深基坑支护设计与施工要点论述

发表时间:2020/7/30   来源:《工程管理前沿》2020年第6卷10期   作者:陈国叶
[导读] 深基坑支护设计与施工是一项技术要求高、操作复杂
        摘要:深基坑支护设计与施工是一项技术要求高、操作复杂、涉及内容较广的具体工作内容,其设计与施工必须通过大量的工程实践信息来检验、修正,以提高每个深基坑工程的安全性,深基坑设计与施工是当前城市高层、超高层建筑突显的技术难题。
        关键词:深基坑;支护设计;施工要点
1  深基坑支护设计和施工现状
        目前的建筑施工,其中的深基坑支护因其专业性较强,一般都分包给了岩土专业施工公司,比较大的公司一般是当地的勘察设计施工
单位,另外,还有一些规模和实力较强的专业公司,当前市场上,个人岩土公司也有一些。从设计和施工资质上看:比较大的岩土专业施工公司既有施工资质又有设计资质;而一些小的岩土专业施工公司只有施工资质,而没有设计资质,这种情况在当前的岩土工程施工中为数较多。最近两年,一些业主为了提前开工等多种因素,在招标时改变常规,对地下岩土工程部分在结构主体招标前先进行招标,随之而来出现了一些新现象:许多大的建筑总承包单位为了抢占市场,纷纷参与了投标,一些大的建筑总承包单位进入了岩土工程施工。然而,不论是业主还是监理单位,他们都忽视了建筑总承包单位一般都没有岩土工程设计资质的问题,这给将来的施工造成了很多隐患。从承包模式看:基坑支护施工一般都实行分包,有些是业主直接将基坑工程分包给了专业公司,然后纳入总承包单位管理;而另一种模式是业主将基坑任务交给了总承包单位,由总承包单位进行分包。前一种模式因业主将任务直接分包,故在总包单位管理时易出现管理
难的问题,而后一种模式容易出现工程质量问题。
        从深基坑工程特点看:深基坑开挖深度大,很多深基坑紧邻其它建筑物(或构筑物),施工难度较大,除了合理设计外,必须加强施
工管理,确保严格按设计和相关规范施工,必须对基坑边坡和周围建筑物(或构筑物)加强监测,实现信息化施工。
2  深基坑支护技术的主要特征
2.1 施工深度大
        深基坑技术应用范围日渐广泛,为保证工程规模及安全,开挖深度正在逐渐增加,且向更深的程度发展。
2.2 安全风险较高
        设计、施工影响因素多,会出现一系列的安全风险因素。在深基坑具体施工过程中会对周边区域水文、地质条件产生影响,设计过程中要注意选择合理的安全防护措施。现场施工过程中涉及的施工环节较多,若管理存在问题,很容易埋下安全隐患,必须做好现场安全管控。
2.3 支护工艺复杂
        深基坑支护施工工艺方法较多,需要综合考虑支护结构的安全性、稳定性等要求,结合现场实际情况及功能需求进行合理选择。
3  深基坑支护设计要点
3.1 支护结构设计
        当前,深基坑支护设计及计算工作是建立在极限平衡理论基础上的,在实际的深基坑支护施工过程中,其受力情况较为复杂。大量实践证明,极限平衡理论计算出来的相关系数只能为深基坑支护结构设计提供参考,无法满足相关标准规范的要求。在基坑开挖过程中,起先土体处于平衡状态,然后不断松散、扩展,但经过长时间的开挖,土体变松范围逐渐扩大,甚至出现土体变形。因此,需要提前做好设计计算工作,综合多种因素考虑支护结构设计,充分认识基坑周边土体作用,还原土体各类物理特性,合理取值,确保支护结构更为安全、稳定,在基坑开挖完成后,及时进行土体的原位测试与试验,获取更为精准的资料,积累相应经验,努力提升设计水平,降低事故隐患概率。
3. 2 土体力学参数
        由于深基坑支护结构一直会受到外部压力,因此其基坑的深度可以直接影响到深基坑支护结构的稳定性以及安全性。因为,工程环境以及水文地质存在一定的复杂性,所以对于各种参数计算起来都比较的困难。对于土体力学参数的选择也是十分的困难,尤其是基坑开挖之后,土层的含水量以及摩擦系数等参数会一直发生变化,这样深基坑支护结构的实际应力也就难以被准确的确定下来。
