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摘要:当前我国建筑行业的“基建能力”与“制度优势”正在向国际市场输入,从实践成果看,一方面,使我国建筑企业在总体经济体系开创的新型国际市场平台上,实现了快速发展与壮大;另一方面,建筑企业在国内市场中的创新研发投资与技术应用能力也在向产业化方向完善。本文以建筑工程作为研究对象,浅谈建筑基坑工程及其应用问题。具体论述中结合具体工程实例,概述了建筑基坑工程设计的基本要求与常见技术;并在分析工程概况与水文地质条件的基础上,对其支护方案的造型及应用进行具体讨论。
关键词:建筑;基坑工程;应用
建筑基坑工程,是逐渐由建筑整体工程分工出来的专门化项目工程,在现阶段,受到了建筑行业的普遍重视。根据当前对建筑基坑工程的研究与技术应用经验看,基坑工程的构成要素相对复杂、科学管理难度相对较大,加上与材料力学、土力学等学科密切关联,因此,在实际的基坑工程应用实践中,需要做好地质条件勘测、基坑工程设计,并在施工准备中合理设置施工外围环境,预防电缆铺设等施工可能产生的作业风险,尤其是针对风险性较大的基坑工程处理,应该吸收诸多失败案例的教训与经验,规避一些可预防风险。下面以此为出发点对主题展开论述。
1、基坑工程分析
1.1基坑工程设计要求
首先,现代基坑工程设计属于系统性工程,要求设计环节,以前期勘测数据为参考依据,深入剖析影响很大基坑的各项风险因素,包括地质构造、水文条件,建筑物体型、结构、埋深,以及管道距离、建筑物沉降要求等;进而考察基坑支护工程类型,使实际工程设计方案满足实际施工需求及目标。其次,在基坑回填的设计方面,应该注重压实实验测定,确定回填土类型及其含水量;同时,要根据建筑体的设计要求,在基坑回填环节做好分层碾压夯实工作;尤其是针对那些需要通过综合支护方案才能完成的工程则宜在回填时进行分区域处理。
1.2基坑工程常见技术
基坑工程常见技术包括基坑排水、基坑变形监测等。以基坑排水为例,其中又包括场地排水、基坑槽或基坑沟排水。通常场地排水中会根据排水情况差异,选择不同的处理方法,比如,针对现场周围地段的永久性排水沟设置,或临时性防洪沟、挡水堤的设置;再如,针对自然排水系统,则选择因势利导式的排水方案;再如,借助排水工程系统进行排水处理等。若在基坑开挖时遇到地下水问题,则需要根据实际情况,采用基坑槽或沟排水。以基坑变形监测为例,监测的主要内容集中于建筑物的性质——地基情况之间的关系层面,因此,要注重民用与非民用的建筑类型区分;同时,需要针对建筑体本身,监测其沉降、倾斜、裂缝等现象,与地基之间的关系,进而确定基坑工程支护方案,由于基坑变形监测与建筑体工程密切关联,所以,二者之间存在着关联特性,在实际的基坑工程应用中,应该增加基坑工程——基坑变形监测——建筑体之间的关系分析。
2、基坑工程应用分析
2.1工程概况
以某工程为例,拟建信8栋住宅楼,要进行楼座与车库同步开挖工程,其中,由于工程位居X市大街东首南侧,且在棋盘街与东舍坊街之间,地下车库部分开挖范围约在10.0m到12.0m之间,并且,在施工场地周边存在需要保护的历史建筑物。
2.2工程条件
首先,基坑开挖工程,会造成附近土壤受力结构变化,靠近基坑的一面无受力点,此时会引发位移,若偏离较大则会影响需要保护的建筑物。
