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摘要:要确保高层建筑质量达到相关标准,符合高层建筑安全使用的要求,就需要对其基础施工进行有效控制。只有提高基础工程的质量,才能确保后续工程的施工质量。文章将就高层建筑深基坑支护技术进行探讨,在对基坑各支护施工要点进行分析探讨的基础上,将以工程实例进行论证。
关键词:高层建筑;基坑工程;设计与施工
中图分类号:[TU208.3] 文献标识码:A 文章编号:
随着城市建设的发展,工程建设条件也越来越复杂,再加上各种地下、地面构筑物的不断增多,和建构筑物建设标准的不断提高,就大大增加了基坑支护的难度。下文将就施工控制的要点进行分析论证,然后根据笔者的工作经验,对相关的案例进行论证分析。
一、施工阶段质量控制
对高层建筑工程而言,施工阶段是项目实施的重要阶段,对深基坑支护工程而言亦是如此。因此,在这一阶段无论是施工单位,还是监理工程师都必须要按照地质勘探资料和当地水文气候条件,并且切实结合当地深基坑工程施工的条件,对个个分项目的施工进行全面的监控和把握。
1.深基坑工程的前期施工
挖土、挡土、围护、防水等,是前期施工主要内容。总体而言,其是一项较为复杂的系统工程,因此必须保证所有环节都不会出现问题,能够达到相关的质量标准,否则,任何一个环节出现问题都会影响到整个工程的质量。
所以,施工单位一定要按照严格的施工规程,以及各项施工标准,把控各个施工要点,制定行之有效的施工策略。比如说,在土方开挖方案的设计过程中,就需要对周围建筑物、构筑物进行拍照和录像,此外,还需要根据前期的地质勘测报告、地下设施情况等信息,进行系统全面的分析,如果工程面对的是特殊土质,那么就需要采取相应的措施:如果工程处于膨胀土地区,那么就不要在雨季开挖;如果是软土地区,那么就需要确保分层开挖的深度得到有效的控制。
2.深基坑周围土体止水效果的控制
大量的工程实践表明,如果施工地区地下水位较高,那么就会给深基坑工程的施工带来难度。通常来说,影响深基坑的地下水,大概可以分为上层滞水、承压水、潜水、雨水及基坑周围的渗漏管道水。可见,地下水的来源很复杂,要防止地下水或者周边渗水对工程的影响,就需要根据工程所在地的枯水期和丰水期水位变化,制定止水方案。
要特别注意的是,在具体施工的过程中,施工人员必须要了解深基坑周围环境,如果周边有建筑基坑,采取的策略就是:以堵为主,抽水为辅。通过系列的措施,才可以避免基坑周围土体与水体的流失的情况发生,才能避免建筑物的不均匀沉陷,减轻施工的难度。
高水位地区深基坑支护工程中常用的止水措施,就是止水帷幕。在落实到具有施工工艺时,可以采用与本工程最为匹配的方法,包括浆喷深层搅拌法、粉喷深层搅拌法、高压喷射注浆法和压力注浆法等。下文以浆喷深层搅拌法为例,阐述施工中需要注意的问题:
(1)保证桩体质量。水泥浆掺加量,以工程实际需要为准,在施工中要确保桩体搅拌均匀、桩长符合规定的设计深度,尽可能的避免桩头出现搅而无浆的情况。(2)确保桩的搭接长度和密实度达到设计的标准,尽可能的防止空洞、蜂窝及桩头开叉的情况发生。(3)不可以随意在基坑支护结构上开口。
3.深基坑支护的信息化管理
