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摘要:深基坑支护技术被广泛的应用于土木工程建设中,其直接关系到土木工程建設质量,因此必须要保证深基坑支护的技术水平。本文主要分析了在土木工程中深基坑支护技术的应用。
关键词:深基坑支护技术;土木工程;应用
中图分类号:TV551文献标识码: A
深基坑支护技术是指对深基坑侧壁以及周围环境采取的支挡、保护和加固的措施,其能够有效的确保周围环境以及地下结构施工的安全。在土木工程建设中,必须要保证深基坑支护的技术水平,否则,稍有不慎就会导致重大的安全事故,造成极大的损失。
一、深基坑施工的技术要求
在深基坑支护工程中,科学的设计及安全合理的支护技术措施,对保证深基坑施工的完成至关重要。深基坑支护一般是临时结构,基础施工完毕后就失去作用了。为此,基坑支护在确保基础安全、顺利地施工的前提上还要考虑方便施工与经济合理。深基坑支护的要求是:技术先进,结构简单,受力可靠,保证基坑围护体系能起到挡土作用,使基坑周围边坡稳定;确保基坑四周相邻建筑物,道路与地下管线的安全。在基坑土方开挖及地下工程施工期间,不会因为土体的变形、塌陷或位移受到危害;通过排水、降水、截水等措施.使基础施工在地下水位以上进行;经济上合理,保护环境.保证施工安全。基坑支护施工控制的关键是基坑的稳定性、地面变形及地下水的控制、防止基坑隆起、管涌与流沙等险情,并要根据各种因素的变化及时调整支护方案。
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SMW工法等。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)SMW工法
SMW工法支护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、土木工程建设中深基坑支护施工技术
影响深基坑支护施工技术因素较多,施工中就必须要关注整体而不能忽视任何可疑之处。下面就从几个方面阐述支护施工技术。
(一)深基坑支护施工的准备
1、勘察岩土。在勘察阶段要对深基坑及场地上岩土进行勘察,普遍的做法是在开挖的边界外挖出一些勘探点,若下面是软土就要适当扩大勘察范围;然后按照一定规则选择勘察点,通过勘察得出所需的相关资料。每两个勘察点之间要间隔15到30米,若底层的变化比较大,就要适当增加勘察点。
2、勘察水文地质。要实地勘察深基坑土质下的含水层,包括了静止水位与视见水位,以及水的动态变化与补给情况,和附近的水体连通情况等等,这些都关系说施工后土质的移动,十分重要。
3、勘察基坑周边环境。施工前要对基坑周边环境进行勘察,包括影响范围中的建筑类型、层数以及基础类型、埋深等结构状况;基坑周边的地下设施,比如排水、给水、污水、雨水、电缆、热力等各种管线性状与分布;要对周边环境各个情况勘察清楚,分析其影响程度。
(二)土木工程中的深基坑支护设计
1、土木工程中的深基坑支护挡墙的类型
(1)排桩式的挡墙。在实际之中比较常用的挡墙多是人工挖孔桩或者钻孔桩组成的。如果边坡的土质比较好,而地下的水位也较低,就利用土拱的作用,采用稀疏的排桩来支撑边坡。如果遇到不能够利用土拱承力的软土边坡,就要采用连续密排作为支挡桩;同时为了实现防止地下水的效果,还要在挡墙背后加上高压注浆伙子旋喷桩。
(2)旋喷桩挡墙。这种挡墙就是使用钻机钻孔之后,从地基的土深处把钻杆逐渐上提,同时开动钻杆端部旋转喷嘴,把水泥浆的固化剂放进地基土里,这样就形成了水泥桩,诸多桩体就形成了帷幕墙。
