超高层房屋建设中的深基坑支护技术

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  【摘 要】 深基坑支护技术作为超高层房屋建设的坚实基础,保证其施工技术至关重要。本文主要分析了深基坑支护工程的施工特点以及类型,并对其主要施工技术和控制要点进行了探讨,希望能为大家提供借鉴。
  【关键词】 超高层;房屋建设;深基坑支护技术
  一、深基坑支护工程的施工特点
  随着经济和社会的快速发展,建筑趋向高层化,基坑深度越来越大,开挖面积越来越大,支撑系统难度也逐步加大。那么,超高层建筑深基坑支护工程施工技术的有以下几个难点:
  1、施工环境不稳定。超高层建筑深基坑支护工程的施工环境复杂,即使有相关专业人员作出了勘测,但并不能完全的、真实的、准确的反应施工环境。特别是在地下软土环境下,软土基坑位移、沉降大,影响周边环境,给深基坑支护增加了不小的难度。
  2、超高层建筑深基坑支护工程施工周期长。不同的深基坑支护施工技术具有不同的施工工艺,但都需要经过复杂的过程,同时需要兼顾四周建筑物、市政设施的保护,其施工周期普遍较长。
  3、工程事故时有出现。深基坑支护施工过程中事故出现的主要原因包括:施工中发现的地质情况与原设计不符或者相差较大,仍按原设计施工;由于地下水处理不当;在深基坑支护工程中,开挖和支护是密切相关的,两者之间缺乏协调等。
  二、深基坑支护的类型及特点
  目前国内常用的深基坑支护方式有:放坡支护、土钉墙、挡墙支护、桩排支护(分悬臂式、单层或多层锚固式、单层或多层内支撑式)、地下连续墙及新型水泥土搅拌桩墙等。以下简单介绍几种常见的深基坑支护技术的特点。
  (一)深层搅拌水泥桩支护
  深层搅拌水泥围护墙是利用水泥作为固化剂,采用深层搅拌机就地将软土和水泥浆强行搅拌,形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。优点是具有挡土、止水的双重功能,主要缺点为:位移相对较大、厚度较大。
  (二)钢板桩支护
  这是一种发展较早的、简易的基坑支护方式。钢板桩的形式主要有U型、Z型、H型、直线型、冷压薄板型和组合型等,使用时常与内支撑型钢或外拉锚垫板结合形成围护结构。其优点为:施工方便,工期短。缺点为钢板桩的一次性投资大,不能挡水和土中的细小颗粒。
  (三)地下连续墙支护
  地下连续墙施工震动小、噪音低,墙体刚度大,防渗性能好,对周围地基无扰动。这种支护方式的刚度大,能够承受较大的侧压力,基坑开挖时变形小,周围地面沉降小。
  (四)锚杆支护
  在锚杆支护中,锚杆作为技术的主体,适应性强,基本不受基坑深度和土层的限制。
  (五)钻孔灌注桩
  这种支护方式在软土地区使用的最为广泛。其优点为:灌注桩的刚度比钢板桩大,造价比连续墙低,施工设备简单。主要缺点为整体防水性能不如连续墙,施工中需要水泥浆循环,对环境有一定的污染性。
  (六)新型水泥土搅拌桩墙
  新型水泥土搅拌桩墙是以三轴搅拌机在现场向一定深度进行钻掘,同时在钻头处喷出水泥强化剂而与地基土反复混合搅拌,在各施工单元之间则采取重迭搭接施工,然后在水泥土混合体未结硬前插入H型钢或钢板作为其应力补强材,至水泥结硬,便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。它具有工期快、造价低、对周围环境影响小的特点和优势,尤其适应软土地基深基坑的维护要求。目前,该技术已大量应用于轨道交通、市政基础设施和地下建筑工程中,取得了较好的社会效益和经济效益。
  三、深基坑支护技术应掌握的基本技术资料
  (一)水文地质和工程地质条件
