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【摘 要】 高层建筑在我国建筑结构中占据较大比重,为保障高层建筑的稳定性,需充分发挥深基坑支护施工技术的优势,深基坑支护工程施工方案的可靠性及施工质量将直接影响地下室主体施工的结构和作业工人人生安全,如何做好深基坑支护的施工,以便结构施工能够得以顺利高效的进行,这是当前急需解决的一个课题。基于此,本文就地下室深基坑支护方案与施工进行分析与研究。
【关键词】 地下室;深基坑;支护
引言
随着高层建筑的建设与发展,深基坑支护面临较高的技术压力。高层建筑的施工环境越来越复杂,促使深基坑支护施工技术表现出诸多缺陷点,无法为高层建筑提供标准的稳定能力。近几年,深基坑支护施工技术得到完善发展,逐渐适用于高层建筑的复杂环境,解决深基坑支护的多项问题,体现高效的技术应用,提升高层建筑的施工效益,发挥深基坑支护施工技术的优势。
一、深基坑技术的现状
(一)深基坑施工特点
深基坑施工的特点决定了深基坑施工的技术要求。主要包括:首先,施工时技术手段要先进可靠,确保基坑受力可靠以及支护的保护作用完全体现;其次,大型高层建筑通常都建在城市中心,周围建筑物繁多复杂,地下市政管线众多,所以施工必须充分保证不能影响周围相邻的建筑物的安全和稳定,不能破坏周围的地下管线等。再次,基坑开挖期间,地下水控制也属于基坑支护的一部分。因此,必須合理运用明排、降水、截水和回灌等形式控制地下水。保证基础施工安全。最后,根据实际工程需要选取经济合理的施工方案,实现工程最优化。地下结构施工及基坑周边环境的安全主要是由支护体所保障。所以深支护体系的设计、施工能力水平直接关系到基坑施工的安全性,工程整体的安全可靠。
(二)支护方法种类多
目前,我国建筑工程深基坑支护方法类型比较多。按照基坑支护方式,深基坑支护有悬臂式支护结构、混合式支护结构、重力式挡土结构等;根据深基坑的支护型式,支护结构主要有支挡型和加固型。支挡型支护结包括桩排支挡结构、土钉支护结构以及地下连续墙等,加固型支护结构有水泥搅拌加固结构等。这样支护方式给实际建筑基坑工程提供了更多的选择,对于不同种类的深基坑建筑工程来讲,需要根据现场施工的具体情况和建筑自身的建筑特点来选择最适合自身的支护方式,当然有需要的话可以结合两种或者两种以上的支护方式进行支护,进一步保证建筑基坑工程的稳定性和安全性,提高地下空间的利用率。
(三)基坑建设的特殊性
我国各地地质条件的不同,要求基坑能适应不同的地质环境,这使得我国的深基坑支护具有十多种的的形式,具有多样性。用地的紧张使得我们的工程建设越来越高,这使得基坑的挖掘不得不在宽度上和长度上有所增加,这对我们工程建设的支撑系统带来了考验。在一些不是很硬的土层上开挖基坑,会引起地表的位移和沉降,对地表建筑和地下管线造成威胁。最后,工程的同步建设,使得各个工程的建设都面临着相互的制约和影响。
二、建筑工程的基坑支护施工技术
(一)土钉墙施工技术
土钉墙支护结构主要是依靠加固的土体、混凝土以及密集的土钉群等,构建类似于重力式挡土结构的支护结构,用来抵制土压力和其他作用力,以保证深基坑和边坡的安全性和稳定性。土钉墙支护技术因具有结构轻便、柔性高、造价低、施工方便等优点,被广泛的应用于建筑深基坑工程中。
1.土钉墙支护技术施工流程大致为:土方开挖-测量、放线-安钻杆-钻孔-钻至设计深度-清理-插入土钉-灌浆-养护。
2.在建筑基坑工程开挖时,首先应该根据设计图纸的尺寸和基坑的上下口线用木桩或者滑石粉进行标记划线。在深基坑周围每隔30m挖一条积水沟和相应的积水坑,使其能形成施工现场的排水网络,保证建筑工程施工能及时排水。
