深基坑开挖对周边地下管沟变形影响分析

发表时间:2021/9/7   来源:《建筑设计管理》2021年4期   作者:李颖,易飞杨,李晓鹏
[导读] 随着我国的基建事业蓬勃发展,建筑行业也迎来了新的发展契机,但是随着基坑工程的深大化,也就使得建筑企业需要在基坑的施工技术上有更新的技术和更高的要求
        李颖,易飞杨,李晓鹏
        黑龙江科技大学,黑龙江省哈尔滨市150022

        摘要:随着我国的基建事业蓬勃发展,建筑行业也迎来了新的发展契机,但是随着基坑工程的深大化,也就使得建筑企业需要在基坑的施工技术上有更新的技术和更高的要求,不仅是在其工程的安全方面的管控,还要对周边环境以及建筑的需求等方面进行综合考虑。特别在我国这种拥有幅员辽阔的领土上,更多的复杂地形上的深大基坑工程更是考验了我国建筑行业在基坑工程上的功底。我们要对施工环境、施工安全性、施工效益等多方面进行考究,最终确认深基坑工程的施工方法。
        关键词:复杂环境;深大基坑;安全控制
        引言:深大基坑工程在本质上有着一定的风险,不仅是因为涉及到的方面较为复杂,其整体工程的施工都具有相当大的综合性。在整个深大基坑的施工中为了降低施工过程中的危险发生率,确保整个深大基坑施工中的工程质量和施工效率,就需要工程技术人员在设计工作上有着更加精准的设计标准,在施工管理人员的现场管理工作中有着更为严格的现场管控标准,才能在复杂环境下的深大基坑的施工中确保整个施工过程的高效率、高安全。本文就从复杂环境下深大基坑工程的设计上对其安全控制方面的措施做了一个简述,方便同业人员有一个对应的参考。
一、深大基坑的工程的特点
        从目前的深大基坑的施工数据来看,大部分深大基坑的施工环境都是处于城市区域内,其主要地形特点就是有着复杂的周边环境,不仅是地面上的建筑、道路等,在地下的部分也存在数量巨大的城市管道、线路、地下建筑等等。在对深大基坑的挖掘当中,势必会对原有的地质条件进行改变,从而使得静力平衡发生变化[1]。同时,深大基坑的自身性质也会对地下水的水位、路径等地质条件造成一定的破坏,使得原本地域的岩土力学发生了变化。这些方面的变化就会引起周边环境的改变,譬如,地面建筑的倾斜、道路的沉陷,地下设施的管道线路断裂、地下工程损坏等等。这些因为深大基坑施工方面带来的问题就会在社会上引发不好的反响。
        再加上深大基坑工程本来就属于一项十分系统且复杂的工程,整个施工的过程涉及到很多复杂的理论数据,所以在整体的工程的设计中计算方式也是根据不同环境来进行计算的。因其涉及到的施工单位和部门较多,并且其经验系数和经验公式的计算方法不同,也就导致了在深大基坑施工上的分歧[2]。这种情况下,就会导致了施工团队中各部门的协商结果会出现遗漏,在也就使得深大基坑的施工风险性有了很大的增加。所以深大基坑的开挖不是单纯的将基坑的挖掘方面的扩大或者深入,而是要将深大基坑工程的施工后会对整体的周边环境所造成的影响都要进行去整合考虑的。这其中就包括了岩土结构变化、周边建筑的结构工程、本身的支撑防护工程、降水排水工程以及安全维护工程等方面。在深大基坑的施工过程中,不同区域的施工条件也具备着非常明显的施工环境不同的特性,所以在对深大基坑的开挖中所要去做的对应测量条件以及施工安全的预防措施方面都要有所改变[3]。这就需要工程技术人员要对施工现场有着足够的了解,才能确保深大基坑的施工方法以及施工中的管理制度能够去符合当下的施工要求,才能确保深大基坑施工的不同环境下的施工安全控制能够正确的得到管控。
二、复杂环境下深大基坑工程的安全施工分析
     我们以某城市的一处工程举例,该工程的主体高度超过290m,周围有高度180m的副塔和35m的裙房,整体为桶结构设计。

