珠海市建设工程质量监测站 广东珠海 519000
摘要:随着我国近年来城市天际线越来越高,地下空间开发利用越来越普遍,深基坑施工技术随着工程建设增加发展得如火如荼,深基坑支护施工的重要性在工程建设中不言而喻,支护质量好坏直接影响到下一步工程建设顺利实施。本文针对我国当前深基坑支护技术特点简要分析,探究技术管理应用措施,以工程实例介绍深基坑支护技术应用管理工作的重难点,不断加强技术应用提升管理水平。
关键词:建筑工程;深基坑工程;支护施工;技术管理
一、引言
我国近年来建筑行业随着城市化发展不断更新进步,建筑行业迅猛发展是城市建设重要加速器,随着城市建设的发展,地下空间开发成必然之路,建筑工程的基坑开挖深度越来越大,对施工技术要求不断提升,深基坑支护技术也随着发展需求加快推广应用,大量新型支护技术应用层出不穷。深基坑施工过程中较易遇到很多无法预测重要挑战,支护措施不当容易发生安全质量事故,影响工程质量目标和进度任务完成,严重者引发社会事件。因此,加大对建筑工程中深基坑技术探究,在参与的工程实践应用中加强经验总结,提升我国建筑基础工程技术应用水平。
二、建筑工程深基坑支护主要技术简述
1、深层水泥搅拌桩支护技术
水泥搅拌桩支护是利用水泥干粉或水泥砂浆作为固化剂,搅拌机把砂浆或干粉连同外加剂一起通过搅拌头把基础内部土体固化的形成高强水泥土墙技术,搅拌桩施工分为湿法和干法施工,干法适合含水量超过80%软粘土,适合淤泥与淤泥质土、粉土、素填土、粘性土、松散砂土。
2、地下连续墙支护技术
地下连续墙是基坑支护中通过成槽机械沿设计路线开挖,安装钢筋混凝土骨架,浇灌混凝土形成连续的刚性较大的结构。组装好成槽机进行基坑土体挖掘,开挖的深度以设计要求为准,达到深度后清渣使用起重机械吊入事先制作好的钢筋笼,浇筑商品混凝土从沟槽下部向上浇至设计标高,待一个单元槽段达到一定强度后再浇另一单元槽段,导墙的控制要严格通过精准测量的轴线反复校核,通常要在原来设计基础上外放10cm轴线。施工难点在于保证成槽质量、钢筋笼制作及下笼精度、混凝土灌注质量。地下连续墙在基坑支护中有挡土、防渗、截水、承受重载等功能,在深基坑支护技术中应用比较广泛。
3、土钉墙支护技术
土钉墙由土钉群、原有土层、喷射混凝土面和防水系统共同结合,利用土钉与土体之间的联结成整体摩擦力达到支护土体抗滑移效果。土钉墙分为单一土钉墙和复合土钉墙,单一土钉墙在未进行降水、止水处理的富含地下水土层不适用。土钉钢筋选用经过调直、除锈的直径16-32mm,规格为HRB335、HRB400的钢筋,事先做好土钉的抗拔力试验,喷浆要添加适量的速凝剂,土钉墙支护结构要重点考虑排水问题,作业前做好降排水工作设置好排水沟、集水井,施工中既要注意地下水排放,也要避免地表水向内部渗流。土钉墙适用安全等级为二、三级基坑、深度不超过12m,加固使用时间不超过18个月。
4、钢板桩支护技术
深基坑支护技术中应用钢板桩支护技术施工速度快,可以直接使用机械操作完成,钢板可以重复使用,使用场地可选择粉质粘土、砂质粉土、淤泥质粘土,沿海地区土质含水量常用,钢板桩主要有槽钢、工字钢、拉森钢板桩(U型)(图1)、H型钢
图1 拉森钢板桩挡土墙 板桩,工字钢密闭性差需要与搅拌桩结合防水挡土墙,拉森钢板桩水密性好能直接应用中小型基坑和围堰工程,周围环境基坑水平位移较大不适用。
三、深基坑支护施工技术的管理环节
1、支护施工技术方案科学全面,合理优化
深基坑支护施工要保证质量,首先要有科学合理设计,深基坑开挖深度大,不同基坑的土质、地下水、地下管线等均有很大区别,科学设计的前提是充分掌握深基坑勘察的各项数据和当地施工期间天气变化状况。其次需要全面了解基坑内部土层构成,调查研究现场作业区域环境,探查地下水变化、不同土层组成,对基坑周边环境进行调查。设计人员在掌握大量数据和调研资料后进行有机整合,对支护形式选择、支护结构变化、地面承受荷载,应用科学计算公式,最后设计出科学合理的支护结构方案。在实施深基坑支护过程中,设计人员与施工技术人员密切联系,及时因应现场施工状况变化作出合理调整并进行改良,保证设计适应现场实际施工需要,为支护施工技术管理打下良好的设计基础。
2、针对性地应用支护结构形式
在深基坑支护施工过程中,对支护结构形式以及相关的技术应用显得非常重要,通常深基坑开挖深度大,土层变化多,需要根据现场实际环境条件、深度、经济指标、工程特征来选用两种或以上支护方式组合,不同的组合应用产生不同的支护结果。如我国的沿海地区软土地基比较多,适宜使用排桩、钢板桩、地下连续墙等刚性大的支护结构,不适合应用土钉墙支护结构形式。深基坑四周高层建筑物较多,对土体沉降值要求高的基坑可选用支撑式结构。深基坑土层变化不同部位可使用不同支护结构,当选用两种或两种以上支护结构时,在两种结构中有合理过渡措施降低结构体相互之间带来的影响。深基坑底部以下是软土时可以应用水泥土搅拌桩、旋喷桩以格栅或实体支护实施局部或整体加固方式,并且与土体紧密结合。
