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摘要:随着城市建设中高层、超高层建筑的大量涌现,城市地下空间的充分利用,深基坑工程也越来越多,深基坑的开挖与支护被引起了广泛地重视。把握高层房屋建筑设计规划和施工建设的关键点就得突出对下部基础的重视,基坑工程最重要的流程就是对深基坑施工技术的探讨使用,它将直接影响到高层房屋建筑施工建设和使用过程的安全牢固性,高层建筑在高度、难度上发展得越快速,深基坑支护施工的难度就会越大,只有全力监督和支持深基坑支护设计和施工的整个过程才能促进高层房屋建筑工程建设走向完善。
关键词:建筑工程;深基坑;深层水泥搅拌桩;深井降水;土方开挖
中图分类号:[TU761.6]文献标识码: A 文章编号:
在对高层建筑进行支护设计时,其抗剪强度指标多选取固结快剪的c、φ值。根据对基坑周边浅部地基土的统计并结合全场区统计成果,提供支护设计所需的有关地基土参数如表一所示。表一中的c、φ值系固结快剪峰值,未经折减,建议对c、φ值视主体工程基础施工时对土体可能产生的扰动程度、施工季节和支护方案进行适当折减。对于淤泥质土,由于其灵敏度高,折减的幅度宜适当加大。同时,还应考虑挖土机械及车辆、材料等对浅部土体的影响。
表一 基坑围护及降排水设计所需岩土参数建议值表
1、基坑支护施工技术的特点
(1)通常在人口密集的城市应用基坑支护技术,在城市中的建筑施工环境一般很复杂:场地小,易被周围环境影响,例如周围建筑、市政排水管道等。这就使基坑支护的施工带来了很多麻烦;(2)基坑的支護结构通常都是临时构建的,因此在施工中所进行的安全设施管理相对薄弱,有很高的风险性;(3)受到施工场地的工程水文条件、土地性质和周边坏境等诸多因素的影响,使得基坑工程非常强的地域性,因此,在基坑支护施工技术的运用上,一定要根据具体的施工环境而采取具体的施工技术,施工人员要在施工中不断进行经验总结,实现基坑支护体系的不断优化。
2、基坑支护施工技术
2.1 深层搅拌桩基坑支护技术
深层搅拌桩基坑支护技术一种实用性强的基坑支护技术,但通常其开挖深度要保持在6米以内,而且还要通过试验验证后才能开始施工。其具体是指通过机械与土层的搅使用水泥固化剂和软化剂形成水泥土挡墙,这个水泥土挡墙具有非常高的整体性和很强的稳定性。
2.2 钢板基坑支护技术
钢板桩支护技术是一种简单,经济的支护技术。它主要由锚拉杆和钢板桩构件组成。一般来软土地质基坑支护工程在 7 米以上,因为钢板本身有很大的柔性,所以使用钢板桩支护技术需要有多层支撑或锚拉杆的设置,来避免钢板变形问题的产生。
2.3 土钉和锚杆基坑支护技术
土钉支护是我国目前应用较为广泛的一种较可靠、施工快、经济性强的支护技术。主要是一种把土钉当成主要的受力构件的边坡支护技术,由密集的土钉群被加固的原位土体喷混凝土面层和必要的防水系统组成,土钉支护可以和支护喷锚相互结合使用。
2.4 地下连续墙基坑支护技术
地下连续墙基坑支护技术是一种形式较多的基坑支护技术,通常来说承重、防水、挡土、和抗及地下室外墙都可以完成。这种技术使用机械开挖后直接放钢筋笼进行浇筑,具有适应性强、速度快的特点,可是其单体造价相对较高。
2.5 排桩基坑支护技术
排桩支护具体是指以钢筋混凝土钻孔或挖孔灌注桩间隔列队布置作为挡土结构的施工技术。这种支护技术一般要考虑到具体施工地质情况进行基坑支护选型,其形式较多。
2.6 混凝土支撑梁支护技术
混凝土支撑梁适用于:(1)软地基深基坑超深地下室基坑的施工;(2)基坑周围埋有管线、对环保要求高、周边建筑物较接近和土方工期紧迫的基坑施工;(3)吊机无法到位进行支撑吊装的基坑;(4)基坑周边场地狭窄,缺少作为材料和机械设备的堆放场地。钢筋混凝土支撑表现为水平受压为主,由于钢筋混凝土支撑与钢支撑不同,它具有变形小的特点,加上采用配筋和加大支撑截面的方法,可以提高钢筋混凝土支撑的强度,用以作为支撑的混凝土能充分发挥材料的刚度大和变形小的受力特性,它能确保地道施工以及周边邻近建筑物、道路和地下管线等公共设施的安全,因此,它是作为深基坑支护技术的新形式和新材料。混凝土支撑梁采用了大跨度钢筋混凝土内支撑梁或圆环拱形钢筋混凝土内支撑形式,材料便宜,节省了其它支撑结构(如钢结构)一次性投入的大笔资金。另外,由于采用机械化挖土,工效大大提高,降低了工程造价。
