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摘要:近年来,随着经济的快速发展,高层建筑、地下建筑工程大幅度增加,在此背景下深基坑支护技术得到了广泛的应用。合理的基坑支护技术是保障建筑物安全施工的关键,为确保整个工程能够顺利进行,就要根据工程的实际需要,选取经济合理的施工方案,,采用科学、合理高层建筑深基坑支护的技术,保证工程建设的质量。本文在此从深基坑支护的技术要求出发,对深基坑支护施工过程中的几个关键的技术要点做了一定的分析。
关键词:深基坑;支护技术;支护桩;锚杆
前言:
深基坑支护技术的应用能够增加建筑物的稳定性,从而能够更好地保证建筑工程的整体质量。施工中为了进一步确保地下与道路设施、基坑边坡、基坑开挖深度、基坑四周建筑物的安全,就必须要在综合考虑场地周边荷载和周边环境、施工季节、降排水条件、地下室的要求、支护结构的使用年限、水文地质与工程地质条件等因素,因地制宜采用合理的支护形式和施工技术。
一、深基坑支护施工概述
基坑支护施工是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全,对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施的施工。常见的基坑支护型式主要有:排桩支护,桩撑、桩锚、排桩悬臂;地下连续墙支护,地连墙+支撑;水泥土挡墙;钢板桩支护;土钉墙(喷锚支护);逆作拱墙;放坡;基坑内支撑等等。
深基坑工程包括挖土、挡土、围护、防水等环节,是一项复杂的系统工程,任何一个环节的失误都有可能导致施工失败,甚至造成事故。施工单位要严格按照施工规程、经批准的施工组织设计及相关的技术规范组织施工,对各施工要点要制定具体措施,并加强过程控制。例如,确定土方开挖方案时,应对周围建筑物、构筑物进行拍照和录像,对地质勘测报告、周围建筑物及地下设施情况等信息进行分析,对特殊土质需精心组织施工,膨胀土地区不宜在雨季开挖,软土地区分层开挖的深度不宜太大。离基坑壁15m范围内为控制开挖区,区内必须采用分层分段开挖,每层开挖至锚索下0.5m,每段不超过2.0m。待支护结构稳定后再继续开挖下一层和下一段。
二、建筑工程深基坑支护的技术要求
支护技术落实必须要参考相关的施工方案,在方案设计中,负责人需要引入最先进的技术和设计理念,以提升支护质量。负责人还要将现场施工情况作为重要参考,使施工方案针对性、可靠性更强。施工方案应满足深基坑地质要求,如果出现软弱地基,方案中还要涉及到软基处理技术。所以深基坑支护施工综合性和复杂性较强,在编制施工方案时,其需要满足以下两种技术要求。其一,关注边坡,使其稳定可靠性得到保证,避免深基坑施工中,边坡变形问题。还要关注周围建筑物等的位移沉降情况,一旦出现建筑物沉降或管道开裂等问题,施工人员需要立即实施救场措施,使其变化速度降低。在此方面,施工负责人需要针对此类问题,编制相关的应急计划。其二基坑开挖一段后,支护技术开始实施,此时该技术与开挖技术同步落实,施工方案还要保证这两项技术落实的有效性和顺利性,如此基坑施工才会顺利。
三、深基坑支护施工过程中的几个具体技术要点
1、合理选择支护施工方法
重力式挡土墙支护结构、混合式支护结构和悬臂式支护结构是深基坑支护的三种主要方式,悬臂式支护结构潜入基坑底部的岩体或土体,借助于岩土体的支撑作用保证结构的稳定,适用于基坑开挖深度较小、土质条件较好的情况下,而重力式挡土墙则依靠自身的重量来保证支护结构在各种压力下的平衡,混合式支护结构可以简单的理解为锚杆支护结构,借助于锚杆以及喷射混凝土面层,使基坑与支护结构形成一个整天,相互作用,保证基坑支护的安全。如何根据实际情况合理选择施工工艺,在经济的条件下尽可能的保证安全和稳定,是一个重要的研究课题。
2、基坑降水
基坑降水的方案有很多种,比如明沟加集水井降水、轻型井点降水、喷射井点降水、深井井点降水等,其中数前两种降水方案使用较多。实践中对于那些地下水位相对较高的区域,在深基坑支护施工过程中地下水会对其产生较大影响。地下水有较为丰富的来源,比如雨水、上层滞水或潜水,同时还包括渗漏水。在支护施工时应当先对周围的环境条件进行综合调查分析,并且结合本地地质条件以及水文资料等,制定科学合理的降水方案。