  1、按照相关的基坑支护结构设计要求,正常的勘察孔深度应该是基坑深度的两倍以上,如果遇到软土层,就需要穿越软土层,如果地层分布均匀,那在勘探点间距上,可以控制在15~30m之间。假如地层变化起伏较大,那需要根据实际情况来加密勘探点,以便能够确定土层分布规律。
  2、如果遇到地下水,那就必须要查明各含水层的水位分布、性质和各含水层的补给排泄条件和水力联系。分析施工过程中水位变化对支护结构和基坑周边环境的影响,需要以试验得到各含水层的渗透系数和影响半径为主要的依据。
  (二)基坑周邊环境情况
  在建筑施工中,诸如基坑开挖、降水和支护结构位移等,都极有可能会引起水平位移和地面沉降,此时将会对地下管线、道路和周边建筑物造成极大的影响,也会对支护结构施工带来很大的困难,比如说,在锚杆或土钉成孔时,可能会遇到周边建筑物地下室、基础或地下管线,此时就不能继续成孔。所以,需要在支护方案制定和设计的过程中,对周边环境进行详细调查,结合工程的技术要求,选择科学合理的方案和施工措施,来尽可能的避免支护结构与周边环境的相互影响。
  四、超高层建筑深基坑支护工程施工技术
  深基坑支护工程施工技术主要包括:排桩或地下连续墙,水泥土墙,土钉墙,逆作拱墙,放坡。本文主要介绍超高层建筑深基坑支护工程施工技术中常见的三种方式:排桩、地下连续墙、水泥土墙。
  (一)排桩
  基坑开挖时,对不能放坡或者由于场地限制而不能采用搅拌桩支护,开挖深度在6~10米左右时,即可采用排桩支护。向基坑周围打排桩,以确保挖基坑的稳点,保证工作人员的生命安全。
  排桩可根据工程情况可采用钻孔灌注桩、人工挖孔桩、预制钢筋混凝土桩或者钢板桩。本文主要介绍我们常用的钻孔灌注桩和预制钢筋混凝土桩的施工技术:
  钻孔灌注桩采用旋转钻机。该工艺设备简单,操作方便,对保证桩基质量十分有利。其施工工艺为:
  1、施工工艺及说明
  成孔钻进的主要工序依次为:钻机就位、泥浆循环、成孔钻进、终孔及检测,施工工艺。见图1。
  (1)钻机就位:该工序包括孔位放样、钻头就位及钻机就位。   a.孔位放样:在钢护筒埋设时已放出桩位的纵、横轴线,只需恢复并校核即可使用。在桩位纵、横轴线的适当位置设置护桩,钻进过程中注意保护,以备校核桩位。
  b.钻头就位:钻头必须在钻机就位前置于孔内,总渠水中护筒内的钻头需采用钢丝绳悬挂在钻孔平台上,根据孔内水深情况,预先配制几节钻杆。
  c.钻机就位:采用汽车吊机或水上浮吊起吊钻机就位,调整钻机位置,使转盘中心铅垂线及桩轴线吻合,其偏差不大于1cm;采用垂球调整钻杆垂直度,使其倾斜度不大于1%;采用水平尺检查转盘水平度,气泡偏差不得大于半格。待钻机各项指标均检查合格后,将钻机采用导链固定。
  (2)泥浆循环:此项工作包括钻机提接钻头、接通吸排浆管路、接通孔内补浆管路(反循环)、起动各泵循环泥浆、主机试运转(见图2)。
  a.将预先放入孔内的悬挂于护筒上的钻头用吊机提起,用卡板卡在转盘上,垫上密封胶垫,将方钻杆与钻头钻杆法兰盘用螺栓接牢拧紧,不得漏气。
  b.接通泥浆管路要注意接口紧密不漏气。
  c.反循环泥浆循环时,先启动泥浆泵,将护筒内充满泥浆,然后启动钻机空吸泵,当循环正常并持续5min左右,即可开始钻进。
  (3)钻进:该工序包括钻进、排弃钻渣、测试泥浆、补充或调整泥浆。钻进前对钻杆进行编号,量测每节钻杆长度并做好记录。在钻进过程中为保证孔的铅垂度,采用减压慢速钻进,同时根据地层的不同土质情况调整钻速与泥浆,并分阶段及时捞渣取样,与地质勘察的钻孔资料相对照,当发现地质情况有大的差异时,及时报于监理工程师,并采取相应的措施以保证成孔质量。钻孔过程中做好钻孔原始记录。另外,在钻进过程中安排专人随时检查泥浆性能,根据不同的地层及时调整泥浆指标(比重、粘度、胶体率、含砂率等),以确保成孔质量。
  (4)终孔及检测:这项工序包括换浆清孔、终孔检测、钻机移位、修钻头。
