建筑工程中深基坑支护施工技术的应用研究

发表时间:2021/6/24   来源:《建筑实践》2021年2月第6期   作者:张荣超
[导读] 随着新时期发展,为了全面加强建筑工程中深基坑支护施工水平
        张荣超
        上海雅苑房地产开发有限公司  201100
        摘要:随着新时期发展,为了全面加强建筑工程中深基坑支护施工水平,应重视结合有效的技术方法,科学的加强施工实践能力,从而全面提高建筑工程中深基坑支护施工质量。本文结合工作实际,探索了具体的施工技术应用方法,希望分析能为相关技术人员提供有效参考。
        关键词:土建施工;深基坑;支护技术;工程施工
基坑的支护工程主要为在实施基坑挖掘期间,为提升坑壁的稳定性,保障主体地下施工时能够相对安全,同时不会对施工环境构成损害的施工项目。这便需要施工方不断深化探索和掌握新型的基坑支护技术手段,全面掌握行业中各类施工技术及其适用范围。施工方需综合衡量不同项目的具体情况,保证工程得以顺利实施。目前技术发展相对成熟的手段主要有水泥土重力式挡墙、SMW工法、钻孔灌注桩等类型,本文将对上述技术分别进行细化分析。
        1、土钉墙(复合土钉墙)技术
一般情况下,在基坑施工过程中,如果环境保护的要求相对不高,可以采用土钉墙(复合土钉墙)技术。该种技术的适用能力强,具有很大的适应性,在黏土、无黏性土等地质条件中均具有可行性。但是,在施工过程中,也有一些注意事项,如应提前优化施工工艺,包含钻机转速、进尺等,以充分发挥土钉墙技术的应用优势,实际施工中加强质量检测与控制,规避坍塌事故。这样才能保证最终的施工效果。
适用范围:土钉墙适用于软土地区挖深不大于5m的浅基坑,土质较好的地区基坑挖深可适当加深,但最大挖深不超过12m。在粘性土和弱胶结砂性土且地下水位以上的地质条件下适用,若遇含水丰富的砂性土,砾砂及卵石层需要设置止水帷幕措施,不适用于淤泥、浜填土及新进的松散填土。
土钉墙施工需专业人员使用专用设备完成,土钉质量直接决定基坑安全,表面需挂钢筋网喷射混凝土保护,且随着基坑挖深增加,土钉数量需成倍增加,成本也相应增加。
        2、水泥土重力式挡墙(重力坝)
重力坝是将拌制均匀性较好的水泥浆,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,使注入的水泥浆与土体充分混合,随时间的延长,水泥浆凝固,连同土体共同组成高强度桩体,用于维持基坑的稳定。
适用范围:周边无环境保护要求时,适用挖深不大于7m的基坑,有环境保护要求时挖深不大于5m;几乎适用于所有土质条件,但遇到淤泥、浜填土及较厚的松散填土时,搅拌桩水泥掺量应适当提高。
水泥土挡墙需专用大型搅拌机械,且水泥使用量较大,同等工况其造价高于土钉墙。优点是坑内无内支撑,地下主体施工时较为便捷。
        3、型钢钢板连续墙(HUW工法)
HUW工法主要可替代SMW工法桩等围护基坑的技术手段,在行业中属于前沿的技术类型,可利用具备止口的H型和U型钢来搭建定位架,从而形成钢墙。该种技术手段的环保、安全和止水性等特征均较为理想,可在施工期间发挥重要的作用。基坑周边环境保护要求一般或较高的情况下均可使用。
其具体的应用范围为:依据一定的支撑体系,其开挖的深度可高于8.0m,HUW工法的灵活性更高,普通地质条件可实现的挖掘深度可在13m左右。如果遇到深度要求极深的基坑,可以在U型板中间插入350*350的H型钢,从而保证基坑工程的稳定性,深度可以达到20M。施工所使用的场地较小,因此在施工范围有限的条件下仍然适用。几乎适用于所有土质条件。
该种技术的节能和环保等特征更为明显,可循环使用资源,有效控制施工期间的污染排放量,能够达到更高的经济水平,是效率更高、可持续特征明显的基坑维护手段。经过大量的科学研究证实,其完全能够替代传统的围护结构技术,工期更短,成本投入少,对环境的破坏性较低,更为安全可靠。这种支护形式与柱列式钻孔灌注桩相比较而言,可以有效的节约成本20%,节省工期一半以上。


