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    采礦與安全工程學報簡介及論文
    論文類別:專家論文
    作 者:佚名
    所在地區:采礦與安全工程學報簡介及論文
    下載次數:160
    摘 要:

    《采礦與安全工程學報》緊密配合學校的科研工作,一方面堅持辦刊宗旨,提高學報的學術質量,及時將相關重點學科的國家科技攻關項目、國家自然科學基金項目和省部級科研項目等的最新研究成果或階段性成果予以發表,另一方面積極促進煤炭科技研究成果向生產力轉化。
      摘要:文章以具體基坑工程為例,簡要介紹了如何通過基坑開挖檢測反饋的信息進行動態設計的全過程;闡明基坑開挖工程實施信息化施工的重要性,提出了基坑支護設計中需要注意的若干問題。
      關鍵詞:基坑支護,動態設計,信息化施工
      基坑支護動態設計法是在計算參數難以準確確定、設計理論和方法帶有經驗性和類比性時,根據施工中反饋的信息和監控資料不斷完善原設計方案的一種設計方法;又ёo動態設計也就是全面實行信息化施工,通過建立完善的監控系統,不斷地將現場施工信息、地下水及地質變化情況反饋到設計單位,調整完善設計,有利于控制施工安全。這一設計方法客觀求實、準確安全,適合于基坑開挖支護、邊坡治理等巖土工程施工,F以鄭州市某基坑設計為例,簡要地介紹動態設計的內容及方法。
      l工程概況
      擬建某工程場地位于鄭州市政七街與緯五路交叉東北角。地下2層,呈矩形,總占地面積340om,基坑開挖深度8.9m,基坑周邊建筑物及管線密集,其中南、西、北三側通信電纜管線距基坑約1.5m;西側上水管道距基坑約0.3m,山河賓館配樓距基坑約7.0m;南側污水管道距基坑約5.0m,北側辦公樓踏步距基坑約1.5m(圖1)!M建場地原為拆遷場地,地形相對平坦,所在地貌單元為黃河沖積泛濫平原。場地內深度0.7~1.8m以內為雜填土;約14m以內為第四系晚更新統(沖積形成的)地層,以粉土、粉質粘土為主。與支護有關的各土層計算參數取值見表1!龅氐叵滤畬贊撍,水位埋深在地表下3.0m左右。近3~5年來地下水位最高2.0m,歷史最高水位為1.0m,主要受大氣降水補給。
      3原基坑支護結構設計
      根據場區工程地質情況、開挖深度及基坑周邊環境特點,基坑采用噴錨支護形式,考慮到局部土層粘粒含量大、含水量高,先打一排48花管并注漿后再開挖,典型(基坑西坡)剖面見圖2。
      基坑支護結構的整體穩定性采用《建筑基坑支護技術規程》(JGJ120—99)及《基坑土釘支護技術規程》(CECS96:97)中規定的方法綜合計算分析,其中地面荷載為15kPa。支護斷面整體穩定性計算結果在1.321~1.803(安全系數)間,滿足規范的要求。4施工期監測
      基坑周邊管線、建筑物密集,所以在基坑開挖施工過程中,必須嚴格控制位移,避免支護結構和被支護土體的過大位移影響周邊管道及建筑物的正常狀態。針對該基坑工程的上述實際情況,監測在基坑周邊及臨近建筑物共設34個沉降觀測點,并沿基坑周邊均勻設置12個水平位移測點(見圖1);又ёo于2006年11月13日開工,2007年1月16日支護完工,工程于2007年9月10日竣工通過驗收。開挖施工過程中,基坑周邊位移測點的水平位移量為5.0~82.4mm,基坑坡頂的累計沉降量為28.7~118.5mm(表2);周邊建筑物的沉降均不大,最大值為24.1mm!「鶕O測結果,西坡的B5點和東坡的BIO點位移較大,分別為82.4nln和41.9mm;訓|側B10點位移過大主要是基坑開挖過程中從東坡過土方清運重車,基坑開挖快結束時,挖掘機也從此處來回通行,對此點沉降及位移影響均較大,所以測量結果也有些失真;基坑西坡B5點(曲線見圖3)較真實地反應了施工工況:2006年11月23日,基坑開挖至4.0m左右,與南側城市污水主管道連通的西側廢棄管道被沖開,大量水灌入基坑,浸泡西側邊坡,B5點位移由7mm增至35mm,沉降量由10mm增至40mm;在西坡開挖第五層土及施工第五排錨桿時,由于出現不明管道漏水,使該側土層含水量迅速增大,開挖面出現了蠕變、側鼓現象,B5測點的水平位移由37mm突增至80mm,沉降量由40mm增至110mm,均超過最大預警值。
