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摘要:随着国家的发展越来越好,城市建设的规模也不断扩大,建设用地资源日趋紧缺,城市地下空间作为新型国土资源的利用,是解决城市发展面临的人口、环境、资源危机的重要措施和途径。为最大限度地加强地下空间开发利用和发挥地下建设潜力,基坑工程不断向“深大”方向发展。
关键词:复杂周边;基坑工程;变形控制技术
引言
目前,随着社会经济发展,城市建设用地日趋紧张,越来越多的工程项目面临在城市复杂环境中进行基坑开挖的需要。城市施工空间狭小,开挖范围有限,周边环境复杂,地下市政管线密布,基坑开挖深度普遍较深,一旦失稳破坏将造成巨大的人员伤亡与经济损失,引发巨大的社会不良影响,因此如何选择安全可行、经济合理的支护结构形式,既满足工程施工需要,又能够保护周边环境,已成为城市复杂环境中的深大基坑工程所需要解决的主要问题之一。
1基坑工程的变形控制概述
对于复杂的环境而言,基坑工程的变形通常会带来一系列的不利影响,一方面,周边土体容易产生耦合从而出现叠加效应,造成周边土体次生危害的形成。由于基坑周边环境复杂而敏感,因此,很容易在开挖的过程中发生坍塌事故。同时,基坑开挖时周围的建筑物墙体会受到外力作用,土体和围护之间的牢固程度会受到影响,极易产生裂缝。另一方面,基坑工程施工容易引起地表下沉,只有基坑施工合理才有助于降低下沉量。所以,对于基坑工程的变形控制进行研究是保证基坑质量,避免安全事故的重要手段。
2影响深基坑变形的因素
2.1自然地质条件
基坑工程所在地域的地质条件一直以来都是影响基坑变形的主要原因之一,不同的地质条件下,基坑的变形情况也会不同。现场水文地质条件、开挖土层地质条件、周围环境因素等一系列已知条件,直接影响方案的实际设计和工程具体施工情况。在计算分析基坑的变形时,土体的粘聚力、内摩擦角和变形模量等物理参数的选取会直接影响到计算结果的准确性,所以基坑变形计算参数的选取要根据准确的地质勘察报告并结合实际工程经验,只有这样基坑开挖过程的稳定与安全才能被充分的保障。
2.2设计因素
基坑围护结构在设计上需要满足基坑强度、变形、稳定性等方面的要求,适当地增大围护结构的刚度,对支撑施加预应力,可以减少围护结构的水平位移,降低基坑周围地表沉降。当围护结构的刚度和强度满足基坑设计要求时,在一定范围内增大围护结构的入土深度也可以很好地限制基坑的变形和坑底土体的隆起。
2.3施工因素
施工因素对基坑变形的影响主要来自时空效应,基坑的开挖面积、深度以及形状与基坑的空间作用有着密切的关系。土体的应力和应变关系曲线会随着时间的推移而产生变化,即土体的蠕变性。在基坑工程开挖的过程中,减小无支撑暴漏时间可以使围护结构起到很好的挡土作用,限制围护结构的变形。在实际施工的过程中,为了有效地限制基坑的变形和保证基坑的稳定,要做到基坑分层、分段开挖且随挖随撑。
3基坑工程变形控制措施
3.1设计预防
展开基坑施工设计时,支护结构与围护结构应结合实际环境综合考虑,最大程度降低黏土、管道、地下水等不良环境因素的影响,需结合现场施工环境调整变形控制指标,由设计人员针对淤泥质粘土、含砂粉质黏土等展开应力计算,结合其受力情况合理设计基坑结构,此外对于周边敏感建筑,开挖工艺设计需确保建筑墙体不受破坏,若存在建筑变形值小于基坑开挖变形值情况,需额外增设基坑加固工序,基于基坑空间效应,尽量采用盆式基坑开挖方式,以此提高基坑内外土体稳定性,对于施工项目存在多个开挖基坑,需确保多个基坑同时开挖,规避基坑间环境相互作用。此外为保障基坑工程质量与安全,需于设计阶段完成全程监测,并结合施工危险点设计应急方案,从设计层面预防基坑变形。结合实际案例来看:对于周边环境存在敏感建筑与新旧管线的情况,应结合基坑黏土质加强支护与围护结构,确保其顺利完成施工的同时需保障基坑安全性、稳定性,开挖施工过程中,应避免造成黏土体变形问题,此外对于复杂周边环境中敏感建筑,为保障其可正常使用,基坑工程应将变形控制作为设计重点,规避变形造成的一系列负面影响。