3.另外,对于土钉的大孔,孔径需要100mm,保证土钉使用时没有锈蚀和痕迹,注浆管要随着土钉打入孔低。土钉焊接托架,不仅可以增大注浆后钢筋和砂浆的握紧力,还能确保土钉入孔后达到设计规定位置。
4.一般来讲,注浆所用水泥浆水灰比为0.45~0.55,速凝剂是水泥量的3%,压力控制在0.2~0.4MPa范围内。为了保证水泥浆能顺利流入孔内,需要在注浆过程中适当的拉动注浆管。在水泥浆初凝之前一次注入完毕后,其间隔超过30min时,需要清理注浆管并重新注浆。
5.在水泥浆注入4小时后,使用Φ6.5@200(双向)钢筋网进行挂网,使使用铁丝与钢筋架焊接紧紧捆扎。支护面在水平和竖直方向,预埋以PVC管为主的泄水管,其直径为50mm,长度为500mm-1000mm,并保证管口四周用水泥浆封固。在钢筋网布置完成后需要及时对混凝土面层进行喷射。
(二)放坡开挖的施工技术
一般而言,在实际的建筑基坑工程中,基坑的开挖形式主要包含两种即局部的深度基坑和完全的深度基坑。而在对基坑开挖时要采用从基坑的四周遵照一定的要求向外进行放坡施工并进行土方的大量开挖的方法,因为采用这种方法不仅可以节约很多的时间,而且非常的快捷简单。而在进行放坡开挖时由于是挖掘坡体,所以倘若坡体地势过于陡峭时,就会非常容易出现山体滑坡等事故,因此,要想防止此类事故的发生,施工方就要采用科学有效的方法对坡体进行加护。
(三)土锚杆的支护技术
通常情况下,土锚杆指的就是土层锚杆,它的主要作用就是在基坑工程施工到达一定深度时或是在对开挖的基坑土层钻孔到达一定的深度时,为了使其形成柱状或是其他的形状,而在钻孔内放入钢筋以及其他的材料,并使用水泥浆从而形成能与土层产生高抗拉性的锚杆,它的优势主要变形为:承拉力极强,不容易使基坑的土层变形,进而能提升建筑整体的稳定性;施工时所用的设备非常少,施工时间短,能在很大程度上节约建筑工程的成本。
(四)排桩支护的施工技术 在实际的基坑工程施工过程中,在挖掘基坑时,排桩支护是一种非常重要的用来保护基坑的措施。一般情况下,就是在基坑的四周安置排桩,以便于稳定基坑,并保障施工人员的人身安全。而排桩的方式依据在施工中的实际情况可以分为:内撑式的支护结构、悬臂式的支护结构、拉锚式的支护结构以及锚杆式的支护结构。其中,锚杆式的支护结构主要是采用钢筋水泥以及土壤的粘结来进行排桩的挡土,以便于稳定土层的钻孔。一般而言,它的承压力极强,适应性极高,不容易变形,所耗费用也特别低,主要被用于对不容易支撑的大型的基坑或者是土质比较松的基坑进行排桩支护。
(五)地下的连续墙的施工技术
在实际的建筑工程的施工过程中,地下的连续墙就是运用各种挖槽的机械,并结合水泥浆的护壁效果,在地下挖掘出一条深而窄的沟,并浇筑上合适的材料从而形成一条能够防渗、承重能力强的地下的连续墙体。而在此程中,地下连续墙的施工技术不仅仅是只作为防身防水的维护墙,而更主要的是被用作代替基桩,使其可以承担更大的负重。而实际中在实施此项技术时,应该非常的注意墙体的问题。
三、地基施工中深基坑支护应用的几点建议
(一)基坑开挖
先撑后挖、开槽支撑、分层开挖、严禁超挖是基坑开挖的基本原则,必须遵守。在基坑开挖的表面填好土,修建好相应的地表水沟,以及时做好开挖降水的准备。另外对于开挖后还未支撑的基坑,应尽量缩短暴漏的时间,以免事故的发生。在坡段的基坑实施分段施工,在开挖的同时保护好坡面,两者结合后至基坑开挖有圈梁的高度时,使用锚杆桩实施圈梁。分层挖除基坑边保留土体至设计标高超过30cm,改为人工挖土,基坑见底后迅速浇筑底板垫层至围护墙边。还要对基坑开挖后的现场加强管理,各类土方开挖设备的停放位置必须与基坑保持一定的距离。在基坑开挖过程中,一定要避免挖土设备碰撞支撑系统使支护结构和支锚体系之间的连接遭到破坏,从而防止事故的发生。
