建筑施工中深基坑支护技术的控制要点分析

发表时间:2021/3/26   来源:《基层建设》2020年第29期   作者:屠佳莉1 洪丹丹2
[导读] 摘要:近年来,城市土地资源紧缺现象越来越严重,为了有效地缓解此类问题,需要对地下空间进行科学合理的利用。
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        摘要:近年来,城市土地资源紧缺现象越来越严重,为了有效地缓解此类问题,需要对地下空间进行科学合理的利用。这就要求在建筑工程施工过程中,合理应用深基坑支护施工技术,施工单位需要明确深基坑支护施工技术的应用要点,从而进一步提高技术应用水平。本文阐述了深基坑支护技术的基本特点和要求,分析了地下连续墙、灌注桩、土钉墙钢板桩等常见深基坑支护技术在建筑施工中的具体应用要点。从建筑工程业主单位的角度,探讨了提高深基坑支护技术施工质量的具体措施,希望能为相关工程单位提供参考。
        关键词:建筑工程;工程施工;深基坑;支护技术;技术应用
        一、建筑施工中深基坑支护技术概述
        1、深基坑支护技术的概念及面临的难题
        在现代建筑工程施工中,深基坑支护主要是指根据现场实际情况,采用加固、支挡等方式,针对工程地基基坑周边环境、边坡、侧壁等进行支撑、防护的过程。深基坑主要是指工程挖掘深度超过5m的基坑,在一些工程建设中,虽然基坑开挖深度并没有达到5m,但是由于该地区地质结构、地下管线比较复杂,施工难度较高,这类基坑也将被视为深基坑进行处理。在如今城市建设规模越来越大、土地资源越来越紧缺的情况下,城市建筑多数都以高层建筑为主,而高层建筑的建设就意味着深基坑施工不可或缺。为了保证深基坑施工质量和安全,为后续工程的建设奠定可靠的基础,深基坑支护技术的应用,尤为重要。在实际应用中,深基坑支护技术的应用主要面临着复杂的地质结构、地下水文条件的影响,加上多数高层建筑工程建设工期紧张,深基坑施工的工期压力更大,支护施工面临着诸多挑战。值得一提的是,在城市建设过程中,多数工程工地周边环境十分复杂,无论是周边建筑的存在,还是地下管道、线路,都会影响深基坑支护方案的设计和施工。
        2、深基坑支护技术的基本应用要求
        任何深基坑支护技术的应用,都需要建立在对施工现场地质结构、土壤条件、地下水文条件、周边环境进行全面勘察分析的基础上。因为,不同的现场环境存在的干扰因素不同,所适用的施工技术方法也不同。所以,在制定支护方案之前,都需要专业人员进行现场勘察,并出具相应勘察报告,再结合工程建设要求,制定合适的支护方案。其次,深基坑施工环境复杂,而支护方案往往涉及到比较复杂的流程,所以需要按照既定流程保证规范施工,结合严谨的过程监督,提高支护施工质量。从建筑工程业主单位的角度来讲,需要结合工程建设要求,对支护方案进行分析,做好施工过程监督、施工结果验收,确保基础工程的可靠性。
        二、建筑施工中深基坑支护技术的类型和应用要点
        1、地下连续墙支护
        地下连续墙支护技术是一种经典的基坑支护施工技术,具有施工快捷、可靠性强的特点。该技术主要是基于泥浆护壁的基本条件,在基坑内部周边设置连续性的钢筋混凝土墙,达到支撑、防护目的的支护技术。随着现代工程施工技术的进步,地下连续墙支护技术还可以和逆作法、内支撑等施工技术进行融合,进一步发挥连续墙结构的应用优势。通过地下连续墙支护技术而建成的支护结构,具有良好的刚度和耐用性,并且可以作为建筑基础结构组成部分。这种支护技术适用环境比较广,无论是砂土、黏质土,还是软弱土层,都可以通过该技术保证深基坑支护的可靠性。从现代我国建筑工程施工技术的发展现状来看,地下连续墙支护技术已经十分成熟。据相关资料显示,我国最深的地下连续墙深度已经超过85m,这说明其是一种真正成熟、可靠的深基坑支护技术。