3. 3 支护空间效益
        通过监测深基坑开挖过程中的各项数据可以知道,基坑外部土层会不断地向基坑内部倾斜,一般情况下具有沿水平位移方向呈中间大两边小的趋势,长期下来会造成基坑边坡失稳。这种情况表明,基坑开挖与空间之间联系较为密切,对深基坑支护结构起到良好的支撑作用。较为常见的支撑方式包括内部拉锚式支撑,通过多个辅助杆来承载水平方向的力,起到单根支撑及整体支撑的作用。实际的深基坑支护结构设计过程中,对于内撑式支护结构的空间效应考虑较少,且内撑式支护结构只能提供水平方向的支撑作用,无法满足深基坑支护的要求。
3. 4 基坑土体取样
        在进行深基坑支护结构设计前,必须进行土体取样,并选取相应的样品进行分析测试,以确保土体物理参数能够满足现场工程施工的需要,为深基坑支护结构设计提供更准确的数据。一般而言,深基坑的开挖面积应有一定限度,并应严格按照相应的操作程序、指引及工作程序进行。为了降低工程造价,减少工作量,应合理控制挖井的数量和深度。然而,在基坑土体取样过程中,存在着一定的随机性和不完全性。所获得的土壤数据可能存在差异,不能真实反映土体的变化。因此,必须采取有效措施,结合现场施工环境和水文地质条件,对基坑土样进行取样,以减少深基坑支护结构设计的干扰因素。
4 深基坑支护结构施工要点
4.1 现场施工
(1)支护桩的施工
        深基坑支护桩施工较为常见的是人工挖孔桩、泥浆护壁孔灌注桩的类型。现场进行钻孔操作时,必须时刻关注成孔状态,避免出现失误。在支护桩施工期间,要严格根据设计要求进行混凝土配比控制,选择较为合理的灌注时间进行混凝土灌注。钢筋笼的加工制作要严格依照标准进行控制,吊装过程中要避免磕碰,确保钢筋笼不出现变形问题。
(2)锚杆施工
        深基坑开挖至锚杆施工高度时,即可根据现场施工方案开展钻孔、锚头制作、注浆等工作。

所使用的锚杆可以根据现场实际情况进行选择,或直接采用套管跟进水冲式钻机进行施工。钻孔完成后,及时灌注水泥浆,灌注施工完成后再进行钢腰梁、台座、垫板等部件的安装施工。在此过程中需要注意的是,锚杆施工现场要严格依照标准规范进行锚杆试验,确保锚杆施工最终能够满足深基坑支护施工标准要求。
(3)土方开挖
        深基坑开挖工作需要考虑自身受力特征,不得小范围局部一次性开挖,避免出现土体侧压力急剧释放的情况,减少坑壁侧向位移总量。另外,土方开挖前要掌握工程地质勘察报告及周围地下、地上建构筑物情况。对特殊土质要根据具体情况安排施工组织设计,制定专项施工方案和应急处理预案。基坑开挖需要循序渐进地开展工作,遵从相应的施工标准及原则。在基坑边不宜堆放大量材料,若必须堆放,要保证距基坑上边缘不小于2m的位置,堆置高度要保持在1.5m以下,且不能超过设计载荷。开挖土方过程中,要结合现场情况设置相应的设备通道,控制开挖顺序,避免在开挖过程中破坏围护结构,并
做好设备进出基坑位置的支护,在合适的位置设置围栏及警示标示。
4.2 止水效果
        在深基坑支护施工过程中不可避免地会遇到地下水问题,高地下水位地区的地下水危险程度较高。地下水一般来自基坑周围的积水、潜水、承压水、雨水和渗漏水。此外,还应从深基坑降水的防治和排水等方面综合考虑干湿期水位的变化。为了避免深基坑周围的水土流失,深基坑周围环境的认识和处理主要采用封堵和抽水辅助的方法。
4.3 信息化管理
        深基坑施工质量问题本质上就是基坑刚度和稳定性问题,即基坑支护结构是否出现形变、沉降、水平方向位移或倾斜,以及支护结构是否有裂缝以及基坑底是否产生隆起和变形,若发生这些问题将导致基坑支护结构施工存在问题。基坑支护结构信息化管理的主要手段,是安排专业施工监测人员对基坑现场及周围建筑物进行监测,根据基坑开挖期间监测到的基坑支护结构或岩土变位等情况,比照勘察、设计的预期性状,动态分析监测资料,全面掌握位移的大小、方向、变化频率,对照报警标准,预测下一阶段的动态变化,及时对施工中可能出现的险情进行预报,超过位移设定的预警值时,应及时采取有效的应对措施,确保工程安全。深基坑支护结构工程监测的主要内容有:支护结构顶部水平位移;支护结构沉降和裂缝;临近建筑物、道路的沉降、倾斜和裂缝;基坑底隆起等[3]。