挡墙是否发挥主要功能主要由制桩优劣来决定,因此一定要要把握好注浆、注浆量以及搅拌的均匀程度,施工人员一定要实时监督、及时记录,发现问题就要及时进行处理。
(3)地下连续墙。先是采用机械成槽之后放进钢筋笼,之后采用水下混凝土进行浇筑。这种墙体具有不透水、刚度大、可任意调节墙体等优势,并且能够成为永久性的建筑,在深基坑支护中使用比较普遍。
2、深基坑支护结构
对于深基坑的支护结构主要分为了支撑与挡墙,对于挡墙上面已经做了阐述,接下来对支撑进行分析。目前使用常见支撑形式有角撑、对撑以及圆形支撑、拱形支撑等。所谓支撑就是沿着基坑纵横方向因尺寸比较大大,为防止出现坍塌要在中间加设立柱,提防支撑的杆件过长而失稳。在实际操作中,支护上的支撑大都是采用大直径圆钢管或者使用大规格H型钢。为了降低挡墙变形,还要对支撑加上预顶力,将应力值控制到计算值的1/10-1/15,而且要确保每根支撑松紧度一致,让这些支撑体共同承力。
(三)开挖土方
当深基坑支护设计的强度达到了75%之后,就可以对土方进行开挖。开挖的时候并不是众多人在里面随便挖一通,而是要从施工一方朝着另一放进行分层开挖,而且还要一边开挖一边观察基坑的变形情况,只要发现变形的速度加快了,就要紧急采用加固措施,避免出现坍塌事故。
四、在土木工程深基坑施工中需注意的事项
(一)做好工程勘察工作
在建筑施工的准备阶段不仅要根据岩土条件进行初步勘察,而且要对需要支护的工程做专门的勘察工作。由于每个场地的岩土条件不同,所以勘察的范围也要视情况而定,要根据地层结构,科学地提出土的有效强度,并且要对施工的应变条件、地下水位等对土体的影响做客观的评价,提出有效的应对措施。当然,工作人员更要查清施工现场附近的建筑物的现状,以及对施工震动的承受能力等。
(二)避免地下水的影响
地下水位是影响基坑支护工程施工的重要因素,地下水渗透地区会产生地面下沉事件。如果周围环境许可,可以采取适当的降水措施,通过采取降水措施,可以减轻基坑支护结构的压力,改善土质条件,非常有利于施工的进行。如果周边环境不允许采取降水措施,则可以建立止水帷幕,起到挡水的作用,提高土木工程施工的质量。
(三)保护深基坑四周地面
在建筑施工的挖土工程中,要及时做好施工场地周围的地面保护工作。当地面水沿着基坑裂缝渗漏时,支护结构可能产生位移。在这种情况下,必须及时采取有效措施进行堵塞,疏导地面水流向其他地方,减少水进入基坑的可能性。
(四)做好监测工作
在深基坑支护系统施工过程当中,如果因客观条件的影响,支护的主要结构或尺寸等不能与设计相符合,那么施工人员要和设计人员协商解决,必须按照施工顺序进行。地下水的监测工作要有固定的周期,在地下水控制装置安装好以后开始监测。施工现场要有专门的负责人巡视施工状况,巡检也要有周期,而且巡检要有完整的记录。
(五) 确保深基坑支护的施工质量
深基坑支护施工质量通常表现在支护系统的材料和构造尺寸等方面。施工质量的好坏直接关系到整个支护结构稳定性的强弱,而科学合理的深基坑支护不仅能够确保整个系统的正常运行,还能够有效的避免因施工问题造成的安全事故的发生,最大程度地降低了安全隐患。
五、结语
深基坑支护作为土木工程中的重要组成部分,良好的深基坑支护施工技术水平,是整个土木工程重要的坚实基础,也是工程顺利施工的保障,为此我们必须要提高深基坑支护施工的技术,从而确保整个土木工程建筑的安全性与稳定性。
参考文献:
[1]邹波林.浅谈土木工程施工中深基坑支护技术的应用[J].新材料新装饰,2014,(3).
[2]李艳丽.深基坑支护施工技术在土木工程中的应用[J].商品与质量·学术观察,2014,(5).
