高层建筑深基坑支护技术及质量控制要点探讨

发表时间:2020/4/30   来源:《基层建设》2019年第33期   作者:覃佑峰
[导读] 摘要:随着当前城市化的不断深入,城市涌现出大量的高层建筑,而要完成高层建筑的建设任务,基坑开挖是一个必要的组成部分。
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        摘要:随着当前城市化的不断深入,城市涌现出大量的高层建筑,而要完成高层建筑的建设任务,基坑开挖是一个必要的组成部分。因此深基坑开挖的支护施工技术对于整个工程的质量有着十分重要的影响。本文主要探究了高层建筑深基坑支护施工技术,并且就深基坑开挖支护施工技术中容易出现的问题,提出了一些解决方案。
        关键词:高层建筑;深基坑支护;施工技术;质量控制
        一、概述
        随着我国经济建设的发展,城市的大型和高层建筑大量建设。深基 坑工程施工场地紧凑、临近建筑近、凸显基坑越来越深、大等特点。目前国内高层建筑最深度达-30多米。深基础施工是大型和高层建筑施工中极其重要的分项工程,而深基坑支护结构技术无疑是保证深基础顺利施工的关键。高层建筑为满足承载力、埋深要求,考虑建筑功能和成本,其基础多设计带有地下室的深基础,且大部分施工场地窄小,不能 采用基坑边缘放坡,只能采用桩柱、墙等特殊支护结构。做好基坑支护的质量控制对保证施工安全、临近建筑物及施工人员生命、财产安全极其重要。
        二、基坑工程具有如下特点:
        1)基坑支护体系是临时结构,安全储备较小,具有较大的风险性。基坑工程施工过程中应进行监测,并应有应急措施。在施工过程中一旦出现险情,需要及时抢救。在开挖深基坑时候注意加强排水防灌措施,风险较大应该提前做好应急预案。
        2)基坑工程具有很强的区域性。如软粘土地基、黄土地基等工程地质和水文地质条件不同的地基中基坑工程差异性很大。同一城市不同区域也有差异。基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖都要因地制宜,根据本地情况进行,外地的经验可以借鉴,但不能简单搬用。
        3)基坑工程具有很强的个性。基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖不仅与工程地质水文地质条件有关,还与基坑相邻建(构)筑物和地下管线的位置、抵御变形的能力、重要性,以及周围场地条件等有关。有时保护相邻建(构)筑物和市政设施的安全是基坑工程设计与施工的关键。这就决定了基坑工程具有很强的个性。因此,对基坑工程进行分类、对支护结构允许变形规定统一标准都是比较困难的。
        4)基坑工程综合性强。基坑工程不仅需要岩土工程知识,也需要结构工程知识,需要土力学理论、测试技术、计算技术及施工机械、施工技术的综合。
        5)基坑工程具有较强的时空效应。基坑的深度和平面形状对基坑支护体系的稳定性和变形有较大影响。在基坑支护体系设计中要注意基坑工程的空间效应。土体,特别是软粘土,具有较强的蠕变性,作用在支护结构上的土压力随时间变化。蠕变将使土体强度降低,土坡稳定性变小。所以对基坑工程的时间效应也必须给予充分的重视。
        6)基坑工程是系统工程。基坑工程主要包括支护体系设计和土方开挖两部分。土方开挖的施工组织是否合理将对支护体系是否成功具有重要作用。不合理的土方开挖、步骤和速度可能导致主体结构桩基变位、支护结构过大的变形,甚至引起支护体系失稳而导致破坏。同时在施工过程中,应加强监测,力求实行信息化施工。
        7)基坑工程具有环境效应。基坑开挖势必引起周围地基地下水位的变化和应力场的改变,导致周围地基土体的变形,对周围建(构)筑物和地下管线产生影响,严重的将危及其正常使用或安全。大量土方外运也将对交通和弃土点环境产生影响。
        因此基坑支护的质量好坏对于建筑工程质量的保证能够起到决定性的作用,关系着施工人员生命、财产安全以及临近建筑物及的安全问题。
        三、基坑支护的施工技术
        1、基坑支护准备阶段
        在基坑支护开工之前,工程技术人员应该对场地地面标高以及基坑的开挖深度做一个复核工作,防止开挖之后发现错误,给工期和成本造成影响,并且还要同时注意周围建筑物的基础埋深、基础类型、道路走向以及管线布置情况。如果在复核工作中发现了实际情况和勘察设计报告中所得到的工程地质情况、场地情况不一致,应该及时与勘查设计单位联系沟通,并且及时措施恰当的调整。