3、严格进行支护技术交底
由于深基坑支护技术专业性较强,现场施工环境复杂,需要大量的掘进机械设备、运输车辆和支护材料。现场作业需要按照支护设计要求实施严格的操作,因此,施工前项目部技术负责人要根据当前深基坑施工规范和标准,以支护专项方案和设计图纸作为依据,向现场作业人员详细解释支护的施工内容、支护结构技术特点、施工重难点,在施工过程中可能会出现的质量、安全问题的情况和采取有效的应对措施,当发现基坑出现异常情况及时向相关责任人员进行报告。
4、强化现场监测工作
深基坑开挖和支护作业期间,要对深基坑中支护结构位移以及开挖后基坑周边的建筑物、地面的沉降进行严密监测,监测基坑主要工作内容以位移控制为主,应力控制为辅。基坑内部按照监测规范设置合理的监控交叉网络,包括位移监测、轴力监测、地下水位监测等,监测人员布设精确的基准点和设置专门基站。由于支护施工测量需要用到较多的点位,测量人员需要对基坑中重要参数标高、沉降初始值、地下水位进行认真测量并作好记录。测量人员除了要求具体专业素养外,还要多加保养以保持测量器具的精确性。当监测值发现超过正常较大出现异常,要立即采取应急预案,现场进行应急补救处理。
5、注重深基坑地面管理
深基坑施工过程中容易引起土体变化以及地下水流失过快,现场施工技术人员除了要关注坑内作业需要注重观察地面及周围建筑物、道路沉降和稳定性,监测道路表面、建筑物是否产生明显沉降裂缝,一旦发现施工方要根据经验和应对策略紧急制订应急预案,及时采取防沉降地表保护性措施,减低地下水渗透入支护结构内部引起水土流失出现的裂缝问题
四、深基坑支护施工技术管理应用技术实例分析
1、某医院地下室深基坑支护管理实例
(1)工程概况
珠海市中大五院医院楼位于港湾大道西侧,地下车库总建筑面积96840.87 m2,其中地下建筑面积88193.40m2,地上建筑面积8647.47m2。计划设置2200个地下停车位,设四层地下室。地下室底板面标高为-7.70 m(局部为0.40 m),四周基坑坑底面积约16797 m2,周长约651 m,开挖深度9.2~17.3 m,基坑安全等级为一级。
2、支护技术分析设计
(1)、土质结构成分及地下水分布
依据勘察单位提供资料,地质主要为杂填土、砾砂、全风化花岗岩、强风化花岗岩、中风化花岗岩及微风化花岗岩层。地下水主要赋存于冲积的砾砂层中(含粉细砂),为孔隙潜水。强-中花岗岩风化裂隙带中赋存网状风化裂隙水,具弱承压性。场地砾砂层属强透水层,分布于除场地南侧的大部分地区,范围较广,厚度1.00~8.90m,平均厚度4.05m,为主要含水层,富水性好。强-中花岗岩风化裂隙带属弱透水层,富水性较差;其余各土(岩)层均属微透水层,富水性差。
(2)、现场周围施工环境分析
施工项目的医院属于城市中心,人流量较大,现场作业过程中出土运输和现场噪音大,安全文明施工的要求较严格,需要严格的文明施工措施。基坑现场建设范围内及周围地下管线比较多且较为复杂,建设单位提供的地下管线图部分标高与现场不符,对施工产生较大安全隐患。现场周边环境人流车流复杂,地下室开挖对医院安静环境影响较大。
(3)、支护技术应用设计
按照建设医院中深基坑现场条件和对开挖的土质条件进行认真分析,对本项目深基坑开挖各段土层采取的支护型式为钻孔灌注桩+ 预应力锚索、钢筋土钉+止水搅拌桩、双管高压旋喷桩的支护型式,对基坑开挖深度范围内的岩层采取放坡+钢筋土钉的支护形式。
针对施工噪音较多、出土运输等文明施工问题,项目部决定采取如下措施:严格依据医院提供的时间进场施工,深基坑工程作业时选用新型噪音小的机械设备、支护工艺,对于难以降低的作业噪音制定减噪措施。提前布置好出土运输路线,车辆与医院的交通尽量错峰。现场设置专门自动洗车槽和沉砂池,配备冲洗设备和进行二次人工冲洗,确保运输车辆不污染路面,专人清洗场地及路面。施工前复核基坑地下管线埋深、距离并作好定位标记,对重要管线实施采取合理的避让、保护或迁移手段。
3、施工技术注意要点
本工程的支护桩、搅拌桩、旋喷桩及截水沟是施工重点,如旋喷桩桩位测量定点是施工工序重要环节,要确保旋喷桩位准确度,超前钻孔作业时,保持成孔垂直度良好。对灌注桩施工要注意导管保持通畅,避免混凝土长时间不浇发生堵塞。下放的钢筋笼保证良好的垂直度,下放时混凝土灌注不能过快防止钢筋笼上浮。搅拌桩下沉、提升速度保持0.6m/min以内匀速进行等。
五、结语
我国近年来深基坑施工在建筑工程建设过程显得更加重要,深基坑土质变化大、地下水下降多容易引起周边建筑物裂缝产生并导致沉降。因此,在深基坑施工中需要认真勘察现场作业环境,科学设计支护结构形式,合理实施施工方案并进行严密的监测,发现异常及时处理,保证深基坑稳定性,提升我国深基坑施工技术管理水平。
参考文献:
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