      5動態設計過程
      根據基坑周邊環境及場地土質情況,按照《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》(GB50202—2002)的規定,本基坑位移的最大預警值為5em。為確;邮┕さ陌踩烷_挖順利進行,在整個施工過程中進行全過程監測,并根據監測反饋的信息進行動態設計,實施信息化施工。下面僅以該工程西坡支護設計為例,詳細介紹根據監測結果及施工信息進行動態設計的全過程:
      (I)施工開始時,西坡原計劃拆除的上水管道無法拆除。設計根據現場情況,將原邊坡斜率由1:0.2調整為1:0.15,48注漿花管間距由1m調整為0.8m,第一、二排土釘長度由7m調整為9m。
      (2)2006年11月23日出現灌水情況后,及時停止了西側施工,抽排坑內明水,待基坑基本晾干后再進行開挖。
      (3)基坑開挖至第五層設計接收到監測預警后,立即修改原支護設計,要求在開挖面分別直立和45。斜插補打兩排長4.5m的48注漿花管做超前支護,并在第三四排、四五排間分別補打一排長12m的土釘,以控制該區域基坑邊坡水平位移;開挖第六層時,含水量還較大,為避免出現側鼓,設計要求每次開挖深度減半,增加一排土釘。至地下室底板澆筑完成,該測點的水平位移量僅增加2.4mm,沉降增加6.6mm,設計采用注漿花管超前支護及增設錨桿控制位移是及時的、準確的,這兩項措施成功地控制住了開挖引起的邊坡水平位移。
      (4)基坑開挖到第五層土后,現場反映西側實際地質條件比地質報告中所描述的要差,需要對該區進行加固,即在開挖面處垂直和45。角向下打兩排48注漿花管,長度為4.5m。動態設計在整個施工期中根據實際情況不斷地調整原設計剖面,施工完成的西坡支護剖面詳見圖4。
      6基坑支護結構設計注意事項
      通過全面參與基坑設計、施工、監測工作,認為基坑支護結構設計必須注意如下事項:
      (1)詳細調查了解基坑周邊環境,包括基坑周邊管線及建筑物。近年來我國經濟發展迅速,城市建設水平普遍提高,許多新建建筑物都設有地下室,在基坑設計時必須考慮采用支護結構對鄰近管線及 建筑物的影響。比如,基坑支護采用錨桿,錨桿可能會打到鄰近地下室側壁,必須根據實際情況調整錨桿角度及長度。另外基坑原場地遺留的混凝土結構也可能對施工造成影響。
      (2)主體結構施工場地布置,如出土及運輸線路、材料堆場設置及塔吊位置等,這些均造成基坑局部地面荷載較大,支護設計時需要對相應位置進行局部加強,控制該處地面沉降、頂部水平位移。
      (3)基坑支護土層中含水量較大時,開挖過程中有可能出現坡壁側鼓現象,且錨桿不易成孔,設計可以采用注漿花管進行臨時開挖支護。注漿花管加固可以是水平、傾斜或豎直的。
      (4)采用噴錨支護,當基坑局部水平位移較大時,可以垂直向下補打注漿花管,并在上部已護好的坡壁上補打錨桿,以控制在隨后的開挖過程中水平位移的急劇發展。
      (5)基坑采用噴錨支護結構時,基坑頂水平位移量一般不易控制,在對位移有嚴格要求的區域可以采用樁錨相結合的支護形式。
      7結論
      基坑支護采用動態設計,通過監測指導施工、并根據監測結果及施工現場的具體情況修改設計,全面進行信息化施工,能很好地將設計、施工與監測緊密相連,使設計的支護方案在保證安全的前提下盡可能經濟,在基坑支護、巖土治理工程中應用廣泛。

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