3、基坑土方开挖施工
深基坑土方开挖施工要点:(1)基坑放坡系数按1:1放坡,反铲挖掘机进行大开挖;(2)土方开挖时,地下水位必须降至基坑底板以下500-1000mm;(3)基坑开挖基底标高后,及时人工挖设排水沟、集水坑,用于下雨后的基坑内排水;(4)边坡防护,基坑随开挖进行边坡防护。在基坑斜表面采用80mm厚C20细石混凝土浇筑,主要作用是防止雨水冲刷造成边坡塌方;(5)基坑挖土分二次开挖,第一次开挖至二级井点施工位置,地面下4m处,作轻型井点降水;(6)第二次挖土,在轻型井点抽水效果良好后,挖至设计标高;(7)开挖时有专人指挥,基底土质经有关人员现场确认后,立即用人工进行修整,及时浇筑混凝土垫层;(8)避免雨天施工,施工过程中如遇到降雨,则停止施工;(9)及时组织验槽,避免槽底暴露时间过长;(10)土方开挖结束后及时在四周作砖砌挡墙,外表面抹1:1水泥砂浆,防止地面上水流入基坑;(11)在基坑四周搭设脚手架护拦,高度1200mm,防止人员跌落基坑,造成安全事故。
4、深层水泥搅拌桩施工
4.1 深层水泥搅拌桩施工工艺
深层搅拌水泥土桩是用特制的进入土深层的深层搅拌机将喷出的水泥浆固化剂与地基土进行原位强制拌合制成水泥土桩,相互搭接,硬化后即形成具有一定强度的壁状挡墙既可挡土又可形成隔水帷幕,对于开挖深度不是很深的基坑,皆可用作支护结构。深层水泥搅拌桩施工工艺流程如图一所示:
4.2 深层水泥搅拌桩施工要点
(1)场地平整:清除地表的淤泥和杂草及粘土层;(2)测量定位:由经纬仪放出主轴线,定出各桩的位置;(3)试桩:施工前的试桩,数量不小于2根,以掌控施工各项参数;(4)施工时确保加固深度范围内土体任何一点能搅拌2次以上;(5)施工中保证搅拌桩机底盘的水平和导向架的竖直,搅拌桩的垂直偏差不得超过1%,桩位的偏差不得大于50mm,成桩直径和桩长不得小于设计值;(6)水泥浆制备:水泥采用3.25普通硅酸盐水泥,水泥的掺入量为被加固土的15%,或每立方米加固土掺入250kg;(7)水泥搅拌桩的质量控制必须贯穿于施工的全过 程,同时进行全过程监控,随时检查施工记录和计量记录;(8)根椐施工工艺对水泥搅拌桩进行质量评定。检查重点:水泥用量、桩长、搅拌头转数和提升速度、复搅次数和复搅拌深度、停浆处理方法;(9)成桩7天后,采用浅部开挖桩头,深度宜超过停浆面下0.5m,目测搅拌的均匀性,量测成桩直径,检查量为总桩数的5%;(10)导墙轴线偏差限±10mm以内,导墙净宽度偏差限±5mm以内,以保证地下连续墙偏位不超过±30mm。护壁泥浆一般采用膨润土制备的泥浆,新拌制的泥浆应静停稳定后使用。切削成槽、钢筋笼制作吊装接笼、水下灌注混凝土连续性等均进行严格控制,特别是槽段搭接接头处理至关重要,已成形混凝土墙槽底靠近接头处的沉渣和清渣应到位。
结束语:
随着城市高层房屋建筑的不断发展,其要求也越来越高,基坑支护技术的施
工要求也必然越来越高,它直接关系到整个高层房屋建筑的施工和使用的安全
性。在基坑支护施工过程中,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;在建筑基坑施工时,要采取相关基坑支护措施,确保坑底稳定,防止塌方事故发生,以免影响到周边的房屋。基坑支护好坏,直接影响着建筑工程的质量和安全。
参考文献:
[1] 王宗鸣.基坑支护施工技术在某综合楼建筑工程中的应用[J].价值工程,2011,30(11):89-90.
[2] 陆毅,陈军,诸体康等.浅析高层房屋建筑基坑支护施工技术[J].城市建设,2011,(15):97-98.
[3] 潘天雄.基坑支护工程的施工技术与质量控制研究[J].科学与财富,2010,(12):45,27.