[3]叶兴安.浅谈土木工程施工中的深基坑支护技术[J].城市建设理论研究(电子版),2012,(36).
关键词:深基坑支护技术;土木工程;应用
中图分类号:TV551文献标识码: A
深基坑支护技术是指对深基坑侧壁以及周围环境采取的支挡、保护和加固的措施,其能够有效的确保周围环境以及地下结构施工的安全。在土木工程建设中,必须要保证深基坑支护的技术水平,否则,稍有不慎就会导致重大的安全事故,造成极大的损失。
一、深基坑施工的技术要求
在深基坑支护工程中,科学的设计及安全合理的支护技术措施,对保证深基坑施工的完成至关重要。深基坑支护一般是临时结构,基础施工完毕后就失去作用了。为此,基坑支护在确保基础安全、顺利地施工的前提上还要考虑方便施工与经济合理。深基坑支护的要求是:技术先进,结构简单,受力可靠,保证基坑围护体系能起到挡土作用,使基坑周围边坡稳定;确保基坑四周相邻建筑物,道路与地下管线的安全。在基坑土方开挖及地下工程施工期间,不会因为土体的变形、塌陷或位移受到危害;通过排水、降水、截水等措施.使基础施工在地下水位以上进行;经济上合理,保护环境.保证施工安全。基坑支护施工控制的关键是基坑的稳定性、地面变形及地下水的控制、防止基坑隆起、管涌与流沙等险情,并要根据各种因素的变化及时调整支护方案。
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SMW工法等。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)SMW工法
SMW工法支护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、土木工程建设中深基坑支护施工技术
影响深基坑支护施工技术因素较多,施工中就必须要关注整体而不能忽视任何可疑之处。下面就从几个方面阐述支护施工技术。
(一)深基坑支护施工的准备
1、勘察岩土。在勘察阶段要对深基坑及场地上岩土进行勘察,普遍的做法是在开挖的边界外挖出一些勘探点,若下面是软土就要适当扩大勘察范围;然后按照一定规则选择勘察点,通过勘察得出所需的相关资料。每两个勘察点之间要间隔15到30米,若底层的变化比较大,就要适当增加勘察点。
2、勘察水文地质。要实地勘察深基坑土质下的含水层,包括了静止水位与视见水位,以及水的动态变化与补给情况,和附近的水体连通情况等等,这些都关系说施工后土质的移动,十分重要。
3、勘察基坑周边环境。施工前要对基坑周边环境进行勘察,包括影响范围中的建筑类型、层数以及基础类型、埋深等结构状况;基坑周边的地下设施,比如排水、给水、污水、雨水、电缆、热力等各种管线性状与分布;要对周边环境各个情况勘察清楚,分析其影响程度。
(二)土木工程中的深基坑支护设计
1、土木工程中的深基坑支护挡墙的类型
(1)排桩式的挡墙。在实际之中比较常用的挡墙多是人工挖孔桩或者钻孔桩组成的。如果边坡的土质比较好,而地下的水位也较低,就利用土拱的作用,采用稀疏的排桩来支撑边坡。如果遇到不能够利用土拱承力的软土边坡,就要采用连续密排作为支挡桩;同时为了实现防止地下水的效果,还要在挡墙背后加上高压注浆伙子旋喷桩。
(2)旋喷桩挡墙。这种挡墙就是使用钻机钻孔之后,从地基的土深处把钻杆逐渐上提,同时开动钻杆端部旋转喷嘴,把水泥浆的固化剂放进地基土里,这样就形成了水泥桩,诸多桩体就形成了帷幕墙。
挡墙是否发挥主要功能主要由制桩优劣来决定,因此一定要要把握好注浆、注浆量以及搅拌的均匀程度,施工人员一定要实时监督、及时记录,发现问题就要及时进行处理。
