花岗岩残积土层基坑开挖风险控制
花岗岩残积土的系统处理技术

1
引言
本文所述工程位于花岗岩残积土地段,为地铁深基坑工程,该类土属于特殊土,类似工程施工
中成功的经验不多,如广州地铁天河客运站、五山站、天华盾构始发井及市番盾构井等工程,多次
出现抢险,一度出现基底土体扰动、软化,导致施工无法进行,围护结构地下连续墙嵌固深度大大
减小,基坑出现严重安全隐患,教训极为惨痛。 花岗岩残积土层在全国范围内分布较为广泛,珠三角地区分布较多,在地铁工程涉及的较多,
2.3为了避免结构出现工后沉降及不均匀沉降而导致的大范围开裂问题,采用了工后 注浆的措施进行处理。
由于碎石疏水层不南实,具有较大的孔隙率,施【过程中可以起到有教的作用.但是结构完成
123
后,将成为结构正常工作的一个隐患,有了有效解决该问题,建议设计增加了碎石疏水层工后注浆 项目Байду номын сангаас并在盲沟中预埋了大直径盲管连通到各个施工块的降水井,注浆施工由每个施工块的降水井 进行,可以保证浆液达到预期的扩散范围。由于注浆的目的是填充碎石之间的孔隙,因此具体的注 浆量可按碎石的孔隙率进行初步估算,并做好注浆管清洗工作,以被以后二次注浆使用。
3结论
针对花岗岩残积土的特殊土性对深基坑工程施工可能产生的影响,本文给出了一套“工前预处 理,过程中疏排水并及时覆盖,工后注浆处理”的系统处理方法,可以成功地解决该类土层中施工 难、安全风险大、工后结构质量易受影响的问题,主要作用表现在以下几个方面: (1)解决了基底土体崩解、软化导致的土方开挖施工困难问题。 (2)解决了由于地下水压力作用及土体膨胀作用而导致的混凝土垫层隆起开裂问题,确保了后 续施工的正常进行。 (3)迅速覆盖有效的保护了基底土体,减小了对基底土体的扰动,保证了被动土压力的有效发 挥,避免了由于土体软化而导致的地下连续墙实际嵌固深度减小而带来的地下连续墙踢脚等安全问 题,降低了施工风险。 (4)避免了由于过度抽取地下水而导致的周边建筑物及地面过度沉降问题。 (5)有效控制了结构的工后沉降,确保了结构的工后质量不受施工措施影响,同时可以避免由 于基底的不密实(碎石层)而造成的列车运营不稳定问题。 参考文献
花岗岩残积土静压管桩工程常见问题分析

ห้องสมุดไป่ตู้
关健词 :花岗岩残积土: 静压管桩: 极限承载力; 终压力; 挤土; 岩脉和球状风化体
1引言
珠三角、 广东沿海地下埋藏着丰富的花岗岩 。 据资 料 反 映 , 要 生成 于 震 旦 纪和 燕 山期 , 长 期 高 温 、 主 在 湿 润的亚热带气候的风化营力作用下 ,其风化壳厚度达
i 工技术
广东建材 20 年第 6 06 期
齐 l土 作 用 产 生 的原 因在 于 饱 和 可 塑粘 性 土 的 特
一
时若错判终压,将留下严重安全隐患。应引起高度重 视, 从勘察、 设计、 施工各环节加以防止 。 ( 勘察正确 的分析、评价是防止岩脉和球状风化 1 ) 体 问题 的最关键环节。为取得足够 的分析 资料,宜按 《 岩土工程勘 察规范 》 B0 2 -0 1 G 50 120 地基复杂程度一 级 的要求并取小值 以确定详细勘察勘探点间距 ( 1 即 O 米 ) 成果报告中应详细描述岩脉和球状风化体在平面 。 和埋深方面 的分布规律并评价其对桩基础的影响。 ( 设计在 发现有岩脉和球状风化体的场地选用静 2 ) 压管桩基础时宜慎重。对于岩脉和球状风化体埋深较 浅、 出现频率较高时不宜应用静压管桩。埋深较深、 出 现频率较低时可选用静压管桩 ,但必须有确认桩尖进 入设计持力层 的相应条文说明。对个别未进入持力层 的桩基础进行补强时,优先考虑采用 引孔 穿越后补静 压管桩方法处理, 尽量避免同一基础出现不 同的桩型 。 ( 施工要加强压桩过程监控,对照地质勘察资料 3 )
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施工技术
花岗岩残积土静压管桩工程常见 问题分析
花岗岩残积土

1 花岗岩残积层的工程地质特征花岗岩残积土是特定气候、地理、地质环境的产物,具有特殊的成分和结构特征,其工程地质性质与一般土不尽相同,属于区域性特殊土。