3.2环境测量
施工现场环境对于基坑工程影响较大,尤其对于复杂周边环境而言,应尽量选择对环境影响较小的施工技术。为有效保障基坑变形控制数据来源,需施工团队深入现场,围绕土质组成、地下水层等因素展开数据测量,并结合土体物理力学指标统计数据。展开环境测量时,需秉持可持续发展原则,对复杂周边环境展开清理与保护,对施工障碍展开清理工作,同时结合基坑深度及设计标准,分析设计方案、施工技术与现场施工环境契合度,并进一步确认支护结构与围护墙体结构,此外需对周围敏感建筑墙体展开稳定性调查,结合实际情况计算其可承受应力范围,并对周围新旧管道进行摸底,了解其走向,同时应针对周边环境地下水展开调查,以此提高变形控制技术针对性。
3.3防水处理
对于存在地下水的施工环境,展开基坑工程时需结合相关技术完成防水处理。例如:首先需有意识的控制地下水位,防止地下水溢出导致基坑变形;其次需加强关注施工过程中的流砂、管涌现象,并结合实际施工环境选择止水方案,若传统支护与围护结构无法完成止水,需及时设置止水帷幕;最后,若地下水水位仍处于较高状态,应采用降水方案,并结合实际环境估算降水影响,辅以配套回灌技术,结合基坑施工需求与标准展开动态监控,规避盲目降水带来的不必要施工资源浪费,除此之外面对日益复杂的基坑施工环境,可结合信息化技术自动测算基坑变形值与防水技术实时监测,提高支护与围护结构有效性,大幅度提高基坑工程安全性与稳定性。
3.4支护施工
在防止基坑变形过程中,支护结构的施工可直接影响基坑稳定性。例如:若支护结构采用钻孔灌注桩方式,需在设计规范与施工标准基础上展开施工,需严格控制支护钢筋、成桩与成孔,需结合实际基坑施工数据控制支护桩径与桩长,结合案例来看,其存在淤泥质粉质黏土等不良土体,为实现高质量基坑变形控制,需严格控制成孔质量,成孔施工后展开清孔工序,同时在混凝土灌注施工过程中,应确保灌注高度合理,通常情况下需超出桩顶设计标高,此时需确保钢筋与注浆管共同绑扎且下放至基坑,采用橡胶带完成注浆管包装密封,可结合实际情况分层次完成补浆。除此之外对于围护墙体施工,应加强成槽设计与控制,需于成槽前完成砌筑,需结合施工设计数值强化围护结构刚度,结合施工设计边线与标高控制围护墙体施工,并控制成槽设备正确走向,此方式不仅可有效规避土体坍落危害,还可进一步稳定土体,强化基坑稳定性与安全性。对于基坑工程施工现场控制而言,需降低降低敏感型土质层干扰,不可出现基坑超挖等现象,以此规避高坡率滑移与土质变形,进一步保障基坑土体抗剪强度,实现高度稳定基坑变形控制。
结语
工程物是人们生活、学习、工作及一些活动的主要载体,因此,其质量的好坏将直接影响着人们的生命财产安全。所以,在进行建筑物施工时,施工人员要将提高施工质量保证施工安全作为重点去建设。基坑工程作为基础工程的一部分,是决定工程主体的稳定性及安全性的重要工序,故基坑变形监测是具有十分重要意义的一项工作。
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