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摘要:深基坑支护工程是近几十年来城市高层建筑发展而发展的一门新的实践工程学,它还有待于理论上的完善,如何选取一种在经济、技术上都合理的支护类型,还必须充分考虑施工现场的环境、工程地质条件以及具体的工程要求。鉴于此,笔者根据多年工作经验对深基坑支护技术提出自己的看法。
关键词:土建基础;深基坑;支护;
中图分类号:TU47 文献标识码:A 文章编号:
随着我国近十年来房地产的日益火爆,土建基础工程得到了很大的重视,为此,土建基础施工中的深基坑建设就成为了一个热点话题。目前,就我国民众需求上来看,房地产市场还是有很大的上升空间,在今后很长的一段时间之内,我国的建筑工程必然会迎来一个良好的发展的前景。但是,经过笔者根据近几年来的工程事故中分析,我国土建基础施工中的深基坑工程施工事故的报道层出不穷,这不仅给国家带来了经济损失,而且更是给施工人员带来了生命威胁,可见,深基坑施工安全隐患相当严重。针对这种情况,有关单位对这种现象进行了较为深入的原因探讨,主要的原因施工技术及各种安全预防措施不到位,为此,在土建基础施工中的深基坑建设过程中,必须严格按照执行国家规范标准,从而避免在施工的过程中出现深基坑工程技术上和施工现场监理方面的缺失,保证施工的安全顺利进行。下面,笔者就根据工程施工的实际情况,具体对土建基础施工中的深基坑施工技术进行简要的探讨。
一、深基坑工程的特点
对于什么是深基坑,规范上有明确定义,一般来说超过5米为深基坑。深基坑工程中,为了确保主体地下结构的安全、深基坑施工的顺利进行以及其周围环境不受到损害,进行基坑支护、开挖、降水,并进行相应的设计、施工和检测等工作是必不可少的,这一项具有复杂性、综合性的工程就是深基坑工程,本文笔者通过分析对深基坑的特点进行分析,认为深基坑主要有以下几个方面的特点:
1、深基坑地质差别大
我国幅员较为辽阔,地质各方条件都不同,因此,在国内不同地区对深基坑的设计也不尽相同,即使在百平方公里不到的小城市,它的地质情况也有很大差异。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,学会变通、勇于创新。
2、深基坑施工风险较高
土建的常识一般是深基坑工程越深,建筑体积及高度越大,施工周期一般会比较长,在深基坑施工期间,有许多未知因素的发生存在一定的风险,如:施工期间下暴雨、降雪、地震等自然灾害的发生。导到深基坑施工随机性大,事故往往发生突然。而且,深基坑工程属于临时工程,施工技术复杂,涉及方面广。一般施工单位也不愿意投入较多资金,其安全储备不充分,因此,深基坑工程的风险性与不安全系数较高。
3、基坑深度不断增加
为了节约土地、提高用地率,房屋建筑正在向高层化、复杂化趋势发展,建筑的不断增高,基础承受的压力也会不断加大,基坑深度就要不断的加深,这样才能符合管理规定与防护安全的要求。
4、深基坑周边的环境影响较大
众所周知,在城市深基坑施工牵扯较多,特别是在人口密集的地方,交通密集、建筑物众多、比较繁华的地带。在深基坑施工过程中,地下管线比较复杂,而且还要保证原有管线的畅通,甚至有些地方的建筑构造处的图纸都不全,施工时要注意其正常使用与工作人员的自身安全。因此,深基坑施工环境对其的影响也是一大特点。
二、土建基础施工中深基坑支护施工中的注意事项
