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摘 要:基坑工程在高层建筑和地下工程项目中是运用比较广泛的。本文探讨了基坑工程技术的特点和支护结构、降水、土方开挖技术,重点介绍了支护技术的方式和类型。
关键词:建筑施工;基坑;工程技术
一、引言
随着社会的迅速发展和建筑行业的日益繁荣,对建筑工程技术有了更高的要求。基坑工程技术就是目前人们关注的建筑施工技术之一。基坑工程是为了保证基坑施工、主体地下结构的安全和周围环境不受损害而采取支护结构、降水和土方开挖与回填等工程施工技术来进行的工程,包括勘察、设计、施工和检测等。基坑工程是一种临时性工程,主要是为建筑施工提供临时性的坑井,能够很好的为工程提供空间,可以使基础施工按照空间定位进行。
二、建筑施工中基坑工程的施工特点
(1)基坑工程技术既涉及土力学中典型的强度、稳定与变形问题,同时还涉及土与支护结构的共同作用问题,是一种与基坑设计、施工、监测等因素有关的综合技术。
(2)基坑工程的施工周期较长、技术复杂,从开挖到完成经常会遇到地质条件或天气条件的阻碍,给施工造成困难,不利于基坑的稳定性,也容易产生施工事故。如果处理不当会带来很大的风险,且问题是很难修复的。
(3)随着高层建筑和地下工程的不断出现,使得基坑工程也不断地向大深度、大面积发展,这无疑会给工程支撑带来很大的困难。
(4)基坑施工会受到周围环境因素的影响,包括地质和水文条件、相邻建筑物以及地下管道的分布等,这些环境因素必须通过合理的专项施工方案加以控制。
(5)基坑工程经常在已有的或是正在建设的或紧靠重要建筑设施的建筑群中施工,施工场地和范围会受到限制,影响着基坑的稳定性。
三、建筑施工中基坑工程主要的技术
(一)基坑支护技术
基坑工程的一个重要构成部分就是深基坑工程的支护。它的技术原理是利用基坑中土层对支护结构的横向压力和其上面部位的支撑或者拉锚产生的纵向的作用力,并以此来抵制水和坑壁土形成的水平压力,从而能够确保坑壁土的稳定,使基坑的施工可以安全地进行。
1.基坑的支护方式
基坑的支护方式主要有混合式支护、悬臂式支护和重力式挡土墙支护三种。其中,在悬臂式支护中必须要有充足的水压力和土压力来维持整个支护结构的平衡。而且这种支护方式在拥有比较好的土质和深度较小的基坑的工程中比较适用。在悬臂式支护的基础上加上一些诸如锚杆之类的支撑就组成了混合式支护。这种支护结构的稳定性比较强,锚杆可以很好地稳定土体,在规模较大、基坑变形也较小的工程中比较适用。重力式挡土墙支护则主要利用自身的重量来达到结构的稳定状态。
2.基坑的支护类型
(1)钢板桩支护。这种支护类型主要是采用一种型钢板桩,用槽钢正反扣搭接组成,使用打桩机进入到地底形成一道连续的板墙,是基坑施工进行时临时性的挡水和挡土结构。钢板桩支护在施工时比较简单,投资额度也较小,而且在完成基坑支护任务之后还可以进行回收循环利用。但是由于钢板桩具有较大的柔性,拉锚和支撑的设置在很大的程度上决定着其变形的大小,一般不太适宜在深度超过七米的基坑中使用。图1为钢板桩支护示意图:
(2)深层搅拌桩支护。深层搅拌桩支护又是一种水泥土墙的支护,它主要是利用深层搅拌机械将石灰或水泥等材料构成的固化剂和软土进行强行搅拌,并利用两者之间相互作用产生的一系列物理化学反应使软土硬化并结成桩体,以形成坚固的支护结构。这种桩体是具有水稳定性、整体性和一定强度的。深层搅拌桩支护的工程造价较少,稳定性较强,而且对于周围环境的影响也比较小,因此在需要对勃土等软土层进行支护时比较适合使用。图2为深层搅拌支护示意图:
