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摘 要:近几年来,随着经济的迅速发展,我国的建筑行业日益推进,大批的高层建筑拔地而起。为了提高建筑用地的利用效率,高层建筑的地下室设计必不可少,甚至于有的地下室要深达数十米。在建筑地下室的施工过程中,深基坑的支护技术成为了一个至关重要的施工重点。而且这几十年来,随着我国经济的发展,深基坑技术的运用越来越广泛,关于此技术的设计、施工等一直是当下的热点课题,问论文就是此背景下写成。
关键词:深基坑 支护技术 实际运用
1、深基坑工程施工的特点
所谓的深基坑就是指通常情况下深度超过六米或者拥有支护结构的基坑。为了保证建筑主体地下结构的安全性能,一定要确保深基坑工程的顺利开展,还要保障施工周围的环境不受到损害。在这个过程中,必须要进行深基坑的支护与开挖、降水,以及与之相对应的设计、施工与检测等环节。总之这是一项复杂的综合性工程,深基坑的施工特点主要有一下几个方面:
(1)不断增加的基坑深度。之所以基坑的深度不断增加,是因为当下的建筑层次正在向着复杂化以及高层化的方向发展,建筑的层次不断增高,建筑基础承受的压力也在不断地增加。因此就要求不断增加基坑的深度,才能确保建筑的安全以及符合相关的管理规定,更为隐讳地说,也是节约土地,提高土地利用效率的要求,
(2)周围环境影响大。在城市建筑中,一般高层的或者超高层的建筑都集中在中心城市区,这些地区交通密集,周围的建筑众多,地段也比较繁华。俗话说:“牵一发而动全身”,所以为了确保在深基坑支护过程中的工程安全性,在施工的过程中,要充分地考虑周围环境因素的影响。尤其需要注意的是地上地下的管线复杂布置,要在保证不毁坏管线的情况下,保证施工人员的热身安全。
(3)深基坑支护工程具有很强的区域性特征。我国地大物博,地质的条件也是错综复杂,南北差异大。因此这就导致我国不同区域的基坑支护设计具有不同的特点,甚至于在同一城市中也会出现很大的差异,地下岩土的性质复杂、不均匀,千变万化,在深基坑开挖的时候,要具体情况具体分析,因地制宜,融会变通,积极创新。
(4)深基坑支护工程的随机性与风险性。要知道深基坑支护的工程施工周期一般都比较长,不保证在施工期间会发生强降雨以及降雪、振动等不可预料的状况发生,由于其发生的随机性大,故有些事故来的太突然,以至于无法预防。另外,深基坑工程属于临时性的过程,因为施工技术复杂,所涉及的方面广泛,需要花费的资金也多。有些基坑施工单位提高利润,依赖不愿意投入更多的资金,二来还尽可能地节省资金,这就增大了施工的风险性系数。
2、工程实例论述
2.1工程概况
在某市建筑施工实践过的生活区,该生活区是集商业、地下库以及住宅等功能与一体的高层建筑。需要建筑的面积为:地上建筑43526平方米,建筑层数是三十三层,工程质式为框剪结构,地下室设计的是两层,面积为25000平方米。该城市的生活区建设毗邻海边,该地区的地质复杂多变。因此工程需要采用静压桩加筏的形式,基坑的开挖面积在地下9米左右,基坑内的电梯的最大开挖深度要保持在十米左右。大概有12万立方米开挖土方量。
2.2工程地质条件
在进行深基坑施工之前,笔者对该工程的地质情况进行了勘测。根据勘测结果,该场地不良土质的素填土带厚度在-0.5~-5.3米之间, 而且素填土的分布范围广泛。在-0.5~-5.3米厚度的素填土下分布着大量的全风化泥岩、全风化泥质粉砂岩,该泥岩与砂岩的厚度在-0.6~-3.0米之间,这一土层的土质虽然不错,但是非常容易崩解,泡水软化的现象很严重;另外在勘测中,笔者还发现该工程区的有很高的地下水位,根据测量水位的平均水位大概在地下2.3米左右,如此高的地下水位威胁着着土层的稳定性,这也是该工程要必须要进行基坑支护的原因。采用深基坑支护技术一方面可以控制变形,另一方面还可以稳定工程边坡,保证施工区域的建筑物的安全以及保证地下管线的使用性能。目前,随着建筑行业的飞速发展,我国的基坑支护中出现了很多创新型的支护结构与稳定边坡的新方法。
