建筑工程中的深基坑支护施工关键技术的应用研究

发表时间:2021/5/17   来源:《城镇建设》2021年2月第4期   作者:曹政
[导读] 随着建筑事业的不断发展,很多建筑物的高度越来越高
        曹政
        天元建设集团有限公司  山东临沂  276003
        摘要:随着建筑事业的不断发展,很多建筑物的高度越来越高,但是当建筑物高度达到一定程度的时候,极容易出现坍塌问题,因此为了能够保证建筑物的质量,提高稳定性,减少建筑物对人们生命财产的威胁,需要做好深基坑支护工作,保证施工稳定性。
        关键词:建筑工程;深基坑支护;关键技术
        引言
        新时期建筑业发展下,建筑项目高度与复杂程度逐渐提升,为保证工程项目建设安全,人们对地基基础施工提出较高的要求。深基坑支护技术是项目建设下保护基础作业施工安全的一项重要举措,其主要目的是提高深基坑边坡稳定性,实现地基基础加固效果。由于工程项目建设特点与工程地质条件约束,不同项目建设对深基坑支护技术要求也有所不同,虽然已经创新出许多样式的深基坑支护技术,为保证合理性还需要结合诸多因素进行分析,以保证深基坑支护技术的最优化。
        1深基坑支护特点
        建筑工程深基坑,一般是支护结构大于5m的基坑。在深基坑施工建设中,必须优化施工设计,做好检测、基坑支护工作,以此维护深基坑施工的顺利性,避免损伤周边环境,同时可以维护主体地下结构的安全性。从上述分析可知,深基坑支护施工具备较强综合性,工程建设比较复杂。工程建设特点如下:第一,基坑深度持续增加,由于土地资源减少,为了提升用地率,出现了较多高大建筑。建筑高度的持续增加,导致基础承压需求加大,致使深基坑必须加深深度方向,以此满足施工建设要求。第二,区域性较强。由于水文地质条件不同,深基坑工程建设也不同。在同一区域中,不同土地岩土与性质也存在不同。在开挖深基坑时,必须按照地区实际情况开展操作。第三,周边环境影响大。针对超高层、高层建筑来说,一般位于交通发达、人流密集、建筑物数量多的区域,所以,深基坑施工建设的影响因素较多。第四,风险性与随机性。深基坑支护工程为临时性工程,施工企业的资金、技术投入度不足,致使基坑支护的安全防范不足,增加工程建设的风险性。此外,深基坑工程施工周期持续增加,会面临较多意外事件,因此工程建设的随机性强。
        2建筑工程中深基坑支护施工关键技术的应用
        2.1案例概述
        以某工程项目为例,总建筑面积为448000m2,主楼设计为16层,高度为48m,地下设计为2层,深基坑的深度为9.8m,地下水位埋深范围为3.3~3.5m。根据地质勘察结果显示,影响深基坑开挖作业的为潜水,为孔隙型潜水,具有较好的透水性,不过富水性一般,补给来源为大气降水与地表水,因此水量不大。由于第四系冲击砾砂与卵石属于强透水地层,为场地内的主要含水量,作业期间要编制完善的排水与降水方案,避免给周围建筑物造成影响,引发开裂或者下沉等问题。现结合此工程的深基坑支护施工实践,进行技术要点的分析。
        2.2支护设计
        深基坑支护方案的编制,结合建筑基坑总平面图范围,通过分析场地岩土工程条件以及环境条件等,确定最终的方案。此基坑安全等级水平为一级,重要性系数选择为r0=1.10。按照设计所需要参数结合勘察报告,同时结合以往的经验加以确定,设计指标如下:①杂填土。天然密度为17.0kN·m-3;凝聚力为12kPa;内摩擦角为5.0°;锚固体的土层黏结强度为0kPa;②粉质黏土。天然密度为17.8kN·m-3;凝聚力为13kPa;内摩擦角为21.0°;锚固体的土层黏结强度为60kPa;③含泥卵砾石。天然密度为20.5kN·m-3;凝聚力为40kPa;内摩擦角为5.0°;锚固体的土层黏结强度为150kPa;④红黏土。天然密度为16.45kN·m-3;凝聚力为12.1kPa;内摩擦角为27.9°;锚固体的土层黏结强度为60kPa;⑤含角砾粉质黏土。