(3)排桩支护。排桩支护主要是通过柱列式间隔来布置钢筋混凝土桩,以此来构成了挡土结构。排桩支护的形式主要有连续排桩支护、柱列式排桩支护和组合式排桩支护。其中,在进行连续排桩支护时要注意支挡结构要连续排列,将密集排列的钻孔桩进行互相搭接,或者是趁着尚未形成桩身混凝土强度,用在相邻桩之间弄好的素混凝土树根桩把钻孔桩排列连接起来。柱列式排桩支护比较适用于边坡土质较好和地下水位较低的基坑工程。组合式排桩支护在地下水位较高的软土地区比较适合使用这种支护方式。图3列举了几种常用排桩支护形式:
(4)地下连续墙支护。在进行地下连续墙支护时,沿着深开挖工程的周边,在泥浆护壁的情况下通过特别的挖槽机械制造出一定深度的、狭长的沟槽,之后再进行钢筋笼吊放和混凝土浇筑,筑成一段钢筋混凝土墙段。在筑造成需要的若干墙段之后将其连接成一个整体,构成一条连续的地下墙体。这种支护方式的整体刚性是比较强的,其防水防渗效果也比较好,在地下水位较深的软体私土层等各种复杂的基坑工程中比较适合使用。由于地下连续墙支护对于周边建筑物和其他设施的影响比较小,使得这种支护方式在很多高层建筑的施工中广泛使用。
(5)土钉墙支护。土钉墙支护技术可以说是一种原位土体加固技术,主要是利用加固的土体、密集的土钉群和混凝土筑造成了一种支护结构,这种结构与重力式挡土结构比较相似。它可以很好地抵制土压力和一些其他的作用力,对于基坑的稳定性和安全性能起到比较好的保证作用。除此之外,土钉墙支护还有很多优势,例如它的施工比较简单容易、施工经济方便、工程造价也比较低,同时可以节约工期。
(6)锚杆支护。锚杆支护的结构主要是由挡土墙和锚杆组成的。它的锚杆是一种受拉构件,在整体长度上可以分为锚固段和自由段。其中,锚固段是锚杆在土层中通过摩擦力进行荷载传递的部分;自由段是连接在锚固段上部的,它负责把锚固力传递到锚头处。在要求严格控制位移的基坑工程中比较适合使用锚杆支护,而且这种支护方式也可以与其他的支护形式共同进行基坑支护。
(二)基坑降水技术
基坑降水技术是建筑施工中基坑工程技术的一个重要组成部分,合理的降水措施对于整个基坑工程有着很重要的影响。目前应用的基坑降水技术主要有三种,即截水法、降水法和帷幕-排水法。其中,截水法的具体方法有很多,钢板桩、地下连续墙、防渗帷幕等都可以应用到截水法中。这种方法在地下管道和建筑物比较密集的地区实施深基坑开挖工程,而且降水使得土体发生固结沉降以致威胁到地上和地下原有设施的安全和正常运行时,比较适合使用截水法。而降水法则主要是利用各种井点来使地下水位降低。在实际施工中通常会按照计划中的基坑开挖位置规定若干个井点,利用抽水设备在保证土层的稳定前提下对地下水不间断地抽走,以此使得基坑的地下水位达到规定的标准。帷幕-排水法是一种比较优越的基坑降水技术,它既可以阻止四周的地下水渗入到基坑中,使其排水量减少,又可以对基坑侧壁进行支护。
(三)基坑土方开挖技术
基坑土方开挖的方法主要包括中心岛式开挖、放坡开挖和盆式开挖。其中,中心岛式开挖在大型基坑工程中比较适合使用,首先只要在全部挖去一层,留置土墩在中间,周围部分则分层进行。放坡开挖是我们在建筑基坑施工中比较常用的一种方法,比较适用于基坑开挖深度不大且周边环境无要求的情况。盆式开挖则有利于支护挡墙受力且时间较短。建筑施工中基坑土方开挖如何进行施工选择,具体要根据现场实际情况结合建筑设计特点来实施。
四、结束语
总之,基坑工程是岩土工程的一个新的领域,在高层建筑和地下工程项目中是广泛使用的。基坑工程技术关系到整个建筑结构的稳定和安全,做好基坑工程施工,对于建筑工程来说是一项比较重要的工作。
参考文献:
[1]蔡文峰.浅谈深基坑支护技术在建筑施工中的应用[J].中华民居(下旬刊),2013,03:115-116.
[2]郭忠耀.论基坑围护及土方开挖技术在建筑施工中的应用[J].中华民居(下旬刊),2013,08:130-131.
