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基坑工程信息化施工实例
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内容提示：以南京某基坑工程为例,阐述了基坑工程信息化施工过程中的设计调整情况,从而提高深基坑工程的设计和施工水平,同时积累相关经验,确保工程按时完成。
1 工程概况
南京某地块占地面积9510m2,建高层商住两用楼,地上25层,分A,B两幢,各自独立,地下2层。基坑长117m、宽81m,基坑开挖深度为-11.2m~-14.6m。本工程地处闹市区,外部环境复杂。北侧紧邻城区主干道,其他三侧多为1980年年底修建的居民房屋,距离在1.8m~10.1m之间。场区土层自上而下依次为杂填土、素填土、粉质黏土~淤泥质粉质黏土、粉质黏土,地下水类型主要为孔隙潜水和微承压水。在基坑支护结构施工和土方开挖过程中,基坑西北角位置(AB段)与南京某市政公司施工的过街通道项目交叉施工,基坑南侧和东侧的地下管线也较多,基坑安全等级为一级。本工程基坑平面如图1所示。（参考《建筑中文网》）
2 信息化施工
2.1 施工监测
本工程的深基坑施工受到了项目各层的高度重视,因为深基坑施工阶段是整个项目实施阶段中的一个十分重要的高危风险期,其成败与否直接影响了整个项目的经济效益和社会效益。根据现场的实际情况,本工程施工过程中监测项目为圈梁水平位移、围护结构深层侧向位移、水平支撑轴力、支撑立柱沉降、地下管线沉降、道路沉降、建筑物沉降与倾斜及基坑隆起等。
2.2 地下管线监测
在支护桩和止水桩施工阶段发现南侧及东侧南段(E′EFG段)原设计的支护桩附近的一根重要的地下高压电缆及一根煤气管线无法移除,其中部分管线位置已与支护桩、止水桩位置冲突,故设计院建议将冲突区段钻孔灌注桩(支护桩)变更采用旋挖灌注桩,原双轴深搅桩(止水桩)采用二重管高压旋喷桩施工工艺,以确保支护桩及止水桩施工时不影响管线安全,避免安全事故的发生和造成不必要的经济损失。由于施工工艺改变涉及工程造价增加、工期延长及施工便利性等问题,设计单位建议根据现场实际条件,加强此段的施工监测,通过反馈的施工监测数据,可按原设计方案施工的区段仍按原设计施工,以尽量减少工程造价增加,保证工期。E′EFG段地下管线累计沉降变化汇总见表1(共设置24个观测点,编号为G01~G24)。从表1可以看出,G12~G24(在FG段内)累计沉降变化量较大,但均小于设计累计沉降变形值15mm。通过监测单位认真、仔细的收集此段施工监测数据,及时反馈给设计院进行处理、分析,现场FG段中部支护桩实际采用了10根旋挖灌注桩,EFG段止水桩采用二重管高压旋喷桩施工工艺,其余位置仍按原设计施工。一方面减少了施工对地下管线的影响,确保管线的安全;另一方面也为业主大大减少了工程造价的增加,确保了工期,保证了工程的顺利进行。
2.3 交叉作业施工监测
在施工过程中,由于受到场地限制,本工程基坑西北角位置(AB段)与南京某市政公司施工的过街通道项目在平面布置上存在一定交叉。通过组织专家论证,确定为确保本基坑工程及过街通道结构的安全稳定,两基坑相邻段采用水泥土咬合桩支护结构作为共同支护桩兼止水桩的处理方案。水泥土咬合桩刚度、强度应独立满足各工况下各自基坑的支撑要求,严格控制桩体位移变形,施工时必须加强桩位深层侧向位移(测斜)、支撑轴力及交界面周边道路沉降的监控量测工作,如有异常及时启动应急预案。从剖面空间布置来看,由于两基坑支撑竖向布置不一致,支撑错层将增大支护桩的剪力,虽设计院对设计参数进行了抗剪验算和调整,但最终监测的数据才能检验本方案的正确性和合理性。此交叉施工AB区段内,同期监测支护桩深层侧向位移、支撑轴力变化情况如下:1)支护桩累计深层侧向位移(测斜)汇总见表2(共设置两个观测点,编号为CX15,CX16)。2)基坑支撑施工交界作业面上第一层轴力ZC15、第二层轴力ZC48观测点位置及不同时期变化情况如图2所示(第一层ZC15和第二层ZC48观测点位置水平投影一致)。