(二)合理设置坑壁形式
在地基施工中进行深基坑支护技术的应用之前,合理设置坑壁形式是保证岩土工程深基坑支护施工质量的重要基础。首先,需要充分考虑如果破坏了基坑的坑壁可能产生严重后果,以此作为设计基础,并且结合施工规范要求,合理设置坑壁等级;其次,需要具体考虑工程周边环境、水文地质条件以及开挖参数等深基坑支护影响因素,同时结合设置的坑壁的安全等级,以选择正确的坑壁形式。此外,根据施工经验,如果深基坑施工场地的基坑深度在8m范围内,同时具备放坡的条件,并且该深基坑施工场地顶部没有重要的建构物的时候,则可采取坡率方法,不过在应用该种方法过程中,需要结合稳定边坡的坡率值以及工程的类比选择,从而进行坡率允许值的范围的确定。
(三)做好变形监测工作
深基坑支护技术的应用中,做好基本的变形监测工作非常重要,应针对工程规范以及以往工作经验,全过程保障岩土工程的深基坑支护质量水平,以此奠定工程质量基础。由监测的重点是开挖基坑期间基坑围护结构的稳定性,以及开挖基坑周边的建筑物和地下管线变形程度、地面的沉降等。并且在监测过程中,应该根据工程的不同,制定科学合理监测方案。此外还需要根据监测环境确定监测频率,监测频率应该保证不遗漏其变化时刻和重要变化过程的为原则。对基坑进行水平位移观测时,必须在基坑开挖前测取其初始值。基坑开挖过程中的观测,还应该根据不同建设工程进行机动调整,确定出科学合理的监测方案。
(四)地下水处理
在开挖土方期间,当开挖底面标高比地下水位的基坑低时,出现土方的水分层被隔离情况,地下存在的水分就逐渐往基坑中流入。如果基坑土质较软或者积水较多,则会导致施工工人站立比较困难,从而影响工人的施工操作,因此,在进行土方开挖的过程当中,需要结合当地的人文地理环境以及相应的地质地貌,积极采取降水措施,保证基坑土方开挖的顺利进行。可以采取排水法处理地下水,如明沟排水和井点降水等,井点降水操作比较简单且容易掌握,是处理地下水的好方法;也可采用止水法来处理地下水,在基坑周边布置止水帷幕,避免地下水流进基坑里面,可通过地下灌浆法、沉井法或连续墙来达到止水的目的。沿基坑四周外围1m处布置一道深于坑底的井点滤水管(长度10m,井管直径50~55mm,井孔直径300mm),和两台抽水设备直接连接并从中抽水,使地下水位下降落至基坑底0.5~1.0m以下,井点降水能够消除或减动水压力,改善了土的性质,很大的加强了边坡的稳定性,使施工操作条件得到改善,推进了工程进度。井点降水可在不同形状的深基坑中采用,对边坡具有相对的稳定作用,保证基坑内土干燥能够使深基坑施工效率得到很大提高,以保证工程质量。
结束语
深基坑支护是一个系统而又复杂的工程,同时它也是建筑工程的一个重要组成部分。深基坑支护施工的安全可靠,直接关系着高层建筑的安全性、稳定性和长久性。良好的基坑支护施工技术,是整个工程施工顺利的前提与保证,是整个庞大工程的重要开端。只要我们加强管理,精心组织,不断地探索新的技术,就一定能把深基坑支护工程做得更好。
参考文献:
[1]齐森.建筑工程基坑支护施工技术的分析[J].中华民居(下旬刊),2014,06:283.
[2]孙煒翔,翟克礼.探讨建筑工程基坑支护施工技术要点[J].科技创业家,2013,01:47.
[3]宋玉峰.浅谈建筑工程中的深基坑支护施工技术[J].黑龙江科技信息,2013,03:275.
[4]滕金龙,刘奕新,吴立新.土建基础施工中的深基坑支护施工技术分析[J].硅谷,2013,05:82+65.