深基坑支护在具体的施工过程中,要综合考虑土质特点、地理环境、基坑开挖深度等诸多因素,还要重点控制基坑隆起、地面变形、流砂管涌等险情。深基坑支护施工的注意事项可以概括为以下几点:1)若为市区施工,则要做好相关的环保措施。如,选择支护体系时,一方面要避免施工过程中产生的过大振动,另一方面还要考虑泥浆污染、噪音污染、化学浆液污染等问题;2)尽量不损害周边居民的利益。一般情况下,深基坑的开挖会对四周原有建筑物造成一定的不利影响,为了降低不利影响所带来的损失,要充分考虑周边房屋的沉降特点、材料的收缩变形特性以及环境温度等内容;3)城市的繁华地段,建筑较为密集,地下管线的排布极其复杂,给深基坑的施工带来了较大的限制。这种情况下,垂直开挖具备明显的优势,但也不能忽视潜在的威胁;4)工期紧、场地小是深基坑支护施工中的常见问题,所以,要科学安排施工流程,并克服或者减小场地限制所带来的不利影响。
三、深基坑支护施工技术
1、護坡桩施工
“钻孔压浆桩”技术是护坡桩施工中常用的技术,它具有污染小、噪音小、施工效率高等优点,具体的施工工艺如下:使用螺旋钻杆钻孔直至达到预定深度,然后利用钻杆中的芯管由孔底开始自下而上压入浆液(该浆液以水泥浆为主且应预先制备好),使浆液不断上升直到地下水或者无塌孔问题的位置以上为止,将钻杆全部提出,然后进行钢筋笼和骨料的投放,最后还要进行多次由孔底开始自下而上的高压补浆操作。连续一次成孔以及多次由孔底开始自下而上高压注浆的特点使得该工艺可以应用于复杂地质环境下的护坡桩施工。它的优点包括以下两个方面:1)长臂螺旋钻到达设计位置后,及时地进行高压注浆操作,高压浆的注入能够将孔壁四周的地下水排到孔外,再加上水泥浆本身的自重,可以确保孔壁不发生坍塌事故,从而保证成孔操作的顺利完成;2)施工效率高。土质为一般粘性或者砂质的情况下,每台钻机每天可以完成15—20根,直径为800mm,长度为10-20m的护坡桩。
2、土层锚杆施工
土层锚杆施工是指利用锚杆钻机钻孔直至预先设计深度,然后注入水泥浆保护孔壁,接着穿钢绞线,最后还要进行多次补浆,当强度满足设计要求之后张拉锁定,即可完成。施工步骤:1)测量人员根据设计要求在施工现场放出锚杆的具体位置,接着是锚杆机的就位,并对锚水平位置、标高、钻杆倾角进行详细检查,确认没有问题之后开始钻孔;2)当遇到障碍物以及其他异常问题时,应立即停止钻孔,迅速查明原因,解决问题之后才可继续钻孔。钻孔深度满足设计要求时,空钻出土,且拔出钻杆。下锚索之前,先要检查锚索有无问题,同时还要对隐蔽工程进行仔细检查并留下记录;3)根据设计标准确定注浆材料的种类以及配合比,确保浆液内无杂物,要做到随搅随用且搅拌均匀,注浆由孔底开始自下而上进行,当浆液从孔口溢出时,停止注浆;4)锚杆水平方向孔距误差应控制在50mm以内,垂直方向孔距误差应控制在100mm以内。钻孔底部的偏斜尺寸要控制在锚杆长度的3%以内;5)土层锚杆全部都属于预应力锚杆,施加预应力于锚杆之前,先要选择2—3根进行锚杆抗拔试验,根据试验结果判断锚杆的实际可靠性是否达到设计要求;6)对锚杆张拉之前,先要对张拉设备标定。7)施加的预应力要达到锚杆本身抗拔力值的70%,张拉后还要做好锁定。
3、土钉支护施工
1)土钉支护施工工艺流程
开挖第一层土方→修坡→土钉孔定位→成孔→埋控制喷射混凝土厚度的标志→喷射第一层混凝土、混凝土养护,钻孔→安设土钉→压力注浆→绑扎墙面钢筋网→钉端锁定筋与钢筋网,水平垂直加强筋焊接,二次喷射混凝土→养护→开挖下一层土方、重复以上工序,直至最后一层土。
