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摘要:本文通过笔者多年从事建筑基坑工程的工作经验,首先介绍了建筑基坑工程中支护技术的设计应用现状,并进一步对其施工技术和质量控制进行探讨,以保证工程质量。
关键词:建筑基坑工程 ;支护施工技术
中图分类号:TV551.4文献标识码: A 文章编号:
一、基坑支护的设计现状
1.在基坑支护的设计上,要有创新的思维方式和设计理念,杜绝对传统设计的照搬照抄。至今为止,还没有权威的计算公式对基坑支持结构的设计进行支撑,因此,设计者主要凭借以往的经验进行设计,以摸索为主。基坑支护结构的设计与其他领域的设计有很大区别,主要通过施工监测反馈的动态信息来进行设计,与传统的设计观点相冲突。
2.要加大支护结构的理论研究及现场实验,用事实数据说话。我国在基坑支护结构方面与发达国家的差距还很大,还有很长的一段路要走,因此更要加大基坑支护结构的相关实验研究。
3.在基坑支护的实验设计方面,不要受到固有思维模式的束缚,要打开思路,勇于向前看,从思维方式开始就要有所创新。在设计时要以大局为重,从全局出发,进行新方法的探索。因为基坑支护结构中各元素都是相互联系、互相依托而共同存在的,因此,只有立足于全局出发点,才能够摸索出更合理的设计方案。
4.基坑支护由于其结构的特殊性及功能的多样性,在生产过程中必须要结合具体的实际情况进行具体分析,综合多方面因素,做出经济适用的支护结构选择。
二、基坑支护施工技术
1.基坑支护施工的准备
准确的支护结构设计是做好基坑支护工作的必要条件,施工前就要对基坑周围的实际情况进行仔细勘察。勘察主要注意以下几个方面:
1)岩土勘察。在对实际情况进行勘察时,首先要进行岩土勘察。通常是在基坑边界先挖出一些勘测点,如果勘测点下面是软土,就继续进行大范围勘察。勘察点的选择要符合相应的规则,并对勘察结果做出总结。
2)水文地质勘察。对于水文地质勘察,主要集中在基坑土质下的含水层,既包括静止水位和可见水位,也包括水的动态变化与补给以及水体连通等情况。这些水文地质的勘察对于基坑的施工是至关重要的。
3)周边环境勘察。在基坑进行施工前,也要进行周边环境勘察。在周边环境的勘察中,主要勘察周边的建筑类型、层数、埋深等基本状况,也要注意周边的地下设施,结合周边环境的总体情况进行综合分析
2.基坑支护挡墙的类型
由于基坑支护类型的多样性,以及工程自身的复杂性等特点,在开工前还要结合周围条件来确定基坑的支护方式。基坑的支持结构主要有三种:悬臂式支护结构、混合支护结构以及重力式挡土墙结构。基坑支护形式通常分为支挡型和加固型两类:
(一)支挡型支护方式
a.地下连续墙。地下连续墙是一种相对经济的基坑支护方式,适用于各种地质条件以及各种深度的基坑。因此,在各类建筑的基坑支护上,地下连续墙都被普遍采用,并得到广泛的认可。随着建筑业的不断发展,地下连续墙的形式也逐渐得到优化,目前已经由传统的单一定型方式逐步发展成为折板及二型等,使其支护性能更加优越。
b.桩排支挡结构。桩排支挡结构通常有三种形式,分别为连续桩排、双排桩、稀疏桩排。(1)连续桩排。当工程地质为软土基坑时,土拱边坡无法形成,所以必须采用密集桩排来进行基坑支护。同时应当在相邻的桩之间用混凝土搭连起来,形成类似连续墙的支护结构。(2)双排桩。当工程地质不仅偏软而且基坑深度也较深时,单排桩的使用无法满足对基坑的支护,此时必须使用盖梁式的双排桩来进行支护。由于双排桩的侧倾刚度较大,能够很好地应对基坑的边坡变形。(3)稀疏桩排。对于地质情况较好的基坑,可以采用稀疏桩排的方式,这也是一种最为简单的桩排方式。