这种特殊性可以归结为“两高两低”,即高孔隙比、高强度、低密度和中低压缩性。
一般处于可塑或硬塑状态,矿物成分以高岭石和石英为主,其工程地质性质取决于其物质成分和结构特征。
1.1 成因及成分花岗岩残积土是花岗岩经物理风化和化学风化后残留在原地的碎屑物。
花岗岩的主要成分是石英(20%~30%)、长石(60%~70%)、云母及角闪石(5%~10%),呈全晶质等粒结构,质地坚硬,性质均一,岩块抗压强度高(120 ~200MPa),但因长石和云母具有节理,使花岗岩多具有三组原生节理,而且由于石英和长石的膨胀系数相差近一倍,在热胀冷缩的过程中,花岗岩表面容易产生裂隙,因此花岗岩易风化,尤其是粗粒结构花岗岩更易风化。
南方气候温暖,气温高,雨量足,相对湿度大,因此化学风化作用强烈,残积物以粘土矿物为主,厚度较大。
花岗岩的化学风化主要是其中占约三分之二的长石在水、水溶液和空气中的氧与二氧化碳等作用下发生水解和碳酸化形成高岭石(Al2O3·2SiO2·2H2O)。
以正长石(K2O·Al2O3·6SiO2)为例,其水解和碳酸化的化学变化如下:K2O·Al2O3·6SiO2+nH2OAl2O3·2SiO2·2H2O+4SiO2·(n-3)H2O+2KOHK2O·Al2O3·6SiO2+CO2+2H2OAl2O3·2SiO2·2H2O+K2CO3+4SiO2风化程度愈强,残积土中高岭石含量愈高,如江西花岗岩残积土中高岭石含量为66%~85%;平均75%;而福建和广东的相应数据分别为65%~93%、平均79%和70%~94%、平均82%[1]。
高岭石结构致密,但吸水性强,遇水后易膨胀和软化,具可塑性和强压缩性。
特殊基坑基础施工作业风险控制专项措施

特殊基坑基础施工作业风险控制专项措施1. 引言特殊基坑基础施工作业是建筑工程中的一项复杂且高风险的工作。
特殊基坑指的是那些具有特殊性质或需要特殊处理的基坑,例如深基坑、包围挡土墙的基坑等。
在这些基坑施工作业中,存在着一系列的风险,如土体失稳、基坑坍塌、地下水涌入等问题。
为了减少这些风险的发生,需要采取一系列的专项措施来进行风险控制。
本文将介绍特殊基坑基础施工作业中常见的风险,并提出相应的风险控制专项措施。
2. 风险与控制措施2.1 土体失稳风险土体失稳是特殊基坑基础施工作业中常见的风险之一。
当基坑较深或土质较松软时,土体失稳的可能性较大。
为了控制土体失稳风险,可以采取以下措施:•进行土质勘察:在施工前,进行详细的土质勘察,了解土体的性质和强度,并制定相应的施工方案。
•加固土体:针对松软的土质,可以采取加固土体的措施,如使用土工合成材料进行土壤固结、使用加固桩等。
•监测土体变化:在施工过程中,进行土体变化的监测,并及时采取相应的处理措施。
2.2 基坑坍塌风险基坑坍塌是特殊基坑基础施工作业中最为严重的风险之一。
一旦基坑发生坍塌,不仅会造成人员伤亡,还会对周围环境造成严重的破坏。
为了控制基坑坍塌风险,可以采取以下措施:•进行基坑支护:在基坑施工前,进行基坑支护设计,并采取相应的支护措施,如钢支撑框架、混凝土搅拌桩等。
•加强监测:在基坑施工过程中,加强对基坑的监测,包括土压力、基坑变形等指标的监测,并及时采取相应的补充支护措施。
2.3 地下水涌入风险地下水涌入是特殊基坑基础施工作业中常见的风险之一。
地下水涌入不仅会给施工现场造成困扰,还可能对周围环境产生影响。
为了控制地下水涌入风险,可以采取以下措施:•进行水文地质勘察:在施工前,进行水文地质勘察,了解地下水的情况,并制定相应的防护措施。
•加强防水措施:采取适当的防水措施,如用防水材料处理基坑边缘、使用排水设备等。
3. 结论特殊基坑基础施工作业风险控制是施工过程中重要的一环。
花岗岩残积土勘探及策略

要点二
详细描述
针对花岗岩残积土可能带来的工程风险,应进行科学评 估,制定相应的应对策略。例如,采取地基处理、降水 措施、边坡加固等工程技术手段,确保工程的稳定性和 安全性。
04
花岗岩残积土的工程应用与策略
基础工程中的利用与处理
总结词
花岗岩残积土在基础工程中具有重要应用价值,需根据 土质特性进行合理利用和处理。
分布及分类
分布
花岗岩残积土主要分布在亚洲、欧洲和北美洲等地区,其中中国的东南沿海地区 是花岗岩残积土分布最为广泛的地区之一。