[5]胡勋耀.土建基础施工中深基坑支护施工技术的应用探析[J].中华民居(下旬刊),2014,03:290.
[6]崔志波.浅议土建基础施工中的深基坑支护施工技术[J].中华民居(下旬刊),2012,11:55.
【关键词】 地下室;深基坑;支护
引言
随着高层建筑的建设与发展,深基坑支护面临较高的技术压力。高层建筑的施工环境越来越复杂,促使深基坑支护施工技术表现出诸多缺陷点,无法为高层建筑提供标准的稳定能力。近几年,深基坑支护施工技术得到完善发展,逐渐适用于高层建筑的复杂环境,解决深基坑支护的多项问题,体现高效的技术应用,提升高层建筑的施工效益,发挥深基坑支护施工技术的优势。
一、深基坑技术的现状
(一)深基坑施工特点
深基坑施工的特点决定了深基坑施工的技术要求。主要包括:首先,施工时技术手段要先进可靠,确保基坑受力可靠以及支护的保护作用完全体现;其次,大型高层建筑通常都建在城市中心,周围建筑物繁多复杂,地下市政管线众多,所以施工必须充分保证不能影响周围相邻的建筑物的安全和稳定,不能破坏周围的地下管线等。再次,基坑开挖期间,地下水控制也属于基坑支护的一部分。因此,必須合理运用明排、降水、截水和回灌等形式控制地下水。保证基础施工安全。最后,根据实际工程需要选取经济合理的施工方案,实现工程最优化。地下结构施工及基坑周边环境的安全主要是由支护体所保障。所以深支护体系的设计、施工能力水平直接关系到基坑施工的安全性,工程整体的安全可靠。
(二)支护方法种类多
目前,我国建筑工程深基坑支护方法类型比较多。按照基坑支护方式,深基坑支护有悬臂式支护结构、混合式支护结构、重力式挡土结构等;根据深基坑的支护型式,支护结构主要有支挡型和加固型。支挡型支护结包括桩排支挡结构、土钉支护结构以及地下连续墙等,加固型支护结构有水泥搅拌加固结构等。这样支护方式给实际建筑基坑工程提供了更多的选择,对于不同种类的深基坑建筑工程来讲,需要根据现场施工的具体情况和建筑自身的建筑特点来选择最适合自身的支护方式,当然有需要的话可以结合两种或者两种以上的支护方式进行支护,进一步保证建筑基坑工程的稳定性和安全性,提高地下空间的利用率。
(三)基坑建设的特殊性
我国各地地质条件的不同,要求基坑能适应不同的地质环境,这使得我国的深基坑支护具有十多种的的形式,具有多样性。用地的紧张使得我们的工程建设越来越高,这使得基坑的挖掘不得不在宽度上和长度上有所增加,这对我们工程建设的支撑系统带来了考验。在一些不是很硬的土层上开挖基坑,会引起地表的位移和沉降,对地表建筑和地下管线造成威胁。最后,工程的同步建设,使得各个工程的建设都面临着相互的制约和影响。
二、建筑工程的基坑支护施工技术
(一)土钉墙施工技术
土钉墙支护结构主要是依靠加固的土体、混凝土以及密集的土钉群等,构建类似于重力式挡土结构的支护结构,用来抵制土压力和其他作用力,以保证深基坑和边坡的安全性和稳定性。土钉墙支护技术因具有结构轻便、柔性高、造价低、施工方便等优点,被广泛的应用于建筑深基坑工程中。
1.土钉墙支护技术施工流程大致为:土方开挖-测量、放线-安钻杆-钻孔-钻至设计深度-清理-插入土钉-灌浆-养护。
2.在建筑基坑工程开挖时,首先应该根据设计图纸的尺寸和基坑的上下口线用木桩或者滑石粉进行标记划线。在深基坑周围每隔30m挖一条积水沟和相应的积水坑,使其能形成施工现场的排水网络,保证建筑工程施工能及时排水。
3.另外,对于土钉的大孔,孔径需要100mm,保证土钉使用时没有锈蚀和痕迹,注浆管要随着土钉打入孔低。土钉焊接托架,不仅可以增大注浆后钢筋和砂浆的握紧力,还能确保土钉入孔后达到设计规定位置。