在降低地下水位过程中,应当避免选择连续抽水模式,严格控制出水的含砂土量,以防止地下砂土流失掏空,导致地面沉降、基坑管涌流砂。
3、基坑土方开挖
基坑土方开挖遵循‘“分段、分层、分块挖土,先中间后两边,随挖随撑,限时完成”的原则,利用土体在基坑开挖过程中位移的变化规律,对基坑开挖作动态管理,采用监控量测手段实行信息化施工,确保基坑变形量在设计允许之内。
水平开挖采用从一端先向另一端分段顺序开挖,竖向开挖采用由上到下顺序分层开挖。开挖时支撑和挖土紧密配合,随挖随撑。基坑沿纵向分段分层开挖,每层每段开挖长度不宜超过支撑的间距,第一层一般为7~8m,在第二层及以下土层一般为4m左右,每层开挖面标高以该层支撑的底面或设计基坑底标高为准,开挖完成及时安装钢支撑施加预应力。
为防止边坡失稳,施工前先清除基坑边堆土等荷载,同时在基坑四周做好防排水和管线保护措施。基坑开挖主要采用挖掘机进行,每一开挖区域分别配备长臂挖掘机和小型挖掘机。长臂挖掘机置于地面垂直开挖和装运土方,小型挖掘机主要用于底部、边角清理开挖和收集土方。基坑开挖分层进行,从上到下、按层次序进行开挖,严禁掏底开挖。土方开挖分三层进行,每层均挖至钢支撑以下0.5m位置,坡度和台阶满足挖掘机作业要求同时尽量缩短长度。
4、支护桩施工
目前深基坑支护工程中通常使用人工进行孔桩的开挖,护壁则采用赶紧混凝土。比如,用吊桶和电动葫芦运输进行灌注桩土方开挖过程中,灌注、混凝土配制、安放、钢筋笼制作、清孔以及成孔等操作环节的质量一定要严格控制,达到施工技术标准要求,以便于保证桩的质量。
5、锚杆支护
在施工选择时,要先对墙面和耐受力壁进行检测,只有墙面或受力壁达到使用锚杆支护施工要求时,才能使用锚杆支护。使用时要对锚杆支点打圆柱形孔,并用泥浆对圆柱形孔进行灌注。使用时需要注意的是,支护砼与支护柱中心的误差要控制在50mm范围之内,锚杆嵌入墙面深度要达到100cm以上;墙面打孔后,在灌浆前要对打的孔进行清理,保证无沉渣颗粒;检查各构件位置要准确無误;混凝土现浇时要控制速,搅拌均匀排除气泡,并检查钢筋笼是否移位或上浮。
6、土体止水效果控制
深基坑土体止水是深基坑施工中最重要工作之一。要制定有针对性的止水方案,一定要先弄清楚这些地下水的来源。地下水根据其来源可以分为上层滞水、潜水、雨水、承压水和管道渗水等。这些水源情况各异,对施工影响也有轻重,所以在制定技术措施时,要分清轻重缓急。有些水源会受到丰水期和枯水期的影响,水位高低会随之变化。像滞水、潜水和雨水,在技术措施设计时,要注意从降水、排水、放水等角度考量对策,还要针对周围环境因素制定止水方案。如果周围有建筑存在,最好选择以堵为主抽水为辅的方法,避免导致基坑土体的流失、管涌、流沙,形成建筑物的沉陷,造成安全事故。
7、基坑支护监测
应当采用恰当的技术措施对高层建筑深基坑支护的过程进行全方位监测,一方面可以实时掌握了解工程情况与进度,另一方面可以作为后续工程开展的重要依据。在基坑支护监测中,要加强对支护位移、强度、结构完整性、变形等要点部位及指标的重点监测,通常在基坑开挖后的每隔两到三天的时间内就要对支护现场进行全方位的监测,若监测中察觉到问题,应当在问题解决的过程中加强监测的强度与频率,以保证基坑支护工程的质量。如某工程中,在地下水位处设置8个监测点、支撑应力227个;支护桩水平位移、顶沉降处设置16个监测点,环撑沉降含6个监测点;地下管线含有16个沉降观测点等。
四、结语
综上,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。施工过程中应充分考虑实际情况,选择最经济、最适用的支护结构,采用先进的施工工艺,科学的管理方法,真正实现深基坑支护工程的顺利进行。
参考文献:
[1]黄翔. 浅析建筑工程深基坑支护施工技术[J]. 黑龙江科技信息,2013
[2]朱庆.浅析高层建筑深基坑支护施工技术[J].科技促进发展.2010(12)