2.3选择合适的支护方案
在具体的工程施工过程中,笔者在具体分析工程现状的情况下,通过与同事们的沟通与交流,决定采用土钉墙支护结构支护该工程的基坑。所谓的土钉墙支护技术就是指在加固原位的基础上,利用原位土体的自我稳定能力来实现基坑支护的目的。相比于其他的支护结构,土钉墙支护结构在节省工程造价等方面有很大的优势。此外,土钉墙支护结构还可以缩短施工时间,提高施工效果,增强工程的经济效益,非常值得在该工程中采纳运用。选定合适的支护方案后,就要谈及工程的开挖。由于该工程施工需要保证开挖与基坑支护的同步性,两者要同时进行,才能保证施工的质量。对于开挖与支护分离的施工方法要绝对禁止,严禁超挖的情况发生。另外要按照护坡挖土技术交底开挖并进行修坡,这样做的目的是为了保证坡面的平整性。为了确保整个基坑边坡的稳定性能,还是要采取此上而下采取土钉墙锚杆护壁的方法进行,该工程的具体的支护方案如下图所示:
2.4施工工艺
2.4.1钻机定位成孔
在钻机定位程控的过程中,首先要选择合适的机械设备,在该工程施工过程中,采用的是两套高质量生产的MGJ-50型回转式钻孔机。但是仅仅这样还是不够的,还需要施工人员对施工需要的钻机设备进行改造,确保施工的过程中可以满足土钉水工的要求。上面我们说过基坑开挖的方式是分层开挖,基坑的第一層开挖好之后,要立即使机械设备进入施工现场,进行下一步的土钉施工准备,这样的话就可以尽可能短地避免土坡的暴露时间过长。
2.4.2土钉锚钉的安装以及孔内注浆
土钉墙支护中大部分土钉需要采用1Φ22钢筋,长度要求在70~90m之间。采用水泥浆灌注孔道内,用425号普通硅酸盐水泥作为胶结材料,水灰比为0.45~0.5:1,在注浆导管底端插入孔底之后,开始注浆,注浆方式采用气压式注浆的方式,导管的撤离需要等到空口溢出水泥后,导管的撤离速度要均匀,均匀速度缓慢撤出,这样做的目的是为了确保孔中气体全部逸出,在全孔灌注浆注满浆液时即可停止。
2.5锚固端处理与喷射混凝土板墙
面层的钢筋布置好之后,要在距离锚钉端头2m的地方焊接一块钢板,可以采用穿孔塞的方式进行焊接,该钢板的型号最好是50mm×150mm×8mm。其次在钢板外侧的锚钉端部两侧沿锚钉长度方向焊上三根Φ12、长度为150mm的加强钢筋,钢筋之间互相焊接,使得土钉之间形成一个整体。在进行混凝土喷射时,首先要混合带喷射的混凝土,混合比为水泥∶瓜米石∶中砂=1∶2∶2,混合的时候还需要掺如速凝剂以及早强剂,要满足待喷射的混凝土强度超过C20。对于1m厚的板墙要做两次喷射,每一次喷射的厚度掌握在0.50~0.60m之间;对于1.2m厚的板墙,则需要三次喷射,每一喷射的厚度要掌握在0.40~0.50m之间。
2.6排水系统
由于该工程临近海边,因此需要在管井井点的方式进行降水,另外还需要在基坑的边上进行构筑排水沟,将流水导入沉沙井。其次在土钉注浆完成之后,可以再基坑的侧面插入一条UPVC排水管,其长度要在5m,直径为0.60m左右,排水管的外端大概要伸出支护混凝土板墙外半米,排水管内填碎石做滤水层,这样做的目的是为了因势利导,排除混凝土板墙后的积水。
3、结束语