由图2反映出:在本工程支撑制作和基坑开挖阶段,实际监测取得的桩位深层水平位移值和轴力内力的变化情况,在与过街通道交叉施工时变化明显,且有反复,但均未超过设计允许的范围之内(桩位设计累计深层水平位移变形值为31mm,设计轴力值为第一层3500kN、第二层4000kN),且随着两侧地下结构的完成,实际各值逐渐趋于稳定。也就说明该方案是合理可行的。当然施工中各施工单位严密的协调和配合,合理的组织安排交叉施工作业,对双方基坑的安全和稳定也是必不可少的条件。
3 支撑方案调整
本工程原设计在FG段/BC段区域内南北向设置第三层钢管支撑,后设计变更取消第三层钢管支撑,坑中坑采用型钢支撑的设计方案。坑中坑位置及原钢管支撑设置如图3所示。
采取此种方案的优点是坑中坑型钢支撑取代了原钢管支撑和钢筋混凝土临时换成结构,两者合二为一,既考虑了基坑安全,同时也节约了投资和缩短了基坑施工周期。该方案虽然从理论上是可行的,但坑中坑一旦开挖,关键的施工监测信息的及时反馈和分析就显得尤为重要。专家建议对基坑西半边区先行取土施工,根据施工监测反馈的信息,再对方案做进一步的修改和优化。经后期实际测评此方案的实施比原设计方案节约投资成本近110万元,实际工期比计划目标工期提前1个月。
4 结语
基坑施工与基坑设计对工程本身而言分属两个不同的工程阶段,在基坑施工过程中根据实际情况及监测数据对设计方案进行调整时经常会遇到,做到信息化施工,有的放矢,避免盲目施工,以保证工程按时完成。同时也积累了宝贵的资料,提高了深基坑工程的设计和施工水平。
参考文献:
[1] 徐成家,范 鹏,焦 苍,等.深基坑支护结构变形预测研究与应用[J].岩土工程界,2005,8(2):59-61.
[2] 彭 贵,张金龙,刘政治.深基坑施工及基坑安全性监测实例[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2006(2):30-32,35.
[3] 朱玉国.营业线基坑开挖支护设计与施工[J].山西建筑,2008,34(31):118-119.
[4] 朱坚敏,李国光.信息化监测技术在基坑施工管理中的应用[J].今日科技,2006(10):37-39. 来源: 《建筑中文网》.
南京某地块占地面积9510m2,建高层商住两用楼,地上25层,分A,B两幢,各自独立,地下2层。基坑长117m、宽81m,基坑开挖深度为-11.2m~-14.6m。本工程地处闹市区,外部环境复杂。北侧紧邻城区主干道,其他三侧多为1980年年底修建的居民房屋,距离在1.8m~10.1m之间。场区土层自上而下依次为杂填土、素填土、粉质黏土~淤泥质粉质黏土、粉质黏土,地下水类型主要为孔隙潜水和微承压水。在基坑支护结构施工和土方开挖过程中,基坑西北角位置(AB段)与南京某市政公司施工的过街通道项目交叉施工,基坑南侧和东侧的地下管线也较多,基坑安全等级为一级。本工程基坑平面如图1所示。（参考《建筑中文网》）
2 信息化施工
2.1 施工监测
本工程的深基坑施工受到了项目各层的高度重视,因为深基坑施工阶段是整个项目实施阶段中的一个十分重要的高危风险期,其成败与否直接影响了整个项目的经济效益和社会效益。根据现场的实际情况,本工程施工过程中监测项目为圈梁水平位移、围护结构深层侧向位移、水平支撑轴力、支撑立柱沉降、地下管线沉降、道路沉降、建筑物沉降与倾斜及基坑隆起等。
2.2 地下管线监测
在支护桩和止水桩施工阶段发现南侧及东侧南段(E′EFG段)原设计的支护桩附近的一根重要的地下高压电缆及一根煤气管线无法移除,其中部分管线位置已与支护桩、止水桩位置冲突,故设计院建议将冲突区段钻孔灌注桩(支护桩)变更采用旋挖灌注桩,原双轴深搅桩(止水桩)采用二重管高压旋喷桩施工工艺,以确保支护桩及止水桩施工时不影响管线安全,避免安全事故的发生和造成不必要的经济损失。由于施工工艺改变涉及工程造价增加、工期延长及施工便利性等问题,设计单位建议根据现场实际条件,加强此段的施工监测,通过反馈的施工监测数据,可按原设计方案施工的区段仍按原设计施工,以尽量减少工程造价增加,保证工期。E′EFG段地下管线累计沉降变化汇总见表1(共设置24个观测点,编号为G01~G24)。从表1可以看出,G12~G24(在FG段内)累计沉降变化量较大,但均小于设计累计沉降变形值15mm。通过监测单位认真、仔细的收集此段施工监测数据,及时反馈给设计院进行处理、分析,现场FG段中部支护桩实际采用了10根旋挖灌注桩,EFG段止水桩采用二重管高压旋喷桩施工工艺,其余位置仍按原设计施工。一方面减少了施工对地下管线的影响,确保管线的安全;另一方面也为业主大大减少了工程造价的增加,确保了工期,保证了工程的顺利进行。
