超高层房屋建筑基坑支护施工技术研究 杨景宗

发表时间:2020/4/14   来源:《基层建设》2020年第1期   作者:杨景宗
[导读] 摘要:环保建设和绿色生活的理念已经深入到我们日常生活中,目前,一线城市已经开始实行垃圾分类。
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        摘要:环保建设和绿色生活的理念已经深入到我们日常生活中,目前,一线城市已经开始实行垃圾分类。从中可以看出我们越来越重视保护环境,因此,在房屋建筑中也应当使用绿色材料,或者是使用环保可循环的建筑材料,在节省能源的基础上也能够保护环境。在超高层房屋建筑深基坑支护施工技术的探索与研发的过程中,相关工作领域人员可以考虑纳入绿色环保的因素,使实施技术从诞生起就带有环保的特色。
        关键词:超高层建筑;房屋建筑;基坑支护;施工技术
        1.房屋建筑深基坑支护施工技术的定义
        房屋建筑深基坑支护施工技术具体是指在房屋建设过程中,第一步是要挖地基,而普通建筑地基一般较窄较浅,而在深基坑支护施工技术中一般要求地基一般要大于五米且宽度不少于两米。除此之外,在房屋建筑深基坑支护施工技术中也有配套的支护结构,在地基成型之初会在地基表面安放钢筋,以固定地基形状,防止地基崩塌或者是其他垃圾或赃物落入地基。最后,最重要的是,在挖建地基的过程中应当把挖出来的土堆在地基两旁,防止雨水流入地基内。其次,如果条件允许,最好选择地势较高的地方进行挖基工作。
        2.房屋建筑基坑支护施工技术特点
        2.1临时性
        房屋建筑基坑支护施工具有突出的临时性。对于相应房屋建筑基坑施工需要进行临时防护结构的设置。随后在基础浇筑完成的前提下,将临时支护结构拆卸。
        2.2统筹性
        依据房屋建筑建设区域特点,房屋建筑工程施工人员需要根据相应房屋建筑周边环境特点。在不影响周边建筑基础与公共区域正常运行的前提下,采取局部加强支护结构,以保证基坑荷载力的有效传导。
        2.3灵活性
        由于房屋建筑基坑支护施工过程中,施工需求、施工环境成本等因素不断变化。因此,施工技术人员需要根据环境变化情况,灵活改变基坑支护结构形式,以保证其与施工环境系统相适应。
        3.超高层房屋建筑中深基坑支护常见技术
        3.1地下连续墙基坑支护技术
        如果上层建筑结构比较密集,在实施深基坑支护的过程中,要充分考虑到大尺度开挖基坑对周边建筑结构带来的影响,在深基坑挖掘结束之后,要采取必要的加固支护处理,这个时候通常会使用地下连续墙施工。这项技术是通过机械设备沿着基坑周边挖掘一条狭长的,一定厚度的地下墙壁,这扇墙可以有效的挡土和防水。地下连续墙主要优点就是施工便利,工程稳定性比较高,施工成本很低,施工过程中不会有噪音污染,适用于多种地质条件。地下连续墙技术具体施工工序是:根据工程的具体情况,挖掘深度一米到一米四的导墙,开挖的时候要保证槽口的平整性。然后往槽口内灌注泥浆,从而形成了比较光滑且防水的泥皮。在成槽之后,要通过机械设备来设立槽段,同时将槽段清理干净,再将钢筋笼放入到槽内。最后通过导管来灌注混凝土,要确保连续浇筑混凝土,同时要采取必要的养护措施,保障混凝土浇筑的整体质量。
        3.2钢板桩式的深基坑支护技术
        钢板桩支护技术的运用通常使用的是带锁扣的型钢,因为其强度可以灵活插入到基坑中,负载能力也很强。钢板桩支护技术施工比较快捷,施工成本具有可控性。与此同时,深基坑施工完成后,钢板可以进行回收利用。深基坑支护中使用到钢材型号要根据支护要求和施工环境进行灵活选择。最常用的就是U/L/Z三类。U型支护结构比较稳定,不会因为荷载增大而出现位移。Z型钢有着很强的坑腐蚀性,在具体应用过程中可以适当减少锁扣数量,从而提升支护的安全性。
