工民建深基坑开挖与边坡支护施工技术探讨 毛元芳

发表时间:2021/6/7   来源:《基层建设》2021年第4期   作者:毛元芳
[导读] 摘要:由于深基坑工程具有较高的复杂程度,在进行深基坑工程时,怎样最大程度缩减支护结构受到的负面影响,已成为目前深基坑发展的重点和难点。
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        摘要:由于深基坑工程具有较高的复杂程度,在进行深基坑工程时,怎样最大程度缩减支护结构受到的负面影响,已成为目前深基坑发展的重点和难点。基于此,本文结合实际工程,就其深基坑开挖引起的支护结构变形问题进行简要分析。
        关键词:工民建;深基坑开挖;边坡支护;施工技术;
        1工程概况
        某停车场建设项目基础外边缘与北侧双向路相距 8.4 m;基础外边缘与西侧胡同相距 6.4 m,与南边路相距 13 m 左右,与东边路相距 20 m。停车场地下两层,深基坑长宽分别为21 m和103 m,开挖深在8.6 m到10.9 m,深基坑开挖面积 2 170 m2,周长 250 m。深基坑等级为一级,设计用时一年。1.1工程地质条件建设场地地形平坦,南部略低。此次勘察的深度最大可达到17.0 m,以岩土的物理力学属性来分层,土层的厚度及土体的参数如表1所示。1.2深基坑支护形式此工程主体深基坑标准段开端深度处在8.6 m到9.1 m区间,支护结构使用了护坡桩联合锚杆支护体系,桩主筋保护层厚在50 mm左右,没入水中的混凝土设计强度等级C30。锚杆采用预应力锚杆。
        2 深基坑开挖施工技术
        2.1 明挖技术
        规划基坑施工区域,直接在地表处开挖并向内部推进。明挖技术的应用特点在于操作简单、施工便捷,局限之处在于扰动性影响明显,施工期间伴有粉尘污染、噪声污染等问题,应采取有效的控制措施。
        2.2 暗挖技术
        通过暗挖技术的应用,可有效解决明挖技术应用期间所存在的噪声污染问题。根据现场施工情况,共确定4个挖掘点,配套支护和防水措施,给基坑的开挖提供安全保障。完成挖掘作业后,随即组织回填,缩短中途的间隔时间,以免发生塌陷事故。
        3 深基坑支护施工技术
        3.1 土层锚杆技术
        确定钻孔点位,以锚杆钻机为施工工具钻进成孔,期间密切检测钻孔深度,实测值满足要求后向孔内灌入水泥砂浆并置入加工成型的钢绞线。工程实践表明,应用土层锚杆技术后,在有效加固土体时,可达到预防坍塌的效果。锚杆的结构和数量为重点控制内容,若某方面缺乏合理性,最终取得的加固效果将偏离设计要求。
        3.2 土钉墙技术
        以土钉、混凝土面层、土体为核心,共同组成完整的挡土结构。土钉墙技术的适用能力强,在黏土、无黏性土等地质条件中均具有可行性。为充分发挥土钉墙技术的应用优势,应提前优化施工工艺,包含钻机转速、进尺等,实际施工中加强质量检测与控制,规避坍塌事故。
        3.3 深层搅拌桩技术
        取优质原材料,拌制均匀性较好的水泥砂浆,在施工机械的作用下将其喷射至土体内部,期间通过外力作用加强搅拌,使注入的水泥砂浆与土体充分混合。随时间的延长,水泥砂浆凝固,连同土体共同组成高强度桩体,用于维持基坑的稳定性。深层搅拌桩技术的应用效果显著,可同时满足加固和止水的双重要求。若采取多排搅拌桩的设置方式,能够共同组成完整的基坑支护挡墙,支护效果良好。
        3.4 钢板桩支护技术
        以热轧型钢为基础材料,经加工后制得钢板,将钢板依次连接,组成完整的钢板墙,具有挡土和挡水的作用。施工期间,应严格控制桩顶的高程,尽可能减小各桩顶的高程误差,易出现局部支护效果欠佳的情况。
        4 本工程中深基坑开挖与边坡支护施工技术要点
        4.1 准备工作
        在进行边坡支护施工前,施工单位需综合性调查工程所处区域地理环境,特别是调查施工场地地基土质,全面把握开挖基坑涉及到的各项因素。在确定土层后再开挖,并注意避免对基坑周边土层结构产生破坏,以方便后期设置支护结构。同时,施工人员需详细分析掌握施工图纸和方案,根据建筑物实际结构设置边坡支护,满足实际施工需要。

