深基坑施工近接建筑物沉降控制技术研究
- 1. 深基坑施工近接建筑物 沉降控制技术研究
- 2. 西安市市政建设（集团）有限公司目 录工程概况1小组简介2选题理由3设定目标4提出方案并确定最佳方案5制定对策6对策实施7效果检查8巩固措施9体会与打算10
- 3. 西安市市政建设（集团）有限公司 长乐坡车站位于长乐东路与规划长十路路口，车站沿长乐路东西向布置，车站为地下两层岛式车站，车站设计起止里程YDK27+545.192——YDK27+759.892，车站中心里程YDK27+618.692.车站基坑长度为214.7米，基坑标准段宽18.70米，深16.70—17.00米，西端盾构凹槽局部深18.60米。车站采用明挖顺作法施工，基坑围护结构采用钻孔灌注桩，基坑内设钢管支撑，车站主体为现浇钢筋混凝土箱型框架结构，结构外设置外包防水层。车站西端为盾构始发井，东端接暗挖区间。在基坑南侧里程为YDK27+639.092-681.072处有一栋八层村民自建房，长度41.96米，宽20.4米。离基坑距离为西侧7米，东侧6.15米。此八层民房为村民自建房，基础为3米灰土桩基础。在八层楼区段施工的主要工序有：施工围挡，围护桩，降水井(2口)，冠梁挡墙41.98米，基坑开挖，主体结构施工。 一、工程概况
- 4. 西安市市政建设（集团）有限公司二、小组简介 小组名称西安市政集团 地铁项目部QC小组课题类型创新型成立时间2011年3月01日注册号SZJT-QC-2012-002课题深基坑施工近接建筑物沉降控制技术研究活动次数18次出勤率100%活动时间2011年3月01日—2011年12月01日QC小组成员姓名性别年龄学历职务小组职务靳伟男32本科项目总工方案编制董海水男35本科项目经理方案审核王鹏男33本科技术部长现场检查王小军男34本科测量负责数据统计赵正飞男30硕士施工负责方案落实王旭男25本科工程部长现场落实查建军男40大专总经济师成本核算沈腾跃男27本科试验主任现场检查吴昌琼女25本科质检员资料整理郭洁慧女32本科材料部长材料落实
- 5. 西安市市政建设（集团）有限公司三、选题理由深基坑施工近接建筑 物沉降控制技术研究232八层民房距基坑距离较近且为自建房，无资料可查，基坑施工对其产生的影响较大，作为较大风险源必须对其安全性加以高度重视。21经与建设单位协调，认为八层民房拆除费用较高，约2000万元。针对城市地下空间的逐步开发，如何保证周边建筑物的安全，寻求相适应的保护措施是保护工程安全要求的重要途径。3
- 6. 西安市市政建设（集团）有限公司四、设定目标1.1、确定目标建设单位、监理单位、设计单位及QC小组成员共同讨论研究，并参照相关规范，确定目标为：八层民房沉降控制在8mm以内（设计图纸要求为10mm）。
- 7. 2、目标可行性分析 目标可行西安市市政建设（集团）有限公司公司对本课题非常重视，并设立专项资金 作为本课题实施的保障，并且公司各相关 部门对本课题实施过程全程参与指导，在 各方面都给予了大力的支持。 12本小组之前的课题“提高深基坑监测数据的 准确性”获得了市政国家级QC小组活动三 等奖，为本课题实施提供了有力的保障。3本小组各成员均有着丰富的地铁施工经验， 掌握了大量的相关保护技术，具备了创新 能力。 2
- 8. 西安市市政建设（集团）有限公司五、提出方案并确定最佳方案1、提出方案 2011年3月15日在项目部会议室召开了深基坑施工近接建筑物沉降控制技术研究专题会，建设单位、监理单位、设计单位参加。由本小组汇报了工程概况、现场条件、设计图纸、施工进度等内容。经与会人员详细分析讨论，结合本课题实际情况，提出了以下七种保护方案：隔离桩方案 （一）袖阀管注浆方案 （二）改为砼支撑第一道钢方案 （三）改为坑内排水坑外降水方案 （四）随开挖随完成主体结构方案 （五）钢支撑数量增加方案 （六）预应力锚索添加桩后方案 （七）
- 9. （１）方案一：采用隔离桩（钻孔灌注桩） 西安市市政建设（集团）有限公司在八层民房和基坑围护桩之间再增设一排灌注桩，增强八层民房区段围护结构的刚度，减小变形。距离原围护桩外侧2米，与原设计围护桩交错布置，间距及桩长与原设计相同。围护桩布置图
