王统帅
广东世纪达建设集团有限公司
摘要:深基坑工程在施工的过程中为了保证整体结构的安全性和可靠性,应用了多种现代化的施工技术和结构,有效提高了整个工程的施工质量。基于此,本文简述了深基坑支护的常用技术,并通过工程实例对高层建筑基坑复合支护技术进行了分析与探讨,以供同仁参考。
关键词:高层建筑;基坑支护;常用技术;实例分析
一、前言
随着城市建设快速增长,城市面貌日新月异,城市中设计有高层、超高层建筑不断增加,城市地下空间的开发和利用也在逐步加强,主要有人防、地下室基坑开挖深度越来越深,开挖环境也日趋复杂,施工人员随时都会遇到新的问题。因此,要实际项目施工中,我们应根据现场情况及高层建筑结构特点,合理的选择支护体系,采用完善的施工技术,确保深基坑支护工程安全、可靠。基于此,本文简述了深基坑支护的常用技术,并通过工程实例对高层建筑基坑复合支护技术进行了分析与探讨,以供同仁参考。
二、高层建筑深基坑支护主要形式
常见的深基坑支护结构设计类型主要有:(1)钢板桩支护。在建筑工业中最为普遍使用的就是钢板桩支护。此技术的工程要点相对简单,并且用材较少,能够大大减少支出成本。这项技术有一定的优点,此项技术采取的是连续支护,采用的材料是带锁口或者钳口的热轧型钢材,在使用时用此材料将深基坑围成一个U型钢,将一个个定位桩沿着一条线对齐从而形成围栏。(2)深层搅拌水泥土桩支护。水泥是在所有工地建设中最为常见的建筑材料,采用水泥进行深层搅拌,从而使水泥与深基坑的土进行结合,最终利用水泥的作用使其硬化,使支护的保护作用最大化。(3)地下连续墙。在进行技术施工时,如果出现地下水的情况,就应该采用地下连续墙的支护技术进行施工。此技术大大提高了防护地下水的冲刷能力。此技术具有整体刚度性较强,并且不易漏水,做到充分挡水的优点。因此,地下连续墙技术经常会在出现地下水或者软粘土的情况中出现。(4)土钉墙支护。对于经常出现雷雨天气或者空气比较潮湿的情况,不宜采用土钉墙支护。它的形成是靠人工的机器喷射混凝土,靠重力作用形成的一堵墙式的支护,水会影响其支护效果。(5)内支撑和锚杆。作为最受欢迎的内支撑和锚杆支护技术,其刚度强和不易变形的特性出现在大多数工程施工中,它的出现有效的控制了深基坑的变形现象,对于深基坑的保护更为可靠。此技术不仅不受环境的种种影响,对于较大的基坑起到的效果更为明显,特别适用于环境要求较高的工程,保障了施工的安全性。(6)旋喷桩墙支护。在较小施工量的地区使用最多的就是旋喷桩墙支护技术,该技术靠螺旋喷嘴将深基坑表面的冷凝土钻入地下,形成良好的土桩围墙,从而起到保护深基坑的作用。总之,不同类别的支护结构形式适用于不同的基坑作业要求,在作业过程中,一定要因地制宜。
三、深基坑支护应用实例分析
某高层建筑深基坑支护工程,基坑面积为29700m2,基坑深度8m,属于大型深基坑,基坑侧壁安全等级按照规范为一级,为一级基坑,因此本基坑的支护结构形式的选用必须严格按照一级基坑的规定。通过对我国目前所采用的基坑支护结构形式和特点的分析,提出以下几个基坑支护方案进行参考:
(1)搅拌桩止水幕墙加土钉墙支护结构。
搅拌桩止水幕墙加土钉墙支护结构的有利使用条件是:该法可应用在基坑周围地面施工场地较小,土质好,基坑开挖深度不超过16m,临近基坑边无重要建构筑物,一般采用双排搅拌桩幕墙,基坑周边采用分层密集锚杆喷锚网垂直支护到底,此支护形式施工速度快工程造价较低。由于本场地南北两个方向的地质差异较大,南区岩面高淤泥及细砂层较薄,北区岩面低淤泥及细砂层较厚,所以土钉的施工差异较大,质量控制不利,难于保证基坑的安全,故该方案有缺陷。
