基坑开挖时如何防治流沙 [某综合仓库深基坑流砂质量事故现场紧急处理研究分析]

来源:高中 发布时间:2019-05-15 04:09:57 点击:

  摘要:由于在市区深基坑施工过程中遇到流砂塌方现象很常见,如何做好预防及紧急处理,确保施工顺利进行,是一项很重要的工作。本文以某综合仓库深基坑流砂质量事故现场紧急处理为例,详细阐述了事故发生的原因及事故处理措施,保证基坑的安全。
  关键词:深基坑,塌方处理,抗滑桩
  中图分类号:TV551.4 文章标识码:A文章编号:
  
  1工程概况
  本工程位于某市五一西路15-2号,总占地面积为133260㎡。库房建筑面积为21059㎡,货棚建筑面积为8155㎡,附属用房面积为6301㎡,建筑占地面积为32140㎡,露天货场面积为24760㎡,道路广场用停车场面积为24993㎡,绿化面积为24828㎡,建筑密度为24.1%,绿化系数为18.6%,整个工程分为生产区、行政区、辅助生产区和配属工程。本工程地下室基坑围护主要采用支撑桩+支撑围护体系,支撑桩采用钻孔灌注桩。
  
  1.1工程地质情况
  设备基础支护设计涉及岩土层的物理力学性质指标见表1。
  表1支护设计涉及土层的物理力学性质指标一览表
  
  
  1. 2工程地下水类型
  本工程地下水类型为潜水, 潜水主要赋存于①层杂填土、②层粉质黏土、③层粉土及④层淤泥质粉土中, 维修车间属于高水位富水区,常年地下水位深度位于自然地面下0. 4m~ 1.6m左右。
  1.3项目施工难点
  1)各单体多,结构类型多,建筑空间造型各异,是本工程的特点,结构类型多、施工作业面大,合理安排施工搭接顺序,确保钢材、、混凝土、周转材料等的供应与构件加工将是本工程施工的重点和难点。且各单体建筑±0.000绝对高程各异,轴线复杂。施工轴线控制点位误差要求符合施工验收规范5mm以内,同时不允许有过大积累误差,否则整体闭合就会超限。因此,本工程施工测量控制也是保证施工主体结构质量的前提和关键。
  2)本工程现场地处市区,交通方便,工程施工现场场地已平整,场地宽敞,供水供电均可由业主厂内引出,施工用电引入容量350kVA施工用电,场区内设配电房一座;业主提供施工用水,供水管为DN150,并沿现场北侧围墙设自来水供水管道(每100m留一个水阀)。施工场地较宽敞,我们可以充分利用现有的施工场地,合理进行临时设施及机械设备的布置,以保证施工的正常有序进行。
  2降水方案
  选择合理的地下水处理方案是保证基坑稳定和周边建筑物、地下管线安全的重要一环。如果降水方案选择不当, 将造成场地附近部分含水层地下水位下降, 原浅基础建筑在失去地下水浮托力后可能压缩砂土层空隙, 导致地面沉降或建筑物开裂, 故突出降水问题的重要性。
  根据地质资料显示,本场地地下水位平均为4.03M以下,但考虑基坑土方开挖后会遇到下雨,应在基坑底四周设置300×300mm的排水沟,转角处设置800×800×800mm的砖砌集水井,用抽水泵将水抽至坡项排水沟,经沉淀后排放,并尽可能减少雨季施工工作量。
  3土方开挖方案
  本工程地下室土方开挖深度较深、土方开挖量较大、投入的机械设备较多、场内交通组织较为困难、施工难度较大,我们根据实际情况作了相应的准备和对策。土方开挖设两个阶段,留设中心岛逐层开挖,从运离出土口的方向向出土口逐渐收缩,最终土方开挖在出土口处收头。具备展开土方开挖条件,我们投入了15台挖土机、24辆自卸汽车、25台水泵进行土方施工,连续进行土方开挖达到最大日出土量。根据地质勘查和项目概况分析可知:本项目存在一些施工难点如下。
  1) 根据施工平面图及现场基坑工程实际情况,选择设计所选定的施工参数,按几何尺寸、基坑规模、开挖深度、支撑形式和地基加固方法, 提出科学可行的开挖及支护的施工方案。最主要的施工参数是分层开挖的层数、每层开挖深度以及每层开挖中基坑挡墙、挡墙未支撑前的暴露时间和暴露的宽度及高度。
  2) 严格按选定的施工程序和施工参数施工,使复杂多变的施工因素变为较明确而有规律性的施工因素, 其引发的时空效应也能较符合设计预期的要求。