4.一般来讲,注浆所用水泥浆水灰比为0.45~0.55,速凝剂是水泥量的3%,压力控制在0.2~0.4MPa范围内。为了保证水泥浆能顺利流入孔内,需要在注浆过程中适当的拉动注浆管。在水泥浆初凝之前一次注入完毕后,其间隔超过30min时,需要清理注浆管并重新注浆。
5.在水泥浆注入4小时后,使用Φ6.5@200(双向)钢筋网进行挂网,使使用铁丝与钢筋架焊接紧紧捆扎。支护面在水平和竖直方向,预埋以PVC管为主的泄水管,其直径为50mm,长度为500mm-1000mm,并保证管口四周用水泥浆封固。在钢筋网布置完成后需要及时对混凝土面层进行喷射。
(二)放坡开挖的施工技术
一般而言,在实际的建筑基坑工程中,基坑的开挖形式主要包含两种即局部的深度基坑和完全的深度基坑。而在对基坑开挖时要采用从基坑的四周遵照一定的要求向外进行放坡施工并进行土方的大量开挖的方法,因为采用这种方法不仅可以节约很多的时间,而且非常的快捷简单。而在进行放坡开挖时由于是挖掘坡体,所以倘若坡体地势过于陡峭时,就会非常容易出现山体滑坡等事故,因此,要想防止此类事故的发生,施工方就要采用科学有效的方法对坡体进行加护。
(三)土锚杆的支护技术
通常情况下,土锚杆指的就是土层锚杆,它的主要作用就是在基坑工程施工到达一定深度时或是在对开挖的基坑土层钻孔到达一定的深度时,为了使其形成柱状或是其他的形状,而在钻孔内放入钢筋以及其他的材料,并使用水泥浆从而形成能与土层产生高抗拉性的锚杆,它的优势主要变形为:承拉力极强,不容易使基坑的土层变形,进而能提升建筑整体的稳定性;施工时所用的设备非常少,施工时间短,能在很大程度上节约建筑工程的成本。
(四)排桩支护的施工技术 在实际的基坑工程施工过程中,在挖掘基坑时,排桩支护是一种非常重要的用来保护基坑的措施。一般情况下,就是在基坑的四周安置排桩,以便于稳定基坑,并保障施工人员的人身安全。而排桩的方式依据在施工中的实际情况可以分为:内撑式的支护结构、悬臂式的支护结构、拉锚式的支护结构以及锚杆式的支护结构。其中,锚杆式的支护结构主要是采用钢筋水泥以及土壤的粘结来进行排桩的挡土,以便于稳定土层的钻孔。一般而言,它的承压力极强,适应性极高,不容易变形,所耗费用也特别低,主要被用于对不容易支撑的大型的基坑或者是土质比较松的基坑进行排桩支护。
(五)地下的连续墙的施工技术
在实际的建筑工程的施工过程中,地下的连续墙就是运用各种挖槽的机械,并结合水泥浆的护壁效果,在地下挖掘出一条深而窄的沟,并浇筑上合适的材料从而形成一条能够防渗、承重能力强的地下的连续墙体。而在此程中,地下连续墙的施工技术不仅仅是只作为防身防水的维护墙,而更主要的是被用作代替基桩,使其可以承担更大的负重。而实际中在实施此项技术时,应该非常的注意墙体的问题。
三、地基施工中深基坑支护应用的几点建议
(一)基坑开挖
先撑后挖、开槽支撑、分层开挖、严禁超挖是基坑开挖的基本原则,必须遵守。在基坑开挖的表面填好土,修建好相应的地表水沟,以及时做好开挖降水的准备。另外对于开挖后还未支撑的基坑,应尽量缩短暴漏的时间,以免事故的发生。在坡段的基坑实施分段施工,在开挖的同时保护好坡面,两者结合后至基坑开挖有圈梁的高度时,使用锚杆桩实施圈梁。分层挖除基坑边保留土体至设计标高超过30cm,改为人工挖土,基坑见底后迅速浇筑底板垫层至围护墙边。还要对基坑开挖后的现场加强管理,各类土方开挖设备的停放位置必须与基坑保持一定的距离。在基坑开挖过程中,一定要避免挖土设备碰撞支撑系统使支护结构和支锚体系之间的连接遭到破坏,从而防止事故的发生。
(二)合理设置坑壁形式