分类
根据花岗岩残积土的成分和性质,可以将花岗岩残积土分为多种类型,如残积砂 壤土、残积粉质壤土、残积红壤等。
02
花岗岩残积土的勘探方法与技术
钻探方法与取样技术
钻探方法
在花岗岩残积土勘探中,常用的钻探方法包括岩芯钻探、泥浆护壁钻探等。这些方法能够获取地下一定深度内 的土样,以供实验室测试和分析。
详细描述
在地下工程中,花岗岩残积土的改良与加固对提高地层 稳定性和安全性具有重要意义。为确保地下工程的顺利 进行和安全运营,需根据地层的工程地质条件和荷载条 件,采取适当的改良和加固措施。例如,采用注浆、搅 拌桩、旋喷桩等加固措施,以提高地层的承载力和抗渗 性能。同时,还需进行地质勘察、地层分析和现场试验 等工作,为工程提供科学依据和保障。
环境工程中的土壤改良与修复策略
总结词
在环境工程中,花岗岩残积土的土壤改良与修复策略对 生态恢复和环境保护具有重要作用。
详细描述
在环境工程中,花岗岩残积土的土壤改良与修复策略对 生态恢复和环境保护具有重要作用。为改善土壤质量、 提高生态系统的稳定性和保护环境,需采取适当的土壤 改良和修复策略。例如,通过添加有机质、平衡土壤 pH值、改善土壤通气性等措施,促进土壤微生物的生 长和繁殖,进而提高土壤的自净能力和生态恢复能力。 同时,还需采取植被恢复、湿地保护等措施,进一步增 强生态系统的稳定性和环境保护效果。
湿陷性花岗岩残积土地质强夯施工技术及应用

湿陷性花岗岩残积土地质强夯施工技术及应用【摘要】湿陷性花岗岩残积土是一种常见的地质问题,给施工带来了一定的困难。
本文针对湿陷性花岗岩残积土地质强夯施工技术进行了深入研究。
首先分析了湿陷性花岗岩残积土的特点,然后介绍了地质强夯施工技术的原理及实施方法。
接着通过施工现场的实例分析和工程效果评价,展示了该技术在实际工程中的应用效果。
最后对湿陷性花岗岩残积土地质强夯施工技术的应用前景进行了展望,并进行总结。
通过本文的详细介绍,读者可以更好地了解湿陷性花岗岩残积土地质强夯施工技术,为实际工程应用提供参考和借鉴。
【关键词】湿陷性花岗岩残积土、地质强夯施工技术、施工方法、施工现场实例、工程效果评价、应用前景、总结1. 引言1.1 背景介绍本文旨在探讨湿陷性花岗岩残积土地质强夯施工技术及其应用,通过分析湿陷性花岗岩残积土的特点,探讨地质强夯施工技术的原理,介绍湿陷性花岗岩残积土地质强夯施工技术的实施方法,并通过施工现场实例分析和工程效果评价,探讨该技术在实际工程中的应用效果。
通过本文的研究,旨在为解决湿陷性花岗岩残积土地基处理难题提供一种有效的施工技术,并进一步探讨该技术在工程中的应用前景。
1.2 研究目的研究目的是为了探索湿陷性花岗岩残积土地质强夯施工技术及其应用在工程实践中的效果。
通过深入分析湿陷性花岗岩残积土的特点,研究地质强夯施工技术的原理和实施方法,以及探讨施工现场实例并评价工程效果,旨在为工程实践提供有效的技术支持和指导。
通过对该技术的应用前景进行展望和总结,可以为相关工程领域的从业者提供参考,促进湿陷性花岗岩残积土地质强夯施工技术在工程实践中的推广和应用,进而提高工程质量、减少工程风险、推动工程领域的发展和进步。
1.3 意义湿陷性花岗岩残积土地质强夯施工技术的应用具有重要的意义。
该技术的应用能够有效改善湿陷性花岗岩残积土地质的工程性质,提高土体的承载力和稳定性,从而为工程建设提供更可靠的基础支撑。
深基坑施工过程安全风险提示及控制要点
深基坑工程安全生产风险提示及控制要点前言根据历年建筑工程施工管理和安全管理的经验,深基坑工程主要安全风险可分为基坑坍塌、高处坠落、物体打击、机械伤害、触电火灾等。
本文通过对基坑工程风险因数的分析,总结常见基坑工程安全风险原因以及控制要点,以对基坑工程的施工、项目安全管理有所帮助。
一、基坑坍塌安全风险因数及安全控制要点1、安全风险因数1)土方施工:土方超挖、未按开挖顺序施工;2)基坑结构失稳:基坑支护(护坡)结构施工不及时、围护结构裂缝和渗水失稳、基坑坡顶堆荷超载;3)坑底隆起:坑底暴露时间过长(垫层施工不及时)、流砂、管涌;4)基坑降排水措施不到位;5)监测措施不到位等。