其次,根据勘测报告,工程地质条件相对复杂,包括8类情况。具体如下:(1)碎石土质以灰白色为主,其中有60%到80%比例的碎石,分布不均,局部存在钙质胶结,柱状岩芯约在5cm到15cm,厚度平均值为4.9m;(2)杂填土质量较差,松散状,分布于建筑地表;(3)黄土质地均一,强度一般,含少量粉末状碎石子,湿陷系数平均值为0.016;(4)含碎石粘土因铁锰元素结核,部分显示出红色,分布较广,厚度平均值约为3.9m;(5)全风化辉长岩,色呈灰绿,粗质地,存在硬块灰白色钙质,厚底平均值为10.1m;(6)辉长岩残积土质呈灰绿色,滑腻感,分布于整个场区,厚度范围在0.5m到2.9m之间;(7)中风化泥质灰岩,色灰白,坚硬质地,采取岩芯率约在60%到70%,钻进慢,锤击声脆,勘探未揭穿;(8)强风化辉长岩为灰绿色,粗质地,存在硬块钙质,厚度平均值为8.1m。
第三,该场地的地下水主要存在于辉长岩积土与碎石土之中。
2.3基坑支护方案的选型
现阶段,在基坑工程应用中,主要采用体系化管理方案,按照基坑的实际情况,设计基坑支护方案;然后,再根据实际技术条件、资金投入、施工标准要求等,选取最优设计方案,确保施工的安全性与可靠性。在本工程项目中,针对该工程项目中的基坑工程进行全要素分析后,结合工程要求与周边环境实际情况,针对不同的设计方案,应用比选排除法,最后完成最优方案选型,确定实际施工所需的基坑支护方案。由于该工程支护剖面较多,因此,在本文讨论中,以其中的D-E段剖面为准,该段邻近东舍坊街,而且部分受到除北边方向以外的宿舍楼的围绕,因而基坑施工相对复杂。具体选型过程如下:
首先,先确定基坑侧壁安全等级;再确定全新挖开方式;最后综合分析,排除不合适的挖开方式。具体包括:(1)D-E剖面段挖开深度11.5m,整体长度>25.48m,因此,根据基坑工程设计要求,确定其为2级安全指标;进一步,根据安全等级重新定位挖开方式,综合分析各组成要素后,发现逆作拱墙支护类型不适用,而桩锚支护类型相对较好。(2)结合方案对各项参数进行计算,结果显示,在D-E剖面段的支护桩强度为C30;桩长为18.0m;桩径为800mm;桩间距为1.4m;冠梁强度为C30;高度与宽度分别为0.6m和0.8m;环梁以14b型槽钢为准,数量为2根;锚杆预应力锚索以2层设计为准,长度为15m和15.5m,锚固段直径为130mm,其中水平间距为1.4m,竖向间距均为4m。所有的支护柱、冠梁、环梁均设置有配套的主筋、箍筋,以及箍筋加强筋。(3)选择桩锚支护方案,解决了该基坑工程中的难点与痛点,通过竖直挖掘方式,节约了作业时间,而且未发生风险事故,安全性较强。其次,该工程实践过程中配套的设备要求相对较高,施工作业难度相对较大;因此,在实际施工前先对施工人员进行了培训与岗位职能划分,明确了各自的任务与施工进度。因此,在施工专业化程度与施工标准化管理的共同的前提保障下,有效完成了该建筑基坑工程施工。
3、结束语
总而言之,我国建筑能力在国际同行业市场中处于领先地位,但是,在建筑产业的分工发展方面起步较晚,尤其是分工后的工程技术向产业化的运营管理还存在一定的转换难题。所以,在新时期虽然分化出了相对成熟的建筑基坑工程,并且在实际建筑产品生产建设中,也发挥出了较大优势,扩增了效用生产效率。但是,仍然需要在国际市场与国内市场的持续竞争中,不断强化对基础技术问题的分析与解决能力,进而在基础技术之上,牢固、扎实的研发出一些能够为基坑工程应用产生更大有效性的施工技术。建议在现阶段增强对不同支护类型的研究,以专业化强化整体上的基坑工程应用水平。
参考文献
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