[3]周晶.低环境危害的基坑工程施工技术研究[D].武汉理工大学,2011.
关键词:建筑施工;基坑;工程技术
一、引言
随着社会的迅速发展和建筑行业的日益繁荣,对建筑工程技术有了更高的要求。基坑工程技术就是目前人们关注的建筑施工技术之一。基坑工程是为了保证基坑施工、主体地下结构的安全和周围环境不受损害而采取支护结构、降水和土方开挖与回填等工程施工技术来进行的工程,包括勘察、设计、施工和检测等。基坑工程是一种临时性工程,主要是为建筑施工提供临时性的坑井,能够很好的为工程提供空间,可以使基础施工按照空间定位进行。
二、建筑施工中基坑工程的施工特点
(1)基坑工程技术既涉及土力学中典型的强度、稳定与变形问题,同时还涉及土与支护结构的共同作用问题,是一种与基坑设计、施工、监测等因素有关的综合技术。
(2)基坑工程的施工周期较长、技术复杂,从开挖到完成经常会遇到地质条件或天气条件的阻碍,给施工造成困难,不利于基坑的稳定性,也容易产生施工事故。如果处理不当会带来很大的风险,且问题是很难修复的。
(3)随着高层建筑和地下工程的不断出现,使得基坑工程也不断地向大深度、大面积发展,这无疑会给工程支撑带来很大的困难。
(4)基坑施工会受到周围环境因素的影响,包括地质和水文条件、相邻建筑物以及地下管道的分布等,这些环境因素必须通过合理的专项施工方案加以控制。
(5)基坑工程经常在已有的或是正在建设的或紧靠重要建筑设施的建筑群中施工,施工场地和范围会受到限制,影响着基坑的稳定性。
三、建筑施工中基坑工程主要的技术
(一)基坑支护技术
基坑工程的一个重要构成部分就是深基坑工程的支护。它的技术原理是利用基坑中土层对支护结构的横向压力和其上面部位的支撑或者拉锚产生的纵向的作用力,并以此来抵制水和坑壁土形成的水平压力,从而能够确保坑壁土的稳定,使基坑的施工可以安全地进行。
1.基坑的支护方式
基坑的支护方式主要有混合式支护、悬臂式支护和重力式挡土墙支护三种。其中,在悬臂式支护中必须要有充足的水压力和土压力来维持整个支护结构的平衡。而且这种支护方式在拥有比较好的土质和深度较小的基坑的工程中比较适用。在悬臂式支护的基础上加上一些诸如锚杆之类的支撑就组成了混合式支护。这种支护结构的稳定性比较强,锚杆可以很好地稳定土体,在规模较大、基坑变形也较小的工程中比较适用。重力式挡土墙支护则主要利用自身的重量来达到结构的稳定状态。
2.基坑的支护类型
(1)钢板桩支护。这种支护类型主要是采用一种型钢板桩,用槽钢正反扣搭接组成,使用打桩机进入到地底形成一道连续的板墙,是基坑施工进行时临时性的挡水和挡土结构。钢板桩支护在施工时比较简单,投资额度也较小,而且在完成基坑支护任务之后还可以进行回收循环利用。但是由于钢板桩具有较大的柔性,拉锚和支撑的设置在很大的程度上决定着其变形的大小,一般不太适宜在深度超过七米的基坑中使用。图1为钢板桩支护示意图:
(2)深层搅拌桩支护。深层搅拌桩支护又是一种水泥土墙的支护,它主要是利用深层搅拌机械将石灰或水泥等材料构成的固化剂和软土进行强行搅拌,并利用两者之间相互作用产生的一系列物理化学反应使软土硬化并结成桩体,以形成坚固的支护结构。这种桩体是具有水稳定性、整体性和一定强度的。深层搅拌桩支护的工程造价较少,稳定性较强,而且对于周围环境的影响也比较小,因此在需要对勃土等软土层进行支护时比较适合使用。图2为深层搅拌支护示意图:
(3)排桩支护。排桩支护主要是通过柱列式间隔来布置钢筋混凝土桩,以此来构成了挡土结构。排桩支护的形式主要有连续排桩支护、柱列式排桩支护和组合式排桩支护。其中,在进行连续排桩支护时要注意支挡结构要连续排列,将密集排列的钻孔桩进行互相搭接,或者是趁着尚未形成桩身混凝土强度,用在相邻桩之间弄好的素混凝土树根桩把钻孔桩排列连接起来。柱列式排桩支护比较适用于边坡土质较好和地下水位较低的基坑工程。组合式排桩支护在地下水位较高的软土地区比较适合使用这种支护方式。图3列举了几种常用排桩支护形式:
