市政工程常用基坑支护结构类型及设计

发表时间:2021/8/30   来源:《城镇建设》2021年4卷第9期   作者:相梅芬
[导读] 市政工程是重要的城市基础建设设施,在便利城市居民生产生活的同时
        相梅芬
        绍兴征途建设有限公司

        摘要:市政工程是重要的城市基础建设设施,在便利城市居民生产生活的同时,还能够良好推进城市建设和发展。市政工程建设施工过程中,为确保工程质量,需要合理设置工程结构,选择合适的基坑支护结构类型,实现施工目标。本文对市政工程常用基坑支护结构类型及设计相关内容进行分析,为提升市政工程基坑支护建设水平提供一定的借鉴和参考。
        关键词:市政工程;基坑支护;结构类型;设计

        1市政工程常用基坑支护结构类型
        1.1土钉墙支护
        土钉墙支护是一种对土体原位加固的基坑支护方式。它主要是由已加固的原土体、喷射混凝土面板构成的。这种支护体系的自稳性能比较好,且会形成类似重力挡墙的抵抗墙。这一墙面也成为土钉墙。其主要适用范围是地下水位较低、临近无重要建筑及地下管线、空间充足的区域。同时,它还适合粘性土、卵石土、粉土等非软弱土层场地基坑中,不适合含水率高、淤泥质土等自稳能力不足的土层基坑中。土钉墙的支护施工技术要点为:(1)土层的分层厚度与土钉竖向间距一样,开挖时应逐层去开挖;(2)在开挖后,应在1d内完成土钉安装;(3)应进行分层注浆,且保证在上层注浆完成后,才能进行下层的土方开挖;(4)需设置完善的排水设施,如排水沟、排水坑、集水坑等;(5)需依据支护土层的含水率,确认是否要设置泄水孔;(6)土钉施工应依据标准,合理控制其定位误差、击入误差、击入角度的误差。同时,还应合理控制注浆压力、注浆量、注浆顺序;(7)在每段支护完成后,需检查坡面、坡顶位移以及坡顶沉降、周边环境。一旦发现异常,就需采取合理的应对措施。
        1.2钢板桩
        钢板桩拥有着十分广泛的应用范围,属于异型型材的一种,随着锁扣密封剂之类止水工具的良好使用,更是扩展了钢板桩的应用情况。如工程深基坑地下水位较高、土层较为柔软,积极使用钢板桩支护形式,能够有效强化地基稳定性和坚固性。钢板桩实际应用中,表现出较多优势,最为明显的在于耐久性、隔水性较高,对于周围环境基本不作要求,但由于其抗弯能力不够强,无法适应基坑深度较深的施工环境下。再加上钢板桩本身的刚度较小,经过开挖后,容易出现变形的情况,需要及时设置好相应的支撑钢柱,实现加固的目标。
        1.3深层搅拌桩支护
        该支护方式可发挥深层搅拌机械优势,充分搅拌固化剂,使软土和固化剂发生固化,形成桩体,强度和稳定性兼具。该桩体不仅能最大限度利用原土、水泥,也不会对地基土产生干扰,更不会影响临近建筑,使其产生压力。灵活设计支护结构,结合施工背景,对桩身强度科学把控。该工况下,不会产生太多污染,成本低,工期短,工程质量达标。无论是淤泥质土,还是粉性土、粘性土,这一支护形式都比较适用。工艺要点如下。结合工程实况,用标尺、刻度等,对水灰比进行控制,以免因比率过小,发生堵管。科学设置搅拌时间,通过增加搅拌次数,保持搅拌过程均匀,增加桩体强度。严格管控施工人员,增加搅拌速率,严格规定搅拌时间、频次。明确压力情况,在特定范围内,维持注浆泵出口压力。将搅拌头下沉深度、提升时间等指标准确记录下来。关注试桩工作,把水灰比、泵送压力、搅拌次数、搅拌机钻进速度等各指标确定下来。
        1.4放坡开挖
        这是基坑支护中常见的类型,对于施工环境要求较高,如果施工现场并不存在重要建筑物,使用放坡开挖基坑支护可以起到良好效果。放坡开挖技术应用中,需要较大的土方回填量,将开挖深度控制在7m的范围内,通常情况下,当其深度超过4m的时候,就需要采用多级放坡的方式,有效降低危险状况的发生几率。从施工土层的实际性质入手,合理设置好放坡的坡度,将其控制在1:1.5的范围内,能够起到良好的支护效果。