  ①换浆清孔:当钻杆和钻头有效长度累计进尺达到计划钻孔深度,经监理同意后,立即换浆清孔,将钻头提离孔底20cm,转盘空转,检测出浆口泥浆的比重、粘度、pH值、含砂率,直至進、出浆体的上述指标完全一致,清孔时间不得小于30min,经复验孔深符合设计要求后,即可卸钻、移钻及维修钻头。
  ②终孔检测:钻机移开后即可进行终孔检测,主要检测孔深、孔径、垂直度、孔轴线、沉淀层厚度和孔壁状态。孔底沉淀层厚度用沉渣筒量测并在钢筋笼下放后确定,保证沉淀物厚度尽可能小;桩身垂直度允许最大偏差不得大于1/100;其他各项指标在清孔后采用钢筋探笼检测,检测结果同时为钢筋骨架入孔做方位指导。
  2、预制钢筋混凝土桩的工艺流程为:
  (1)就位桩机:打桩机就位时,应对准桩位,保证垂直稳定,在施工中不发生倾斜、移动。
  (2)起吊预制桩:先拴好吊桩用的钢丝绳和索具,然后应用索具捆住桩上端吊环附近处,一般不宜超过30cm,再起动机器起吊预制桩,使桩尖垂直对准桩位中心,缓缓放下插入土中,位置要准确;再在桩顶扣好桩帽或桩箍,即可除去索具。
  (3)稳桩:桩尖插入桩位后,先用较小的落距冷锤1~2次,桩入上一定深度,再使桩垂直稳定。
  (4)打桩:用落锤或单动锤打桩时,锤的最大落距不宜超过1.0m。;用柴油锤打桩时,应使锤跳动正常。
  ①打桩宜重锤低击,锤重的选择应根据工程地质条件、桩的类型、结构、密集程度及施工条件来选用。
  ②打桩顺序根据基础的设计标高,先深后浅;依桩的规格宜先大后小,先长后短。
  (5)接桩:
  ①在桩长不够的情况下,采用焊接接桩,其预制桩表面上的预埋件应清洁,上下节之间的间隙应用铁片垫实焊牢;焊接时,应采取措施,减少焊缝变形;焊缝应连续焊满。
  ②接桩时,一般在距地面lm左右时进行。上下节桩的中心线偏差不得大于10mm,节点折曲矢高不得大于l‰桩长。
  ③接桩处入土前,应对外露铁件,再次补刷防腐漆。
  (6)送桩:设计要求送桩时,则送桩的中心线应与桩身吻合一致,才能进行送桩。若桩顶不平,可用麻袋或厚纸垫平。送桩留下的桩孔应立即回填密实。
  (7)检查验收:每根桩打到贯入度要求,桩尖标高进入持力层,接近设计标高时,或打至设计标高时,应进行中间验收。在控制时,一般要求最后三次十锤的平均贯入度,不大于规定的数值,或以桩尖打至设计标高来控制,符合设计要求后,填好施工记录。如发现桩位与要求相差较大时,应会同有关单位研究处理。然后移桩机到新桩位。
  (二)水泥土墙
  水泥土墙也常称为重力式挡土墙支护,是利用水泥材料为固化剂,采用特殊的拌合机械在地基深处就地将原状土和固化剂强制拌合,经过一系列的物理化学反应,形成具有一定强度、整体性和水稳定性的加固土圆柱体,将其相互搭接,连续成桩形成具有一定强度和整体结构的水泥土墙,用以保证基坑边坡的稳定。
  水泥土墙的施工工艺:
  1、定位:用起重机或塔吊悬吊搅拌机到达指定桩位,对中。
  2、预搅下沉:待深层搅拌机的冷却水循环正常后,启动搅拌机,放松起重机钢丝绳,使搅拌机沿导向架搅拌切土下沉。
  3、制备水泥浆:待深层搅拌机下沉到一定深度时,按设计确定的配合比拌制水泥浆,压浆前将水泥浆倒入集料斗中。
  4、提升、喷浆、搅拌:边喷浆,边搅拌,同时按设计确定的提升速度提升深层搅拌机。提升速度不宜大于0.5m/min。
  5、重复上下搅拌。
  6、清洗、移位。该施工技术的适用范围如下:
  (1)基坑侧壁安全等级为二、三级。
  (2)水泥土桩施工范围内地基土承载力不宜大于150kPa;
  (3)基坑深度不宜大于6m。   五、施工过程中的控制重点及施工措施
  (一)做好深基坑围护结构安全系数的确定