5  深基坑支护设计和施工的几点建议
        针对深基坑支护施工中出现的一些情况,为了后续的结构主体施工能够顺利、安全、有序地进行,特对深基坑支护设计和施工提出
如下几点建议。
5.1 明确基坑支护设计单位
        深基坑工程越来越多,而深基坑坍塌的事故也频频发生,为防止深基坑工程事故,地方主管部门出台了许多有关深基坑的强制性文件。所有这些都说明了深基坑工程事故的严重性和做好深基坑工程的重要性。在包括深基坑支护在内的岩土工程专业施工单位,同时一般也是设计单位。只有明确了深基坑支护设计单位,提交了深基坑支护设计单位资质,这在将来的施工中如出现问题时才能容易找到责任单位和责任人,可追溯性强。
5.2 投标和施工时提交基坑支护设计
        深基坑支护施工的依据是深基坑支护设计,故加强深基坑工程设计的审核和监督非常必要。无论在基坑支护投标时还是在基坑支护施工之前,都应单独提交基坑支护设计,设计封面和设计图上均应有设计人、审核人和审批人签字。这样,在基坑支护施工中如出现问题需做设计变更时,才能够很快找到设计人,也便于快速解决问题,同时也便于追究责任。
5.3 专项施工方案的编制与下发
        在基坑支护施工时,应编制专项施工方案。考虑到上报、审阅与返回周期,专项施工方案应在施工前几天编制,并及时上报监理。监理应抓紧批复,在批复后及时返回施工单位,以便施工单位能够及时准确下发到各相关部门和人员。施工单位在接到正式批复的施工
方案前不得进行施工。在当前的基坑支护施工中,施工方案未批复前就开始施工的情况时有发生,这作为深基坑支护规范化施工是应当避免的。
5.4 施工过程控制
        深基坑支护施工中,应加强过程控制。施工中必须严格按照基坑支护设计、基坑支护施工组织设计、技术交底和相关规范等进行施工。施工中如出现异常情况,应由现场技术负责人根据情况的性质和大小,向基坑支护设计人汇报,设计人应及时根据现场实际情况进行设计变更,将问题消灭在萌芽中。
6  结束语
        对于深基坑支护设计和施工必须加强管理,要做好深基坑支护设计和施工,需从以下几方面着手解决。
6.1 设计应全面考虑深基坑支护的设计依据和条件,这是做好深基坑支护工程的前提条件。
6.2 深基坑支护应重视设计,加强对设计的全面管理;投标时应单独提供基坑支护设计。
6.3 基坑支护施工是工程得以安全、顺利进行的保证,应加强施工过程控制。
6.4“水”是深基坑支护的大敌,应重视对地下水的控制。同时,作为宝贵的地下水资源,应限制盲目、过度的抽降。
6.5 深基坑支护设计和施工管理目前还没有得到人们的充分重视,做好深基坑支护设计和施工管理对减少甚至杜绝基坑工程事故、规范建筑施工必将起到积极的推动作用。
参考文献
[1]注浆微型桩复合土钉在深基坑支护中的应用与数值模拟[J]. 唐咸远,黄朗,王诗海.广西科技大学学报.2019(04)
[2]深基坑支护设计与施工要点讨论[J]. 马宁.城市建设理论研究(电子版).2019(24)
[3]基于岩土工程中的深基坑支护设计问题和对策探讨[J]. 傅德坤.四川水泥.2019(10)
[4]深基坑支护设计及监理控制[J]. 冒建国.四川水泥.2016(12)
[5]基于岩土工程中的深基坑支护设计问题和对策探讨[J]. 肖亚鸣.低碳世界.2016(31)
[6]岩土工程中的深基坑支护设计问题分析[J]. 凌建祥.江西建材.2017(19)
[7]岩土施工中的深基坑支护设计要点分析[J]. 李江波.智能城市.2020(01)
[8]探究建筑工程施工中深基坑支护的施工技术管理[J]. 刘先芹.建材与装饰.2019(30)

投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: