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摘要:为满足中高层建筑建设需要,深基坑支护施工近年来受到业界广泛关注,各类深基坑支护技术也成为研究焦点。基于此,本文将围绕建筑工程深基坑支撑式排桩支护结构施工要点、问题、控制措施开展研究,并南汇新城NHC1030101街坊01A-03A地块项目,深入探讨支撑式排桩支护结构施工技术的具体应用,希望研究内容能够给同类工程带来一定启发。
关键词:建筑工程;深基坑;支撑式排桩
前言:建筑工程的质量及安全直接受到深基坑施工的影响,但结合实际调研可以发现,现阶段建筑工程在深基坑支护施工方面存在不足,相关安全事故很容易因此出现。为尽可能保证建筑工程在深基坑支护施工质量,正是本文围绕支撑式排桩支护结构施工技术开展具体研究的原因所在。
1.建筑工程深基坑支撑式排桩支护结构施工要点
1.1科学管控地下水
为保证建筑工程深基坑支撑式排桩支护结构施工质量,需做好对地下水的科学管控,具体需结合工程实际控制地下水,如设法汇集地下水并通过水泵运走地下水,地下水的补充水源需同时得到重视,以此更好规避渗水问题。
1.2深基坑挖掘要点
建筑工程深基坑存在较大的挖掘土方工作量,深基坑挖掘的难度往往较高,为保证深基坑挖掘作业的顺利开展,一般采用分层挖掘施工方式,同时需遵循先支撑后挖掘原则。地表挖土作业可采用大型挖掘机,并结合支撑混凝土强度开展下坑坡道修建,以此满足土方运输需要,挖除清理坡道土方后需预留坡道修建使用土方,土方深度挖掘也需要在强度足够的支撑支持下开展[1]。
1.3支撑拆除要点
支撑拆除同样属于建筑工程深基坑支撑式排桩支护结构施工重点,施工单位需综合考虑周边环境与施工条件,具体的施工规划需遵循“先替换、后拆除”原则,周边环境条件也需要在拆除作业中严格监督,并在发现异常状况时保证拆除作业及时停止,以此科学处理各类现场环境问题,即可保证拆除作业的安全、顺利开展。支撑拆除作业开展前需保证存在强度达标的支撑相应层结构,且支护结构的支撑负载已经通过换撑手段转移,由此开展的拆除作业还需要做到细致、严格,避免结构与立柱损坏等问题出现[2]。
2.建筑工程深基坑支撑式排桩支护结构施工存在的问题
建筑工程深基坑支撑式排桩支护结构施工很容易在勘察工作、力学参数、施工技术人员等方面出现问题。勘察工作问题主要是指深基坑支护方案设计前未能做好对施工区域水文环境和岩层结构的全面勘察,土体取样工作也未能严格落实,这就使得支护方案设计缺乏依据,不具备代表性的土体取样会直接影响支撑式排桩支护结构施工技术的应用效果;力学参数问题是由于施工未能实现对力学参数的精确计算,承载能力不足的后期支护结构可能因此出现;施工技术人员问题会导致支撑式排桩支护结构施工技术无法熟练运用,偏低的职业技能会直接影响施工质量、效率及安全。
3.建筑工程深基坑支撑式排桩支护结构施工控制措施
为科学应用支撑式排桩支护结构施工技术,需做好前期勘察工作,并设法实现深基坑开挖工艺改善和施工技术人员培训。在前期勘察工作环节,应全面勘察施工区域周围环境,同时提取代表性较高的土样,为支护方案完善提供依据。水文地质勘察、岩土勘察工作也需要严格开展,以此准确计算力学参数,满足工程建设标准要求,单桩承载力的准确定位、桩数及位置的准确核对、桩顶作用效应的验算分析、施工标准与施工现场环境的综合考虑也需要得到重视;深基坑开挖工艺改善需保证桩基础布置工作严格遵循标准要求,桩结构最佳位置的选择及布局优化也需要得到重视,需充分参考上部结构力的作用点控制桩的中心。深基坑开挖工艺的改善还需要关注测量放线、土层预留、修坡、分层开挖等方面,各类机械的科学应用、坑底宽度检查的严格开展、邻近建筑物的实际情况考虑、深基坑的暴露时间缩短也需要得到重视;施工技术人员培训需结合施工建设要求和支撑式排桩支护结构施工实际,以此做好技术交底、技术培训等工作,支撑式排桩支护结构施工技术的应用价值即可更好发挥[3]。
4.工程案例施工技术应用分析
4.1工程概况
以并南汇新城NHC1030101街坊01A-03A地块项目作为研究对象,该项目占地面积约8306.66m2,项目总建筑面积29990.83m2,其中地上建筑面积10369.67m2,地下建筑面积19621.16m2。项目由综合楼和游艺馆建筑组成,前者属于框剪结构,后者为框架结构,地上建筑面积分别为10353.07m2、16.6m2,地下建筑面积分别为18779.26m2、841.9m2。工程采用支撑式排桩支护结构施工技术,同时在基坑内设支撑,支护桩包括水泥土搅拌桩和钻孔灌注桩。钻孔灌注桩的长度、直径分别为13~17m、1000mm,钢筋混凝土冠梁设置于顶部。
水泥土搅拌桩采用Φ500@350的布桩方式,设置两排,止水帷幕通过前后左右相互重叠构成,水泥掺量、桩长分别为15%、11~13m,通过二喷三搅工艺进行施工。坑内设置两道混凝土支撑,采用上下两道设计,第一道、第二道支撑标高分别为1.3m、-2.7m,作为典型的超大型地下室基坑,同时设置内支撑的中间支座,由36根钢构柱组成。案例工程深基坑支护施工存在一定难点,包括基坑开挖深度较深且面积过大、地下水位较高、地质复杂且存在较厚的淤泥层、施工场地较为狭窄,因此施工过程需要保证土体稳定并控制边坡位移。