[4] 孙培君,卢孟柯.房屋建筑基坑支护施工技术与方法探讨[J].企业家天地(下旬刊),2012,(2):98.
作者简介:陈嘉,男,生于1986年11月,浙江省杭州市临安市人,毕业于浙江科技学院,土木工程专业,大学本科学历,目前从事建筑工程施工管理工作。
关键词:建筑工程;深基坑;深层水泥搅拌桩;深井降水;土方开挖
中图分类号:[TU761.6]文献标识码: A 文章编号:
在对高层建筑进行支护设计时,其抗剪强度指标多选取固结快剪的c、φ值。根据对基坑周边浅部地基土的统计并结合全场区统计成果,提供支护设计所需的有关地基土参数如表一所示。表一中的c、φ值系固结快剪峰值,未经折减,建议对c、φ值视主体工程基础施工时对土体可能产生的扰动程度、施工季节和支护方案进行适当折减。对于淤泥质土,由于其灵敏度高,折减的幅度宜适当加大。同时,还应考虑挖土机械及车辆、材料等对浅部土体的影响。
表一 基坑围护及降排水设计所需岩土参数建议值表
1、基坑支护施工技术的特点
(1)通常在人口密集的城市应用基坑支护技术,在城市中的建筑施工环境一般很复杂:场地小,易被周围环境影响,例如周围建筑、市政排水管道等。这就使基坑支护的施工带来了很多麻烦;(2)基坑的支護结构通常都是临时构建的,因此在施工中所进行的安全设施管理相对薄弱,有很高的风险性;(3)受到施工场地的工程水文条件、土地性质和周边坏境等诸多因素的影响,使得基坑工程非常强的地域性,因此,在基坑支护施工技术的运用上,一定要根据具体的施工环境而采取具体的施工技术,施工人员要在施工中不断进行经验总结,实现基坑支护体系的不断优化。
2、基坑支护施工技术
2.1 深层搅拌桩基坑支护技术
深层搅拌桩基坑支护技术一种实用性强的基坑支护技术,但通常其开挖深度要保持在6米以内,而且还要通过试验验证后才能开始施工。其具体是指通过机械与土层的搅使用水泥固化剂和软化剂形成水泥土挡墙,这个水泥土挡墙具有非常高的整体性和很强的稳定性。
2.2 钢板基坑支护技术
钢板桩支护技术是一种简单,经济的支护技术。它主要由锚拉杆和钢板桩构件组成。一般来软土地质基坑支护工程在 7 米以上,因为钢板本身有很大的柔性,所以使用钢板桩支护技术需要有多层支撑或锚拉杆的设置,来避免钢板变形问题的产生。
2.3 土钉和锚杆基坑支护技术
土钉支护是我国目前应用较为广泛的一种较可靠、施工快、经济性强的支护技术。主要是一种把土钉当成主要的受力构件的边坡支护技术,由密集的土钉群被加固的原位土体喷混凝土面层和必要的防水系统组成,土钉支护可以和支护喷锚相互结合使用。
2.4 地下连续墙基坑支护技术
地下连续墙基坑支护技术是一种形式较多的基坑支护技术,通常来说承重、防水、挡土、和抗及地下室外墙都可以完成。这种技术使用机械开挖后直接放钢筋笼进行浇筑,具有适应性强、速度快的特点,可是其单体造价相对较高。
2.5 排桩基坑支护技术
排桩支护具体是指以钢筋混凝土钻孔或挖孔灌注桩间隔列队布置作为挡土结构的施工技术。这种支护技术一般要考虑到具体施工地质情况进行基坑支护选型,其形式较多。
2.6 混凝土支撑梁支护技术
混凝土支撑梁适用于:(1)软地基深基坑超深地下室基坑的施工;(2)基坑周围埋有管线、对环保要求高、周边建筑物较接近和土方工期紧迫的基坑施工;(3)吊机无法到位进行支撑吊装的基坑;(4)基坑周边场地狭窄,缺少作为材料和机械设备的堆放场地。钢筋混凝土支撑表现为水平受压为主,由于钢筋混凝土支撑与钢支撑不同,它具有变形小的特点,加上采用配筋和加大支撑截面的方法,可以提高钢筋混凝土支撑的强度,用以作为支撑的混凝土能充分发挥材料的刚度大和变形小的受力特性,它能确保地道施工以及周边邻近建筑物、道路和地下管线等公共设施的安全,因此,它是作为深基坑支护技术的新形式和新材料。混凝土支撑梁采用了大跨度钢筋混凝土内支撑梁或圆环拱形钢筋混凝土内支撑形式,材料便宜,节省了其它支撑结构(如钢结构)一次性投入的大笔资金。另外,由于采用机械化挖土,工效大大提高,降低了工程造价。
3、基坑土方开挖施工
深基坑土方开挖施工要点:(1)基坑放坡系数按1:1放坡,反铲挖掘机进行大开挖;(2)土方开挖时,地下水位必须降至基坑底板以下500-1000mm;(3)基坑开挖基底标高后,及时人工挖设排水沟、集水坑,用于下雨后的基坑内排水;(4)边坡防护,基坑随开挖进行边坡防护。在基坑斜表面采用80mm厚C20细石混凝土浇筑,主要作用是防止雨水冲刷造成边坡塌方;(5)基坑挖土分二次开挖,第一次开挖至二级井点施工位置,地面下4m处,作轻型井点降水;(6)第二次挖土,在轻型井点抽水效果良好后,挖至设计标高;(7)开挖时有专人指挥,基底土质经有关人员现场确认后,立即用人工进行修整,及时浇筑混凝土垫层;(8)避免雨天施工,施工过程中如遇到降雨,则停止施工;(9)及时组织验槽,避免槽底暴露时间过长;(10)土方开挖结束后及时在四周作砖砌挡墙,外表面抹1:1水泥砂浆,防止地面上水流入基坑;(11)在基坑四周搭设脚手架护拦,高度1200mm,防止人员跌落基坑,造成安全事故。
4、深层水泥搅拌桩施工
4.1 深层水泥搅拌桩施工工艺
深层搅拌水泥土桩是用特制的进入土深层的深层搅拌机将喷出的水泥浆固化剂与地基土进行原位强制拌合制成水泥土桩,相互搭接,硬化后即形成具有一定强度的壁状挡墙既可挡土又可形成隔水帷幕,对于开挖深度不是很深的基坑,皆可用作支护结构。深层水泥搅拌桩施工工艺流程如图一所示:
4.2 深层水泥搅拌桩施工要点
(1)场地平整:清除地表的淤泥和杂草及粘土层;(2)测量定位:由经纬仪放出主轴线,定出各桩的位置;(3)试桩:施工前的试桩,数量不小于2根,以掌控施工各项参数;(4)施工时确保加固深度范围内土体任何一点能搅拌2次以上;(5)施工中保证搅拌桩机底盘的水平和导向架的竖直,搅拌桩的垂直偏差不得超过1%,桩位的偏差不得大于50mm,成桩直径和桩长不得小于设计值;(6)水泥浆制备:水泥采用3.25普通硅酸盐水泥,水泥的掺入量为被加固土的15%,或每立方米加固土掺入250kg;(7)水泥搅拌桩的质量控制必须贯穿于施工的全过 程,同时进行全过程监控,随时检查施工记录和计量记录;(8)根椐施工工艺对水泥搅拌桩进行质量评定。检查重点:水泥用量、桩长、搅拌头转数和提升速度、复搅次数和复搅拌深度、停浆处理方法;(9)成桩7天后,采用浅部开挖桩头,深度宜超过停浆面下0.5m,目测搅拌的均匀性,量测成桩直径,检查量为总桩数的5%;(10)导墙轴线偏差限±10mm以内,导墙净宽度偏差限±5mm以内,以保证地下连续墙偏位不超过±30mm。护壁泥浆一般采用膨润土制备的泥浆,新拌制的泥浆应静停稳定后使用。切削成槽、钢筋笼制作吊装接笼、水下灌注混凝土连续性等均进行严格控制,特别是槽段搭接接头处理至关重要,已成形混凝土墙槽底靠近接头处的沉渣和清渣应到位。
结束语:
随着城市高层房屋建筑的不断发展,其要求也越来越高,基坑支护技术的施
工要求也必然越来越高,它直接关系到整个高层房屋建筑的施工和使用的安全
性。在基坑支护施工过程中,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;在建筑基坑施工时,要采取相关基坑支护措施,确保坑底稳定,防止塌方事故发生,以免影响到周边的房屋。基坑支护好坏,直接影响着建筑工程的质量和安全。
参考文献:
[1] 王宗鸣.基坑支护施工技术在某综合楼建筑工程中的应用[J].价值工程,2011,30(11):89-90.
[2] 陆毅,陈军,诸体康等.浅析高层房屋建筑基坑支护施工技术[J].城市建设,2011,(15):97-98.
[3] 潘天雄.基坑支护工程的施工技术与质量控制研究[J].科学与财富,2010,(12):45,27.
[4] 孙培君,卢孟柯.房屋建筑基坑支护施工技术与方法探讨[J].企业家天地(下旬刊),2012,(2):98.
作者简介:陈嘉,男,生于1986年11月,浙江省杭州市临安市人,毕业于浙江科技学院,土木工程专业,大学本科学历,目前从事建筑工程施工管理工作。