2、安全控制要点1)土方开挖控制①应根据总体施工进度和施工方案设计的开挖顺序进行。
按照设计要求及专家认证方案施工,严格执行“先撑后挖,分层开挖、严禁超挖”的原则。
②土方放坡开挖时,按照设计剖面坡度修理基坑边坡,开挖进程和砼护坡施工形成循环作业,以防地下水从护坡中渗入基坑,影响基坑稳定及安全。
对撑区按分区顺序抽条开挖,砼护坡施工完毕36小时以上方可进行下一层边坡面的开挖,雨天不得开挖基坑。
2)基坑结构失稳控制①在基坑开挖阶段,严格按照挖土流程挖土,挖除土方后需及时形成支撑,减少对围护结构的影响,从而降低对周边的影响。
按照专项方案要求,每个小分区从土方开挖完成到钢支撑形成控制在12小时内。
②规范围护(护坡)结构、支护结构的施工质量,加强围护桩、护壁、护坡材料质量验收,加强施工过程监理旁站及隐蔽工程验收工作。
为防止围护结构渗水产生的安全隐患,应按设计要求进行桩间喷射混凝土、砂浆抹面。
混凝土、钢筋网及绑扎质量应符合设计要求。
③基坑坡顶严禁大量堆载,基坑地面超载应控制在20Kpa以内,积土、料具堆放距坡顶边距离应符合规范要求。
在挖边坡上侧堆土或材料以及移动施工机械时,应与挖方边缘保持规定距离。
基槽、地沟边缘不得堆放机械及通行车辆,必须安放机械或通行车辆时,要采取妥善的加固措施。
分析花岗岩残积土的工程勘察及处理措施
1 前 言
基础 建设的快速 发展,使工程地 质评价及 地基处 理等工作 日趋重 要 。建设区域的地质评价、 地基 勘察及 处理 的正确性 , 直接影 响到建设工 程 的安全性和建设成本 。 该区地基勘察和岩 土试验工作的实践 , 发现 该区花岗岩残积土广泛 发育 , 厚度较大且相对稳定 , 一般可作为 5 7层建筑物基础的持力层 。 相 当发育 , 布广泛 , 分 是残积土 层的母岩 体和 工程地质基体 。岩体主要 由巨粒 ( 斑状) 黑云母斜长花 岗岩 、 粗粒黑云母 二长花 岗岩和 中细粒黑云母岩组成。由于该区气候炎热潮湿 , 雨量充沛 , 同时 , 水系发育 , 地下水位 高, 沿海区域又常受潮汐影 响。这 种地质环境 使花 岗岩受到 了强烈 的风化 , 逐步在原地形成 了分布较广 、 厚度 较大, 工 程性能相对稳定的全风化花岗岩残积土。 该地 区花 岗岩残积土主要分布在山坡阶地, 以及 隐伏于河谷平原冲积 塑性指数 增大, 反映其风化程度高 , 表现 为标贯击数减 层之 下。 山坡阶地的花岗岩残积土, 多呈条带状或裙扇状裸露于地表 , 由于 当含水量增大 时, 少, 承载力标准值 降低, 即土体的工程性能变差, 反之亦 然。 受岩体风化程度差异 的影响, 常有大小不等的孤石零散分布。河谷平原的 42 花 岗岩残积土工程地质评价 . 花岗残积土 , 一般被冲积淤积 的土层掩盖 , 面积较大 , 风化孤石少见。 花岗残积土大部分被冲积 、 淤积土层掩盖 , 其地表 以下埋藏深度不等 。 3 工 程地 质勘 察 花 岗岩残积土层 厚度变化 范围较 大。 花岗岩残积土是风化作用 的产物, 与基岩成过渡关系。由于风化作用 花岗岩残 积土全 部位于地 下水位 以下 。花 岗岩残积土的上覆土层多 程度不 同, 可能造成残积物成份的不均匀性、 产状和厚度的不规则性。 地质 由淤泥、 粉质粘土 、 粘土和人 工填土构成。其下伏岩层为强风化花 岗岩, 勘 察是查 明残积土形态和性质的关键工作 。一般按照下列步骤进行。 未见有下卧的软弱层 。 31 野 外 勘 察 . 从上述分 析得 出: 区花 岗岩残积 土分布广泛 、 该 厚度较 大且相对 稳 根据 有关规程和要求进行初勘和 详勘。无论是初勘还是详勘 , 都必 定, 底界面多呈起伏状态, 其下部无软弱层 。花 岗岩残积的物理力学性质 须 重视做 好六个方面的工作。 比上覆的各类土层为好, 承载力标准值平均可达 2 8 P 。 5 k a 研究表明: 花岗 () 1 查明花 岗岩残积土分布、 厚度和层底埋深, 以及底界面起伏形态。 岩残积土是该区 5 7层建筑物基础的 良好持力层 。 ~ () 明风化程度 , 2查 掌握花 岗岩残积土工程性质的差异性 。要注 意查 5 花 岗岩 残积 土地 基处 理方 法讨 论 清有 无风 化孤石存 在及其大小 、 分布特 点。 