        4、型钢水泥土搅拌墙(SMW工法桩)
基坑周边环境保护要求较高的情况下,即一、二级基坑,可使用SMW工法桩围护。其能够通过多轴型搅拌机实施一定深度的钻掘工作,此外还可将钻头喷出的水泥与地基土进行搅拌,在不同施工单元之间以重叠的形式进行搭接,此后在水泥还未干硬前向其中插入H型钢等,直到水泥完全结硬,从而实现具有更高强度和连续悉尼港的地下墙体。
适用范围:SMW工法桩在软土地区一般适用于挖深不大于15m的基坑,华北、东北非软土地区的基坑挖深可适当加深;几乎适用于所有土质条件,但遇到淤泥、浜填土及较厚的松散填土时,搅拌桩水泥掺量应适当提高。
SMW工法桩的成本主要可分为下述内容:水泥、运输、租赁等环节所需投入的费用成本。在既定范围内比钻孔灌注桩的性价比更高。SMW工法桩所使用的型钢能够循环利用,其租赁费用与工期具有直接关系,型钢的使用时间越长,则所需投入的成本也会更高。
        5、钻孔灌注桩(排桩)
如果基坑侧壁的安全等级为一级,一般便可使用排桩式支护的技术手段,主要组成部分为支护桩、防渗帷幕等。具体可依据施工情况选择排桩类型,主要分为拉锚式支护、锚杆式支护等结构类型。
该种技术的应用范围为:采取降水的基坑,软土区域更适合使用深度在20m以内的深基坑。非软土区域的深度可适当提升,可广泛适用于各类地质条件。
相比其它支护形式,钻孔灌注桩造价较高。
        6、地下连续墙
当基坑安全等级为一级时,尤其是在城市轨道交通附近进行地下施工时,地下连续墙是最优选择。其可在地面使用挖槽机械,按照深开工程周边的轴线,基于泥浆护壁的情况下,挖掘出较深的槽。对槽进行全面清理后,在其内部吊放钢筋笼,此后使用导管将混凝土筑成单元槽段。按照上述流程进行实施,在地下形成连续性的混凝土墙壁,从而发挥防渗、挡水等功能。
地下连续墙一般情况下,可以分为以下几种类型:(1)就成墙方式来说,可以分为桩排、槽板和组合形式。(2)依据墙的使用用途,一般可以可分为防渗墙、永久挡土或者基础墙等类型。(3)按照墙体的构成和材料而言,我们可以把它分为钢筋混凝土、固化灰浆、自硬泥浆、后张预应力等墙体类型。第四,依据开挖的情况可分为地下挡土或者防渗墙体类型。
适用于如下条件:
第一,挖掘深度在10m以上的深基坑项目。第二,围护结构在主体中具有重要作用,同时对防水、防渗等方面也提出了更高的要求。第三,可使用逆作法进行工程施工,可同时进行地上和地下不发呢,通常使用地下连续墙作为围护墙体。第四,如果施工与需要保护的建筑物距离较近,则需对基坑自身在稳定性和防水性等方面提出更高的要求。第五,基坑的空间不大,地下室外墙和红线之间的距离更近,此时使用其他围护手段则难以达到施工操作的要求。第六,在实施超深的基坑施工时,如实施深度在30m-50m范围内的基坑项目,在其他围护体难以达到要求时,可使用地下连续墙为围护结构类型。
        7、结语
随着时代不断向前发展,为了全面加强建筑工程中深基坑支护施工水平,应重视结合有效的技术方法,科学的加强施工实践能力,从而全面提高建筑工程中深基坑支护施工质量。本文结合多年实践经验,就基坑支护的技术和形式进行了一些分析和探讨,最终得出,在基坑施工过程中,要想采用正确的支护技术和形式,首先要根据基坑的开挖深度,结合场地的具体环境状况和工期要求等,进行综合性的具体分析。就同等条件下基坑支护形式的选择来说,按照造价从高到低的顺序进行排列,首先是地墙最实惠;其次是排桩;在往后依次是SMW工法桩、HUW工法桩和重力坝;造价最高的则是土钉墙。

        参考文献:
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[2]孙明,盛莉,姚宇红.粘土地区中深基坑支护工程的绿色施工方案优化研究[J].工程技术研究,2017(11):93-94.
[3]李晓克,盖文.“双排桩+锚索”在深基坑工程中的应用[J].河南科技,2017(12):98-99.
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