        3.3土钉支护施工
        土钉支护施工是深基坑施工中非常重要的施工技术,通过土钉支护技术的应用能够有效的保障深基坑边坡结构的稳定性。通过土钉支护施工让深基坑边坡的土壤与土钉之间的摩擦力增加,起到了对深基坑支护施工中土层的保护作用,让深基坑结构更加稳定。在具体的施工过程中,必须要根据施工的要求和相关规范,对土钉支护施工进行科学合理的方案制定,明确土钉支护施工中的拉力和强度的选择,确保土钉支护满足深基坑支护的效果。在具体的应用过程中,首先要加强施工中监理的管理,通过严格的监理制度确保土钉支护的拉力符合施工标准,并且对于施工中各项施工内容进行严格监督,确保每一项施工都能够符合工程的标准,通过监理的监督方式提升工程的施工质量,严格控制施工的成本。其次,土钉支护中钻孔的深度要经过严格的计算,采用的钻机长度要符合施工规范,而且钻机必须要带有土钉支护标识。最后,在进行土钉支护施工时,要严格参照深基坑支护施工的相关要求和标准,合理控制施工中的水灰比,增强施工中添加剂应用的种类和数量,保持施工整体的规范性。注浆过程中还要确保水泥砂浆能够有效的进行填充,可以利用水泥砂浆自身的重力,通过自由落体完成对浆液的灌注,整个灌注浆液的过程要保持在浆液凝固之前完成。
        3.4逆作法技术
        逆作法是对建筑物地下结构自上而下进行施工的一种技术,其克服了常规支护技术中的临时支护等方面的不足,对于加快施工进度、节约社会资源和保护周边环境具有良好的作用。就施工工艺而言,逆作法主要分为以下四种:仅施工下部结构的“半逆作法”、上下同步施工的“全逆作法”、分层逆作法和部分逆作法。逆作法大多与地下连续墙的“桩墙合一”和“二墙合一”的形式进行联合使用,从而大大减小工程量、节约工程资源,拓展了地下空间的利用率。
        3.5人工冻结法技术
        人工冻结法是利用隔断地下水和暂时加固含水地层的方法提高荷载承载力和防水密封作用的一种特殊施工方法,除了含水量较小或者水流速较大的地层外,此种方法均适用,尤其对于复杂和特殊的地层环境更为适应。随着各类新型工艺的不断不出现,人工冻结技术也在不断的优化过程中,比如,冻结方法由传统的氨—盐水变为液氮、干冰冻结方法等。人工冻结法最终在基坑周围形成一个具有尺寸的三维空间结构,因此人工冻结法除了用于止水围护之外,还可以用于抢险堵漏,此种方法所存在的优越性具有广泛的应用前景。
        3.6“零占位”基坑支护技术
        “零占位”基坑支护技术是采用工程机械在紧邻既有建筑物的基坑一层地面上按照一定顺序进行斜孔钻孔,当钻至既有建筑物的基础下方土层的实际深度时,在切割孔周围的土体中高压喷入水泥浆液,然后通过一系列有顺序的旋转、喷射使得切割下土体和水泥浆液形成圆柱状水泥土体,然后固化成为水泥土组合体,从而达到基坑支护的目的。此种支护技术与一般支护技术的对比如图1所示。
       
        图1一般支护和“零占位”基坑支护对比示意
        4.超高层房屋建筑基坑支护技术应用
        4.1施工准备
        施工初期,前期准备工作应充分,提前做好人员、设备、材料的进场方案,核查施工现场的施工条件,编制基坑支护专项方案,提出施工技术建议、施工技术说明,制定技术实施流程。具体主要有以下几点:①要对深基坑施工现场的水文地质和工程条件做出详细的勘探并做出分析,之后讨论基坑支护方案是否满足施工要求;②调查施工区域地下管线情况,并制定移管方案;③结合图纸与基坑支护方案,复核是否存在问题,如果存在问题,应与有关设计人员进行联系,对基坑支护方案进行更改;④组织施工人员、材料、机械进场、施工测量、人员培训和技术交底工作。