2)在深基坑围护施工中的土钉成孔采用土钉机械钻孔,必须依靠压力灌浆机械来灌水泥砂浆,确保混凝土结构性能达标。同时,土钉施工必须严格根据基坑开挖的进度,从上而下进行分层施工,水泥砂浆强度等级采用M10,因为水泥砂浆强度太低将会降低土钉墙的寿命,太高了反而加大施工成本。此外,确保上层土钉注浆体及喷射混凝土面层达到设计强度的70%后才能进行接下来的下层土方开挖及下层土钉施工工序。基坑在机械开挖后,应辅以人工修整坡面,确保混凝土搅拌均匀,坡面平整度的允许偏差宜为±20mm,在坡面喷射混凝土支护前,应清除坡面虚土。
(图1 土钉墙立面大样)
3)对于土钉墙边坡表面的钢筋网,必须根据施工条件的要求采取与之相适应的钢筋材料,如图1采用Φ6.5@200*200的钢筋网。同时,等到整个钢筋网的每层土钉施工完成后再进行后面的施工,钢筋网施工时钢筋需贴近边坡表面,最好使搭接长度大于300毫米。此外,在钢筋网进入施工现场之前施工企业必须安排专人严格把好材料关,只有检查验收合格的钢筋网才运行运入施工现场,在施工现场也要进行抽取检查,验收合格后,接下来进行表层喷浆,减少钢筋的腐蚀与生锈而影响其使用性能。同时,土钉墙支护施工中所用到的并经过喷射混凝土面层中的钢筋网在进行铺设工序时,还要符合下列规定: 钢筋保护层厚度尽可能大于20毫米,钢筋网应在喷射一层混凝土后铺设;钢筋网与土钉应连接牢固,并采用双层钢筋网时,第二层钢筋网应在第一层钢筋网被混凝土覆盖后铺设。
4)对土钉的拉杆质量,成孔深度,灌注砂浆饱和度,砂浆配比,加强筋焊接质量进行监督检查,并有书面记录资料,以便于今后查找。施工过程中,必须安排专业人员进行实地跟班考察,严格监视施工中的每一个步骤,对各分项逐个放样检验。严格控制挖土深度及范围,不允许出现超挖、提前开挖等现象,保证放坡,避免边坡暴露时间太长,以便进行下道工序施工。在深基坑开挖时,必须将支护技术逐步体现出来,以便于在施工中遇到流塑很大的淤泥或者局部自身强度低的情况,及时挂网喷射混凝土,保证边坡稳定。此外,支护期间还要安排人员进行密切监视,及时记录基坑壁的变形情况,对于受力较大的区域进行定时观测,确保整个施工过程中边坡变形未超出规范要求,进而为最终提高深基坑围护中土钉墙支护施工质量提供可靠保障。
4、深基坑支护中存在的安全隐患与改进事项
不管是什么工程都会有安全隐患的存在,深基坑支护工程是如此。施工人员要关注支护的及时性,這道程序是非常关键的。不仅要保证支护的及时性,还要保证支护的有效性。焊接一定要保证质量,不可发生漏焊、断续焊接等问题。土方开挖的过程中,不可出现超挖的情况。为了满足安全层坡的要求,修坡、挖水沟等施工应在土方开挖之后立即开展。修坡施工不该从坡脚处进行,合理的做法是从坡顶起铲。
深基坑支护施工的整个过程中,还有相当多的事项需要改进、完善,包括以下几个方面:1)制定科学严密的施工制度与任务表格;2)将基坑暴露时间尽可能地缩短;3)减少基坑的变形;4)监理人员应明确并担负起自己的职责,保证施工的快速有序进行。
结束语
科学实用的深基坑支护技术在土建工程中的重要性是不言而喻的。深基坑支护技术与工程质量、进度密切相关,能够大幅提高工程项目的经济效益。所以,土建施工时,一定要结合实际情况,以经济、适用为原则,选择最佳的支护结构、支护技术,为整个工程的质量、进度奠定基础。
参考文献:
[1]赵晓芳.土建基础施工中的深基坑支护施工技术探讨[J].建材与装饰(下旬刊).2009,(02)