(二)加固型支护方式
a.网状树根桩加固法。网状树根桩加固法主要通过把基坑边坡土体与树根相结合,使之成为一个复合桩体。这种加固方法在抵抗土的侧向压力的同时,也保证了边坡的稳定性,使整体的稳定性都得到提高。
b.水泥搅拌加固法。水泥搅拌加固法由于其成本低、施工简单、易操作且较环保等特点,在很多建筑中都得到了广泛的应用。这主要通过一定强度的水泥搅拌桩的搭接,形成一个结构体系,能够很好地对坡边土体进行加固,确定基坑的稳定性。
c.高压旋喷桩加固法。高压旋喷桩加固法特别适用于地基过软的基坑。它的强度比水泥搅拌桩的强度提高了好几倍,而且它本身的水泥含量也较高,因此是基抗加固的首选方式。
3.基坑支护结构
基坑的支护结构主要由支撑和挡墙组成。上文已经对档墙进行了简单介绍,下面将对支撑做进一步阐述。所谓支撑,顾名思义,就是防止基坑由于纵横方向较宽而容易出现坍塌的情况,因而在基坑中间加设支柱,以保证建筑的稳定性。现在常用的支撑方式有角撑、对撑、圆形支撑、拱形支撑等。在施工中普遍采用大直径圆钢管或大规格H型钢来做支护。同时还要对支撑增加预顶力以防止挡墙变形,对于每个支撑柱的松紧度也要保持相同,才能使整体的受力大小相同,因而共同承力,增强建筑物的稳定性。
4.开挖土方
在对基坑进行支护后,如果建筑强度大于75%,就可以进行下一步的挖土方。需要注意的事,挖土方一定要有条理,不是乱挖一通,要从一个方向开始,朝另一个方向逐层的挖,并且还要随时观察基坑的变化情况,如果发现变形加快的趋势,就要立即采取紧急加固方案,以免坍塌。
三、深基坑支护施工技术要点及注意事项
在对深基坑支护的施工上有几个要点,下面以某个办公楼工程为例进行简单说明。该楼设计为地下一层,地上16层,共6.28万平方米的建筑面积,采用框架剪力墙结构,桩基承台式为基础。此桩基为预应力混凝土,桩长18m,为后填土地质,地下层高4.2m,基坑深3.5m,地下水位在平面以下1.2m-1.7m之间。
(一)施工要点。此基坑应当分两次开挖,直到符合设计要求为止,支护方式应当选用水泥搅拌桩重力式挡土墙来进行支护。
(二)施工准备。若加固材料使用硅酸盐水泥,则应将水灰比控制在0.5左右,同时搅拌桩的直径应小于0.5m,桩距为0.4m,桩间搭接为0.1m,且相邻两桩不设施工缝。
(三)施工工艺流程。首先要进行放线定位,然后将水泥预拌桩下沉,之后将桩提升并进行喷浆搅拌。重复搅拌下沉后再重复搅拌上升即可。
(四)施工方法。搅拌机准备就绪后,就可以开始下沉作业。当下沉到指定深度后,水泥浆泵启动,将水泥浆喷入地基中进行喷浆搅拌。在提升桩时要注意,随时观察是否有断浆现象,一旦发现再及时补救。而且在进行上下搅拌的过程中,上下的幅度要到位。每次上升直至地表面后,再下沉。基坑的開挖一定要按照设计图纸来进行。根据设计图纸绘制好基坑平面图,然后按照先浅后深的原则来挖,如有机器无法到达的部位进行人工补挖,机器挖过的地方也要适当人工修整,确保工程质量。在运输土方时应由10辆以上的自卸汽车来运输。同时在土方开挖时,一定要控制开挖深度,并由监管及测量人员进行跟踪测量,掌握实时开挖深度。为避免与水泥搅拌桩产生不必要的碰撞,在近桩时应采用人工挖掘的方式,保证工程质量。