选择地基 处理方法 的正 确性, 直接关 系到建筑物 的安全性 , 同时也 () 3 技术孔要控制到 中微风化岩 , 鉴别孔要控制到强风化岩。 是影响建筑工程成本 的重要 因素。如何正确选择地基处理方法 , 为建 成 () 4 技术孔在残 积土层 的上 、 下部位 , 中、 除要取 原状土样 送实验 室 设计方和施工方 的关注 点。根据该区 的地质条件和 建设 外, 每取一 次样后 , 还要 打标贯 , 并将 全孔的岩土 芯全部采取 出来 , 以便 设项 目投资方、 发展需要, 应注意研 究以下几个 问题 : 进行野外 鉴别和拍 照。鉴 别孔仅 打标 贯。 51 基础形式的选择 . () 5 当残 积 土 层 底 界 面 局 部 呈‘凸 ” 时 , 要 补 孔 验 证 是 否 孤 石 。 ‘ 型 需 () 1 多层建筑物选择桩基 。如果拟建场地存在花岗岩残积 土硬塑层 。 () 6 做好野外编录工作 。 且建筑 物高度 为 5 7层 时, ~ 基础持 力层 一般都选用花 岗岩残积土层 。根 32 室 内试 验 . “ 又要 降低 工程 造价, 而且施工工艺可行 ” 对在野 外取 得的土样要进行室 内试验 , 为分析残积土的成份提供 依 据: 既要满足 建筑物荷载要求 , 的原则, 荐用桩基 进行地 基处理 。这是本文着重讨论 的问题 。 推 据, 保证勘察 资料 的准确性 。 () 2 高层建筑物主要选择预应力管桩和钻孔灌注桩 。 () 述 试 样 状 态 。 1描 52 桩 的 类 型选 择 及 优 缺 点 . () 2 确保含水量和液塑 限数据的准确 。 根 据该区花 岗岩残积土持力 层的物理 力学特征和 桩基施 工的优缺 () 须 做 好 颗 粒 筛 分 试 验 。 3必 点对比如下:
岩石基础施工作业风险控制专项措施
岩石基础施工作业风险控制专项措施1. 前言在岩石地基施工作业中,施工环境和施工要求复杂,岩石地基的稳定性较差,易发生风险事故。
为了保障施工人员的生命财产安全,必须采取有效的风险控制措施,达到控制风险、确保安全的目的。
本文将从岩石基础施工作业的风险特点入手,提出风险控制的专项措施。
2. 岩石基础施工作业的风险特点岩石地基施工作业的风险主要表现在以下几个方面:(1)坍方风险在开挖过程中,可能会引起岩石坍方,导致伤害施工人员或导致建筑物损坏。
(2)坠落风险施工人员在施工过程中会需要攀爬摆渡等,如果没有采取安全措施,很容易导致坠落风险。
(3)边坡稳定性风险如果在岩石施工作业中没有采取边坡加固措施,则有较高的边坡稳定性风险。
(4)岩石崩落风险由于岩石基础比较不稳定,不确定因素较多,因此岩石崩落风险也比较高。
3. 岩石基础施工作业风险控制专项措施为了避免上述岩石地基施工作业的风险,可以采取以下专项措施。
(1)坍方风险控制措施(a)对岩石进行分类管理,并采用稳固的支撑结构,避免坍方。
(b)根据岩石类别和硬度,选用不同方案的钻孔方案,逐步开挖;钻孔完成后,及时对孔内进行喷射固结,避免岩石坍方。
(c)定期检查孔壁状况,发现有裂缝、松动、变型等现象,及时采取措施,防止坍方事故的发生。
(2)坠落风险控制措施(a)在施工现场设置安全通道,为施工人员的攀爬和穿行提供安全通道。
(b)为施工人员配备护带,确保其在高处工作时有保护。
(3)边坡稳定性风险控制措施(a)在施工现场设置安全通道,施工人员按规定路线进出施工区域。
(b)及时加固边坡,确保其稳定性。
(4)岩石崩落风险控制措施(a)对每个开挖面和工区进行周围安全区域的划分,并设置执行隔离措施这个区域;(b)开工前进行完整的地质调查并进行合理的风险判断,根据判断结果进行不同程度的预防和对策。
4. 总结岩石基础施工作业风险控制是关键的保障施工人员安全的工作,本文总结了岩石基础施工作业的风险特点,并提出了针对性的控制措施,可以有效地降低岩石基础施工作业风险,确保施工顺利进行并保障施工人员安全。
花岗岩残积土地区基坑支护实践
花岗岩残积土地区基坑支护实践本基坑为广州地区典型花岗岩场区地质条件下的基坑支护工程。
本基坑开挖深度较大,根据不同地质条件、周边环境和施工条件,分别采用了桩锚、土钉墙等支护体系。