[2]宫旭东,汪东兰.试析土建基础施工中的深基坑支护施工技术[J].建筑学研究前沿.2012,(09)
[3]魏雪巍.土建基础施工中深基坑支护施工论述[J].城市建设理论研究.2012,(7)
关键词:土建基础;深基坑;支护;
中图分类号:TU47 文献标识码:A 文章编号:
随着我国近十年来房地产的日益火爆,土建基础工程得到了很大的重视,为此,土建基础施工中的深基坑建设就成为了一个热点话题。目前,就我国民众需求上来看,房地产市场还是有很大的上升空间,在今后很长的一段时间之内,我国的建筑工程必然会迎来一个良好的发展的前景。但是,经过笔者根据近几年来的工程事故中分析,我国土建基础施工中的深基坑工程施工事故的报道层出不穷,这不仅给国家带来了经济损失,而且更是给施工人员带来了生命威胁,可见,深基坑施工安全隐患相当严重。针对这种情况,有关单位对这种现象进行了较为深入的原因探讨,主要的原因施工技术及各种安全预防措施不到位,为此,在土建基础施工中的深基坑建设过程中,必须严格按照执行国家规范标准,从而避免在施工的过程中出现深基坑工程技术上和施工现场监理方面的缺失,保证施工的安全顺利进行。下面,笔者就根据工程施工的实际情况,具体对土建基础施工中的深基坑施工技术进行简要的探讨。
一、深基坑工程的特点
对于什么是深基坑,规范上有明确定义,一般来说超过5米为深基坑。深基坑工程中,为了确保主体地下结构的安全、深基坑施工的顺利进行以及其周围环境不受到损害,进行基坑支护、开挖、降水,并进行相应的设计、施工和检测等工作是必不可少的,这一项具有复杂性、综合性的工程就是深基坑工程,本文笔者通过分析对深基坑的特点进行分析,认为深基坑主要有以下几个方面的特点:
1、深基坑地质差别大
我国幅员较为辽阔,地质各方条件都不同,因此,在国内不同地区对深基坑的设计也不尽相同,即使在百平方公里不到的小城市,它的地质情况也有很大差异。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,学会变通、勇于创新。
2、深基坑施工风险较高
土建的常识一般是深基坑工程越深,建筑体积及高度越大,施工周期一般会比较长,在深基坑施工期间,有许多未知因素的发生存在一定的风险,如:施工期间下暴雨、降雪、地震等自然灾害的发生。导到深基坑施工随机性大,事故往往发生突然。而且,深基坑工程属于临时工程,施工技术复杂,涉及方面广。一般施工单位也不愿意投入较多资金,其安全储备不充分,因此,深基坑工程的风险性与不安全系数较高。
3、基坑深度不断增加
为了节约土地、提高用地率,房屋建筑正在向高层化、复杂化趋势发展,建筑的不断增高,基础承受的压力也会不断加大,基坑深度就要不断的加深,这样才能符合管理规定与防护安全的要求。
4、深基坑周边的环境影响较大
众所周知,在城市深基坑施工牵扯较多,特别是在人口密集的地方,交通密集、建筑物众多、比较繁华的地带。在深基坑施工过程中,地下管线比较复杂,而且还要保证原有管线的畅通,甚至有些地方的建筑构造处的图纸都不全,施工时要注意其正常使用与工作人员的自身安全。因此,深基坑施工环境对其的影响也是一大特点。
二、土建基础施工中深基坑支护施工中的注意事项