(4)地下连续墙支护。在进行地下连续墙支护时,沿着深开挖工程的周边,在泥浆护壁的情况下通过特别的挖槽机械制造出一定深度的、狭长的沟槽,之后再进行钢筋笼吊放和混凝土浇筑,筑成一段钢筋混凝土墙段。在筑造成需要的若干墙段之后将其连接成一个整体,构成一条连续的地下墙体。这种支护方式的整体刚性是比较强的,其防水防渗效果也比较好,在地下水位较深的软体私土层等各种复杂的基坑工程中比较适合使用。由于地下连续墙支护对于周边建筑物和其他设施的影响比较小,使得这种支护方式在很多高层建筑的施工中广泛使用。
(5)土钉墙支护。土钉墙支护技术可以说是一种原位土体加固技术,主要是利用加固的土体、密集的土钉群和混凝土筑造成了一种支护结构,这种结构与重力式挡土结构比较相似。它可以很好地抵制土压力和一些其他的作用力,对于基坑的稳定性和安全性能起到比较好的保证作用。除此之外,土钉墙支护还有很多优势,例如它的施工比较简单容易、施工经济方便、工程造价也比较低,同时可以节约工期。
(6)锚杆支护。锚杆支护的结构主要是由挡土墙和锚杆组成的。它的锚杆是一种受拉构件,在整体长度上可以分为锚固段和自由段。其中,锚固段是锚杆在土层中通过摩擦力进行荷载传递的部分;自由段是连接在锚固段上部的,它负责把锚固力传递到锚头处。在要求严格控制位移的基坑工程中比较适合使用锚杆支护,而且这种支护方式也可以与其他的支护形式共同进行基坑支护。
(二)基坑降水技术
基坑降水技术是建筑施工中基坑工程技术的一个重要组成部分,合理的降水措施对于整个基坑工程有着很重要的影响。目前应用的基坑降水技术主要有三种,即截水法、降水法和帷幕-排水法。其中,截水法的具体方法有很多,钢板桩、地下连续墙、防渗帷幕等都可以应用到截水法中。这种方法在地下管道和建筑物比较密集的地区实施深基坑开挖工程,而且降水使得土体发生固结沉降以致威胁到地上和地下原有设施的安全和正常运行时,比较适合使用截水法。而降水法则主要是利用各种井点来使地下水位降低。在实际施工中通常会按照计划中的基坑开挖位置规定若干个井点,利用抽水设备在保证土层的稳定前提下对地下水不间断地抽走,以此使得基坑的地下水位达到规定的标准。帷幕-排水法是一种比较优越的基坑降水技术,它既可以阻止四周的地下水渗入到基坑中,使其排水量减少,又可以对基坑侧壁进行支护。
(三)基坑土方开挖技术
基坑土方开挖的方法主要包括中心岛式开挖、放坡开挖和盆式开挖。其中,中心岛式开挖在大型基坑工程中比较适合使用,首先只要在全部挖去一层,留置土墩在中间,周围部分则分层进行。放坡开挖是我们在建筑基坑施工中比较常用的一种方法,比较适用于基坑开挖深度不大且周边环境无要求的情况。盆式开挖则有利于支护挡墙受力且时间较短。建筑施工中基坑土方开挖如何进行施工选择,具体要根据现场实际情况结合建筑设计特点来实施。
四、结束语
总之,基坑工程是岩土工程的一个新的领域,在高层建筑和地下工程项目中是广泛使用的。基坑工程技术关系到整个建筑结构的稳定和安全,做好基坑工程施工,对于建筑工程来说是一项比较重要的工作。
参考文献:
[1]蔡文峰.浅谈深基坑支护技术在建筑施工中的应用[J].中华民居(下旬刊),2013,03:115-116.
[2]郭忠耀.论基坑围护及土方开挖技术在建筑施工中的应用[J].中华民居(下旬刊),2013,08:130-131.
[3]周晶.低环境危害的基坑工程施工技术研究[D].武汉理工大学,2011.