- 10. （２）方案二：采用袖阀管注浆 西安市市政建设（集团）有限公司在设计围护桩与八层民房之间采用袖阀管进行注浆，加固基坑及八层民房之间地层。袖阀管距离车站基坑3m，纵横向间距1.0m。袖阀管注浆平面布置图 袖阀管注浆平面布置图 袖阀管注浆剖面图
- 11. （３）方案三：第一道钢支撑改为钢筋混凝土支撑 西安市市政建设（集团）有限公司基坑支撑剖面图 将位于冠梁处第一道钢支撑更换为800*600mm的钢筋混凝土支撑，增加第一道支撑的刚度，减小桩顶围护结构的位移。
- 12. （4）方案四：坑外降水改为坑内排水 西安市市政建设（集团）有限公司本站勘察期间测得地下水稳定水位埋深为11.00m-15.45m，稳定地下水位高程介于388.98m-390.80m。根据本工程的特点、基坑降水深度的要求、渗透系数、设备条件、经济比较，拟采用0.8米井径。大口径降水井在围护结构边线以外侧1.5米处设置，深水泵强制抽水，水管集中排放的方法。根据基坑开挖深度、降水深度及后期有效降水深度，本工程长乐坡车站主体降水井井深选用选用28m。考虑到降水将会引起地层土体固结及地面沉降，采用坑内修筑汇水盲沟和集水坑，将地下水抽离基坑。
- 13. （5）方案五：主体结构完成一段再开挖一段 西安市市政建设（集团）有限公司为了保证施工进度，基坑开挖一般连续进行，创造出较多的主体结构施工工作面，如下图所示：为了减小基坑开挖“时空效应”的影响，缩短基坑暴露时间，在八层民房区段采取开挖一段——主体完成一段——再开挖一段的施工组织方法，避免围护结构的较大变形。
- 14. （6）方案六：增加钢支撑数量 西安市市政建设（集团）有限公司将钢支撑间距由4米改为2米，增加整体支撑体系刚度，减小围护结构变形。钢支撑平面布置图
- 15. （7）方案七：添加桩后预应力锚索 西安市市政建设（集团）有限公司在八层民房区段桩后冠梁处增加一道预应力锚索，减小围护结构变形。桩后预应力锚索布置图
- 16. 西安市市政建设（集团）有限公司2、选定方案 方案分析表项目费用工期影响可行性其他结论方案一 （采用隔离桩）需增加Ф1000钻孔灌注桩45根，桩长17米，单根造价1.78万。合计80.1万元。 采取跳三钻一的施工顺序，单根施工周期6h，4根/天，共需12d。 八层民房与基坑之间埋设有污水管，通信光缆，架空电缆且为目前行人交通疏导的主要通道，施工灌注桩难度较大。成孔过程中对周边地层扰动较大且噪音较大。 能实现目标，但施工难度大，操作要求高，对社会干扰较大。成本较高。 方案二 （袖阀管注浆）袖阀管注浆数量1960米，单价399.88元，共计78.38万元 共计施工115根，单根施工周期4h，共计20d。 袖阀管管径为10cm，可避开地下管线位置，施工机械高度为2.5米，不受架空电缆影响，施工较为容易。 袖阀管施工噪音小。在加固完成后可根据建筑变形情况进行后期持续注浆。 能实现目标，操作方便，成本高。但是后续可以持续注浆，减小方案实施风险。 方案三 （改为砼支撑）数量20根，尺寸800×600，长度17米，共计163.2立方。每立方钢筋混凝土660元，拆除每立方120元，合计12.7万元 单根施工周期为基础1d，钢筋3d，模板2d，混凝土1d，养生7d，合计14d，单次施工4根，共需70d 混凝土支撑施工简便，现场较容易操作。 后续的破除工作较为繁琐，产生很大的震动。 能实现目标，操作方便，成本适中，但工期较长，难以保证总工期。后续拆除有一定风险。方案四 （采用坑内排水）坑外降水费用：5口降水井，井深28米，成孔费用325元/米，降水周期80d，台班为200元/d，共计-4.89万元盲沟及集水坑3d，集水坑处理2d。共计5d 坑内排水可能造成地下水侵蚀基底，侧壁渗水可能造成侧壁土体坍塌。施工难度较大。 地下水位于沙砾石层，坑外降水基本不会引起底层土体的固结沉降。 不能实现目标 方案五 （结构完成一段再开挖一段）费用进行单价计量，直接费不增加，项目部管理费用增加35d。约25.7万元正常工序：45d 方案工序：70d 增加工期35d。 