建筑施工中的深基坑支护技术探究

发表时间:2021/6/29   来源:《基层建设》2021年第9期   作者:刘松波
[导读] 摘要:随着我国城市化建设不断深入发展,为了高效利用城市土地资源,我国各大城市大力发展高层建筑,高层建筑施工离不开深基坑开挖和支护,深基坑开挖和支护受水文、地质、施工环境等众多因素影响,存在较高的危险性。
        上海市浦东新区建设(集团)有限公司  201206
        摘要:随着我国城市化建设不断深入发展,为了高效利用城市土地资源,我国各大城市大力发展高层建筑,高层建筑施工离不开深基坑开挖和支护,深基坑开挖和支护受水文、地质、施工环境等众多因素影响,存在较高的危险性。正是因为深基坑开挖危险性高,所以要通过支护的方式降低和预防深基坑的塌陷、底部隆起、管涌等事故。目前深基坑支护工程施工技术日趋完善,已经能够保证避免深基坑开挖过程中的大部分施工问题和事故。深基坑支护已经得到参建各方和政府有关部门的重视,在深基坑支护的各个分部分项工程的检查方面更加详细和严格,防患未然,保证深基坑支护对基坑的保护作用。
        关键词:深基坑支护;施工技术;建筑工程
        高层建筑已经成为我国城市建设的趋势,高层建筑的建设离不开稳定的基础,根据建设行业要求,建筑高度越高,基础埋设就越深,基坑开挖也就越深,基坑开挖越深,越容易造成坍塌、管涌等危险,因此需要对基坑进行支护,确保其边坡和坑底足够稳定和安全。随着我国施工技术的不断发展,深基坑支护工程的施工技术也日趋完善,施工工艺和方法也更加多元化,可以根据施工环境、地质、水文等因素合理选择合适的基坑支护方法,使得基坑支护更加经济、安全、高效,为高层建筑的顺利施工奠定基础。
        一、水泥搅拌桩施工技术管理
        1.平整场地、放线定位和挖槽
        在搅拌桩施工前要进行平整场地的工作,检查是否有软弱土,有的话需要将软弱土置换或硬化处理,确保施工机械能够进入场地,不发生误陷,同时要检查钻孔范围内是否有较大卵石、岩石,有的话就要清除掉。场地平整完毕后按照设计图纸放线定桩,因为搅拌桩都呈咬合之势,间距小,止水性强,因此在定位过程中需要引桩,确保不会漏桩。在搅拌桩浇筑砂浆时会造成水泥浆上涌和地面隆起,影响施工的正常进行。因此,在施工前需要在搅拌桩周围挖好沟槽,让浇筑的水泥浆及时流入沟槽,避免上涌和隆起。一般沟槽挖深为1m,宽度为1-2m。
        2.搅拌桩搅拌、喷浆
        喷浆搅拌下沉:按照设计要求在铁桶中配置水泥浆,当配合比达到要求后就将桶中的水泥浆放入水泥池,将导管、电泵、搅拌机与水泥池连接,启动注浆泵,水泥浆就会从钻头中流出,开启桩机钻杆,钻杆下沉速度根据实际情况而定,边钻孔边注浆。
        喷浆搅拌上提:当钻头下沉到设计深度后,钻头停留在孔底继续喷浆搅拌一分钟,然后将钻头反向旋转匀速提升搅拌,边搅拌边注浆,直到提升至设计标高。此过程要严格控制钻杆的提升速度,避免因为提升过快或过慢导致的水泥浆搅拌不均匀。
        水泥搅拌桩可以用于各类地质环境,例如沙土、淤泥、淤泥质土、黏土和粉土等地质环境,影响水泥搅拌桩强度的因素有搅拌质量、水灰比、龄期和土质。在淤泥质土土质环境中,有机质含量越高,越会影响硬化速度和强度。由于水泥搅拌桩的渗透系数较小,具有良好的防水性和止水性,因此可以用来制作止水帷幕。同时水泥搅拌桩造价较低,经济适用,因此,大范围应用于基坑支护工程中。但是由于搅拌桩在水泥浆搅拌过程中会产生大量灰尘,容易污染空气,因此不适合在城市中心地区应用。
        二、长螺旋钻孔灌注桩施工技术管理
        1.平整场地和定位放线
        长螺旋桩施工前需要平整场地,检查场地是否有软弱土,有的话就要将其置换和硬化,这样才不会延误桩机就位。场地平整后按照设计图纸放桩定位,确定桩机位置。
        2.钻孔成孔和浇筑混凝土
        桩机就位后检查桩机的钻头和地面是否垂直,然后下钻,保证下钻速度在1.5m/min,钻进过程中如果遇到异常情况,例如钻头震动异常、难以继续下钻等就需要停止钻进,查明原因后再继续钻进。钻出的土方要及时清理,避免堆积过多影响钻机的位置。在钻孔前要在导向将上表明可读,以便于了解钻进深度,确保钻至设计深度,避免超钻。钻至设计深度后,钻钻杆上提过程就需要浇筑混凝土,将混凝土泵与导管和钻杆连接,将C25混凝土泵送至钻杆内,边提升边浇筑。在钻杆快要到达水平面时放缓提升速度,让浇筑高度略高于设计标高约0.5m。混凝土浇筑完毕后,及时将孔口的泥浆浮渣清理,避免混凝土中混入过多杂质影响桩头质量。