        2、基坑支护支护桩施工
        支护桩可以使用人工挖孔桩,护壁则使用钢筋混凝土。
        3、基坑支护锚杆施工
        锚杆作为深入地层的受拉构件,它一端与工程构筑物连接,另一端深入地层中,整根锚杆分为自由段和锚固段,自由段是指将锚杆头处的拉力传至锚固体的区域,其功能是对锚杆施加预应力;锚固段是指水泥浆体将预应力筋与土层粘结的区域,其功能是将锚固体与土层的粘结摩擦作用增大,增加锚固体的承压作用,将自由段的拉力传至土体深处。在基坑开挖深度的要求满足要求之后就可以进行锚杆施工。
        4、基坑支护土方开挖
        在施工前,需根据工程规模和特性,地形、地质、水文、气象等自然条件,施工导流方式和工程进度要求,施工条件以及可能采用的施工方法等,研究选定开挖方式。明挖有全面开挖、分部位开挖、分层开挖和分段开挖等。全面开挖适用于开挖深度浅、范围小的工程项目。开挖范围较大时,需采用分部位开挖。如开挖深度较大,则采用分层开挖,对于石方开挖常结合深孔梯段爆破(见深孔爆破)按梯段分层。分段开挖则适用于长度较大的渠道、溢洪道等工程。对于洞挖,则有全断面掘进、分部开挖和导洞法等开挖方式。
        四、高层建筑深基坑支护施工要点
        设计和施工深基坑支护一定要注意如下几个要点:
        1、在城市施工时,一定要考虑支护体系对周围道路、管线和建筑物的影响,尽可能将影响程度控制到最小。
        2、施工过程考虑周围居民的生活。一定要坚持文明施工,在不打扰周围居民正常生活的情况下进行基坑支护工作。
        3、由于深基坑作业面场地狭小,工期比较紧张,因此施工要严格按照施工组织计划来推进,合理安排,保持工程持续、顺畅的推进。
        五、准备深基坑支护的应急预案
        深基坑支护的应急预案必须要提前做好信息的采集、整理、反馈、控制和决策等一系列准备工作。由于在深基坑开挖过程中,对于边坡稳定要做好维护工作,防止出现潜在的危险。必须要加强监测,发现了异常情况,要及时采取恰当的解决措施,防止邻近建筑沉降和边坡失稳等此类事故的产生。
        六、基坑支护监测
        通常基坑支护工程的理论和技术与实际施工之间存在一定的差异,同时基坑由于地质条件复杂多变,基坑支护施工适宜采取变形监测,以确保基坑支护的安全。
        深基坑支护施工中采取的监测点的布置范围为基坑边坡开挖的影响区域,按略大于二倍的基坑深度考虑,同时考虑到监测对象的特定情况(重要性、距离远近、构造情况和基础形式等)。本基坑边坡周边每20~25m、基坑阳角应设立一个沉降、位移监测点,为利于工程施工完毕后分清路面破损形成的过程和责任,必须在工程正式开工前对路面现状进行详细调查,并对道路的现状(材质、平整度、表面特征、破损及开裂)情况进行拍照、描述归档,以便于今后的对比分析,并定期跟踪巡视视察,若出现较大变化时及时将情况上报有关各方。在上述的基础上应选择部分危害性较大和本工程的影响较大的点采取石膏膜设点,进行定期跟踪观察,并进行专门的描述和拍照等。分期分阶段将监测情况记录汇报有关各方。此类监测点的设置将在详细调查现状的基础综合确定,同时对在施工间出现的开裂,尤其注意监测,并及时将情况上报有关单位。
        结语
        基坑工程是建筑工程的一个重要组成部分,特别是深基坑工程施工的成败往往事关工程全局。深基坑施工的安全可靠,直接关系着高层建筑的安全性、稳定性和长久性。深基坑的支护工程要从支护的设计和施工两面着手,确保质量。良好的基坑支护施工技术,是整个工程施工顺利的前提与保证,是整个庞大工程的重要开端。因此,加强对建筑深基坑施工技术的认识与探讨意义重大。
        参考文献:
        [1]王锡平.某高层建筑深基坑支护结构设计与监测[J].油气田地面工程,2005(9).
        [2]GB50086- 2001,锚杆喷射混凝土支护技术规范[S].北京:中国计划出版社,2001.
        [3]GB50330- 2002,建筑边坡工程技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.
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