        4.2支护桩施工技术
        灌注桩支护通常采用旋挖钻机成孔或冲击成孔,旋挖钻机成孔以施工速度快,施工机械移动方便为特点。如图2所示,其采用旋挖钻机钻进,采用修整法清孔,泥浆经净化后回用。具体钻探方法与土层、孔径、孔深、钻机结构有关。
       
        图2旋挖钻机施工示意图
        泥浆的主要功能是桩孔护壁。制作和埋设护筒时,确保护筒非常坚固且不泄漏。护筒直径>设计桩径200mm,护筒顶面应高出地下水位2m。护筒周围充满黏土,一定要保证护筒和桩的中心线在一条直线上。钻机就位并安装平稳后,在配制泥浆、制浆前,先将膨润土浸透,采用泥浆拌制箱分批拌制,膨润土在泥浆拌制箱中浸透并搅拌均匀,拌制时间一般不少于3min,泥浆拌制后,排入泥浆池,对泥浆池中的泥浆在使用中仍需搅拌。钻机安放前,先将桩孔周边垫平,使地面平整,确保钻机安放到位且机身平稳,钻机就位时应确保钻杆中心和桩位中心在同一铅垂线上,其对中误差应≤10mm。钻机就位后,测量钻机平台或护筒标高来控制钻孔深度,避免超钻或少钻。
        开孔钻进时应先轻压、慢钻并控制泵量,进入正常工作状态后,逐渐加大转速和钻压。遇地下水丰富易坍孔的粉质土,宜用低档慢速钻进,减
        少钻头对粉质土的搅动,同时应加大泥浆相对密度和提高水头,以加强护壁,防止坍孔。当钻孔达到设计要求的深度,停止钻进,将钻头放到设计标高慢速回转,将沉渣清除。起钻时应小心操做,防止钻头碰到孔壁,并向孔内补入泥浆,稳定孔内水头高度。成孔后应对孔径、钻深、孔底沉渣厚度、垂直度等逐项检查并记入钻孔记录和检查表中。孔位偏差≤10cm,斜度≤1%。
        4.3注浆加固
        在注浆加固过程当中,应用了使用淤泥质黏土注浆加固的方案。具体来说,在完成浆液材料配置后,将其注入到涂层裂缝当中,在赶走水分的同时对土层的稳定性进行增加。按照上行式注浆,即以分从上到下的方式灌浆,使用水泥浆液作为间隔由材料。在注浆站布置完成后,进行打压试验,在试验通过后钻孔钻进,将注浆加固宽度设置为2m,注浆压力控制在1-1.2MPa之间,以从稀到稠的方式注浆,当吸浆量显著增加后再进行调整。要保证施工的连续性,如果发现存在冒浆或者漏浆情况,即需要能够及时采取相关措施进行处理,如确实发生冒浆情况,可以对低压、限量以及封堵的方式进行应用,可以对间歇灌浆法进行处理,即进行反复以及多次的灌浆,同时做好间歇时间控制。
        结束语
        在建筑建设中,地基的质量十分关键,将直接关系到整体工程建设质量。在上文中,我们对房屋建筑深基坑支护施工技术进行了一定的研究。在实际工程建设中,即需要能够积极做好深基坑支护技术的应用,做好其中技术重点的把握,在保证深基坑支护质量、保证地基质量的基础上实现建筑工程的高质量建设。
        参考文献:
        [1]于海荣.超高层建筑的深基坑支护施工技术研究[J].城市建设理论研究(电子版),2018(36):113.
        [2]张希黔.处于世界先进水平的我国超高层建筑施工技术[J].施工技术,2018,47(06):5-12+52.
        [3]黄翀,古力.基坑支护技术在超高层工程中的有效性[J].住宅与房地产,2018(02):175.
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