复杂地质条件下高层建筑深基坑支护技术探讨

发表时间:2020/8/10   来源:《城镇建设》2020年12期   作者:林吉星
[导读] 复杂地质条件下建筑基础工程施工,为了降低工程的造价,确保基坑支护和边坡支护的安全,

         摘要:复杂地质条件下建筑基础工程施工,为了降低工程的造价,确保基坑支护和边坡支护的安全,使得周围的建筑物、构筑物和管线的安全性得到保障,需要对复杂地质条件下的基坑支护新方法进行探讨,从而为工程的开展提供帮助。基于此,本文通过工程实例对复杂地质条件下高层建筑深基坑支护技术和注意事项进行了分析与探讨,以供类似工程参考。
         关键词:复杂地质条件;高层建筑;深基坑;支护技术;注意事项

一、概述
         随着我国城市建设的不断进步,城市用地资源日益紧张,为充分利用地下空间,基坑工程的施工日益增加,且基坑工程的规模、深度以及复杂程度不断加大,这对基坑支护施工技术提出了更高的要求。笔者曾负责某工程深基坑支护管理工作,该项目由2幢32层高层商住楼及3层地下室组成,基坑深度为12米。该工程位于市中心繁华区域,周边环境较为复杂,在确保基坑安全的前提下,根据基坑开挖深度和基坑平面不太规则的形状特点,基坑围护体系采用“地下连续墙+2道钢筋混凝土支撑,局部设置三轴搅拌桩和高压旋喷桩”支护体系,下面就对深基坑支护技术要点进行分析与探讨,以供类似工程参考。
        
二、深基坑施工技术要点
(1)总体施工顺序
         平整场地→三轴水泥搅拌桩施工、高压旋喷桩施工→地下连续墙施工→坡顶硬化、施工坡顶排水沟→立柱桩施工、疏干井及减压井施工→分区、分段、分层坡面开挖至第1道内支撑底→凿除浮浆、施工冠梁及第1道内支撑→分区、分段、分层开挖至第2道内支撑底→凿除浮浆,施工腰梁及第2道内支撑→分区、分段、分层坡面开挖至基坑底→移交下道工序施工
(2)围护体系施工
1)三轴水泥搅拌桩施工。三轴搅拌桩施工,水灰比为1:1,水泥掺入量为不小于天然土层质量的30%,水泥土28d无侧限抗压强度不小于1.0kPa;搅拌过程中密切注意翻浆情况,随时调整下沉、提升速度,并在桩底停留1min,提高搅拌桩底部的均匀性。三轴水泥搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液,同时严格控制下沉和提升速度,下沉速度不大于1m/min,提升速度不大于1.5m/min,为了防止水泥浆液离析,水泥浆液配制好后不得超过2h;相邻桩施工不得超过24h,若超过24h则需在外侧补桩。
2)高压旋喷桩施工。本工程高压旋喷桩施工采用三管法,采用P.O42.5水泥,水泥浆掺入量为350~450kg/m,水灰比0.8:1.0。根据本工程实际情况,高压旋喷桩旋喷提升速度一般控制在80mm/min,射水压力30~35MPa,注浆压力0.5~1.0MPa,旋喷转速10~15r/min。
3)地下连续墙施工。本工程地下连续墙长度为385m,以5.5m作为1个槽段进行施工,共计70幅槽段。现场配备1台具备自动纠偏能力的成槽机进行施工,开口宽度为2800mm。地下连续墙施工采用逐段施工方法,周而复始地进行。每段的施工过程大致可分为4步:一是在始终充满泥浆的沟槽中,利用成槽机械进行成槽。二是将已制备的钢筋笼下放到设计高度。三是用碎石回填。四是待插入水下灌注混凝土导管后进行混凝土灌注。本工程采用“┐┌”形导墙,根据地质情况,导墙深1.5~2.0m。导墙间距分别为870mm和1070mm,采用强度等级为C30的预拌混凝土。
         开挖槽段是地下连续墙施工中的重要环节,在首开槽段开槽时向两端扩大成槽500~800mm,以确保钢筋笼安装到位。每个单元槽段底开挖齐平,相邻两槽段接头处的挖槽中心线,在任一深度的偏差值,不得大于设计墙厚的1/300,保证各单元槽段的接头处有一定相接墙厚。槽段开挖完毕,应检查槽深、槽宽及槽壁垂直度、泥浆指标,合格后方可进入下一道工序,但槽底沉渣厚度不大于100mm。成槽结束后应对相邻混凝土的墙面进行清刷,刷壁应到底部,刷壁次数不得少于20次,且刷壁器上无泥。刷壁完成后应进行清底和泥浆置换。
         本工程地下连续墙采用水下C35P8混凝土浇筑。混凝土除了满足结构强度要求外,还要满足水下混凝土施工的要求,入槽时的坍落度宜为18~22cm,保证混凝土有足够的和易性和流动性。