设置完成边坡支护结构之后,施工前需采购需要的施工材料和设备,满足工作开挖需求。
        4.2 基坑开挖
        (1)采取自西北向东南的开挖方式,构成标高为-1.5 m的平台,成型后再于该处打设锚杆并喷射混凝土。(2)进入第二层土方开挖环节,此处依然采取从西北向东南的方式,形成的平台需具有稳定性与平整性,搭设土钉、挂钢筋网,若无误则喷射混凝土。(3)鉴于土方开挖作业扰动性强的特点,在施工期间应加强控制,不可碰触支护体系;机械开挖的方式具有较高的效率,但对细节部分的处理水平较低。因此,基底预留约300 mm,该部分由施工人员开挖清底,可有效避免超挖现象。
        4.3 混凝土喷射
        根据作业面的情况适时修整,确定放坡区域,于该处按铺设钢筋网、喷射混凝土的顺序依次操作。混凝土强度等级应达到C20或更高,水灰比取0.4。喷射施工可采取干喷方法,辅助使用空压机,正常工况下风压以9 m3/min为宜,此条件下可有效避免堵管现象。完成混凝土喷射作业后,由专员观察其实际状态,终凝超2 h后便可进入养护环节。洒水是养护阶段的重要工作,可使混凝土始终维持湿润的状态,以免产生裂缝。通常,养护时间应持续5~7 d,洒水频率及单次用水量视混凝土质量、气温灵活调整,避免洒水量不足或过多的情况。
        4.4 喷锚支护
        锚喷支护是一种综合性支护措施,其组成主要是锚杆和喷射混凝土,两者共同组成承载结构限制围岩变形发展,并调整期应力分布避免岩体变得松散而坠落。在土木工程施工中,可以利用锚喷支护实现临时支护,一般不需另外做永久支护和衬砌,但要注意一些场地水分高、存在细沙,不适合采用该支护技术。
        4.5 土钉墙施工
        4.5.1 主要施工流程
        1)完成首层土方的开挖作业后,按照自西向北的方式开挖,形成宽度为6.5 m的基槽,开挖过程中由施工人员及时修整,基槽成型后搭设锚管并喷射混凝土。2)分段开挖阶段宜采取跳槽开挖的方法,全面检查本层混凝土的强度,满足要求后组织下一层土方的开挖。在挖土机开挖时,应由专员监管,为挖掘机操作者提供正确的指导,提高施工的规范性,避免安全事故的发生。3)基坑开挖至设计深度位置后,浇捣垫层。承台部分的开挖采取人工作业的方式,期间产生的土方通过塔吊转运至指定堆放场所
        4.5.2 锚管支护
        以Φ48 mm、壁厚3 mm的钢管为原材料制作而得,端头加工成圆锥形。于管壁处开设Φ8~10 mm的孔眼,布设间距设为30 cm。在冲击锤的辅助作用下将其置入土层内,密切关注深度情况,与设计值的偏差不超过50 mm,各钻孔间距与设计值的偏差不宜超过100 mm,倾角偏差不超过5°。
        4.5.3 注浆锚管
        注浆前做好准备工作,使用清水深度清洗管体,直至管中流出的水维持清澈状态为止。采取底压注浆的方法,材料为水泥净浆。为促进浆液的快速凝固,在配制混合料时掺入适量早强剂,全程的注浆压力应稳定在0.35~0.50 MPa区间内,使浆液可有效注入。
        4.5.4 开挖轴线和标高的控制
        边坡开挖前检查轴线和标高,确保无误后正式开挖。引测水准点和轴线桩至作业段外部,采取防护措施,以免受损。基坑开挖期间及时设置标识,作为施工的参考,以保证基坑实际开挖深度具有合理性。
        结束语
        综上所述,该工程的深基坑开挖和支护作业均能够有序落实到位,实际施工效果满足要求,全程未发生安全事故,可兼顾质量、安全、效益等多重需求,表明开挖和支护施工技术具有可行性。
        参考文献:
        [1]徐汉阳.建筑工程基坑支护施工技术要点解析[J].居业,2018(1):111-112.
        [2]刘腾.土建基础施工中深基坑支护施工技术应用[J].工程建设与设计,2020(09):208-209.
        [3]杨欢.深基坑支护技术在房屋建筑施工中的应用[J].工程建设与设计,2020(02):123-124.
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