        3.钢筋笼制作和安装
        首先钢筋笼制作之前要在主筋上确定箍筋的间距以及主筋之间的间距,然后依次焊接。其次主筋在搭接过程中要确保搭接长度在10d(d=主筋直径),同一截面的接头应该错开约1m距离。最后钢筋笼制作完毕后施工单位先自检,自检合格后需要邀请监理单位进行质量验收,合格后方可安装。
        在混凝土浇筑完之前,应该先把钢筋笼吊至桩机附近,在浇筑完之后立即将钢筋笼插入到钻孔中,避免长时间停留。


        三、锚索及边坡施工技术管理
        1.确定锚索孔
        开挖土方至锚索设计标高以下20-30cm时,按照设计要求布置锚索孔。
        2.钻孔
        锚索成孔:因为锚索贯穿的土层多为淤泥、粉砂层等软弱土层,在钻孔过程中容易引发塌孔、缩孔问题,影响锚索的安装和浇筑。因此锚索钻孔过程中要跟管,用直径150mm左右的塑料管来确保管孔不会坍缩。钻机就位后,钻机调整至与垂直方向呈30°角度,采用150mm直径的钻头,在成孔深度达到设计深度后,还要多钻0.5m左右,请甲方和监理单位验收锚索孔,查看孔底土质与勘察设计报告是否一致,如果不一致,就要请勘察设计单位进行复勘和出具新的设计方案。锚索钻孔过程中如果遇到地下有障碍物,导致钻进困难,应该立即停止钻进,找勘察设计单位进行地质勘察,制定新的钻孔方案,绕过障碍物,避免钻孔过程中破坏地下建筑物。
        3.锚索制作
        首先,锚索应该采用预应力钢绞线制作,7组直径5mm的钢丝拧成一股钢绞线,在使用前要清楚钢绞线上面的污渍,采用砂轮切割机切割,严谨使用电焊机,在切割时应该锚索长度要比设计孔深长1.5m左右,为锚索张拉预留长度。其次,锚固段每间隔1m就要设置紧固环和架线环,紧固环采用16号铁丝制作。架线环采用直径60mm的PP管制作。最后,内锚头应该安装导向帽,以便于将锚索安装,导向帽采用长15cm的直径50mm的钢管制作,在内锚头一端制作成锥形。
        4.锚索安装
        在锚索安装前,需要将一次注浆管插入到架线环中,二次注浆管绑扎在主筋附近,在锚固区域内的注浆管需要进行梅花状穿孔,以便于水泥砂浆流出。一次注浆管管头距离内锚头约50cm。
        四、土方开挖及基坑监测管理
        1.施工分段
        在基坑支护工程完成以后,土方开挖可以分为几个小段,同时开工,以便于提高开挖速度。土方开挖要分层分段,配合锚索支护。为了保证土方开挖的质量和安全,该工程采用退挖方式,即从四周向中心地区挖进。土方开挖的流程为:支护好的部分先挖,沿着支护桩内侧挖,以2m深30m长为一小段,不可一次性开挖过深或过长。周围土层挖完之后,再向基坑核心挖,由外向内,严禁先挖基坑中间土层,在基坑挖至设计深度后,再在基坑周围挖出供机械工人行走的道路。在淤泥土层需要对桩体的保护,小心缓慢挖支护桩周围土体,每层开挖的深度小于1m,先挖出支护桩上方土体,再挖两边土体,最后挖下方土体,两边开挖时要对称开挖,不能只挖一侧,避免造成应力失衡使支护桩产生位移。
        2.施工流程
        土方开挖主要分为以下流程:平整场地——第一层土方开挖至-1.5m处——分层开挖土方开挖需要遵循以下原则:
        1.土方开挖前要做好现场施工技术较低和安全交底工作,说明土方开挖的关键工序和重难点。
        2.土方开挖时要严格控制开挖深度,每挖进1m就要测试深度,避免超挖。
        3.在土方开挖前需要了解开挖范围内的地下管线和地下建筑情况,如果发现影响开挖的障碍物要及时处理,保护好地下管线和建筑。
        4.基坑要分层分段开挖,一次开挖深度不大于1m,防止快速开挖造成基坑应力骤变而产生坍塌和位移。
        结语
        随着近些年深基坑支护工程施工过程中基坑坍塌事故频发,使得建设主管部门对深基坑支护的监督力度加大,更多的科技也应用在基坑支护和开挖施工中,逐渐保证了深基坑支护工程施工的质量和安全。本文以中惠璧珑湾深基坑支护工程为例,分析在该深基坑支护工程中的水泥搅拌桩施工技术、长螺旋钻孔灌注桩施工技术、锚索及边坡施工技术和土方开挖及基坑监测技术的施工重难点。
        【参考文献】
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