建筑工程施工中基坑支护技术的应用浅析

发表时间:2020/5/6   来源:《基层建设》2020年第2期   作者:李斌豪
[导读] 摘要:在建筑工程中,基坑支护是一种关键的技术,影响基坑的安全性和稳定性。
        上海同济建设有限公司  上海  200000
        摘要:在建筑工程中,基坑支护是一种关键的技术,影响基坑的安全性和稳定性。本文将从常见的基坑支护技术出发,指出基坑支护的影响因素和技术要点,并结合工程实例进行分析,希望为实际施工提供经验借鉴。
        关键词:建筑工程;基坑支护;影响因素;技术要点
        建筑工程中,一些深度较深的基坑开挖存在一定危险性,对这些基坑进行提前支护,能有效减少开挖后对周围环境的影响,确保后续施工顺利进行,并保护施工人员的安全。随着施工技术的发展,越来越多的支护方案出现,如何进行合理选择,提高支护作业的质量,成为施工企业关注的重点。以下结合实践,探讨了基坑支护技术的应用。
        1.建筑工程中常见的基坑支护技术
        1.1 土钉墙支护
        利用土钉墙对天然土体进行加固,并且和喷射混凝土面板相结合,来抵抗墙后的土压力,保证开挖面的稳定性。土钉墙支护施工,一般需要钻孔、插筋、注浆;也可以直接打入角钢、粗钢筋。该支护法适用于:①有一定粘结性的杂填土、粘性土、粉土、黄土与弱胶结的砂土,②地下水位低于开挖层;不适用于:①含水丰富的细砂层,②没有临时自稳能力的淤泥土层,③腐蚀性土。
        1.2 锚杆支护
        锚杆支护是利用金属件、聚合物等材料制成杆柱,打入地表岩体或硐室周围岩体预先钻好的孔中,和岩体产生悬吊、组合梁、补强效果,实现支护目标。锚杆支护的优点是操作简便、使用灵活、成本低、占用施工净空少。锚杆支护适用于硬土层或破碎岩石中的深基坑,主要流程包括钻孔、锚杆制作与安装、灌浆、张拉预应力、封锚。按照地质情况、使用条件的不同,锚杆主要分为以下几类:全长粘结型锚杆、端头锚固型锚杆、摩擦型锚杆、预应力锚杆、自钻式锚杆,要求施工企业合理选择。
        1.3 三轴SMW工法桩
        SMW工法,是使用多轴型钻掘搅拌机进行钻掘,在钻头处喷出水泥系强化剂,和地基土反复混合搅拌,然后在水泥土混合体未结硬前插入型钢或钢板,水泥结硬后形成具有一定强度和刚度的、连续完整的地下墙体。其中,三轴SMW工法桩最为常用,适用于粘性土、粉土、砂土、砂砾土、Φ100以上的卵石,以及单轴抗压强度在60MPa以下的岩层。技术优点是:①施工不会扰动临近土体,不会造成地面沉降、地下设施移位等情况;②墙体全长没有接缝,具有更好的止水性;③工期较短,每一台班可成墙70~80m2;④产生的废土量少,能节约运输费用;⑤型钢插入深度小于搅拌桩的深度,部分可以回收利用。
        2.基坑支护的影响因素和技术要点
        2.1 影响因素
        第一,地质条件。对基坑进行支护前,施工人员应该了解现场的地质水文条件,明确地质构造特点,然后对施工方案进行科学设计。而不同地质条件,采用的基坑支护方案也不尽相同。不同基坑支护类型本身构造不同、施工难度不同、也都会对施工质量带来明显影响。
        第二,建筑变形。基坑在地质情况的干扰下,很可能发生变形,降低了支护方案的稳定性。因此,设计支护方案时,应该考虑到建筑变形这一因素,结合现场情况计算失稳率,才能保证支护方案的有效性。
        第三,支护方案。边坡开挖后,应该根据边坡土质和力学特征选择支护方案,例如:土质边坡的硬度小,可采用砂浆锚杆支护,提高边坡的硬度,满足施工标准要求;岩质边坡的硬度大,可采用喷射混凝土技术,能降低资源消耗和成本[3]。
        2.2 技术要点
        第一,完善准备工作。在建筑工程中,基坑支护应该结合现场的地质环境,制定科学可行的施工方案,完善准备工作。对施工企业而言,应设计两套施工方案,一套是主方案,一套是应急预案,以应对突发事件,避免延误工期。现场勘查时,对关键部位进行标记,例如孔洞,提高后续施工准确性。