在地基施工中进行深基坑支护技术的应用之前,合理设置坑壁形式是保证岩土工程深基坑支护施工质量的重要基础。首先,需要充分考虑如果破坏了基坑的坑壁可能产生严重后果,以此作为设计基础,并且结合施工规范要求,合理设置坑壁等级;其次,需要具体考虑工程周边环境、水文地质条件以及开挖参数等深基坑支护影响因素,同时结合设置的坑壁的安全等级,以选择正确的坑壁形式。此外,根据施工经验,如果深基坑施工场地的基坑深度在8m范围内,同时具备放坡的条件,并且该深基坑施工场地顶部没有重要的建构物的时候,则可采取坡率方法,不过在应用该种方法过程中,需要结合稳定边坡的坡率值以及工程的类比选择,从而进行坡率允许值的范围的确定。
(三)做好变形监测工作
深基坑支护技术的应用中,做好基本的变形监测工作非常重要,应针对工程规范以及以往工作经验,全过程保障岩土工程的深基坑支护质量水平,以此奠定工程质量基础。由监测的重点是开挖基坑期间基坑围护结构的稳定性,以及开挖基坑周边的建筑物和地下管线变形程度、地面的沉降等。并且在监测过程中,应该根据工程的不同,制定科学合理监测方案。此外还需要根据监测环境确定监测频率,监测频率应该保证不遗漏其变化时刻和重要变化过程的为原则。对基坑进行水平位移观测时,必须在基坑开挖前测取其初始值。基坑开挖过程中的观测,还应该根据不同建设工程进行机动调整,确定出科学合理的监测方案。
(四)地下水处理
在开挖土方期间,当开挖底面标高比地下水位的基坑低时,出现土方的水分层被隔离情况,地下存在的水分就逐渐往基坑中流入。如果基坑土质较软或者积水较多,则会导致施工工人站立比较困难,从而影响工人的施工操作,因此,在进行土方开挖的过程当中,需要结合当地的人文地理环境以及相应的地质地貌,积极采取降水措施,保证基坑土方开挖的顺利进行。可以采取排水法处理地下水,如明沟排水和井点降水等,井点降水操作比较简单且容易掌握,是处理地下水的好方法;也可采用止水法来处理地下水,在基坑周边布置止水帷幕,避免地下水流进基坑里面,可通过地下灌浆法、沉井法或连续墙来达到止水的目的。沿基坑四周外围1m处布置一道深于坑底的井点滤水管(长度10m,井管直径50~55mm,井孔直径300mm),和两台抽水设备直接连接并从中抽水,使地下水位下降落至基坑底0.5~1.0m以下,井点降水能够消除或减动水压力,改善了土的性质,很大的加强了边坡的稳定性,使施工操作条件得到改善,推进了工程进度。井点降水可在不同形状的深基坑中采用,对边坡具有相对的稳定作用,保证基坑内土干燥能够使深基坑施工效率得到很大提高,以保证工程质量。
结束语
深基坑支护是一个系统而又复杂的工程,同时它也是建筑工程的一个重要组成部分。深基坑支护施工的安全可靠,直接关系着高层建筑的安全性、稳定性和长久性。良好的基坑支护施工技术,是整个工程施工顺利的前提与保证,是整个庞大工程的重要开端。只要我们加强管理,精心组织,不断地探索新的技术,就一定能把深基坑支护工程做得更好。
参考文献:
[1]齐森.建筑工程基坑支护施工技术的分析[J].中华民居(下旬刊),2014,06:283.
[2]孙煒翔,翟克礼.探讨建筑工程基坑支护施工技术要点[J].科技创业家,2013,01:47.
[3]宋玉峰.浅谈建筑工程中的深基坑支护施工技术[J].黑龙江科技信息,2013,03:275.
[4]滕金龙,刘奕新,吴立新.土建基础施工中的深基坑支护施工技术分析[J].硅谷,2013,05:82+65.
[5]胡勋耀.土建基础施工中深基坑支护施工技术的应用探析[J].中华民居(下旬刊),2014,03:290.
[6]崔志波.浅议土建基础施工中的深基坑支护施工技术[J].中华民居(下旬刊),2012,11:55.