在施工过程中,要在基坑边坡顶0.6m处的基坑外围安放排水沟,以避免地下水渗入基坑。排水沟应为0.3m以上的宽度,以满足技术要求及施工效果。沟底及沟壁的混凝土垫层要保证其强度,通常采用C10混凝土。因为基坑深度较大,已经跨过地下水层,因此还应在地下层集水井处安放降水井。在施工时,首先在集水井下挖孔,并将一定尺寸的方形钢筋笼放入其中,并继续在钢筋笼内放一个更小的钢筋笼,将空隙用碎石填充。可使用适当钢筋作为钢筋笼的坚筋,将自动抽水泵安置在降水井内,用法兰盘封闭降水井即可。
四、注意基坑施工的安全问题
1.支护结构以及支撑系统在设计上必须符合基本要求,尤其是强度以及刚度,必须完全满足要求后才可以开挖基坑。
2.拆除水平支撑时,应有替代支撑,以免由于连续墙悬臂过长而产生压断的危险。在对水平支撑进行爆破前要进行安全试爆,可以用一些施工废物进行覆盖,尽量避免爆破后的碎裂物向外飞溅,以免伤人。
3.支撑系统上严禁大型机械的行走,如挖土机、自卸汽车等。尽可能采用人工来对第1道支撑的下土方进行开挖,以确保安全性及稳定性。
4.加强进行基坑的监测行为。特别注意连续墙的挠度、水平位移、水平支撑的下挠、临近商场的沉降及倾斜度等。施工时务必做到实时观测,并实时记录,将记录数据与设计要求进行对比。保证施工顺利进行的同时,也确保了工程的质量及安全。
结论
如今建筑业的发展日新月异,基坑支护的设计也越发完善与成熟。基坑支护是整个建筑工程项目的基础,是整个建筑物质量及安全的必要保障。目前的支护设计及技术依然存在很多问题,必须要进行认真思考并加以完善,使基坑支护支持更加尽善尽美,在保证工程质量的同时,也为建筑工程的安全增加了保障。
参考文献:
[1]祁勇:高层建筑深基坑施工技术浅析[J],今日科苑,2010年17期
[2]莫才标:浅析建筑安全管理的问题及应对方法[J],科技致富向导,2012年15期
[3]黄永忠,磨凤梅:建筑安全管理的问题及应对方法[J],中国新技术新产品,2010年16期
[4]王生林:试论高层建筑深基坑工程中的施工技术与控制[J],科技资讯,2011年27期
关键词:建筑基坑工程 ;支护施工技术
中图分类号:TV551.4文献标识码: A 文章编号:
一、基坑支护的设计现状
1.在基坑支护的设计上,要有创新的思维方式和设计理念,杜绝对传统设计的照搬照抄。至今为止,还没有权威的计算公式对基坑支持结构的设计进行支撑,因此,设计者主要凭借以往的经验进行设计,以摸索为主。基坑支护结构的设计与其他领域的设计有很大区别,主要通过施工监测反馈的动态信息来进行设计,与传统的设计观点相冲突。
2.要加大支护结构的理论研究及现场实验,用事实数据说话。我国在基坑支护结构方面与发达国家的差距还很大,还有很长的一段路要走,因此更要加大基坑支护结构的相关实验研究。
3.在基坑支护的实验设计方面,不要受到固有思维模式的束缚,要打开思路,勇于向前看,从思维方式开始就要有所创新。在设计时要以大局为重,从全局出发,进行新方法的探索。因为基坑支护结构中各元素都是相互联系、互相依托而共同存在的,因此,只有立足于全局出发点,才能够摸索出更合理的设计方案。
4.基坑支护由于其结构的特殊性及功能的多样性,在生产过程中必须要结合具体的实际情况进行具体分析,综合多方面因素,做出经济适用的支护结构选择。
二、基坑支护施工技术
1.基坑支护施工的准备
准确的支护结构设计是做好基坑支护工作的必要条件,施工前就要对基坑周围的实际情况进行仔细勘察。勘察主要注意以下几个方面:
1)岩土勘察。在对实际情况进行勘察时,首先要进行岩土勘察。通常是在基坑边界先挖出一些勘测点,如果勘测点下面是软土,就继续进行大范围勘察。勘察点的选择要符合相应的规则,并对勘察结果做出总结。
