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摘要:随着经济和各行各业的快速发展,针对超大深基坑施工安全控制问题,文章结合工程实例,针对施工难点,介绍其应对方案与主要技术安全措施,为类似工程提供参考借鉴。
关键词:深基坑;安全控制技术;施工监测
引言
随着近年来建筑规模的扩大以及楼层的升高,深基坑工程已经成为现代建筑工程中极为常见的基础工程。但是深基坑工程本身有着较强的多变性和不确定性,稍不留意就很容易引发施工安全事故,因此必须在施工前深入勘查地质状况和施工环境,基于受力和变形等合理设计基坑施工方案,并在施工时严格进行监管,务必要保障施工安全及质量。
一、工程概况
某医院是集科研、医疗、教学为一体的现代化综合医院。地下两层,地上4栋五层,2栋十层,1栋15层。地下框架结构,地上钢结构。总建筑面积46万平米。
基坑东西长350米,南北宽250米,开挖深度15米,属于超大超深深基坑工程。基坑三面为城市主干道,一面为支路,周边环境条件复杂。
二、超大超深基坑的技术特点
1.超深混凝土输送
位于超深基坑内的超厚基础底板,混凝土浇筑的深度很深且浇筑量很大,混凝土输送技术要求高。超深混凝土输送技术包括泵送施工技术、溜管施工技术和溜槽施工技术。若采用泵送施工,由于泵管内混凝土的落差较大,易在竖管内产生空腔造成堵管;而采用溜管或溜槽施工时要防止混凝土产生离析等问题。
2.超大范围超大体量混凝土布料
超大超厚底板施工时,由于混凝土施工范围广且输送量大,仅使用一种混凝土输送方式往往不能很好地满足需要,采用溜管和溜槽施工速度虽快但灵活性不够;泵送施工灵活性好,但输送速度较慢,将几种混凝土输送方式相组合可提高施工效率。
三、建筑工程中深基坑支护工艺分析
1.土钉墙支护
土钉墙支护中主要是加固土体、加固混凝土面层、加固土钉。施工中要对土钉与土体之间存有的互相牵制原理进行分析,通过土钉对土质内部应力以及弯矩合理限制,促使土体地质环境变形问题得到有效控制。其施工便捷性较高,能在粘性土质区域进行应用,促使后续高层建筑项目施工质量得到有效维护。在施工中技术人员要提前实施应用土钉拔拉试验操作,对钻孔深度合理判定。之后采取钻孔与注浆施工,在注浆中对水灰比合理控制,促使泥浆凝结之后与土体融为一体,能有效提升深基坑结构稳定的支撑作用。
2.钢板桩支护
在钢板桩施工中要选取热轧钢与钢板桩,之后依照施工要求对土体进行针对性加固与隔离操作,有效突出施工土体结构作用,提高挡水性能。钢板桩支护可以用于8m之内的深基坑或是软土性质基坑,施工活动结束以后能对钢板充分应用,施工成本得到有效控制。但是施工阶段,技术人员拔出钢板阶段要对周边地基土与地表土整体环境进行分析,防止产生严重的变形问题。
3.水泥挡土墙支护
在施工阶段选取重力式水泥挡土墙施工结构,主要是基于搅拌桩机以及软土加固保障施工质量。搅拌桩在重力作用中能保持良好的侧向力,这样有助于维护结构整体抗滑移性、抗倾覆性,对墙体多类变形问题进行控制。此项支护技术应用中没有明显振动性、污染性,支护效果与防水性较强。在具体应用中要优化设计,综合判定各项影响要素。
4.地下连续墙支护
在建筑工程项目施工建设中,由于施工区域地理环境差异性较大,在施工中会遇到较多特殊性施工地质结构。在施工中碰触到松软土质之后,要注重对支护结构稳定性全面分析。松软地质难以实施项目施工建设,针对此类土质进行施工支护,要注重选取地下连续墙支护结构。此类支护结构在沉降要求相对较高的工程项目中应用较多,与多数支护结构相比,地下连续墙支护结构应用价值较高。