4.2地下水控制
为保证施工的顺利开展,案例工程开展了针对性的地下水控制施工,结合地质勘察报告可以发现,案例工程存在三层地下水,包括处于地表的上层地下水、位于淤泥层的中层地下水、位于粗砂层的下层地下水,其中上层地下水以生活污水和大气降水为主要水源,属于典型的无压潜水。中层地下水所在土层的渗透系数小、含水率高,属于典型的土中滞留水,下层地下水具有承压性质且存在较为丰富的水源补充。在地下水控制中,案例工程采用了不同的控制方法。具体选择截流明排方案控制上层地下水,设置集水坑与截水明沟于基坑内沿护壁桩及地面处,截水明沟可汇集上层地下水于集水坑,最终通过水泵抽走。需设置两排水泥土搅拌桩于挡土支护结构外侧作为水平方向基坑壁截水,选择Φ500@350的布桩方式,以此形成截水帷幕,避免地下水进入;土方开挖期间中层地下水不存在补充水源,为设法提高淤泥层在土方开挖期间的承载能力,保证基坑内各类机械和车辆的自由行走,施工单位设置一层拆房土于淤泥质土层;基于较高标高的含水层顶板和丰富的水源补充,下层地下水采用其他降水方案。如存在严重的坑底涌水或渗水,设置排水沟于坑底离坑壁适当位置,以此保证坑底干燥,同时对降水井水位高度进行检查,以此更好为施工安全提供保障。
4.3基坑开挖
案例工程深基坑开挖土方量在12万m3左右,由于需要设置混凝土内支撑两道,挖土作业难度较高,通过综合研究,最终选择“先撑后挖、分层开挖、坡道修筑、下坑装土”的基坑开挖施工方法,第一层土、第二层土、第三层土的深度范围分别为+1.9m~-0.5m、-0.5m~-3.3m、-3.3m~-10.6m,均采用挖掘机进行开挖施工,第二层土开挖需基于90%以上的第一道支撑强度开展,挖掘机在下铺路基箱的第一道支撑面标高处进行作业,回填土完成后进行下坑坡道修筑,坑内装土由运土车负责。需边后退边挖除坡道土方,不受内支撑影响的基坑中部土方需预留一部分,满足下层坡道修筑需要。第三层土开挖需基于90%以上的第二道支撑强度开展,回填原坡道后采用挖掘机下坑挖土,第二道支撑下面采用小挖掘机掏土外驳,土方装车运出通过“接力”方式实现。具体施工基于大开挖形式进行第一层土方开挖,多台挖土机在整个基坑进行同时作业,保证第一道支撑施工快速完成。二层土方首先开展南北对撑、东西对撑开挖施工,支撑形成后对支撑靠围护桩部分土方进行挖除,通过向围护桩延伸南北对撑、东西对撑,将角撑部位土方挖除,角撑将顺利形成。完成对撑中央段施工后,土堤需快速挖除,围护桩无支撑暴露时间将有效缩短,总变形也能够顺利减少水平。对属于深层土方的第三层土方,采用分段开挖方式,以此提高开挖效率、降低开挖成本。
4.4支撑拆除
结合现场周边环境特点,案例工程在拆除支撑过程中遵循“先置换、后拆除”原则,结合详细制定的作业方案,每层内支撑拆除前均开展了细致的环境监察,保证了换撑的可靠、安全。在内支撑相应层拥有达到预定强度等级的主体结构后,且内支撑内力能够由主体结构承受后,即可开展内支撑拆除施工,考虑到下层内支撑拆除时存在还处于工作状态的支护结构及支撑立柱,以此必须将支护桩与支撑、立柱与支撑的节点小心断开,不得出现损伤问题,支撑立柱的最后拆除需同时做好防水处理,处理重点为立柱穿越底板位置。对于净距2.3m的第一、第二道支撑,为控制变形,采用人工拆除方法,案例工程的支撑体系转换最终得以平稳完成。
5.技术心得体会
支撑式排桩支护结构施工技术具备应用范围广泛、施工技术简单、水平位移控制能力较强等优势,在深基坑工程的应用价值较高。但由于一定基坑内部空间会被支撑结构占用,基坑施工存在一定难度,因此该技术的具体应用必须结合建筑工程实际情况并做好岩土工程勘察、力学参数计算、施工技术人员培训等工作,并保证支撑式排桩支护结构设计质量,施工材料和设备的优选、施工技术交底的严格开展、施工模拟的科学进行也需要得到重视。此外,还需要做好施工现场监测工作,支护桩沉降、钻孔桩体测斜、基坑周围地下水监测、基坑内支撑轴力监测均属于其中重点,如基坑内支撑轴力监测应围绕基坑水平支撑开展,通过科学设置轴力测点,即可更好为施工的顺利推进提供依据,施工质量和安全也能够更好得到保障。
结论:综上所述,支撑式排桩支护结构施工技术的应用需关注多方面因素影响。在此基础上,本文涉及的地下水控制、基坑开挖、支撑拆除等内容,则提供了可行性较高的施工技术应用路径。为更好服务于建筑工程建设,施工模拟的针对性开展、新材料与新设备的科学应用同样需要得到重视。
参考文献:
[1]韩素军.岩土工程施工中深基坑支护问题研究[J].冶金管理,2020(23):91-92.
[2]张恩重.岩土工程深基坑支护设计与施工中存在的问题及对策[J].工程技术研究,2020,5(12):207-208.
[3]梁宇辉.深基坑支护施工中存在的问题和基坑支护选型应用技术的探讨[J].西部资源,2019(03):96-97.