天津市市政工程设计研究院 天津市 300392
摘要:深基坑支护技术的产生背景是人口大量涌入城市,亟需拓展地下空间,也因如此,深基坑支护的技术手段得到了发展。城市想要更好地进步,往往需要建造更多地下工程。传统的深基坑支护手段被不断运用及创新,长期以来,深基坑支护工程在城市建造中也取得了不错的成绩。本文针对深基坑支护工程技术的应用进行了简要分析。
关键词:深基坑工程;支护技术;应用
1深基坑支护工程技术简述
深基坑支护工程属于土木工程中的一个分支,进行深基坑支护可以确保施工场地周围的安全问题,是一种较可靠的防范措施,可以对场地外围进行支撑与加固。
2深基坑支护工程技术的应用
2.1深基坑支护方案的选择
1)熟悉场地情况及周围环境
依据地质勘探资料及平面总图对即结构平面位置、尺寸、建基面标高进行计算。将结构平面坐标现场放样定点,在施工现场用竹片桩定位,并用白灰将平面位置线型标出。这样就可以在工地现场比较直观的观察基坑开挖的平面位置、预计开挖的深度及周边环境等。
2)工程地质情况分析
根据勘测院提供的工程地质勘察报告判断土层类别及层数,例如素填土、抛石层、淤泥粉质粘土、强风化花岗岩等各类土层厚度分别为多少,并尽可能地进行现场踏勘,坑探。将设计地质情况与现场情况对照比较,判断是否二者是否相符。必要时可请有资质的勘测机构专门性有针对性地对将要实施深基坑开挖的构筑物所属实际位置补充勘探、加密地质钻孔数量,以确保地质剖面图及柱状图的准确性。应当要最大限度地避免由于工程现场地质条件与勘测报告不符而影响设计人员的力学分析及验算,并最终导致深基坑支护及开挖难以顺利实施。
3)安全稳定性分析及验算
施工人员与设计人员共同勘察施工现场,根据场地情况提出两种以上可行性的施工方案。设计人员根据工程地质勘察报告对支护方案进行有关安全稳定性验算,例如如果采取的是钢板桩支护,则验算的内容应包括钢板桩布置的范围、深度、滑动面位置及边坡稳定等进行计算,并落实钢板桩型号、截面模量参数以及对撑层数等。如果钢管对撑跨度较大,应进一步复核其挠度和增设中间立柱的必要性。所有的验算数据都要符合现行规范要求。
4)根据设计验算,选定合理方案
方案的选择要综合考虑总工期及工期节点要求、工程投资成本控制、现场的可操作性、安全性。选择过程须要反复地推敲、对比论证最终敲定最合理的方案。例如有两种比选方案,分别是拉森钢板桩支护和灌注桩结合高压旋喷桩止水帷幕支护措施,二者经设计验算均能满足深基坑支护要求。从工期角度分析,灌注桩需要平整场地、搭设桩机工作平台、钻孔、成孔、清孔、下钢筋笼、混凝土灌注、混凝土养护等工序较多、耗时较长,特别是混凝土要达到设计强度需要一定的龄期。而拉森钢板桩则速度较快,在材料、设备进场后、打桩工作平台修整后可以直接进行钢板桩施打,打桩结束并做好围檩、内支撑等措施后即可开始进行土方开挖,具有施工安全、占地空间小,可重复利用等特点。从投资角度分析,灌注桩施工难度相对较大,且支护功能结束后永久埋入地下,不能重复利用,成本相对较高。因此拉森钢板桩造价相对灌注桩而言也较低。从现场情况分析,如果深基坑所属位置处于城市道路主干道,交通量较大,交通导行困难且不允许长时间封闭交通,属于有工期节点要求须要快速施工的路段。因此从工期、造价和现场环境、交通状况等角度综合考虑可以选择拉森钢板桩进行深基坑支护施工。
作为典型的危大工程,开挖深度超过5m的深基坑支护方案需经过专家论证才可实施。
2.2合理的施工组织安排
1)施工临时道路布置
施工临时道路是基坑与外部连接的的通道,深基坑支护材料及工程实体构筑物施工所需要的材料都要从外部通过车辆运输至场地内,深基坑开挖的土方也要通过临时道路运出场外。因此要合理布置好基坑支护结构与场外道路的连接位置。要避免临时道路靠近基坑边缘修建,防止车辆或施工机械行驶过程产生的震动对基坑支护结构的稳定性造成影响。施工临时道路要尽量利用现有的永久道路,确实需要重新修建时,需要对道路进行硬化处理并洒水保持湿润防止车辆行驶过程中产生粉尘对环境造成污染。临时道路要根据基坑支护内构筑物施工过程进行动态调整,以满足材料运输要求并最大限度减少对基坑稳定造成的影响。
2)基坑支护实施方案
基坑方案确定后就要开始进行支护结构的施工,要严格依据经批准的深基坑专项方案实施。以钢板桩支护结构为例,先由测量人员定出钢板桩支护的轴线,钢板桩支护结构与拟建结构主体边线必须留有一定的工作面,已确保后期模板安装及混凝土施工过程中作业人员有一定的操作空间。每隔一定距离设置导向桩,导向桩可直接选用钢板桩,然后挂线绳作为导线,打桩时利用导线控制钢板桩的轴线,施工过程中定期复核轴线防止偏差。打桩时打桩机吊起钢板桩,人工扶正就位,单桩逐根连续施打,桩顶高程偏差控制在允许范围内。最后进行钢板桩支撑焊接,做到焊接牢固,横平竖直。施工时要严格控制桩位高程及平面位置,确保符合设计要求。
3)基坑土方开挖
当基坑支护实施完毕及各项工作准备就绪后就进入基坑土方开挖阶段。首先应根据具体支护结构及场地状况合理选择施工机械。例如深基坑的平面尺寸比较小,挖掘机无法进入坑内,我们可以选择长臂挖掘机从坑顶将臂伸入坑内挖土。或者选择人工坑内挖土配合卷扬机取土至坑外。如果深基坑平面尺寸较大,则可以选择小型挖掘机进入坑内作业,或选择长臂挖掘机坑外结合小型挖掘机坑内共同作业。这就必须依据坑顶实际承载能力及稳定情况合理选择机械。基坑土方开挖必须做到合理划分施工区域,土方施工应遵循分区、分层、对称、自上而下开挖的原则,使基坑对称卸载,严禁先切除坡脚,且不得超挖。开挖过程中应重视基坑支护结构变形情况及周边环境变化,及时收集监测数据,如果发现支护结构异响,位移或位移速率超过允许值应立即停止开挖作业,撤离现场作业人员,待重新加固基坑稳定并确保安全后方可重新作业。
3 提高深基坑支护设计质量
深基坑支护方案的提出是建立在具有充分地质条件的前提下,设计方项目负责人需及时向业主收取勘察资料,与设计结构总工共同商议,提出几种不同的支护方案分析优劣,结构设计人需快速领悟总工和项目负责人的意图并提出合理化建议,细化设计方案,并提交专家论证。
在满足稳定剂变形要求的前提下,还要保证极限状态的安全系数,确保基坑的安全性。在计算结构稳定性和控制变形范围的基础上,提出基坑监测方案,便于施工方对基坑的变形进行监测,控制风险。
结论
深基坑支护工程是整个建设工程的开端,设计单位和施工单位的责任无比重大,双方在整个基坑的方案论证、开挖支护过程中需密切配合,针对设计和施工方案提出合理化意见并严格执行。
参考文献:
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