能在各类较为复杂的土质环境中进行应用,对施工区域周边环境不会产生较大负面影响,促使项目建设始终处于稳定状态。但是此项施工技术应用中也存有相应限制性。其中施工区域土质状态硬度较高,对于此项技术应用具有较高要求,消耗的施工成本也较高。在施工过程中,地下连续墙支护结构产出的废浆量较多,施工部门要设定针对性废浆排放措施,降低对地下施工区域的负面影响。
三、深基坑支护结构施工
1.施工工艺流程
(1)挖土:第一步先分层拉槽挖除-6.000 m以上的土,同时做土钉墙;施工护坡支护桩及第一道预应力锚杆;第二步挖至一10.000 m,施工第二道预应力锚杆;第三步直接挖至一14.000 m,施工第三道预应力锚杆。
(2)土钉墙施工:挖槽到位。人工修坡*土钉成孔弓挂钢筋网斗置筋。注浆。喷射混凝土。
(3)护坡支护桩:在x.000 m放线定桩位。钻机就位成孔。吊放钢筋笼。浇混凝土成桩。第一排预应力锚杆成孔。放筋。注浆、绑扎冠梁钢筋、浇筑混凝土一张拉锚杆。挖槽至一10.000 m,支护桩间挂网喷射混凝土,做第二排预应力锚杆*挖槽至-14.000 m做第三排预应力锚杆。
2.支护桩施工
本基坑地下25m范围内主要为粉质粘土及粉土,土质强度高,支护桩采用干作业成孔灌注桩。可选择的成孔机械主要有旋挖钻机与长螺旋钻机。根据HEBGYD-A-2012《全国统一建筑工程基础定额河北省消耗量定额》(以下简称《河北定额》),旋挖钻机与长螺旋钻机成孔每lOm费用分别为1781.73元(因干作业,扣除水费、其他材料费和泥浆泵台班费)、213.25元,故采用长螺旋钻机成孔。KLB30-600型长螺旋钻机最大钻孔深度30m,最大钻孔直径800 mm,可满足施工要求。
锚杆预应力损失在张拉后及土方开挖过程中均有出现且损失量较大,约20%。为此采取措施采用高强度低松弛预应力钢绞线做锚索,正式张拉前先预张拉(20%左右锁定荷载)1}2次,提高张拉等级(锚杆张拉值为锚杆承载力设计值的1.1倍),第二次张拉等方法。为使第一道预应力锚杆尽早张拉,在冠梁混凝土内掺早强剂。
土方开挖后,在支护桩间挂网喷射混凝土,使桩墙成为一体,表面应平整,以使腰梁、锚杆、桩受力均匀。腰梁采用双工字钢。
四、深基坑工程施工过程控制
1.合理布置支撑体系并明确施工控制目标
本工程施工需要对支撑体系进行合理布置,否则很容易出现支撑失效而对整个工程的安全造成威胁的情况。支撑体系应当被分为3个独立的区域,分别为北面角、中部和南面角,根据实际施工情况可对独立支撑体系进行设置和拆除,务必要保障施工活动的顺利进行。与此同时,施工队伍还应当明确施工控制目标,即在深基坑开挖、地下结构施工及土方回填之前,合理控制施工活动,尽量避免结构变形、基坑隆起、水土流失、水体灌入等问题的发生,从而保障施工安全、高质、高效进行。
2.科学选择监测项目
施工活动控制的实现是以监测项目为重要渠道,通过对不同项目的有效监测能够准确把握工程施工情况,从而有效预防施工隐患和风险,及时处理施工问题,全面保障施工安全、质量及效率。对本工程而言,需要监测的项目主要包括支护结构和周围环境要素。其中墙顶水平位移、墙顶沉降、孔隙水压力、土体竖向变形、土体侧向变形、墙体侧向变形、支撑轴力、地下水位、立柱沉降、周围建筑物沉降和倾斜、周围地下管线沉降和水平位移等是必须监测的项目,它们能够客观反映深基坑施工情况,帮助施工队伍了解是否存在施工问题,从而及时有效地加以防范和处理,提高施工安全性和质量。
结束语:综上所述,软土地基基坑支护结构的构建当中,技术方案很多,可以灵活地根据地质情况进行布置,核心是保证安全性,当然在保证了安全后,要考虑经济性与施工效率等方面的因素,进而科学地布置基坑支护。
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