  深基坑围护结构一定要能满足安全系数的要求,制订安全系数应根据施工现场的实际施工环境、水文、地质条件以及基坑的具体施工要求来确定。要坚决拒绝随意套用其它工程地质报告的有关参数,要严格对施工现场的各项土质参数进行实际的测量以后,根据经验进行相应的调整并计算其可靠性。坚决拒绝套用非工程实际的专项基坑勘察的工程地质报告有关参数。
  (二)深基坑支护的信息化管理
  安排专员监测基坑施工现场以及周围环境,是基坑支护结构信息化管理的手段之一。深基坑的结构变形与否,沉降与变形移位元与否,以及结构的刚性,以及坑底的稳定性等等都会影响基坑支护结构的质量。为了确保施工安全,专业施工检测人员则是要根据所检测到的各种情况,分析计算,总结各方动态实时数据数据,用以了解施工情况,及时的调整下一步的工作,对于危险工作采取合理的应对方案,及时的对可能出现的问题报警。深基坑支护结构工程监测的主要内容有:支护结构顶部水平位移;支护结构沉降和裂缝;临近建筑物、道路的沉降、倾斜和裂缝;基坑底隆起的观测等。对于深基坑还应在其支撑的应力值达到设计值的80%时采取防范措施,此外对于监测点的保护也是不可缺少的。
  (三)做好基坑支护监测并制定突发事件处理方案
  当前深基坑支护工程的理論与实际施工之间还存在着一定的差异,另外,由于民用高层建筑基坑地质条件复杂多变,因此在实际施工中除了严格执行各项现行标准和规范进行施工以外,还应做好基坑支护施工的监测以避免开挖过程中或不良天气带来对基坑支护施工安全的威胁并制定相应突发事件处理方案及时进行处理。基坑支护监测的对象应针对围护结构、周边建筑物和构筑物进行,应布置具体的监测点和范围进行监测,同时要充分考虑到监测对象的特定情况(如遭遇不良天气)等产生的影响。为了利于基坑支护工程施工完毕后进行路面破损及详细情况,应对损害进行实地拍照和进行施工情况的归档。
  由于基坑支护施工现场情况复杂且施工周期较长,因此施工过程中常会发生不可预见的安全事件,如:支护结构出现裂缝。沉降或者受到天气影响和地下水位的影响出现基坑管涌和流沙;从而影响整体施工造成较大的经济损失或者人员伤亡事件等。因此针对施工现场应制定必要的突发事件处理方案,一旦工程施工过程中出现异常变化,立即启动应急预案并会同相关单位制定具体措施进行解决。
  (四)深基坑四周土体止水效果的有效控制
  地下水对深基坑工程的施工影响很大,特别是在一些地下水位比较高的地区。在实际的施工当中,出现的周边道路下降或者管线出现变形的现象,其很多因素是因地下水位下降而导致的。因此,在进行深基坑的施工过程当中,针对地下水的控制十分重要。在面对地下水位比较高的地区进行止水方案的设计与确定时,要严格执行与考虑深基坑施工中的防水、降水及排水三方面的具体施工措施。此外,地下水位比较高的地区,要联合地质勘查单位进行施工地段地下水的成因讨论与分析,了解基坑周围环境以及周边建筑的实际情况,制定必要的止水措施。在实际深基坑施工中可以通过止水帷幕有效避免出现坑底流沙和管涌等现象的发生。
  六、结语
  深基坑支护工程是超高层房屋顺利建设的基础,在施工过程中,保证其施工技术和工艺,并要严格按照相关的规范制度进行施工,从而保证深基坑支护工程的质量,进而也为超高层房屋建筑的安全性与稳定性提供了有力的保障。
  参考文献:
  [1]高金文.浅谈建筑施工中的深基坑支护技术[J].房地产导刊,2013,(17).
  [2]陈曦.浅析深基坑支护技术在高层建筑施工中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2013,(29).
  [3]崔高峰,任向党.深基坑支护技术在建筑施工技术中的应用分析[J].低碳世界,2014,(12).
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