(3)地下连续墙。先是采用机械成槽之后放进钢筋笼,之后采用水下混凝土进行浇筑。这种墙体具有不透水、刚度大、可任意调节墙体等优势,并且能够成为永久性的建筑,在深基坑支护中使用比较普遍。
2、深基坑支护结构
对于深基坑的支护结构主要分为了支撑与挡墙,对于挡墙上面已经做了阐述,接下来对支撑进行分析。目前使用常见支撑形式有角撑、对撑以及圆形支撑、拱形支撑等。所谓支撑就是沿着基坑纵横方向因尺寸比较大大,为防止出现坍塌要在中间加设立柱,提防支撑的杆件过长而失稳。在实际操作中,支护上的支撑大都是采用大直径圆钢管或者使用大规格H型钢。为了降低挡墙变形,还要对支撑加上预顶力,将应力值控制到计算值的1/10-1/15,而且要确保每根支撑松紧度一致,让这些支撑体共同承力。
(三)开挖土方
当深基坑支护设计的强度达到了75%之后,就可以对土方进行开挖。开挖的时候并不是众多人在里面随便挖一通,而是要从施工一方朝着另一放进行分层开挖,而且还要一边开挖一边观察基坑的变形情况,只要发现变形的速度加快了,就要紧急采用加固措施,避免出现坍塌事故。
四、在土木工程深基坑施工中需注意的事项
(一)做好工程勘察工作
在建筑施工的准备阶段不仅要根据岩土条件进行初步勘察,而且要对需要支护的工程做专门的勘察工作。由于每个场地的岩土条件不同,所以勘察的范围也要视情况而定,要根据地层结构,科学地提出土的有效强度,并且要对施工的应变条件、地下水位等对土体的影响做客观的评价,提出有效的应对措施。当然,工作人员更要查清施工现场附近的建筑物的现状,以及对施工震动的承受能力等。
(二)避免地下水的影响
地下水位是影响基坑支护工程施工的重要因素,地下水渗透地区会产生地面下沉事件。如果周围环境许可,可以采取适当的降水措施,通过采取降水措施,可以减轻基坑支护结构的压力,改善土质条件,非常有利于施工的进行。如果周边环境不允许采取降水措施,则可以建立止水帷幕,起到挡水的作用,提高土木工程施工的质量。
(三)保护深基坑四周地面
在建筑施工的挖土工程中,要及时做好施工场地周围的地面保护工作。当地面水沿着基坑裂缝渗漏时,支护结构可能产生位移。在这种情况下,必须及时采取有效措施进行堵塞,疏导地面水流向其他地方,减少水进入基坑的可能性。
(四)做好监测工作
在深基坑支护系统施工过程当中,如果因客观条件的影响,支护的主要结构或尺寸等不能与设计相符合,那么施工人员要和设计人员协商解决,必须按照施工顺序进行。地下水的监测工作要有固定的周期,在地下水控制装置安装好以后开始监测。施工现场要有专门的负责人巡视施工状况,巡检也要有周期,而且巡检要有完整的记录。
(五) 确保深基坑支护的施工质量
深基坑支护施工质量通常表现在支护系统的材料和构造尺寸等方面。施工质量的好坏直接关系到整个支护结构稳定性的强弱,而科学合理的深基坑支护不仅能够确保整个系统的正常运行,还能够有效的避免因施工问题造成的安全事故的发生,最大程度地降低了安全隐患。
五、结语
深基坑支护作为土木工程中的重要组成部分,良好的深基坑支护施工技术水平,是整个土木工程重要的坚实基础,也是工程顺利施工的保障,为此我们必须要提高深基坑支护施工的技术,从而确保整个土木工程建筑的安全性与稳定性。
参考文献:
[1]邹波林.浅谈土木工程施工中深基坑支护技术的应用[J].新材料新装饰,2014,(3).
[2]李艳丽.深基坑支护施工技术在土木工程中的应用[J].商品与质量·学术观察,2014,(5).
[3]叶兴安.浅谈土木工程施工中的深基坑支护技术[J].城市建设理论研究(电子版),2012,(36).