只需项目部在施工组织安排上做出调整即可满足方案要求。 开挖成型基坑施工主体结构尚需一段时间，对围护结构的变形控制难以掌握。 对实现目标保证度不大，操作简便，成本较低。方案六 （增加支撑数量）需增设钢支撑60根，重量242吨，租赁费8元/吨.天。按60天考虑，租赁费11万元，人工每吨30元，人工费7260元，附件费用约6000元。共计12.326万元。 单根组装架设及拆除时间为2h，共计5d。钢支撑架设为常规作业，较容易实现。 支撑间距变为2米，对于主体结构施工的钢筋、模板等材料的吊装影响极大，将产生加大的工期无形延误。且吊运材料易碰撞支撑，安全性较低 能实现目标，但对后续工序影响极大，难以保证工期要求。且在施工过程中安全隐患较大。 方案七 （增设预应力锚索）按照一桩一锚，增设锚索45根，长度10米，单价180元/米，共计8万元。 单根施工周期钻孔4h，锚固1h。养生7d共需17d。 八层民房基底为灰土桩基础，桩位不明，钻孔中较难避免钻至建筑桩基。施工难度较大。钻孔需加水进行润滑成孔，可能会对八层民房基础产生不利影响。 较难实现目标，施工难度大，风险高。 通过对以上七种方案的对比分析，综合考虑工期、费用，特别是方案实施的保证程度。我们认为方案二更合理，对此我们把方案二（袖阀管注浆）作为可行方案。 方案二 袖阀管注浆
- 17. 西安市市政建设（集团）有限公司3、方案实施中必须研究解决的问题 袖阀管注浆法封孔材料选择水泥土干硬性混凝土注浆质量控制注浆压力控制注浆量控制观测孔理论注浆量袖阀管清洗质量控制循环水冲洗虹吸泵抽浆
- 18. 西安市市政建设（集团）有限公司（1）封孔材料选择 封孔材料选用水泥土强度较高，但施工较为不便，浪费高、成本大。优点： 拌合物强度高。 缺点： 1、填充难以密实。 2、成本较高。 3、一次拌合量不能全部利用、浪费较多。 4、现场需要拌合设备。选用细粒式干硬性混凝土，在孔口将混凝土填充与空隙之中，边填充边用细钢筋戳实。干硬性混凝土封孔该方案简便可行，成本交底，拌合材料可随用随拌合，机动性好。优点： 1拌合比较容易，易于现场取材 2拌合物的细度可用筛网控制。 3施工简便，成本交底。 缺点： 1、拌合物的强度较低。 2、拌合用土的含水量较难控制。在孔口1米范围内用预制拌合的水泥土均匀填充于袖阀管壁与孔洞之间，填充空隙宽度为2cm。填充过程中可轻微摇晃袖阀管，使得水泥土密实，孔口处用小锤将水泥土锤击密实，然后用水泥砂浆抹面处理。水泥土封孔结论分析特点方案选定封孔材料选择方案对比表
- 19. 西安市市政建设（集团）有限公司（2）注浆质量控制 采用注浆压力控制的方法保证注浆质量注浆质量控制方案对比表加固过程安全及加固效果较难保证。优点： 操作简便。 缺点： 地层密实造成压力过大从而引起地面隆起。地质孔隙率大则不能保证加固范围质量。根据注浆加固范围计算理论注浆量，根据理论注浆量控制注浆施工。理论注浆量控制需另外增加投入，且实施对地层有不利影响。易产生漏浆。优点： 1、注浆扩散半径确定较为精确 缺点： 1、另外钻设观测孔需增加费用。 2、观测孔附近注浆加固效果受影响。 3、观测孔不宜设置过多则会影响土体的稳定性。数量过少则观测范围受限。在注浆范围外边缘钻设观测孔。根据钻孔水样情况确定注浆扩散位置及半径。观测孔控制注浆加固效果可以得到较大的保证。优点： 1、注浆控制效果好。 2、可避免注浆压力过大引起的地面隆起。 缺点： 如地层孔隙率过大，可能引起注浆量过大及注浆范围扩大。注浆压力：1.5～2Mpa，达到设计终压并稳定10min，且进浆速度为开始进浆速度的1/4。如在注浆过程中发现地表有冒浆现象，可提前终止注浆。注浆压力控制结论特点方案选定
- 20. 西安市市政建设（集团）有限公司（3）袖阀管清洗质量控制 采用循环水冲洗的方法保证袖阀管清洗质量 速度快，可节省成本，但是清洗不彻底，为今后二次注浆埋下隐患。优点： 1、速度快 2、浆液可回收 缺点： 袖阀管内壁浆附着液难以清洗。注浆完成后，立即将软管深入至孔底，另一头接入虹吸泵，将孔内浆液抽离。虹吸泵抽浆该方案简便可行，清洗彻底。优点： 1操作简便 2清洗较为彻底。 缺点： 1、置换出浆液不能回收 2、置换出浆液和水的混合液较多，需做好现场排水排浆设施。注浆完成后，立即将软管深入至孔底，另一头接入水管，将孔内浆液进行置换。循环水冲洗结论分析特点方案选定袖阀管清洗方案对比表
- 21. 西安市市政建设（集团）有限公司4、确定最佳方案 袖阀管注浆法封孔材料选择注浆质量控制袖阀管清洗质量控制水泥土封孔注浆压力控制循环水冲洗
- 22. 西安市市政建设（集团）有限公司六、制定对策序号方案对策目标措施地点完成时间负责人1封孔材料选择水泥土封孔注浆过程中孔口不允许冒浆1、选择土源、严格按照配合比拌合。每批用土实施测量土的含水量，控制其含水量在要求范围2%以内。 2、拌合用土全部过筛处理。试验室 现场2011.5.15~ 2011.6.10王鹏 郭洁慧2注浆质量控制注浆压力控制注浆合格率不小于90%1、加强岗前培训和交底，明确注浆要求、注浆目的。 2、注浆过程安排专职技术管理人员进行监控及记录。会议室 现场2011.5.15~ 2011.6.19赵正飞 王小军3袖阀管清洗质量控制循环水冲洗置换水清澈、无杂质。1、设置专门供水管路、保证供水量及供水压力。 2、软管长度比孔深略长、保证孔底浆液置换彻底。现场2011.5.15~ 2011.6.20王旭
- 23. 31、由水电人员重新由现场供水点引出一条1寸专用供水管，在袖阀管位置每隔10米设置一个接水点。 2、注浆孔深度为17米，在软管17.2米位置进行标记，保证水管可能通至注浆孔底。 3、在清孔周围提前设置好排水通道，避免污染现场。循环水冲洗经现场检查，注浆管冲洗后置换水清澈、无杂质。满足二次注浆条件。 效果检查21、由项目部组织相关操作人员及技术管理人员进行技术培训及交底。重点说明注浆要求、操作要点、注意事项、职责分工。让每位参与人员做到职责清、任务明。 2、安排专职人员进行现场监控。对每一注浆空的注浆时间、注浆压力、注浆量、注浆速度、地面情况等进行记录。发现问题及时反馈。 3、不满足注浆要求的注浆孔在其旁边重新钻设注浆孔进行补强。注浆压力控制经现经现场检查，满足注浆要求合格率为93.9%。效果检查水泥土封孔11、采取场内取土方式，根据之前基坑开挖各深度土层形状进行统计，确定地面以下2~3.5米位置为黄土层，满足水泥土配置用土要求。取出用土单独堆放，避免与其他土质混合。 2、确定10孔为一个批次进行封孔。拌合前由试验人员现场取土测定含水量，并确定施工配合比。拌合前拌合用土全部敲碎过筛处理。 3、现场拌合由技术人员监控，严格按照配合比实施。经现场检查，注浆过程中孔口没有出现冒浆现象 效果检查西安市市政建设（集团）有限公司七、对策实施
- 24. QC小组活动效果图 最大沉降点出现在C1-2点，最大沉降为3.2 mm 西安市市政建设（集团）有限公司八、效果检查 经过项目部各方的共同努力，袖阀管注浆施工于2011年06月20日完成，八层民房区段基坑开挖及主体结构施工于2011年08月10日完成。在此期间我们对八层民房上设置的9处沉降观测点进行全过程的监测，其沉降变化如下图所示。 八层民房沉降变化图
- 25. 西安市市政建设（集团）有限公司九、巩固措施 我们根据本次QC小组活动成果的经验，在此次研究成果的基础上，统计其他监测数据，继续深入研究，对深基坑周边管线、地表的沉降特性进行分析并且制定相应的对策，通过实施取得了良好的效果。并且编制了“深基坑施工周边沉降控制技术研究”获得了西安市市政科技进步奖。编制作业指导书，指导我们今后的施工。
- 26. 我们QC小组下一课题为“提高地铁车站侧墙混凝土施工平整度”。西安市市政建设（集团）有限公司十、体会与打算 通过本次QC小组活动，提高了QC小组全体成员的质量安全意识和解决问题的能力，掌握了运用QC活动解决实际问题的方法，增强了解决问题的信心和工作热情，凝聚了小组成员的团队精神和进取精神，综合素质得到了较大提高。
- 27. 汇报完毕，谢谢！
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