深基坑支护在具体的施工过程中,要综合考虑土质特点、地理环境、基坑开挖深度等诸多因素,还要重点控制基坑隆起、地面变形、流砂管涌等险情。深基坑支护施工的注意事项可以概括为以下几点:1)若为市区施工,则要做好相关的环保措施。如,选择支护体系时,一方面要避免施工过程中产生的过大振动,另一方面还要考虑泥浆污染、噪音污染、化学浆液污染等问题;2)尽量不损害周边居民的利益。一般情况下,深基坑的开挖会对四周原有建筑物造成一定的不利影响,为了降低不利影响所带来的损失,要充分考虑周边房屋的沉降特点、材料的收缩变形特性以及环境温度等内容;3)城市的繁华地段,建筑较为密集,地下管线的排布极其复杂,给深基坑的施工带来了较大的限制。这种情况下,垂直开挖具备明显的优势,但也不能忽视潜在的威胁;4)工期紧、场地小是深基坑支护施工中的常见问题,所以,要科学安排施工流程,并克服或者减小场地限制所带来的不利影响。
三、深基坑支护施工技术
1、護坡桩施工
“钻孔压浆桩”技术是护坡桩施工中常用的技术,它具有污染小、噪音小、施工效率高等优点,具体的施工工艺如下:使用螺旋钻杆钻孔直至达到预定深度,然后利用钻杆中的芯管由孔底开始自下而上压入浆液(该浆液以水泥浆为主且应预先制备好),使浆液不断上升直到地下水或者无塌孔问题的位置以上为止,将钻杆全部提出,然后进行钢筋笼和骨料的投放,最后还要进行多次由孔底开始自下而上的高压补浆操作。连续一次成孔以及多次由孔底开始自下而上高压注浆的特点使得该工艺可以应用于复杂地质环境下的护坡桩施工。它的优点包括以下两个方面:1)长臂螺旋钻到达设计位置后,及时地进行高压注浆操作,高压浆的注入能够将孔壁四周的地下水排到孔外,再加上水泥浆本身的自重,可以确保孔壁不发生坍塌事故,从而保证成孔操作的顺利完成;2)施工效率高。土质为一般粘性或者砂质的情况下,每台钻机每天可以完成15—20根,直径为800mm,长度为10-20m的护坡桩。
2、土层锚杆施工
土层锚杆施工是指利用锚杆钻机钻孔直至预先设计深度,然后注入水泥浆保护孔壁,接着穿钢绞线,最后还要进行多次补浆,当强度满足设计要求之后张拉锁定,即可完成。施工步骤:1)测量人员根据设计要求在施工现场放出锚杆的具体位置,接着是锚杆机的就位,并对锚水平位置、标高、钻杆倾角进行详细检查,确认没有问题之后开始钻孔;2)当遇到障碍物以及其他异常问题时,应立即停止钻孔,迅速查明原因,解决问题之后才可继续钻孔。钻孔深度满足设计要求时,空钻出土,且拔出钻杆。下锚索之前,先要检查锚索有无问题,同时还要对隐蔽工程进行仔细检查并留下记录;3)根据设计标准确定注浆材料的种类以及配合比,确保浆液内无杂物,要做到随搅随用且搅拌均匀,注浆由孔底开始自下而上进行,当浆液从孔口溢出时,停止注浆;4)锚杆水平方向孔距误差应控制在50mm以内,垂直方向孔距误差应控制在100mm以内。钻孔底部的偏斜尺寸要控制在锚杆长度的3%以内;5)土层锚杆全部都属于预应力锚杆,施加预应力于锚杆之前,先要选择2—3根进行锚杆抗拔试验,根据试验结果判断锚杆的实际可靠性是否达到设计要求;6)对锚杆张拉之前,先要对张拉设备标定。7)施加的预应力要达到锚杆本身抗拔力值的70%,张拉后还要做好锁定。
3、土钉支护施工
1)土钉支护施工工艺流程
开挖第一层土方→修坡→土钉孔定位→成孔→埋控制喷射混凝土厚度的标志→喷射第一层混凝土、混凝土养护,钻孔→安设土钉→压力注浆→绑扎墙面钢筋网→钉端锁定筋与钢筋网,水平垂直加强筋焊接,二次喷射混凝土→养护→开挖下一层土方、重复以上工序,直至最后一层土。