        2、灌注桩排桩支护
        排桩是一种十分成熟的基础结构,主要是通过钻孔、放置钢筋笼、灌注混凝土的方式,形成一排高强度钢筋混凝土围护桩的结构。排桩一般可以是内撑式结构、悬臂式结构或锚杆式结构,在施工时,桩和桩之间往往以较密集的方式排列,或是结合锚网喷浆按照一定距离进行排列。排列的方式要根据现场实际情况进行选择,土壤条件较好的可以采用疏排式,条件较差、土壤岩层松散的可以采用密排式。灌注桩排桩支护结构具有很好的侧向支撑能力,可以有效的起到挡土、围护的作用。由于排桩结构中每根桩是独立的,所以在施工时要在桩顶浇筑连续钢筋混凝土圈梁,让桩和桩连接起来,保证整体强度。由于进行灌注桩排桩支护机构施工时,几乎不会产生振动,不会对周边土体、道路、建筑或地下管线造成不良影响。所以该支护结构比较适用于城市中现场环境比较复杂、周边建筑设施密集的地区。不过,受到施工工艺本身的特点的影响,灌注桩排桩支护结构的施工效率普遍较低。同时,这一支护结构无法很好的对地下水进行拦截,如果地下水位较高,很容易入侵基坑内部,影响施工。近年来,随着灌注桩排桩支护技术的改进,一些工程中用到了排桩和截水帷幕结合的方式,或是在排桩背部、连接处进行高压注浆,来达到截水、堵水的目的。
        3、土钉墙支护
        该深基坑支护技术是一种基于原本土体进行加筋支护的技术,其可以和基坑开挖环节同步进行。具体来讲,在基坑开挖过程中,在基坑土坡上铺设钢筋网,将混凝土浆料喷射在钢筋网表面。同时将秃顶、拉锚杆打入基坑边侧土体中,利用其与土层的摩擦力,形成紧密的结构体。在土钉墙支护结构中,土钉和混凝土可以形成足够好的受力结构,往往能发挥出良好的挡土作用。施工时,一般要采取分段开挖土方、分段土钉支护施工的流程,同时要对土钉、混凝土做好养护,提高施工质量。在实际施工中,土钉墙支护技术比较适用于地下水位较高、以粘土为主的基坑环境。但是,该技术不适合在淤泥质土或地下水位以下部分的支护。另外,由于土钉墙支护技术用到的土钉、拉锚杆深入到土层或护坡较深的位置,所以在地下管线比较密集的地方不适用。


        4、钢板桩支护
        该深基坑支护技术只要是将设计有槽口的型钢依次打入土层,形成具有挡土、支护功能的钢板桩结构。通常情况下,钢板桩支护在土方开挖前、开挖中可以同步施工,可以很好的为基坑开挖和内部施工提供良好的支护效果。钢板桩支护技术具有成本低、施工简单的优势,适用于基坑深度小于7m的基坑。如果基坑深度较大,对钢板桩的厚度、刚度有更高的要求,会导致成本增加,并且很容易因基坑侧向应力过大而导致钢板桩变形的情况。另外,在软土地基环境下,钢板桩也无法与土壤形成紧密的整体,也会导致钢板桩支护效果受到影响。
        5、逆作法支护
        逆作法是一种当前建筑工程行业中新兴的施工技术,主要是在地表附近制作钢筋混凝土结构,再从该层出发,同时向下进行基坑施工、向上进行建筑施工。其中,逆作拱墙是一种比较常见的深基坑支护施工技术,主要是将基坑开挖成具有圆弧面的形状,然后沿着基坑逆作钢筋混凝土拱墙,再利用拱墙将土层压力转变为切向力,以形成稳定的结构。这种技术对拱墙厚度要求不高,并且基本上不需要设置锚杆、内撑等,就可以很好的满足支护需求。逆作法支护结构可以适用于深度不超过12m的基坑,不过在目前的技术条件下,该技术的施工难度较高,对施工队伍的技术要求较高。如果现场存在地下水位较高的问题,需要注意做好截水、人工降水工作。
        三、建筑施工中深基坑支护施工技术的质量控制要点
        1、优化设计理念