(2)地下连续墙支护结构。该方案可应用于所有止水严格以及各类复杂土层的支护工程,尤其是周围环境复杂的基坑工程。根据基坑的地质条件,环境条件,结构形式,埋置深度,地下水条件,施工要求等因素,确定地下连续墙的单元墙段的形状,长度和进行必要的成槽试验。采用地下连续墙+逆作法方案,是基于本工程的实际情况而制定,它切合实际地在工程的质量、安全、造价与工期上得到较佳的平衡。地下连续墙做挡土止水结构兼作地下室外墙,利用逆作法施工到-1层时的楼板结构作为支撑,减少了临时支护结构的制作与拆除的浪费,降低工程造价。由于连续墙作为永久支护,其施工厚度取值800mm。
(3)组合式支护结构。这种方法使用条件是临近基坑边有重要的建构筑物或管线,基坑开挖深度大,对基坑边土体的水平位移要求严格,一般结合场地的地质水文条件,周围环境和基坑开挖的施工难度等实际情况,选择合适的钻(挖)孔灌注桩作排桩,并且在桩间施工止水帷幕,在其顶部及中部分别设置压顶梁和腰梁,在腰梁部位设置预应力锚杆并锁于腰梁上,但是这种支护结构形式工程造价较高。钻孔排桩+ 桩间旋喷帷幕+支撑+锚杆:利用ф1200钻孔排桩挡土,桩间设600单管旋喷桩止水,顶部加压顶梁,中部加锚杆,以便控制支护结构的变形。由于本工程所处的场地狭窄,地下管线较多,使用钻孔桩,将会由于占用基坑的一部分面积,使得基坑的建成面积减少,降低了经济效益,而且锚杆的施工也会因为南北方向地质条件的差异,对于施工质量有很大的影响,所以本方案非最优。
通过分析比较,目前在建筑工程及地下室轴线或周边施工地下连续墙和其他支护结构,并且建筑物体内部相关位置浇筑及打下中间支承桩和柱,在施工工期于底板封底之前承受上部结构自重与施工荷载的支撑。然后施工地面一层的梁板楼面结构,使用地下连续墙刚度很大的支撑,逐渐逐层向下开挖土方和浇筑各层地下结构,至底板封底。同时,由于地面一层的楼面结构已完成,为上部结构施工创造了条件,所以可以及时往上逐层进行地上结构的施工。而逆作法可提高建筑物地面上显现时间,在安全性能上优越一些其他施工方法,然而节约工程造价等,缩短施工时间也是良好效益,并且预防周边地基显现下沉,是一种技术并较有发展前景及推广价值;由于地下连续墙施工工艺较先进,施工对环境污染少,墙体整体性与防渗性好,基坑变形小,能够最大限度地保护周围的地下管线和建构筑物,所以,本工程的基坑支护选择逆作法地下连续墙这个方案较为合适。
四、结语
综上所述,基坑支护施工虽然只是临时性的工程,但是其价值和意义对于整个建筑工程来讲是不可取代的。新时期要将基坑支护施工的技术、过程、管理等各方面做到深入地研究,更好地认知与全面了解基坑支护施工的内涵,在基坑支护施工中选择合适的支护形式。在深基坑工程中应用逆作法地下连续墙施工技术,各个环节的施工质量都需要进行严格控制,要结合实际情况对各项施工技术进行优化和完善,保证施工工序的有序进行,达到工程的建设目标。这种施工技术在应用的过程中,应用优势较为明显:缩短了施工工期,整个工程的施工质量和稳定性也得到保障,促进深基坑工程经济效益、社会效益的协调发展,对该行业的可持续发展也有着积极影响。
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