2.3 交叉作业施工监测
在施工过程中,由于受到场地限制,本工程基坑西北角位置(AB段)与南京某市政公司施工的过街通道项目在平面布置上存在一定交叉。通过组织专家论证,确定为确保本基坑工程及过街通道结构的安全稳定,两基坑相邻段采用水泥土咬合桩支护结构作为共同支护桩兼止水桩的处理方案。水泥土咬合桩刚度、强度应独立满足各工况下各自基坑的支撑要求,严格控制桩体位移变形,施工时必须加强桩位深层侧向位移(测斜)、支撑轴力及交界面周边道路沉降的监控量测工作,如有异常及时启动应急预案。从剖面空间布置来看,由于两基坑支撑竖向布置不一致,支撑错层将增大支护桩的剪力,虽设计院对设计参数进行了抗剪验算和调整,但最终监测的数据才能检验本方案的正确性和合理性。此交叉施工AB区段内,同期监测支护桩深层侧向位移、支撑轴力变化情况如下:1)支护桩累计深层侧向位移(测斜)汇总见表2(共设置两个观测点,编号为CX15,CX16)。2)基坑支撑施工交界作业面上第一层轴力ZC15、第二层轴力ZC48观测点位置及不同时期变化情况如图2所示(第一层ZC15和第二层ZC48观测点位置水平投影一致)。
由图2反映出:在本工程支撑制作和基坑开挖阶段,实际监测取得的桩位深层水平位移值和轴力内力的变化情况,在与过街通道交叉施工时变化明显,且有反复,但均未超过设计允许的范围之内(桩位设计累计深层水平位移变形值为31mm,设计轴力值为第一层3500kN、第二层4000kN),且随着两侧地下结构的完成,实际各值逐渐趋于稳定。也就说明该方案是合理可行的。当然施工中各施工单位严密的协调和配合,合理的组织安排交叉施工作业,对双方基坑的安全和稳定也是必不可少的条件。
3 支撑方案调整
本工程原设计在FG段/BC段区域内南北向设置第三层钢管支撑,后设计变更取消第三层钢管支撑,坑中坑采用型钢支撑的设计方案。坑中坑位置及原钢管支撑设置如图3所示。
采取此种方案的优点是坑中坑型钢支撑取代了原钢管支撑和钢筋混凝土临时换成结构,两者合二为一,既考虑了基坑安全,同时也节约了投资和缩短了基坑施工周期。该方案虽然从理论上是可行的,但坑中坑一旦开挖,关键的施工监测信息的及时反馈和分析就显得尤为重要。专家建议对基坑西半边区先行取土施工,根据施工监测反馈的信息,再对方案做进一步的修改和优化。经后期实际测评此方案的实施比原设计方案节约投资成本近110万元,实际工期比计划目标工期提前1个月。
4 结语
基坑施工与基坑设计对工程本身而言分属两个不同的工程阶段,在基坑施工过程中根据实际情况及监测数据对设计方案进行调整时经常会遇到,做到信息化施工,有的放矢,避免盲目施工,以保证工程按时完成。同时也积累了宝贵的资料,提高了深基坑工程的设计和施工水平。
参考文献:
[1] 徐成家,范 鹏,焦 苍,等.深基坑支护结构变形预测研究与应用[J].岩土工程界,2005,8(2):59-61.
[2] 彭 贵,张金龙,刘政治.深基坑施工及基坑安全性监测实例[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2006(2):30-32,35.
[3] 朱玉国.营业线基坑开挖支护设计与施工[J].山西建筑,2008,34(31):118-119.
[4] 朱坚敏,李国光.信息化监测技术在基坑施工管理中的应用[J].今日科技,2006(10):37-39. 来源: 《建筑中文网》.
原文网址：http://www.pipcn.com/research/201004/14322.htm
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