摘要:随着我国经济的快速发展,城市化进程的不断加快,大量农村人口涌入城市,进一步加剧了城市用地与人口之间的矛盾,为此如何有效合理开发利用地下空间成了人们关注的重点。由于城市的建筑物普遍密集且地下环境复杂,通常会涉及到很多地下管线,因此在这种复杂环境下进行深基坑开挖的技术要求非常高,需要尽量降低对施工地周边原来建筑物及地下设施的不良影响。本文结合某一工程施工项目,针对该建筑紧邻其它建筑物等复杂环境下情况下进行深基坑开挖将采用设置型钢柱和钢管对撑这种先进的施工技术,这种施工方法一方面不仅能够因地制宜,很好的利用到该处的地下结构本体,操作更为简单灵活,另一方面最大程度保证了基坑结构体系的安全稳定,提高整个工程的施工质量,希望本次工程实践能为以后类似工程提供借鉴作用。
关键词:复杂环境;深基坑;内支撑;钢立柱
1.工程概括
本工程为我国某一城市高层住宅楼,该建筑总建筑面积达到4.98平方米,共33层,地上31层,地下2层为一个整体地下车库,其基础设计为筏板一级基础,本次工程项目的基坑土方挖深为10米,经过相关工作人员实地勘探,发现本次工程开挖范围内的地质条件并不复杂,其表层2.2米为回填土,以下则为黏性土,不过由于该工程地处城市中心处,其周边不仅紧邻很多建筑物及市政道路,且该处地下预埋了很多水电等管网,施工环境比较复杂,这就大大加大施工难度,因此最终决定该建筑基坑支护设计将主要是采用桩锚支护体系。
2.施工过程
2.1支护桩施工
(1)本次工程施工地的地下水位比较低,没有超过基底面且土质好,这就大大降低成孔的难度,因此施工人员在进行基坑周边钻孔灌注桩作业时,可以直接采用旋挖钻机进行干作业成孔。
(2)基坑开挖并留置核心土
由于该项目紧邻的建筑物也有个地下车库,该基坑东侧离该车库非常近,因此本次工程地下车库东侧区域的基坑可以留置核心土,另外在开挖过程中,施工队只需要开挖到地下2层顶面,通过这些留置的核心土与支护桩的共同作用下,能够很好的对这段基坑起到支档效果。经过工程队的研究探讨,决定对于核心土范围之外的部分,其基坑支护采用常规桩锚体的方法即可,在开挖之前设计好准确标高做上标记,并开挖至此高处。
(3)地下结构施工
针对不同区域工程设计师设计了不同的施工方法,对于那些不处在留置核心土范围内区域的地下结构,需要施工到基坑边;而那些处在留置核心土区域内的地下结构,在施工时则需要开挖到核心土坡脚的附近方行,注意施工队必须在其边跨的三分之一处留置一条施工缝。本工程项目的地下车库总共有两层,在其2层顶标高,为了提高支撑的稳定与力度,施工人员需要使用一块截面尺寸为800毫米X700毫米的钢筋混凝土,作为支护桩的腰梁,注意施工中要紧贴支护桩牢牢焊接起来,不得出现松动情况。
(4)浇筑反力支座
施工人员完成所有地下结构作业并检查无误后,接下去就是进行地下1、2两层楼面上的钢筋混凝土反力支座浇筑作业,不得遗漏任何一根钢管对称的位置。以上几个步骤施工图如下图1所示。
图1 地下室结构施工至边跨后工况示意图
(5)安装型钢立柱
每一根钢管对称位置的反力支座都浇筑完成之后,接下去施工人员需要在紧贴反力支座的侧面设置两根型钢立柱,一般情况下都是采用20a的工字钢作为施工材料,钢立柱设置好后,其底部施工人员需要采用螺栓将其余地下室的筏板牢牢固定好,不得出现松动等不良情况。由于钢管对称会对地下室结构梁板产生偏心弯矩的不良影响,从而降低整个地下室结构稳定,而安装型钢立柱的施工方法能够起到很好的改善作用。
(6)安装钢管对撑
型钢立柱安装完成后,接下去需要进行钢管对撑的安装作业。施工人员需要将一根标准尺寸的螺旋钢管的一端跟腰梁侧面的预埋件紧紧焊接起来,焊接牢固后再将其另一端跟型钢立柱端面钢板连接起来,为了能够更方便进行拆卸,一般情况都是使用活络头将这两者进行连接。施工人员在焊接固定过程中,需要注意钢管对撑底面标高不能跟地下2层楼面一致,必须高出其楼面的20厘米方行。
(7)开挖核心土并施工地下2层地下室剩余边跨结构
本次工程主要是通过两次“换撑”,确保整个基坑的稳定与安全,而完成所有钢管对撑作业后,就可以表示已经完成第一次的“换撑”。接下去施工人员需要使用挖掘机吧核心堆土至地下室筏板底面标高的土均挖除掉,完成之后,再按照工程设计图纸要求,把地下2层边跨剩下的三分之二地下结构施工完成。
(8)在回填土表面浇筑混凝土板带
施工人员完成地下2层结构的所有作业之后,为了避免日后出现渗水坍塌等不良情况,需要对外墙进行防水验收工作,在验收过程中同时也需要做好相应的防护工作,以免出现无必要的经济损失,验收合格之后施工人员必须及时对其进行土方回填。本次工程的土方回填标高以地下2层顶板底为准,施工人员在回填过程中必须严格按照相关规定要求进行严格操作,逐层进行夯填,务求密实。土方回填完成后,需要在其表面浇筑一道厚度为300毫米的钢筋混凝土板带,注意需确保其连续性,支护桩在其与土方夯填过程中起到良好的支撑效果,最后就是进行拆除工作。施工人员必须要等至混凝土板带强度达到C20之后,才能将地下2层的钢管对撑拆除下来,确保其支撑的稳定性,这样就已经完成第二次“换撑”。
之后按照以上地下2层结构的施工步骤与方法进行地下1层结构的施工,完成之后并通过外墙防水验收合格之后,同样也是需要马上对其进行土方夯填以及钢管对撑的拆除工作。
3.监控量测
(1)监测点的布置工作是非常重要与严谨的,一般情况首先是由监测单位以及设计单位先进行商定,商定结果出来之后交由监测单位进行编制,得出一份完善准确的监测方案。
(2)本次工程的沉降观测基准点是布设在基坑边坡线外侧30厘米范围内。为了提高监测数据结果的准确度,在正式施工之前,监测人员需要先对施工场地周边的环境进行认真勘探,将监测点各项数据的初始值准确记录下来,以免影响到日后的监测结果。
(3)为了最大程度降低雨天对工程的不良影响,监测人员需要做好下雨天以及雨后的监测工作;另外对于第一次土方与核心土方开挖过程中以及钢管对撑拆除等一些重要工序中,监测人员需要加强监测工作,及时发现施工中存在隐患,并安排人员及时给与解决。
(4)在进行工程深基坑开挖支撑过程中,施工单位需要安排人员做好好基坑周边的巡察以及安全防护工作,严禁无关人员进入施工场地,避免造成无必要的经济损失。
4.结语
综上所述,这种设置型钢柱和钢管对撑的施工方法,一方面不仅能够有效降低施工成本,而且对施工周边建筑物及地下管线影响比较小,另一方面基坑不容易出现变形,其安全性与稳定性更高,很好的确保了整个工程的施工安全与质量,因此受到业内人士的一致认同与推广。
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