本工程顺利实施表明,在花岗岩残积土中若没有深厚砂层,采用集水明排的地下水控制措施也是可行的。
标签:基坑支护花岗岩残积土止水措施1工程概况及周边环境该项目位于拟建场地位于广州市增城市中心镇泮霞村,规划总用地面积约3.6万m2,场地近似呈“ ”形,南北长约120m,东西宽约50~120m。
拟建8栋住宅楼和3栋商业楼,建筑物高度55m~79m。
建筑物拟采用高强预应力管桩基础。
整个场地均设有2层地下车库,拟开挖基坑底边线在原地下结构控制线向周边外扩1.2m,基坑底边线周长约720m,基坑底面积约26000m2。
场地现状地面西高东低,地面标高(1985国家高程系统)约24m~39m,高差约15m。
本工程±0.00对应绝对高程为32.90m,底板厚度0.5m,垫层厚度0.1m。
地下室分成A、B两个区块,其中A区地下室底板面绝对标高为+24.00m,基坑开挖底部标高为+23.40m,现状场地标高约30m~39m,开挖深度约6.6m~15.6m;B区地下室底板面绝对标高为+19.00m,基坑开挖底部标高为+18.40m,现状场地标高约24m~32m,开挖深度约5.6m~13.6m。
拟建场地周边空旷,地形成西高东低,开挖3倍深度范围内,场地最高点位于西侧中部,高程为39 m ~40m,基坑开挖边线附近30m内无河流通过。
根据建设方提供的资料,场地内及3倍基坑开挖深度范围内无管线、地铁通过,周边建构筑物情况分述如下:北侧:基坑北侧长度约170m,其中北侧东段125m基坑开挖深度3倍范围内无建(构)筑物;北侧西段约45m,距基坑开挖边线约5m~10m有2层民房,砖混结构或混凝土框架结构,采用天然基础。
西侧:基坑西侧长度约172m,西侧整段基坑开挖深度3倍范围内无建(构)筑物,目前全部为竹林;南侧:基坑北侧长度约340m,其中南侧西段约100m基坑开挖深度3倍范围内无建筑物,距基坑开挖边线约5~35m有宽约4m的乡间小道(砂土公路),没有大型车辆通过;南侧中段约160m为2~3层居民楼,框架结构,采用天然基础,建筑物距基坑开挖边线距离约10m~20m,建筑物与基坑开挖边线有宽约5m的道路穿过,道路边线距基坑开挖边线约1.5m~10m;南侧东段长度约80m,距基坑开挖边线约12m为3~4层工业厂房,采用天然基础。
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花岗岩残积土层基坑开挖风险控制陈龙文摘要:深基坑开挖是地铁施工过程中重大的安全风险源之一,在开挖过程中地质状况严重影响了施工进度,且对基坑开挖安全存在严重的安全隐患。
本文主要阐述在全风化残基土层基坑开挖的施工控制方法关键词:明挖车站全风化残基层基坑开挖监测数据分析1、工程概况镇龙北站设置于九龙大道与江新路交叉路口处,沿九龙大道南北向靠东侧布置,车站采用明挖法施工,车站主体结构外包尺寸487.55m×19.70m,基坑开挖深度约17.06m。
基坑围护结构采用800mm厚地下连续墙+内支撑的结构形式,竖向设置三道内支撑。
第一道内支撑均采用800X900 C30混凝土支撑,肋撑采用600X600 C30混凝土支撑;第二道内支撑采用900X1100 C30钢筋混凝土支撑,肋撑采用600X800 C30混凝土支撑,砼围檩截面尺寸为900X1100,端头砼斜撑截面尺寸为800X1100, 斜撑跨中系梁为400X500;第三道内支撑东、西两端采用钢筋混凝土围檩(900X900)及斜撑(800X900,跨中系梁为300X400),其它主撑采用¢609mm,t=16mm 的钢管支撑,对应围檩采用2根I45c型钢,钢管支撑设计预加力为500KN;三道内支撑面对应的角点均采用400mm厚的混凝土角板撑。
围护结构连续墙标准墙幅6m,接头采用工字钢接头,基底处于砂质粘性土及全风化花岗岩嵌固8.0m;基坑降、排水以坑内井点降水为主,采用1000mm管井井点降水,每隔约13.5m设置一口,车站主体范围共布置72口。
2、工程地质及水文地质2.1岩土分层及其特性站址范围内目前提供的工程勘探资料表明,场地工程地质相对复杂,淤泥层及砂层均有多处揭示。
地层由上而下依次为:2.2 水文地质本次初步勘察所揭露的地下水水位埋深较浅,稳定水位埋深为0.9~6.5m。