认真做好测量放线工作,利用测量数据指导施工作业,将误差控制在允许范围内。
        第二,控制材料质量。以SMW工法桩为例,控制好水泥原材料质量与掺量,才能保证基坑支护成果。原材料进场时,及时开展试验检测,例如型钢的规格、长度、水泥凝结时间、强度、体积安定性等指标均要达标;施工中还要对水泥掺量进行严格抽查与控制,切实满足现场施工要求。
        第三,监测基坑变形与周边环境。基坑支护施工中,可能会干扰周边环境,施工中应该使用专业测量设备,监测地质环境变化,指导施工人员进行安全防护[4]。而基坑开挖过程中,也要定期检测基坑的变形情况,一旦单日变形量或累计变形量超过报警值,应立即通知建设、设计、勘察单位并及时采取措施,避免出现安全事故。
        3.工程实例分析
        3.1 工程概况
        以同悦锦园项目基坑围护工程为例,位于太仓市科教新城。本工程总建筑面积72177.01m2,地上计容总建筑面积43422m2,包括2栋15层住宅、9栋6层住宅、2栋5层住宅、1个两层地下车库、1个一层地下车库。基坑总面积约21236m2,围护外圈周长约683m;基坑一般区域开挖深度4.45-8.40m。
        3.2 基坑支护方案
        本工程地下一层区域主要采用复合土钉墙及重力式水泥土搅拌桩挡墙的围护形式;地下二层区域主要采用主要采用SMW工法桩内插H700×300×13×24型钢及钻孔灌注桩的围护形式,竖向设置一道内支撑,局部竖向设置两道内支撑;地下一层与地下二层高差处及13#楼基坑均采用重力式水泥土搅拌桩挡墙的围护形式;1、2#楼基坑采用一级放坡开挖。
        三轴搅拌桩施工采用三轴钻机作为钻孔、注浆、搅拌、成型施工设备,再配置国产改进型JB160A步履式打桩机施工。在搅拌下沉过程中,利用9m3空压机输送压缩空气使周围土体松散,保证水泥浆液与周围土体充分接触,提高成桩的强度和防水性能,水泥浆液采用BZ-250压浆泵注入。工艺流程是:场地回填平整→测量放线→开挖沟槽→搅拌机定位调正→三轴搅拌桩孔位定位→搅拌注浆→钻杆下沉与提升→注浆、搅拌、提升→清理沟槽内泥浆→水泥土搅拌桩成桩质量检验。支护施工中,通过监测对工程结构本身以及周边环境安全进行有效监护;验证设计,指导施工,为信息化施工提供参数;并保障现场作业人员安全。
        3.3 支护效果
        相比于复合土钉墙、钻孔灌注桩结合高压旋喷桩,三轴SMW工法桩的支护效果更好,验收结果显示桩底标高、桩位偏差、桩径、施工间歇等指标均满足规范要求。此外,工法优势总结如下:①降低施工成本,企业加强施工管理和技术创新,能树立三轴SMW工法桩的品牌效应,提高企业竞标时的竞争力。②型钢可以重复使用,一般能使用4次以上,有利于节约钢铁资源,实现循环利用,推动循环经济、节约型社会的建设。③施工完成后,型钢大部分拔除回收,不会影响地下构筑物和管线,避免地下空间资源受到污染。
        结语:
        综上所述,建筑工程施工中,基坑支护是一种常见的技术处理方式,通过提高基坑的稳定性,保护施工人员的安全。文章介绍了常见的基坑支护技术,指出施工影响因素和技术要点,结合工程实例重点阐述了三轴SMW工法桩的应用效果。希望为类似工程提供借鉴,促进工程施工顺利进行。
        参考文献:
        [1]陈梓荣.钢塑土工格栅在边坡工程中应用案例[J].四川水泥,2019,(12):162-164.
        [2]孔娜,何巧灵,陈玲玲.水利工程施工中边坡开挖支护技术的应用研究[J].工程技术研究,2019,4(20):61-62.
        [3]何明亮.矿坑边坡支护技术的应用案例分析[J].世界有色金属,2019,(7):234-235.
        [4]杭靖.公路高边坡稳定性评价及支护优化设计研究[J].黑龙江交通科技,2019,42(7):42,44.
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