2)水文地质勘察。对于水文地质勘察,主要集中在基坑土质下的含水层,既包括静止水位和可见水位,也包括水的动态变化与补给以及水体连通等情况。这些水文地质的勘察对于基坑的施工是至关重要的。
3)周边环境勘察。在基坑进行施工前,也要进行周边环境勘察。在周边环境的勘察中,主要勘察周边的建筑类型、层数、埋深等基本状况,也要注意周边的地下设施,结合周边环境的总体情况进行综合分析
2.基坑支护挡墙的类型
由于基坑支护类型的多样性,以及工程自身的复杂性等特点,在开工前还要结合周围条件来确定基坑的支护方式。基坑的支持结构主要有三种:悬臂式支护结构、混合支护结构以及重力式挡土墙结构。基坑支护形式通常分为支挡型和加固型两类:
(一)支挡型支护方式
a.地下连续墙。地下连续墙是一种相对经济的基坑支护方式,适用于各种地质条件以及各种深度的基坑。因此,在各类建筑的基坑支护上,地下连续墙都被普遍采用,并得到广泛的认可。随着建筑业的不断发展,地下连续墙的形式也逐渐得到优化,目前已经由传统的单一定型方式逐步发展成为折板及二型等,使其支护性能更加优越。
b.桩排支挡结构。桩排支挡结构通常有三种形式,分别为连续桩排、双排桩、稀疏桩排。(1)连续桩排。当工程地质为软土基坑时,土拱边坡无法形成,所以必须采用密集桩排来进行基坑支护。同时应当在相邻的桩之间用混凝土搭连起来,形成类似连续墙的支护结构。(2)双排桩。当工程地质不仅偏软而且基坑深度也较深时,单排桩的使用无法满足对基坑的支护,此时必须使用盖梁式的双排桩来进行支护。由于双排桩的侧倾刚度较大,能够很好地应对基坑的边坡变形。(3)稀疏桩排。对于地质情况较好的基坑,可以采用稀疏桩排的方式,这也是一种最为简单的桩排方式。
(二)加固型支护方式
a.网状树根桩加固法。网状树根桩加固法主要通过把基坑边坡土体与树根相结合,使之成为一个复合桩体。这种加固方法在抵抗土的侧向压力的同时,也保证了边坡的稳定性,使整体的稳定性都得到提高。
b.水泥搅拌加固法。水泥搅拌加固法由于其成本低、施工简单、易操作且较环保等特点,在很多建筑中都得到了广泛的应用。这主要通过一定强度的水泥搅拌桩的搭接,形成一个结构体系,能够很好地对坡边土体进行加固,确定基坑的稳定性。
c.高压旋喷桩加固法。高压旋喷桩加固法特别适用于地基过软的基坑。它的强度比水泥搅拌桩的强度提高了好几倍,而且它本身的水泥含量也较高,因此是基抗加固的首选方式。
3.基坑支护结构
基坑的支护结构主要由支撑和挡墙组成。上文已经对档墙进行了简单介绍,下面将对支撑做进一步阐述。所谓支撑,顾名思义,就是防止基坑由于纵横方向较宽而容易出现坍塌的情况,因而在基坑中间加设支柱,以保证建筑的稳定性。现在常用的支撑方式有角撑、对撑、圆形支撑、拱形支撑等。在施工中普遍采用大直径圆钢管或大规格H型钢来做支护。同时还要对支撑增加预顶力以防止挡墙变形,对于每个支撑柱的松紧度也要保持相同,才能使整体的受力大小相同,因而共同承力,增强建筑物的稳定性。
4.开挖土方
在对基坑进行支护后,如果建筑强度大于75%,就可以进行下一步的挖土方。需要注意的事,挖土方一定要有条理,不是乱挖一通,要从一个方向开始,朝另一个方向逐层的挖,并且还要随时观察基坑的变化情况,如果发现变形加快的趋势,就要立即采取紧急加固方案,以免坍塌。
三、深基坑支护施工技术要点及注意事项
在对深基坑支护的施工上有几个要点,下面以某个办公楼工程为例进行简单说明。该楼设计为地下一层,地上16层,共6.28万平方米的建筑面积,采用框架剪力墙结构,桩基承台式为基础。此桩基为预应力混凝土,桩长18m,为后填土地质,地下层高4.2m,基坑深3.5m,地下水位在平面以下1.2m-1.7m之间。