        1.5人工挖孔灌注桩
        人工挖孔灌注桩围护墙目前应用较为广泛,其多用于7~10m的基坑工程。其优点为施工时无振动、无噪音、无挤土现象,对周围环境影响小;桩身强度高、刚度大,支护稳定性好,变形小。其缺点为劳动强度大、单桩施工速度较慢、安全条件差、桩间缝隙易造成水土流失,施工过程中易造成生产安全事故。人工挖孔灌注桩围护墙适用于粘土质地区,不得用于软土或易发生流沙的场地(淤泥、淤泥质土)、地下水位以下的砂层、粉土夹砂层和粉土、富含承压水砂岩强风化带(或残积层区域),地下水位高的场地,应先降水后施工。
        2市政工程基坑支护设计
        2.1基坑方案设计的依据与图纸
        (1)设计的依据
        根据基坑开挖的相关资料,在基坑开挖时要具备岩土工程的详细勘察资料,基坑深度现场的地形图和工程路线图。还要拟定建筑的平面图,立体图和剖面图,并根据这些基本的图面对其设计进行布局。并且,在设计时也要根据相关的标准、规程和设计规范,利用电脑软件对基坑开挖的设计方案进行设计。对基坑在场地的地下水的补给和排泄进行重点的规划,针对补给与排泄对地下水层之间的水力进行相互关联的设计,充分掌握地下水的来源、质量,以及深埋情况,甚至是变化情况等,从而降低对基坑的支护结构、开挖和周边环境的不良影响。
        (2)科学绘制基坑支护方案的设计图纸
        在进行基坑的图纸方案设计时,首先要对图纸进行目录设计,而且必须根据总平面设计图进行支护方案设计;其次剖面图设计需要进行分段设计,而且要由此判断排水沟、支撑结构、放坡、标高、线管、支护构件等,还包括开挖边线、基坑深度范围,以及市政管线、建筑物地下层等其他基础设施;再次基坑的支护结构设计,需要对支护结构的示意图与配筋图进行标记,针对局部支护结构的立体图与大样图也要进行重点的标注说明,基层开挖前不仅要绘制出剖面图,还要对降水井与观测井进行图纸设计,标明其型号与类型;最后监督平面布置图的设计对各元件的预留平面图和竖形的结构宽度进行监督,保证道路通畅与大车行驶荷载量等。
        2.2设计方案的各项要求
        基坑支护结构设计工作进行中,为确保设计的科学性和准确性,需要严格查询各项施工资料文件、规范标准,做好基坑周边地质条件和环境的勘察工作,明确施工基坑开挖的实际深度,从而设计出先进、科学、实用、合理的施工设计方案。在基坑施工处理实用期限内,还需要针对基坑周边的地下设施、管线、道路以及建筑实用情况进行充分控制,避免主体建筑地下结构受到工程建设的影响。科学计算出施工参数值,制定出规范的设计方案数据,结合工程建设行业标准,适时更新设计方案。
        2.3基坑支护结构设计方案的内容
        设计工程施工基坑,明确工程名称、业主单位以及施工区域,针对建筑物层数、高度、结构特点等建筑形式进行设定。根据工程实际建设需求,科学设定好地下室的面积、层数、顶板设计标高、支护方法与结构等。同时还需要结合基坑开挖的深度、规模、周边施工地质条件、环境等情况,开展工程施工等级设计工作。
        3结语
        综上所述,市政工程采用基坑支护作业方式情况较多,为保证工程总体建设质量,需要能够充分结合实际工程情况,选择到合适的基坑支护作业方式。当前工程施工作业中,基坑支护结构类型多样,适用的情况也表现出了较大不同,常见的有钢板桩、放坡开挖、人工挖孔灌注桩、地下连续墙等,需要按照工程施工现场实际情况,选择到合适的基坑支护方式。在市政工程基坑支护设计工作中,需要做好基坑支护方案设计准备工作,并科学绘制基坑支护方案的设计图纸。
        参考文献
        [1]深基坑支护技术在建筑施工中的应用[J].陈鹏.四川水泥.2021(05)
        [2]深基坑支护技术的探讨与施工应用[J].牛鑫.科学技术创新.2020(08)
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