        在现代高层建筑的施工过程中,施工队伍往往面临着施工环境复杂、工程质量要求高、施工工期紧张等问题,因此需要深基坑支护施工方案设计人员积极创新理念。基于对现场的全面勘察,灵活利用不同的深基坑支护施工技术,制定具有创新性和实用性的深基坑支护施工方案。作为建筑工程项目的业主单位,需要对设计人员制定的深基坑施工方案进行审核,从可行性、造价控制等角度,对其合理性进行评估。具体来讲,在设计过程中,要对施工现场岩土变化情况、土层结构情况进行全面的分析,并预测岩土变化趋势,进而形成更合适的支护结构施工策略。
        2、做好施工现场勘察分析
        在任何建筑工程的建设施工中,需要组织相关专业人员对现场进行全面的勘察,尤其关注现场地质结构、地下水文条件、周边环境等。基于此,一方面优化深基坑支护施工方案,另一方面做好相应的基坑施工准备。例如,如果工地位于闹市区,周边有大型建筑工程、马路,地下分布有大量的管线、设施。此时要积极联系相关部门,获取周边建筑及地下管线设施的相关工程资料。在此基础上,做好相关工程方案的优化设计,尤其要考虑降低基坑施工对周边环境的影响,避免破坏地下管线设施。另外,还要做好基坑周边的防护,必要时加装防尘、隔音系统。针对地下水的问题,如果地下水位较高,要采取合适的方案,进行人工降水。同时,在支护结构施工计划中,充分考虑截水、堵水,避免施工过程中地下水入侵影响施工质量。
        3、做好施工过程的监督和检测
        在建筑工程深基坑支护施工中,要密切做好各个环节的组织管理及监督工作。作为工程业主单位,首先要积极组织设计单位、施工单位、监理单位等对设计图纸进行审核,做好技术交底工作,要求各个单位明确深基坑支护结构施工方案、技术标准和质量要求。其次,在深基坑支护施工过程中,业主单位要委派代表和监理人员,共同做好工程施工监督工作,确保施工流程、方式符合规范。做好各阶段的质量验收,确保达到质量标准之后,再进行下一阶段的施工。在此同时,还要联合技术人员,对施工现场护坡、土层、地下水状况进行全面的监测,通过安装监测仪器,密切关注现场环境变化,及时发现异常情况,采取有效的应对措施。另外,密切观测深基坑支护系统的状况,对其受力情况、位移量、形变量等进行监测,一旦超过合理范围,及时采取修复、加固措施。
        4、提高相关人员素质
        在现代建筑工程施工中,深基坑支护施工对施工人员的专业素质要求较高。为此,业主单位需要督促施工单位提高参与施工的技术人员、施工人员、管理人员的综合素质。一方面,提高相关人员准入门槛,不仅要求其掌握扎实的专业技术,还要求其有良好的职业素质和质量控制意识。另一方面,在深基坑支护施工方案拟定之后,组织相关人员做好技术交底和沟通,加强协作,结合严谨的培训机制,进一步为深基坑支护施工打下可靠的基础。
        结束语:
        综上所述,在如今城市化进程不断加快、建筑工程项目规模持续扩大的情况下,深基坑支护施工作为建筑工程施工中十分关键的环节,值得引起足够的重视。建筑工程业主单位需要积极革新理念,对深基坑支护施工技术进行全面的了解,明确相关标准。在此基础上,积极组织相关人员做好现场勘察、方案设计和技术交底,督促施工单位做好质量控制,结合良好的施工组织管理,提高深基坑支护施工质量,为提升整个建筑工程建设质量打下可靠的基础。
        参考文献:
        [1]建筑工程施工中深基坑支护的施工技术探讨[J]. 白兴宇.  住宅与房地产. 2020(27)
        [2]建筑工程中深基坑支护施工关键技术分析[J]. 马驰,周晓益,孙健,何丛飞.  工程技术研究. 2020(18)
        [3]建筑工程中的深基坑支护施工关键技术分析[J]. 顾辉.  住宅与房地产. 2020(15)
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