总而言之,在一个工程施工过程中,深基坑支护进行的是否顺利,基坑支护工作的好坏与否,对整个建筑工程的安全以及质量有着重要的影响。随着经济的发展,我国的建筑事业发展迅速,伴随于此,我国的深基坑支护技术也在逐渐走向成熟与完善。但是当前的基坑支护技术还存在一定的缺陷以及技术性难题,如何解决这些技术,使得基坑技术趋于完善,是值得广大同行们深入研究的问题。
关键词:深基坑 支护技术 实际运用
1、深基坑工程施工的特点
所谓的深基坑就是指通常情况下深度超过六米或者拥有支护结构的基坑。为了保证建筑主体地下结构的安全性能,一定要确保深基坑工程的顺利开展,还要保障施工周围的环境不受到损害。在这个过程中,必须要进行深基坑的支护与开挖、降水,以及与之相对应的设计、施工与检测等环节。总之这是一项复杂的综合性工程,深基坑的施工特点主要有一下几个方面:
(1)不断增加的基坑深度。之所以基坑的深度不断增加,是因为当下的建筑层次正在向着复杂化以及高层化的方向发展,建筑的层次不断增高,建筑基础承受的压力也在不断地增加。因此就要求不断增加基坑的深度,才能确保建筑的安全以及符合相关的管理规定,更为隐讳地说,也是节约土地,提高土地利用效率的要求,
(2)周围环境影响大。在城市建筑中,一般高层的或者超高层的建筑都集中在中心城市区,这些地区交通密集,周围的建筑众多,地段也比较繁华。俗话说:“牵一发而动全身”,所以为了确保在深基坑支护过程中的工程安全性,在施工的过程中,要充分地考虑周围环境因素的影响。尤其需要注意的是地上地下的管线复杂布置,要在保证不毁坏管线的情况下,保证施工人员的热身安全。
(3)深基坑支护工程具有很强的区域性特征。我国地大物博,地质的条件也是错综复杂,南北差异大。因此这就导致我国不同区域的基坑支护设计具有不同的特点,甚至于在同一城市中也会出现很大的差异,地下岩土的性质复杂、不均匀,千变万化,在深基坑开挖的时候,要具体情况具体分析,因地制宜,融会变通,积极创新。
(4)深基坑支护工程的随机性与风险性。要知道深基坑支护的工程施工周期一般都比较长,不保证在施工期间会发生强降雨以及降雪、振动等不可预料的状况发生,由于其发生的随机性大,故有些事故来的太突然,以至于无法预防。另外,深基坑工程属于临时性的过程,因为施工技术复杂,所涉及的方面广泛,需要花费的资金也多。有些基坑施工单位提高利润,依赖不愿意投入更多的资金,二来还尽可能地节省资金,这就增大了施工的风险性系数。
2、工程实例论述
2.1工程概况
在某市建筑施工实践过的生活区,该生活区是集商业、地下库以及住宅等功能与一体的高层建筑。需要建筑的面积为:地上建筑43526平方米,建筑层数是三十三层,工程质式为框剪结构,地下室设计的是两层,面积为25000平方米。该城市的生活区建设毗邻海边,该地区的地质复杂多变。因此工程需要采用静压桩加筏的形式,基坑的开挖面积在地下9米左右,基坑内的电梯的最大开挖深度要保持在十米左右。大概有12万立方米开挖土方量。
2.2工程地质条件
在进行深基坑施工之前,笔者对该工程的地质情况进行了勘测。根据勘测结果,该场地不良土质的素填土带厚度在-0.5~-5.3米之间, 而且素填土的分布范围广泛。在-0.5~-5.3米厚度的素填土下分布着大量的全风化泥岩、全风化泥质粉砂岩,该泥岩与砂岩的厚度在-0.6~-3.0米之间,这一土层的土质虽然不错,但是非常容易崩解,泡水软化的现象很严重;另外在勘测中,笔者还发现该工程区的有很高的地下水位,根据测量水位的平均水位大概在地下2.3米左右,如此高的地下水位威胁着着土层的稳定性,这也是该工程要必须要进行基坑支护的原因。采用深基坑支护技术一方面可以控制变形,另一方面还可以稳定工程边坡,保证施工区域的建筑物的安全以及保证地下管线的使用性能。目前,随着建筑行业的飞速发展,我国的基坑支护中出现了很多创新型的支护结构与稳定边坡的新方法。
