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摘要:结合我国地少人多的国情和城市化的发展,有效利用城市地下空间已成为一大趋势,建筑施工中深基坑施工是现代土木工程建设的重要组成部分。本文简单介绍了深基坑施工的特点,重点阐述深基坑施工各个阶段的技术和安全措施。
关键词:建筑工程深基坑施工技术
Abstract: Based on China's crowded conditions and city development, effective use of the city underground space has become a major trend, foundation construction, is an important part of modern civil engineering construction. This paper introduces the characteristics of deep foundation pit construction and focuses on technology and safety measures in each stage of deep foundation pit construction.
Keywords: Construction Engineering; construction technology of deep foundation pit;
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
引言:近些年城市建设中高层建筑不断兴起,深基坑施工技术也有了较大的发展。而深基坑的施工危险性大,施工难度大。深基坑工程包括围护和支撑体系、土方开挖工程、降水工程、地基加固、监测和环境保护工程等等,是一项综合性很强的系统工程。因此对深基坑施工技术的研究是非常有必要的。
一、建筑工程深基坑的特点深基坑是整个建筑物的基础,深基坑的施工是建筑施工中的重点,深基坑施工的质量,直接关系着高层建筑的安全性、稳定性和长久性。深基坑施工的复杂性又使施工具有很大的风险,设计或者施工技术措施不到位,就可能造成非常大的损失。为保证房屋建筑基础及地下室的正常施工和周围建筑物、地下管线不受影响,对地面以下开挖的土体所进行的一系列勘察、设计、施工和检测等工作,统称为深基坑工程。深基坑的施工的综合性较强,既然涉及结构力学和土力学问题,又涉及水力学等问题,计算过程比较复杂。深基坑工程的支护体系既要涉及到较深的土方开挖,保证基坑相邻建筑物和地下管线的安全及正常使用,又要有阻断地下水向基坑内渗流、保证基坑内施工作业面干燥的功能。深基坑工程的支护体系常由两部分组成:一部分为支护结构,常在基础外围打设连续密排的灌注桩、预制桩或钢板桩挡土,当土质较软、基坑深度较大而对变形限制严格时,还应对支护桩设置水平支撑或拉锚,其主要功能是挡土和止水;另一部分为止水体系,常采用连续密排的水泥搅拌桩、高压旋喷桩等形成阻断地下水向坑内流动的隔水帷幕。深基坑工程一般有如下特点:(1)深基坑的支护系统属于临时性的,安全难以得到保障;
(2)深基坑工程具有很强的区域性、很强的针对性,必须因地制宜;
(3)深基坑的施工的综合性较强,涉及范围很广,施工比难度大;
(4)深基坑的开挖对相邻建筑物的影响较大;
(5)深基坑工程投入较大,具有很高的质量要求和具有较大的风险;
(6)基坑工程具有较强的時间效应,基坑的情况随时间的变化而变化,所以必须快速施工和加强观测。
二、建筑工程深基坑处理技术要点
2.1深基坑支护施工
深基坑开挖采用放坡无法保证施工安全或场地无放坡条件时,一般采用支护结构临时支挡,以保证基坑周边土壁稳定。深基坑支护结构既要确保坑壁稳定、坑底稳定、邻近建筑物与管线的安全,又要考虑支护结构施工方便、经济合理、有利于土方开挖和地下室建造。常见的基坑支护方式及施工要点:
2.1.1深层搅拌桩支护。这种支护墙具有防渗和挡土的双重功能,要求两桩之间应搭接200mm,其稳定性验算内容应包括抗倾覆验算、抗滑移验算、整体圆弧滑动验算、抗隆起验算和管涌验算等。
2.1.2地下连续墙支护:地下连续墙,就是在地面用专门的挖槽设备,沿着基坑的周边,在泥浆护壁的条件下,开挖一段(一个单元槽段)狭长的深槽,在槽内放置钢筋笼并浇筑水下混凝土,形成一段钢筋混凝土墙段。若将浇筑的混凝土墙段连成整体,则形成一道连续的钢筋混凝土墙体,具有截水防渗和挡土承重之用,作为基坑开挖的支护结构。有时还可以“二墙合一”,即与主体结构合一作为建筑承重结构。