地下水位的变化与地下水的赋存、补给及排泄关系密切,水位年变化幅度为2.5m~3m。
场地地下水按含水介质类型(含水层的空隙性质)不同可分为第四系浅部土层中的孔隙水和深部基岩裂隙水。
孔隙水主要分布在海陆交互相沉积层、冲洪积砂层中,其含水性能与砂的颗粒级配及粘粒含量等有密切关系。
基岩裂隙水主要为风化裂隙水,具微承压性。
主要分布在深部岩石强、中风化带中。
含水量与岩体的裂隙程度密切相关,而岩体的裂隙发育程度往往风化程度及断裂有关。
3、监测控制3.1 监测控制标准监测控制标准表3.2 监测重点根据本标段的实际情况会对部分危险源重点监测,加密监测。
本基坑监测重点为基坑围护结构变形、支撑轴力、管线沉降、房屋沉降监测等。
3.3 监测项目及巡查制度检测项目:根据招标文件、设计文件以及相关规范,结合我单位地铁工程中的施工及监测经验,确定镇龙北站监测内容如下表所示:镇龙北站监测内容4、基坑监测数据报警情况镇龙北站车站总长为487.5m ,根据图纸设计及现场施工要求,将整个车站分为27个施工流水段。
根据已施工的五个施工段和即将施工的第六施工段的地质情况以及镇龙北站地质详勘资料显示,车站底板大部分处于花岗岩残积土层中,该土层为弱透水性,且遇水极易崩解、软化。
镇龙北站基坑于2015年1月6日开挖,截止到2015年6月19日总共报警次数为14次,主要报警项目为墙体测斜、土体测斜及支撑轴力。
墙体(土体)测斜原设计控制值为30mm ,报警值为24mm 。
在基坑开挖过程中出现从12m 以下位置开始往基坑内踢脚情况,位移数据最大点位为墙体测斜QTCX8,累计值达到-74.56mm 。
从第四施工段过程控制分析,2015年5月19日下午底纵梁开挖施工时数据开始发生突变,2015年5月20日监测数据墙体测斜(QTCX8)及土体测斜(TTCX23)日变量达到-10.22mm 。
2015年3月29日至2015年4月5日:支撑轴力ZCZL3-3累计报警9次,ZCZL3-3轴力累计值达到12362KN,原设计控制值为6930KN,报警值为4850KN。
经多次报警分析会议后多次调整:2015年3月17日市政院【穗14号线及知识城线-镇龙北站土建】联字(2015)第002号设计工作联系单,第三道砼支撑承载力控制值为9600KN,报警值为7680KN。
2015年3月22日市政院【穗14号线及知识城线-镇龙北站土建】联字(2015)第003号设计工作联系单第三道砼支撑承载力控制值为13176KN,报警值11200KN。
2015年4月4日底板浇筑完成后,2015年4月7日市政院【穗14号线及知识城线-镇龙北站土建】联字(2015)第005号设计工作联系单第三道砼支撑轴力监测警戒值为13000KN。
2015年4月16日墙体测斜QTCX5报警1次;2015年5月4日砼支撑轴力ZCZL1-2、ZCZL6-1报警1次;2015年5月7日砼支撑轴力ZCZL1-2、ZCZL6-1报警1次;2015年5月20日土体测斜TTCX23、墙体测斜QTCX7、QTCX8、第二道支撑轴力ZCZL4-2报警1次;2015年5月21日土体测斜TTCX23、墙体测斜QTCX7、QTCX8报警1次;累计14次。
5、基坑监测数据报警情况分析基坑的开挖造成土体位移,地下水的流失,而这些通过监测数据反应出来。
经过对基坑开挖过程中的多次报警分析,导致监测数据报警的原因主要包括地质地层原因、设计嵌入深度未进入基岩、施工过程的控制因素等。
5.1地质地层原因本车站地层从上到下主要为<1>人工填土、<4N-1>粉质粘土层、<3-2>中粗砂、<3-3>砾砂层、<5H-2>花岗岩残积土、<6H>花岗岩全风化层,零星分布粉细砂<3-1>和粉质粘土层<4N-2>。
底板大部分位于<3-3>砾砂层、<5H-2>花岗岩残积土中,局部少量存在于花岗岩全风化层<6H>。
从前期的详勘资料和目前基坑开挖的情来看,北端的六块板已挖至基底,实际情况,基坑顶下3.0至13.0m之间<3-2>中粗砂、<3-3>砾砂层普遍发育,<5H-2>花岗岩残积土分布于基底附近。
<3-2>中粗砂、<3-3>砾砂层是该区的相对富水透水层,<5H-2>花岗岩残积土含砂量达30~50%,高孔隙比,同时该地层与花岗岩残积层形成土岩界面,在土岩界面在地质上通常也是地下水储存和流动的空间。
