑開挖緩慢，支撐架設(shè)不及時(shí)，被動(dòng)土層擾動(dòng)流變，時(shí)空效應(yīng)難以發(fā)揮等[1]。在設(shè)計(jì)中對坑內(nèi)軟弱土層采取攪拌樁抽條弱加固，加固采用水泥強(qiáng)度等級不低于P.O42.5級的普通硅酸鹽水泥，水泥摻量≮7%，加固后土體28d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度應(yīng)≮0.5MPa。
3.3接縫止水
考慮到③層承壓水層較厚且均位于基坑開挖范圍，極易因地連墻施工質(zhì)量和基坑變形導(dǎo)致透水流沙事故發(fā)生，故在連續(xù)墻接縫處外側(cè)采用3根Φ800旋噴樁止水，加固為③層頂?shù)装迳舷?m之間范圍。
3.4承壓降水與回灌
根據(jù)本工程情況及承壓水層透水性強(qiáng)、水量大的特點(diǎn)，經(jīng)核算需在基坑開挖至22m深時(shí)對承壓水進(jìn)行泄壓處理。為了避免降水導(dǎo)致的區(qū)域沉降，同時(shí)響應(yīng)寧波市政府限制開采⑧層地下水的號召，最初方案考慮加深地連墻隔斷承壓水，屆時(shí)地連墻需做至68m深。該方案存在施工難度較大、造價(jià)高且墻體易開叉導(dǎo)致隔水效果不理想等問題。經(jīng)研究分析，在基坑邊按需設(shè)置降壓井，同時(shí)在基坑外25m處間隔布設(shè)回灌井。施工期間要求施工單位根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測水頭按需降水，同時(shí)結(jié)合觀測井中監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行壓力回灌，減小區(qū)域沉降和水資源浪費(fèi)。
3.5優(yōu)化支護(hù)體系
近年來，軟土地區(qū)基坑工程如雨后春筍般出現(xiàn)，同時(shí)事故也頻頻發(fā)生。通過案例研究，發(fā)現(xiàn)坑外軟土較難提供可靠反力，導(dǎo)致鋼支撐預(yù)加力損失嚴(yán)重，誘使支撐脫落，從而引發(fā)一系列災(zāi)難性后果，俗稱“包餃子”。對此，設(shè)計(jì)中內(nèi)支撐采用兩道混凝土支撐，增加冗余約束，同時(shí)將混凝土支撐端部由八字撐優(yōu)化為角板撐，在保證基坑安全的同時(shí)也便于土方開挖施工。由于場區(qū)砂層較厚，為了滿足支撐強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求，原方案采用雙拼Φ609鋼管支撐。我院通過對其他地區(qū)Φ800鋼管支撐考察、分析，決定在寧波地區(qū)地鐵設(shè)計(jì)中首次引進(jìn)Φ800鋼管支撐用以替換雙拼鋼管支撐。實(shí)踐證明，采用Φ800鋼管支撐不僅節(jié)約工程造價(jià)，而且方便支撐架設(shè)、附加力施加和基坑開挖，較充分利用基坑的時(shí)空效應(yīng)，有利于控制基坑變形，減小施工風(fēng)險(xiǎn)。
4變形分析
為了準(zhǔn)確反映基坑開挖卸載對周邊環(huán)境產(chǎn)生的附加變形影響，計(jì)算利用殘余應(yīng)力法和分層回彈總和法[2-3]，計(jì)算基坑水平位移為35.2mm，豎向位移為28.7mm;施工后基坑水平位移32.4～42.5mm，豎向位移27.3～40.7mm，均滿足設(shè)計(jì)要求。
5結(jié)論
(1)本文選取工程在基坑開挖過程未發(fā)現(xiàn)地連墻鼓包、露筋等現(xiàn)象，地連墻表面較為平整。事實(shí)證明減壓降水輔助成槽效果較為明顯，措施可行。基坑降水期間可利用對坑外減壓井水位觀測初步判斷地連墻是否存在接縫漏水問題，并可提前進(jìn)行處理。(2)軟土地區(qū)淤泥質(zhì)土擾動(dòng)流變特性明顯，提前對其弱加固成果明顯。既能提高基坑開挖和鋼支撐架設(shè)速度，從而充分利用時(shí)空效應(yīng)[1]、縮短工期、減小施工風(fēng)險(xiǎn)，又能避免運(yùn)土過程中淤泥淌流達(dá)到保護(hù)城市環(huán)境的目的。(3)設(shè)計(jì)中應(yīng)綜合考慮、合理選擇承壓水處理方案，以達(dá)到保護(hù)周邊環(huán)境和城市水環(huán)境安全，減少水資源浪費(fèi)的目的。(4)在安全的前提下優(yōu)化設(shè)計(jì)使施工更為順暢，在施工中合理安排工期，緊抓關(guān)鍵點(diǎn)并將設(shè)計(jì)要求落于實(shí)處，將有力保障工程質(zhì)量與安全。
參考文獻(xiàn)：
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[2]劉國彬，侯學(xué)淵.軟土基坑隆起變形的殘余應(yīng)力分析法[J].地下工程與隧道，1996(2)：2-7.
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作者：徐浩 單位：中鐵隧道勘測設(shè)計(jì)院有限公司
推薦閱讀：《中國建筑金屬結(jié)構(gòu)》月刊，由住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部主管，中國建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)主辦。為全國性建筑科技期刊、中國建筑金屬結(jié)構(gòu)行業(yè)的權(quán)威期刊，國內(nèi)外公開發(fā)行的大型期刊。
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