2)在深基坑围护施工中的土钉成孔采用土钉机械钻孔,必须依靠压力灌浆机械来灌水泥砂浆,确保混凝土结构性能达标。同时,土钉施工必须严格根据基坑开挖的进度,从上而下进行分层施工,水泥砂浆强度等级采用M10,因为水泥砂浆强度太低将会降低土钉墙的寿命,太高了反而加大施工成本。此外,确保上层土钉注浆体及喷射混凝土面层达到设计强度的70%后才能进行接下来的下层土方开挖及下层土钉施工工序。基坑在机械开挖后,应辅以人工修整坡面,确保混凝土搅拌均匀,坡面平整度的允许偏差宜为±20mm,在坡面喷射混凝土支护前,应清除坡面虚土。
(图1 土钉墙立面大样)
3)对于土钉墙边坡表面的钢筋网,必须根据施工条件的要求采取与之相适应的钢筋材料,如图1采用Φ6.5@200*200的钢筋网。同时,等到整个钢筋网的每层土钉施工完成后再进行后面的施工,钢筋网施工时钢筋需贴近边坡表面,最好使搭接长度大于300毫米。此外,在钢筋网进入施工现场之前施工企业必须安排专人严格把好材料关,只有检查验收合格的钢筋网才运行运入施工现场,在施工现场也要进行抽取检查,验收合格后,接下来进行表层喷浆,减少钢筋的腐蚀与生锈而影响其使用性能。同时,土钉墙支护施工中所用到的并经过喷射混凝土面层中的钢筋网在进行铺设工序时,还要符合下列规定: 钢筋保护层厚度尽可能大于20毫米,钢筋网应在喷射一层混凝土后铺设;钢筋网与土钉应连接牢固,并采用双层钢筋网时,第二层钢筋网应在第一层钢筋网被混凝土覆盖后铺设。
4)对土钉的拉杆质量,成孔深度,灌注砂浆饱和度,砂浆配比,加强筋焊接质量进行监督检查,并有书面记录资料,以便于今后查找。施工过程中,必须安排专业人员进行实地跟班考察,严格监视施工中的每一个步骤,对各分项逐个放样检验。严格控制挖土深度及范围,不允许出现超挖、提前开挖等现象,保证放坡,避免边坡暴露时间太长,以便进行下道工序施工。在深基坑开挖时,必须将支护技术逐步体现出来,以便于在施工中遇到流塑很大的淤泥或者局部自身强度低的情况,及时挂网喷射混凝土,保证边坡稳定。此外,支护期间还要安排人员进行密切监视,及时记录基坑壁的变形情况,对于受力较大的区域进行定时观测,确保整个施工过程中边坡变形未超出规范要求,进而为最终提高深基坑围护中土钉墙支护施工质量提供可靠保障。
4、深基坑支护中存在的安全隐患与改进事项
不管是什么工程都会有安全隐患的存在,深基坑支护工程是如此。施工人员要关注支护的及时性,這道程序是非常关键的。不仅要保证支护的及时性,还要保证支护的有效性。焊接一定要保证质量,不可发生漏焊、断续焊接等问题。土方开挖的过程中,不可出现超挖的情况。为了满足安全层坡的要求,修坡、挖水沟等施工应在土方开挖之后立即开展。修坡施工不该从坡脚处进行,合理的做法是从坡顶起铲。
深基坑支护施工的整个过程中,还有相当多的事项需要改进、完善,包括以下几个方面:1)制定科学严密的施工制度与任务表格;2)将基坑暴露时间尽可能地缩短;3)减少基坑的变形;4)监理人员应明确并担负起自己的职责,保证施工的快速有序进行。
结束语
科学实用的深基坑支护技术在土建工程中的重要性是不言而喻的。深基坑支护技术与工程质量、进度密切相关,能够大幅提高工程项目的经济效益。所以,土建施工时,一定要结合实际情况,以经济、适用为原则,选择最佳的支护结构、支护技术,为整个工程的质量、进度奠定基础。
参考文献:
[1]赵晓芳.土建基础施工中的深基坑支护施工技术探讨[J].建材与装饰(下旬刊).2009,(02)
[2]宫旭东,汪东兰.试析土建基础施工中的深基坑支护施工技术[J].建筑学研究前沿.2012,(09)
[3]魏雪巍.土建基础施工中深基坑支护施工论述[J].城市建设理论研究.2012,(7)