(一)施工要点。此基坑应当分两次开挖,直到符合设计要求为止,支护方式应当选用水泥搅拌桩重力式挡土墙来进行支护。
(二)施工准备。若加固材料使用硅酸盐水泥,则应将水灰比控制在0.5左右,同时搅拌桩的直径应小于0.5m,桩距为0.4m,桩间搭接为0.1m,且相邻两桩不设施工缝。
(三)施工工艺流程。首先要进行放线定位,然后将水泥预拌桩下沉,之后将桩提升并进行喷浆搅拌。重复搅拌下沉后再重复搅拌上升即可。
(四)施工方法。搅拌机准备就绪后,就可以开始下沉作业。当下沉到指定深度后,水泥浆泵启动,将水泥浆喷入地基中进行喷浆搅拌。在提升桩时要注意,随时观察是否有断浆现象,一旦发现再及时补救。而且在进行上下搅拌的过程中,上下的幅度要到位。每次上升直至地表面后,再下沉。基坑的開挖一定要按照设计图纸来进行。根据设计图纸绘制好基坑平面图,然后按照先浅后深的原则来挖,如有机器无法到达的部位进行人工补挖,机器挖过的地方也要适当人工修整,确保工程质量。在运输土方时应由10辆以上的自卸汽车来运输。同时在土方开挖时,一定要控制开挖深度,并由监管及测量人员进行跟踪测量,掌握实时开挖深度。为避免与水泥搅拌桩产生不必要的碰撞,在近桩时应采用人工挖掘的方式,保证工程质量。
在施工过程中,要在基坑边坡顶0.6m处的基坑外围安放排水沟,以避免地下水渗入基坑。排水沟应为0.3m以上的宽度,以满足技术要求及施工效果。沟底及沟壁的混凝土垫层要保证其强度,通常采用C10混凝土。因为基坑深度较大,已经跨过地下水层,因此还应在地下层集水井处安放降水井。在施工时,首先在集水井下挖孔,并将一定尺寸的方形钢筋笼放入其中,并继续在钢筋笼内放一个更小的钢筋笼,将空隙用碎石填充。可使用适当钢筋作为钢筋笼的坚筋,将自动抽水泵安置在降水井内,用法兰盘封闭降水井即可。
四、注意基坑施工的安全问题
1.支护结构以及支撑系统在设计上必须符合基本要求,尤其是强度以及刚度,必须完全满足要求后才可以开挖基坑。
2.拆除水平支撑时,应有替代支撑,以免由于连续墙悬臂过长而产生压断的危险。在对水平支撑进行爆破前要进行安全试爆,可以用一些施工废物进行覆盖,尽量避免爆破后的碎裂物向外飞溅,以免伤人。
3.支撑系统上严禁大型机械的行走,如挖土机、自卸汽车等。尽可能采用人工来对第1道支撑的下土方进行开挖,以确保安全性及稳定性。
4.加强进行基坑的监测行为。特别注意连续墙的挠度、水平位移、水平支撑的下挠、临近商场的沉降及倾斜度等。施工时务必做到实时观测,并实时记录,将记录数据与设计要求进行对比。保证施工顺利进行的同时,也确保了工程的质量及安全。
结论
如今建筑业的发展日新月异,基坑支护的设计也越发完善与成熟。基坑支护是整个建筑工程项目的基础,是整个建筑物质量及安全的必要保障。目前的支护设计及技术依然存在很多问题,必须要进行认真思考并加以完善,使基坑支护支持更加尽善尽美,在保证工程质量的同时,也为建筑工程的安全增加了保障。
参考文献:
[1]祁勇:高层建筑深基坑施工技术浅析[J],今日科苑,2010年17期
[2]莫才标:浅析建筑安全管理的问题及应对方法[J],科技致富向导,2012年15期
[3]黄永忠,磨凤梅:建筑安全管理的问题及应对方法[J],中国新技术新产品,2010年16期
[4]王生林:试论高层建筑深基坑工程中的施工技术与控制[J],科技资讯,2011年27期