混凝土充盈系数为1.15~1.20。本工程地下连续墙混凝土浇筑采用φ250mm的导管,间距为3m;在混凝土浇筑过程中,导管下口插入混凝土深度应控制在2~4m;混凝土浇筑到地下连续墙墙顶附近、导管内混凝土不易流出的时候,一方面要降低灌注速度,一方面可将导管的埋入深度减为1m左右。如果混凝土仍灌注不下去,则可将导管作上下运动,但上下运动的高度不能超过30cm。在浇筑完成后的地下连续墙墙顶存在一层浮浆,为泥浆及水泥浆等混合物,强度低,为确保地下连续墙整体强度,混凝土顶面需要比设计标高超浇0.3~0.5m。
4) 降水措施。为了使基坑内地面至基坑底以下一定深度内的土层疏干并排水加固,以确保基坑的顺利开挖和地下结构的施工,根据本工程地下水位情况,在基坑内布置9个疏干降水井,对坑内浅层土体进行疏干降水。疏干井直径为700mm,采用反循环钻机成孔,降水井影响半径取值25m,井深不超过基坑地下连续墙,在滤料填充完后,要立即进行洗井,洗井采用井管外注清水循环法工艺,洗井结束前测量井深,清理井底,使井底沉淀小于0.3m。为合理控制承压水水位,将减压降水对环境的影响控制到最低程度,再布置17个减压井(兼水位观测井),对坑内承压水进行“按需减压”降水。
                 
三、复杂地质条件下基坑支护的注意事项
         在复杂的地质条件下,基坑支护工作的开展也容易受到一些因素的影响。例如,施工人员没有按照相关的要求进行施工,在围护的结构设计方面不够恰当,在材料方面把关不严,桩本文存在着质量方面的缺陷,桩的混凝土强度不合格等,这些情况的存在都会使得支护工作的开展受到影响。对于这样的现象,在支护工作的开展中要注意一些具体的注意事项。首先,要加强质量意识教育的开展,增强整体作战意识。其次,编制一个全面的、细致的技术交底方案。再者,在施工的过程当中,开展全过程的施工质量控制,并通过动态监测的方式调整工程的开展,使得基坑的稳定性得到保障。在材料方面,也要把好材料进场的质量验收关并做好记录。在水下混凝土浇筑的过程当中,加强防止导管进水和阻塞措施的采取。在进行浇筑的时候,必须要连续进行浇筑的开展,不得中断。
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四、结语
         综上所述,本工程基坑深度较深,周边环境和地质情况均比较复杂,地处市中心繁华地段,且地下有原有构筑物,南侧还邻近正在施工的交通线路,基坑开挖风险极大,对基坑变形和沉降要求高。在基坑施工过程中和使用过程中,对基坑位移、沉降及周边道路和建筑物等均进行了严密的监测,并制订了切实可行的应急措施,确保基坑开挖和使用的安全。本工程基坑支护体系选型合理,施工过程质量控制到位,满足了周边复杂环境和复杂地质对基坑的安全要求,实施效果良好,达到了预期的目的。

参考文献:
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[4]谢春辉.复杂地质条件下基坑支护施工方法的选择[J].建筑工程技术与设计,2014(31).
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