2.1.3土钉墙支护。在钻孔过程中,应认真控制钻进参数,合理掌握钻进速度,防止埋钻、卡钻、塌孔、掉块、涌砂和缩径等各种通病的出现。钻机拔出钻杆后要及时安置土钉,并随即进行注浆作业。注浆应按设计要求,严格控制水泥浆、水泥砂浆配合比,做到搅拌均匀,并使注浆设备和管路处于良好的工作状态。施工中应对土钉位置,钻孔直径、深度及角度,土钉插入长度,注浆配比、压力及注浆量,喷射混凝土厚度及强度等进行检查。
2.2地坑排水
为保证基坑能在干燥条件下施工,防止边坡失稳、基坑流砂、坑底隆起、坑底管涌和地基承载力下降,必须做好地坑排水工作。地坑排水的方法有:集水井降水法、井点降水法、隔渗法等。在深基坑施工中,根据地质勘探报告和先期的实地考察,在深基坑的开挖前期以明排水为主要排水方式进行集中排放;在深基坑的开挖后期应配合以坑底“轻型井点降水”措施,尽量在坑底基本无水的情况下进行作业。深基坑土方工程施工时,虽然有止水防渗措施,但在所难免会出现坑壁渗水的现象,可采取“堵”和“疏”的方法进行控制。当深基坑坑壁的渗水较小时,可以用干海绵、导流管将渗水排入排水坑。当深基坑坑壁的渗水较大时,应将该处的土体进行暂时保留,再进行压实,然后使用注浆的办法将渗漏部位封住。
2.3基坑开挖
基坑开挖前,应根据工程结构形式、埋置深度、地质、水位、气候条件、周围环境、施工方法、工期和地面荷载等有关资料,确定基坑开挖方案和降水施工方案。
深基坑的开挖应选择分段、分层的方法进行开挖,分层开挖的土方厚度应在2m之内。深基坑开挖时应按照施工方案的部署进行施工,以免乱挖造成支护系统的受力不均匀。测量放线人员应应对平面控制桩、水准点、基坑平面位置、水平标高、边坡坡度等经常复测检查,随时对开挖深度和位置进行监测,以免施工中出现超挖和的现象。每一段落的基坑土方开挖,都应在支护系统前均保留一定的被动土,在基坑土方开挖施工完成后再挖这些被动土,只有这样才能减少荷载的积累和基坑支护系统的变形。为了确保深基坑底部土体的自然结构、避免坑底超挖,深基坑挖至设计底标高200mm时宜选择人工进行开挖。大面积开挖时,应统一生产力进行开挖,挖好一段后应立即对这一段铺设垫层,这样施工的目的,是为了减少基坑底部土壤的暴露时间,确保基坑的稳定。土方的开挖过程中,必须注意坡顶有无超载,如有超载及不可避免的边坡堆载,包括挖土机收尾平台的位置等应计入稳定分析计算中。
2.4施工安全措施
(1)土方开挖前,应会同甲方有关人员对施工区域内的地下管道、电缆、光缆等地下设施进行确认,以便在施工时采取相应的防护措施。
(2)根据地质勘察报告,如果工程的土质较好,在基坑开挖时可不考虑边坡支护。若土质情况不好,应采用边坡支护。
(3)根据定位测量给出的轴线点,确定基坑的挖土施工范围,按一定的施工顺序进行分层开挖,土方及时运出,不得在基坑周围堆土。
(4)挖土前,先会同甲方确定给水管道的具体位置、走向、埋深,以便挖土时能够有效控制,避免导致给水管道爆裂,造成严重的施工事故。在具体施工时,应在给水管道周围预留部分土方,由人工清理,直至给水管道露出。
(5)施工时,新建建筑物边线与原有建筑物较近时,在施工过程中应严格观察土方的稳定情况。采取必要的防护措施,防止因土方坍塌造成原有建筑物地面下沉。在施工时,应准备草带子、石头、砖等物品,对该处边坡进行相应的加固防护,确保工程顺利施工。
(6)在基坑四周严禁堆放任何物品,施工车辆严禁靠近。
(7)基坑四周必须设置安全防护栏杆,安全防护栏杆应由上、下两道横杆组成,宜采用上横杆高度具地面1.2m,下横杆高度距地面0.5m,并加安全围网。安全防护栏杆宜采用 Φ48mm钢 管,防 护 栏 杆 立 柱 应 埋 入 地 下500mm,确保防护栏杆的稳定性。
(8)夜间安全防护栏杆四周应设置安全照明。
(9)施工人员上、下基坑应走安全通道,安全通道搭设应规范。
(10)进入施工区域的施工人员应戴好安全帽。
(11)做好基坑周围的排水工作,防止基坑因雨水浸泡造成塌方。三、结束语随着建筑工程的发展,深基坑工程开挖深度越来越深,开挖面积越来越大,临近建筑物越来越近,而深基坑的施工本身危险性大,施工难度大,很可能引起基坑周围局部土体发生位移和沉降,危及临近建筑物、道路和管线的安全,造成重大损失,同时影响工程的顺利进行。因此,我们在深基坑施工时必须高度的重视,不断提高深基坑处理的技术水平。
参考文献:
[1]高大钊、陈汉忠.深基坑工程[M].北京:机械工业出版社,2006.
[2]滕春生.深基坑支护技术在工程中的应用[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学,2008.
[3]廖代广 孟新田.土木工程施工技术[M].武汉理工大学出版社,2006(3).
[4]龚维明.地下结构工程[M].东南大学出版社,2004.
关键词:建筑工程深基坑施工技术
Abstract: Based on China's crowded conditions and city development, effective use of the city underground space has become a major trend, foundation construction, is an important part of modern civil engineering construction. This paper introduces the characteristics of deep foundation pit construction and focuses on technology and safety measures in each stage of deep foundation pit construction.
Keywords: Construction Engineering; construction technology of deep foundation pit;
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
引言:近些年城市建设中高层建筑不断兴起,深基坑施工技术也有了较大的发展。而深基坑的施工危险性大,施工难度大。深基坑工程包括围护和支撑体系、土方开挖工程、降水工程、地基加固、监测和环境保护工程等等,是一项综合性很强的系统工程。因此对深基坑施工技术的研究是非常有必要的。
一、建筑工程深基坑的特点深基坑是整个建筑物的基础,深基坑的施工是建筑施工中的重点,深基坑施工的质量,直接关系着高层建筑的安全性、稳定性和长久性。深基坑施工的复杂性又使施工具有很大的风险,设计或者施工技术措施不到位,就可能造成非常大的损失。为保证房屋建筑基础及地下室的正常施工和周围建筑物、地下管线不受影响,对地面以下开挖的土体所进行的一系列勘察、设计、施工和检测等工作,统称为深基坑工程。深基坑的施工的综合性较强,既然涉及结构力学和土力学问题,又涉及水力学等问题,计算过程比较复杂。深基坑工程的支护体系既要涉及到较深的土方开挖,保证基坑相邻建筑物和地下管线的安全及正常使用,又要有阻断地下水向基坑内渗流、保证基坑内施工作业面干燥的功能。深基坑工程的支护体系常由两部分组成:一部分为支护结构,常在基础外围打设连续密排的灌注桩、预制桩或钢板桩挡土,当土质较软、基坑深度较大而对变形限制严格时,还应对支护桩设置水平支撑或拉锚,其主要功能是挡土和止水;另一部分为止水体系,常采用连续密排的水泥搅拌桩、高压旋喷桩等形成阻断地下水向坑内流动的隔水帷幕。深基坑工程一般有如下特点:(1)深基坑的支护系统属于临时性的,安全难以得到保障;
(2)深基坑工程具有很强的区域性、很强的针对性,必须因地制宜;
(3)深基坑的施工的综合性较强,涉及范围很广,施工比难度大;
(4)深基坑的开挖对相邻建筑物的影响较大;
(5)深基坑工程投入较大,具有很高的质量要求和具有较大的风险;
(6)基坑工程具有较强的時间效应,基坑的情况随时间的变化而变化,所以必须快速施工和加强观测。
二、建筑工程深基坑处理技术要点
2.1深基坑支护施工
深基坑开挖采用放坡无法保证施工安全或场地无放坡条件时,一般采用支护结构临时支挡,以保证基坑周边土壁稳定。深基坑支护结构既要确保坑壁稳定、坑底稳定、邻近建筑物与管线的安全,又要考虑支护结构施工方便、经济合理、有利于土方开挖和地下室建造。常见的基坑支护方式及施工要点:
2.1.1深层搅拌桩支护。这种支护墙具有防渗和挡土的双重功能,要求两桩之间应搭接200mm,其稳定性验算内容应包括抗倾覆验算、抗滑移验算、整体圆弧滑动验算、抗隆起验算和管涌验算等。
2.1.2地下连续墙支护:地下连续墙,就是在地面用专门的挖槽设备,沿着基坑的周边,在泥浆护壁的条件下,开挖一段(一个单元槽段)狭长的深槽,在槽内放置钢筋笼并浇筑水下混凝土,形成一段钢筋混凝土墙段。若将浇筑的混凝土墙段连成整体,则形成一道连续的钢筋混凝土墙体,具有截水防渗和挡土承重之用,作为基坑开挖的支护结构。有时还可以“二墙合一”,即与主体结构合一作为建筑承重结构。
2.1.3土钉墙支护。在钻孔过程中,应认真控制钻进参数,合理掌握钻进速度,防止埋钻、卡钻、塌孔、掉块、涌砂和缩径等各种通病的出现。钻机拔出钻杆后要及时安置土钉,并随即进行注浆作业。注浆应按设计要求,严格控制水泥浆、水泥砂浆配合比,做到搅拌均匀,并使注浆设备和管路处于良好的工作状态。施工中应对土钉位置,钻孔直径、深度及角度,土钉插入长度,注浆配比、压力及注浆量,喷射混凝土厚度及强度等进行检查。
2.2地坑排水
为保证基坑能在干燥条件下施工,防止边坡失稳、基坑流砂、坑底隆起、坑底管涌和地基承载力下降,必须做好地坑排水工作。地坑排水的方法有:集水井降水法、井点降水法、隔渗法等。在深基坑施工中,根据地质勘探报告和先期的实地考察,在深基坑的开挖前期以明排水为主要排水方式进行集中排放;在深基坑的开挖后期应配合以坑底“轻型井点降水”措施,尽量在坑底基本无水的情况下进行作业。深基坑土方工程施工时,虽然有止水防渗措施,但在所难免会出现坑壁渗水的现象,可采取“堵”和“疏”的方法进行控制。当深基坑坑壁的渗水较小时,可以用干海绵、导流管将渗水排入排水坑。当深基坑坑壁的渗水较大时,应将该处的土体进行暂时保留,再进行压实,然后使用注浆的办法将渗漏部位封住。
2.3基坑开挖
基坑开挖前,应根据工程结构形式、埋置深度、地质、水位、气候条件、周围环境、施工方法、工期和地面荷载等有关资料,确定基坑开挖方案和降水施工方案。
深基坑的开挖应选择分段、分层的方法进行开挖,分层开挖的土方厚度应在2m之内。深基坑开挖时应按照施工方案的部署进行施工,以免乱挖造成支护系统的受力不均匀。测量放线人员应应对平面控制桩、水准点、基坑平面位置、水平标高、边坡坡度等经常复测检查,随时对开挖深度和位置进行监测,以免施工中出现超挖和的现象。每一段落的基坑土方开挖,都应在支护系统前均保留一定的被动土,在基坑土方开挖施工完成后再挖这些被动土,只有这样才能减少荷载的积累和基坑支护系统的变形。为了确保深基坑底部土体的自然结构、避免坑底超挖,深基坑挖至设计底标高200mm时宜选择人工进行开挖。大面积开挖时,应统一生产力进行开挖,挖好一段后应立即对这一段铺设垫层,这样施工的目的,是为了减少基坑底部土壤的暴露时间,确保基坑的稳定。土方的开挖过程中,必须注意坡顶有无超载,如有超载及不可避免的边坡堆载,包括挖土机收尾平台的位置等应计入稳定分析计算中。
2.4施工安全措施
(1)土方开挖前,应会同甲方有关人员对施工区域内的地下管道、电缆、光缆等地下设施进行确认,以便在施工时采取相应的防护措施。
(2)根据地质勘察报告,如果工程的土质较好,在基坑开挖时可不考虑边坡支护。若土质情况不好,应采用边坡支护。
(3)根据定位测量给出的轴线点,确定基坑的挖土施工范围,按一定的施工顺序进行分层开挖,土方及时运出,不得在基坑周围堆土。
(4)挖土前,先会同甲方确定给水管道的具体位置、走向、埋深,以便挖土时能够有效控制,避免导致给水管道爆裂,造成严重的施工事故。在具体施工时,应在给水管道周围预留部分土方,由人工清理,直至给水管道露出。
(5)施工时,新建建筑物边线与原有建筑物较近时,在施工过程中应严格观察土方的稳定情况。采取必要的防护措施,防止因土方坍塌造成原有建筑物地面下沉。在施工时,应准备草带子、石头、砖等物品,对该处边坡进行相应的加固防护,确保工程顺利施工。
(6)在基坑四周严禁堆放任何物品,施工车辆严禁靠近。
(7)基坑四周必须设置安全防护栏杆,安全防护栏杆应由上、下两道横杆组成,宜采用上横杆高度具地面1.2m,下横杆高度距地面0.5m,并加安全围网。安全防护栏杆宜采用 Φ48mm钢 管,防 护 栏 杆 立 柱 应 埋 入 地 下500mm,确保防护栏杆的稳定性。
(8)夜间安全防护栏杆四周应设置安全照明。
(9)施工人员上、下基坑应走安全通道,安全通道搭设应规范。
(10)进入施工区域的施工人员应戴好安全帽。
(11)做好基坑周围的排水工作,防止基坑因雨水浸泡造成塌方。三、结束语随着建筑工程的发展,深基坑工程开挖深度越来越深,开挖面积越来越大,临近建筑物越来越近,而深基坑的施工本身危险性大,施工难度大,很可能引起基坑周围局部土体发生位移和沉降,危及临近建筑物、道路和管线的安全,造成重大损失,同时影响工程的顺利进行。因此,我们在深基坑施工时必须高度的重视,不断提高深基坑处理的技术水平。
参考文献:
[1]高大钊、陈汉忠.深基坑工程[M].北京:机械工业出版社,2006.
[2]滕春生.深基坑支护技术在工程中的应用[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学,2008.
[3]廖代广 孟新田.土木工程施工技术[M].武汉理工大学出版社,2006(3).
[4]龚维明.地下结构工程[M].东南大学出版社,2004.