  3)首先从基坑四角向槽心退挖开挖深度至标高为2.5 m,施工第 1 道土钉墙混凝土支护,原设计混凝土强度等级 C25,后经研究决定提高至 C35,采用自然养护,3 d 混凝土强度达到原设计强度的 90%。
  4)当开挖深度至标高-5.5m,加设第 2 道土钉墙混凝土支护,混凝土强度等级提高至C35。当开挖深度至标高-8.5m,加设第3 道土钉墙混凝土支护,混凝土强度等级提高至C35。开挖第一二层土方后,在混凝土支护结构施工完毕,混凝土达到初凝后即组织对出土口处的混凝土支护结构以下部分进行回填,以恢复出土口的坡道。
  为了保证基坑开挖程序的严肃性,整个深基坑开挖支护方案按照如图2所的流产工艺进行,不得随意变更。
  4事故情况调查
  4.1险情分析
  在基坑开挖第二步土时,现场管理人员巡视基坑西侧、西南侧支护桩之间及基坑内在自然地表下10m位置附近出现多处流砂现象,同时发现基坑西侧道路出现细小裂缝。监测人员通过近几天的基监测记录统计发现西侧支护桩最大位移为1cm。项目部对施工现场立即停工,工人撤离到安全位置,并报告项目总监及相关部门,与当天汇集设计部门、监理部门、项目技术人员紧急分析产生流砂的原因商讨处理的对策及处理措施。
  4.2原因分析
  4.2.1基坑内流砂
  通过施工现场发现坑内出现的积水因无明显的流动,同时通过降水观测井发现水位良好,开挖出来的土质为淤泥质土。得出基坑内的积水为滞水层中的滞留水,对土方开挖无大影响,土方开挖可继续进行。
  4.2.2基坑西南侧、及西侧支护桩间流砂
  基坑西侧、西南侧支护桩之间流砂现象较为严重,抗议得出支护桩间出现的流砂带走大量砂土,导致西侧道路出现沉降裂缝及支护桩位移。同时观测到支护桩间的流砂持续不断涌出,表明止水帷幕出现漏水质量事故。
  4.3处理方案
  通过对施工现场情况检查及现场会议纪要,工程部决定采取如下方案。具体工程处理措施为:
  1) 西侧止水帷幕和护坡桩间设置降水井,降水井井深16m,成孔直径¢600mm,井管采用线节长1m,外径为¢400mm 的无砂滤水管,在滤水管与井壁的环形空间内填0.5-1.0cm碎石作为过滤层。
  2)砂袋设置围堰对管涌处进行围堵,同时采用细石混凝土对管涌口进行覆盖保证减少涌水口的水土流失,紧急调用多台水泵在基槽底部设置集水井进行明排水,同时组织人机对基坑坑中土进行抢挖。当挖至坑底标高,采用潜水泵排水, 管涌的流水通过排水盲沟流入集水井。
  3)提前准备好沙袋,集中人力物力快速将护坡桩间流砂部位清理,在护坡桩间堆砌砂袋,在增加土体压力的同时防止上部土体的下陷,同时在流砂部位设置钢管长1.5m,直径¢48×3.5钢管。在钢管1m范围内梅花布置直径5mm、间距5cm的孔,钢管末端及一米范围内采用包裹滤网对水进行引流,可以有效防止水土流失。
  4)工程管理人员同时加强土方开挖的监管监测。根据编制土方开挖施工方案和现场监测方案, 时刻关注所监测的水文数据随时调整施工方案,防止出现反弹。
  5)在浇筑完成混凝土垫层后,对混凝土垫层上出现的渗水进行堵漏处理,通过24小时不间断的持续降水,并呈逐渐减弱的趋势,水头慢慢地变成象泉水一样汩汩冒出,最后经过基坑内外的共同降水,水头终于回落到基底以下。施工单位抓住时机对突涌处进行了全面地清淤处理,并及时进行了成功封堵。封堵后,全面对基坑进行了清理验槽。合格后施工放样、打垫层进行下一步基础施工,在此期间还要不间断地进行降水,确保施工期间的安全。
  5结束语
  由于在市区深基坑施工过程中遇到流砂塌方现象很常见,如何做好预防及紧急处理,确保施工顺利进行,在对可能发生突涌的基坑应提出预防突涌的措施,以便引起设计和施工人员的高度重视,提前采取相应的技术措施,采取切实可行的土方开挖支护方案,并且根据监测结果随时调整开挖方式,优化施工参数, 做到信息化施工,以达到保证基坑及周围建筑物安全的目的。
  参考文献
  [1]徐至钧.深基坑及边坡支护工程设计施工经验录,同济大学出版社.2011
  [2]GB50330-2002,建筑边坡工程技术规范[ S]。

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