工程设计中此工程具备4层地下室,并且整体基坑的设计为不规则长方形,在实际勘察中,东侧标高1800-1900m,附近建筑为某居民住房区域,已知其居民区域的地下室使用桩锚支护并且其锚索在此工程的基坑开挖范围内,并且在周围有一所教育场地,其建筑高度为6层浅地基建筑;深大基坑的南侧是城市公路,坑顶距离用地红线9-13m附近为一处交通量集中的城市公路;西侧距离红线4-5m处为一处双向六车道的城市主干道;北侧不仅有公路,在公路下方还有一处城市地铁,深埋高度为11m,距离深大基坑21m左右,并且地铁始发井以及地铁出入口也在周边;同时在地下预设工程中存在大量的给排水管道、燃气管道、网络电力管等等,排线分布较为复杂且范围较大。在对深大基坑目标地点的地质检测中得知其地质分布主要由人工填基层、第四系全新层、洪积层、第四系全新统湖积层等。地下水的勘察数据现实其地下水埋深为2-3m,主要补给来源为地表渗入,受季节影响以及人为影响。承压水中主要存在第四系全新统湖积以及第四系上更新统官渡组层粉土中,并且基坑坑底以穿,需要采取对应的地下水控制措施。
        在此项工程的深大基坑开挖过程中,采用了支撑体系平面的布置上,我们采用了在地下室的部位设置了多道撑[4]。对首层撑支撑轴力较小的特点上,我们还在第三层区域使用了敞口撑,其余层面使用整体布撑的方式,可以在三四层的地下室交接位置设置排桩围护墙,并且把一二层的对撑设置为角撑,三层撑封闭形成了整体性的支撑。所以整体布局上选择的是角撑+对撑的模式,其支撑体系的刚度较大,并且在受力方面的明确性以及施工的便利性方面能够满足整体工程的施工以及土方的挖掘需求。因为此工程的深大基坑开挖面积大,开挖深度较深,为了能够确保在整个施工过程中的基坑变形得到控制,并且还要使得周围的建筑单位不会受到影响,土方开挖中使用了盆式开挖的方式进行施工,使得周边土方在开挖后能够快速形成对应体系,避免了在土方的开挖过程中的围护结构产生变形,在地铁方向的开挖采用了抽条、分段形成支撑系统的方法,确保了地下交通轨道构建的安全。
        在此项工程的深大基坑开挖过程中,我们总结到以下方面的经验:深大基坑在复杂环境下的支撑体系是要去根据现场的实际情况以及施工周边的各种建筑和构建物的存在去进行设计的,还要对施工本身的建筑性质以及需求有着足够的了解和深大基坑本身的形状去考虑,在去选择合适的对应支护措施。在地下建筑较多的情况下,支撑结构的竖向结构应当从坑底由下往上的布置,要去对各层的支撑与地下室的顶板距离以及土方的挖运净空有着对应的要求[5]。在对周边环境保护的同时,一定要去对地下室结构在支撑体系施工中的重要性去加以重视,对于整体工程的土方挖运以及施工的效益性也要考虑,才能使得整体的施工过程高效以及经济性。我们通过本次施工项目中对支撑结构的实施数据来看,合理的对基坑支护结构的设计,能够有效提高在复杂环境中深大基坑安全方面的控制。
        结语:从上文中我们可以看出,随着我国现代经济社会的腾飞,基建事业也随着城市化的进程有了对应的提高。更多的复杂环境下的深大基坑作业的变多,也就证明了我国的建筑行业在施工作业工艺上的改变。只有设计单位以及施工单位对深大基坑的设计以及施工方面都加以重视,才能确保复杂环境下的深大基坑工程安全性得到有效的控制。我们要从更多的方面去考虑,将周边环境、地质条件等方面都进行了一个考虑,才能使得深大基坑的施工制度能够彻底落实到施工过程中,才能确保我国的基建事业发展能够畅通无阻。
参考文献:
        [1]王效杰. 深大基坑施工对邻近建筑基础影响分析[J]. 中国住宅设施,2021(02):124-126.
        [2]刘颖. 软土地层复杂环境条件下深基坑施工变形及力学性能研究[D].南昌大学,2020.
        [3]贾荣谷,阮永芬,刘克文. 复杂环境的深大基坑工程安全控制措施[J]. 粉煤灰综合利用,2020,34(04):24-29.
        [4]侯静. 软土深基坑支护方案优选及施工风险防范研究[D].华东交通大学,2020.
        [5]胡众. 合肥地铁施工安全风险分析与控制措施研究[D].合肥工业大学,2019.
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