而<3-2>中粗砂、<3-3>砾砂层,<5H-2>花岗岩残积土失水后都会形成土体空间压缩,可以认为这些土地层为高压缩性土层。
<5H-2>花岗岩残积土遇水易软化、崩解,开挖面极易坍塌。
实际开挖过程中,在第1施工段,2015年4月17日,当第四层土方开挖至基底1m左右时,出现残积土与砂层,并开始有水渗出,水从施工段的放坡面,由南端(未开挖部分)纵向沿着砂层向开挖施工段渗流。
而由于该部分已挖到残积土层,加上4月17日至20日连续降雨,在水土的综合作用下,整个第一施工段几乎全部处于崩解软化状态,挖机和人都无法到达工作面,基坑软化也进一步向深层土体发展,从而影响了端头围护结构支撑轴力的变大及连续墙底部向内位移。
北扩大端(第1施工段)基底软化情况图片5.2设计嵌入深度未进入基岩原因基坑的围护采用的是地下连续墙,按设计图的要求,地下连续墙的嵌入深度,进入残积层为8米,进入中风化地层为2.5米,进入微风化地层为1.5米。
实际施工中,本基坑地下连续墙共176幅,大部分为进入残积层8米,只有6幅地下连续墙因基岩面起伏,进入了微风化层1.5米。
理论上说,经设计给出的嵌入深度,对基坑的安全是有保证的,但对未进入基岩的地下连续墙,理论上来说,墙脚又是不稳定的。
在基坑的开挖过程中,随着土体空间的变化,应力再平衡的需求,造成地下连续墙的变形是必然的。
实际开挖过程中,在第1施工段至第5施工段,从观测数据来分析,第三方监测是以地下连续墙脚不动为前提,监测地下连续墙的最大位移匀发生在中上部,位移数据最大点位为墙体测斜QTCX8,累计值达到-74.56mm,表现为基坑东西两侧顶部外扩。
而监测给出最大的墙顶位移不大于8mm,本基坑三道支撑,上部为两道砼支撑,如果砼支撑外扩拉伸150mm,那么砼支撑就会有明显的开裂破坏的情况出现。
而实际施工过程中砼支撑完好,没有出现损裂的情况,我们还原监测测斜图如下:墙体测斜7还原曲线图土体测斜23还原曲线图从图中可以看到,地下连续墙位于第三道钢支撑以下,就是基坑约13m的位置到基底(约17m)的变形较为显注,墙脚表现为踢脚.这就增加了监测数据趁大的因素。
5.3施工过程的控制原因在基坑的开挖过程中,随着土体空间的变化,地下水的流失,应力的再平衡,造成地下连续墙的变形是必然。
本基坑设计了三道支撑,上两道为砼支撑,降水井设计为72口,施工匀按图施作,降水井在这个层面以上起到了很好的降水作用,实际施工中,上两道支撑的施工为较为顺利的。
第二道支撑以下,降水井的降水作用不明显,表现为,基坑纵向,水从砂层渗出。
微观上分析,花岗岩残积层接近基岩界面,随基坑开挖的深入,越接近之,富水界面的水可以跃流浸入残积层,施工期间又遇强降水天气,基坑的主动降水和坑内的集中组织排水都无法有效实施,造成砂土液化和残积土的软化,使基坑的土体强度大幅下降,基坑墙体位移更趁显注。
基坑第三道为钢支撑,基坑开挖要求随挖随撑,先撑后挖。
实际施工过程中,因开挖作业设备的空间限制,支撑架设存在不及时的情况。
支撑架设的钢围檩与地下连续墙不密贴,背后充填施作不到位,致使墙体位移存在空间。
钢支撑的轴力计20至30m才设置一个监测断面,钢支撑预加轴力损失无法及时发现,附加轴力通常只在监测数据报警之后才实施,至使钢支撑应对墙体变形的作用未能有效发挥。
6、基坑监测数据报警应对措施6.1基坑开挖过程中监测频繁报警专家会分析意见:本项目第四流水段基坑正开挖到底并完成垫层及底纵梁的施工,因最近几天雨水不断且在基坑底施工,造成基坑测斜值的总量达-44.81mm至-45.28mm(基坑深度在16m范围)。
从现场查看和对监测资料的分析,提出以下意见:6.1.1因坑底的土体为花岗岩残积土易遇水转化,雨水作用造成土体强度降低,水土压力增大,造成变形增大为主要原因,从水平位移与测斜分析,支护墙体底部出现踢脚情况。
6.1.2建议在后续施工时,除及时安装第三道钢支撑外,加大预应力值,以控制墙体的弯曲变形和地连墙踢脚量。
6.1.3专家组认为由于基坑第一、二道支撑为砼支撑,第三道钢支撑的应力量测结果都在允许范围内,虽然下部位移超限,但从结构角度分析,支护结构是安全的。