天然密度为17.83kN·m-3;凝聚力为14kPa;内摩擦角为55.0°;锚固体的土层黏结强度为80kPa;⑥含碎石粉质黏土。天然密度为20.5kN·m-3;凝聚力为15.6kPa;内摩擦角为31.2°;锚固体的土层黏结强度为90kPa。此深基坑锚杆设计方案如下:①第一排。垂直距离为3000m;水平距离为4000m;锚杆长度为18m;拉筋规格为I准28;②第二排方案与第一排相同。
        2.3土方开挖
        严格坚持“均衡、对称、先撑后挖、先探后挖、先中间后周边再退台”的原则开展基坑开挖作业。在开挖前,可以利用挖掘机探挖深层土壤,如果不存在渗漏水那么可以进一步加大开挖深度。首先,应当将表层土去除,开展冠梁钢筋混凝土施工,然后按照从中间到两端方式纵向完成基坑分层取土,采用阶梯状开挖,用小挖掘机收平钢支撑下土方。在基坑两侧用挖掘机装土,具体土方开挖过程如下:
        第一,开挖表层土土方。按照地面到冠梁底标高深度开展第一层土方开挖工作,冠梁施工及时完成。当完成冠梁后监测冠梁设计强度并且做好降水试验工作。通过降水试验能够将降水井质量情况进行明确检验,明确单井出水量情况。通过群井试验能够将疏于效果确定,对基坑内降水井布置情况进行检查,确定是否达到标准要求。对坑外井水变化进行细致的观察,明确止水帷幕封闭情况。
        第二,开挖主体结构土方。当基坑降水试验达到验收标准且冠梁混凝土满足设计强度标准后可以开挖主体结构土方。用挖掘机开挖钢支撑下的土方,用长臂挖掘机按照从下到上顺序依次垂直倒土,随着开挖深度增加需要适当将预加轴力增加,在施加完预加轴力后可以开挖下方土体。挖掘机配合地面长臂挖掘机和自卸车将开挖土壤运输到指定地点。
        第三,开挖局部。局部开挖量不大容易受到支撑布置影响,可以在基坑混凝土垫层上布置小型挖掘机,用长臂挖掘机配合自卸车运走所挖出来的土壤。
        第四,开挖零星土壤并且修整基底。用小型挖掘机或者人工将零星土壤挖掘出来运输都堆土场。人工挖除部分主要为基底以上30cm厚土方,从而避免严重扰动基底土体。在达到设计标高后可以检查开挖质量,质量达标后可以浇筑基底。
        2.4深基坑支护施工技术选择
        在应用深基坑支护技术时,要全面考虑支护结构的适用范围和特点,因为深基坑的整体施工质量安全将直接受到支护方法的影响。在选择深基坑支护结构时,有的支护结构虽然后期需要拆除但是其严重影响着整个工程的可靠性和安全性,为此,工作人员务必要重视实际工程具体情况,合理选择设置挡土系统、挡水系统、支撑系统,确保后续能够安全地开展施工作业。为此,在开挖深基坑过程中,应当特别重视开挖的深度,以建筑需求为出发点严格控制深基坑支护技术的选择和应用,创造安全稳定的施工环境。
        结语
        深基坑支护既是建筑工程施工的基础环节,又是其中不可缺少的一个重要组成部分。虽然在该项工程中出现了土层开挖与边坡支护不相符、深基坑边坡施工修理不满足标准以及施工过程与施工设计存在差异等问题,然而均及时在后期做出了调整,取得了良好的施工效果。但是,仍然需要提升施工技术水平,并且按照具体管理要求与施工计划完善工程,最终才能提升工程整体质量,达到预期标准。
        参考文献
        [1]何艳清.建筑工程项目中深基坑支护施工技术[J].四川建材,2018,44(12):104-105.
        [2]方圆.深基坑支护施工技术在建筑中的应用研究[J].建材与装饰,2019,15(36):21-22.
        [3]王卫勇.建筑工程中深基坑中支护施工技术分析[J].四川水泥,2019,41(1):297.
        [4]李波.对建筑工程中的深基坑支护施工技术的思考[J].工程建设与设计,2019,67(1):229-230,233.
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