2.3选择合适的支护方案
在具体的工程施工过程中,笔者在具体分析工程现状的情况下,通过与同事们的沟通与交流,决定采用土钉墙支护结构支护该工程的基坑。所谓的土钉墙支护技术就是指在加固原位的基础上,利用原位土体的自我稳定能力来实现基坑支护的目的。相比于其他的支护结构,土钉墙支护结构在节省工程造价等方面有很大的优势。此外,土钉墙支护结构还可以缩短施工时间,提高施工效果,增强工程的经济效益,非常值得在该工程中采纳运用。选定合适的支护方案后,就要谈及工程的开挖。由于该工程施工需要保证开挖与基坑支护的同步性,两者要同时进行,才能保证施工的质量。对于开挖与支护分离的施工方法要绝对禁止,严禁超挖的情况发生。另外要按照护坡挖土技术交底开挖并进行修坡,这样做的目的是为了保证坡面的平整性。为了确保整个基坑边坡的稳定性能,还是要采取此上而下采取土钉墙锚杆护壁的方法进行,该工程的具体的支护方案如下图所示:
2.4施工工艺
2.4.1钻机定位成孔
在钻机定位程控的过程中,首先要选择合适的机械设备,在该工程施工过程中,采用的是两套高质量生产的MGJ-50型回转式钻孔机。但是仅仅这样还是不够的,还需要施工人员对施工需要的钻机设备进行改造,确保施工的过程中可以满足土钉水工的要求。上面我们说过基坑开挖的方式是分层开挖,基坑的第一層开挖好之后,要立即使机械设备进入施工现场,进行下一步的土钉施工准备,这样的话就可以尽可能短地避免土坡的暴露时间过长。
2.4.2土钉锚钉的安装以及孔内注浆
土钉墙支护中大部分土钉需要采用1Φ22钢筋,长度要求在70~90m之间。采用水泥浆灌注孔道内,用425号普通硅酸盐水泥作为胶结材料,水灰比为0.45~0.5:1,在注浆导管底端插入孔底之后,开始注浆,注浆方式采用气压式注浆的方式,导管的撤离需要等到空口溢出水泥后,导管的撤离速度要均匀,均匀速度缓慢撤出,这样做的目的是为了确保孔中气体全部逸出,在全孔灌注浆注满浆液时即可停止。
2.5锚固端处理与喷射混凝土板墙
面层的钢筋布置好之后,要在距离锚钉端头2m的地方焊接一块钢板,可以采用穿孔塞的方式进行焊接,该钢板的型号最好是50mm×150mm×8mm。其次在钢板外侧的锚钉端部两侧沿锚钉长度方向焊上三根Φ12、长度为150mm的加强钢筋,钢筋之间互相焊接,使得土钉之间形成一个整体。在进行混凝土喷射时,首先要混合带喷射的混凝土,混合比为水泥∶瓜米石∶中砂=1∶2∶2,混合的时候还需要掺如速凝剂以及早强剂,要满足待喷射的混凝土强度超过C20。对于1m厚的板墙要做两次喷射,每一次喷射的厚度掌握在0.50~0.60m之间;对于1.2m厚的板墙,则需要三次喷射,每一喷射的厚度要掌握在0.40~0.50m之间。
2.6排水系统
由于该工程临近海边,因此需要在管井井点的方式进行降水,另外还需要在基坑的边上进行构筑排水沟,将流水导入沉沙井。其次在土钉注浆完成之后,可以再基坑的侧面插入一条UPVC排水管,其长度要在5m,直径为0.60m左右,排水管的外端大概要伸出支护混凝土板墙外半米,排水管内填碎石做滤水层,这样做的目的是为了因势利导,排除混凝土板墙后的积水。
3、结束语
总而言之,在一个工程施工过程中,深基坑支护进行的是否顺利,基坑支护工作的好坏与否,对整个建筑工程的安全以及质量有着重要的影响。随着经济的发展,我国的建筑事业发展迅速,伴随于此,我国的深基坑支护技术也在逐渐走向成熟与完善。但是当前的基坑支护技术还存在一定的缺陷以及技术性难题,如何解决这些技术,使得基坑技术趋于完善,是值得广大同行们深入研究的问题。