(1)加强基坑支护结构的信息化建设。所谓的信息化管理,其实就要从质量检测的标准出发,组织专业监理人员,对基坑现场及周围建筑物进行系统的、全面的监测。具体而言,就是要求监督人员收集基坑开挖期间监测到的基坑支护结构,或者是岩土变位等相关数据,与勘察、设计的预期性状进行对比,实施全程的动态分析监测,准确把握位移变化的方向、大小、变化频率。如果在检测中发现问题,就需要按照相关的报警标准,开始对下一阶段工作的动态进行预测,如果检测到的情况严重超过预警值,就需要要求施工人员根据情况的严重性,采取相应的措施。
(2)监测的内容:临近建筑物、道路的沉降、倾斜和裂缝;支护结构沉降和裂缝;支护结构顶部水平位移;基坑底隆起的观测等。首先,需要每天目测,按照8~l0m设一个监测点的标准进行,当然,在工程的重要部位还需要从精确度和全面性的角度出发进行适当的加密,开始施工后则按照每天监测3次的频率进行,如果出现位移增大,则需要按照需要增加检测次数。
(3)将观测结果客观的绘成变化曲线图,以便能够准确的传递信息。在出现问题时,需要先找出问题的所在,针对地质特性、支护结构、临近建筑物、地下设施等,分析险情,同时再按照基坑支护结构的稳定性计算结果进行科学决策。
如果所开挖的基坑较深,那么还需要增强支撑的内应力的测试,当应力值达到设计值的90%时,那么就需要及时采取相应的措施。
二、工程案例分析
1、工程概况
某高层东侧地下停车场基坑工程,基坑开挖深度12m左右。基坑总周长300m,占地面积4520mz,大致呈150m~30m矩形布置。
同时,整个基坑周边环境极为复杂:
基坑東侧,不但紧邻市政主干道,而且周边还有大量的电缆、给排水管线等市政设施;基坑南侧,距已建多层天然地基的住宅3-4m,而且还有污水、雨水等管线通过;基坑西侧紧贴已建高层地下室向下开挖,而且挖深远远大于承台底埋深;基坑北侧,和地铁出人口及市政主干道相邻,紧贴地铁出人口向下开挖,结构与地铁出人口连通。
2、基坑工程设计
根据工程现状,施工部门综合本地区设计和施工经验,本着安全、经济的原则,采用以下支护方案:
(1)基坑南北侧采用排桩内支撑支护:采取矩形布置形式,东西向长约150m,南北方向宽度约30m。因为基坑北侧受地铁通道影响,所以无法采用桩锚支护;基坑南侧必须要确保已建民房的安全,所以需要严格的对变形进行有效控制。正因为排桩内支撑体系能够有效控制变形。因此,我施工单位果断的选择了排桩内支撑体系。
(2)基坑东侧采用桩锚支护:基坑东侧,紧邻市政道路,而道路边存在电缆、煤气、供排水管道等市政设施。所以,总体而言,也需要对基坑的变形进行严格控制。根据工程情况,在分析研究之后只有拐角处可与南北方向的支撑体系结合,因此,经过细致研究后采取了角撑体系;而在两个角撑之间,就通过排桩结合预应力锚索支护。只有在采用锚索施工预应力,才能防止桩顶和桩身变形,实现安全施工。
(3)基坑西侧,采取直接开挖下部喷锚支护的基本施工方案;因为基坑西侧与已建高层的一层地下室相邻,同时考虑到西侧高层采用的是桩基础,其沉降已处于稳定状态,在进行全面的分析讨论之后,决定采取此种施工方式。
(4)地下水防治:因为地层中含水量大,就极有可能会出现开挖后因黏土层的失水造成临近民房及道路,出现大沉降的情况,为避免这一情况的发生,工程部在研究谈论之后最终采用设置封闭止水帷幕的方法。与此同时,因为基坑东北角的砂层是强透水层,所以也必须根据施工安全需要采取止水设计,也就是选定桩间排喷桩止水的施工方式后,通过排桩以及桩间排喷桩共同形成封闭的止水帷幕。
(5) 基坑监测:由于本工程是岩土工程,这就意味着工程较为复杂,存在很多不确定因素。所以,监测是基坑支护施工过程中的重要工作,也是确保周边建筑物安全的主要手段。为保证本次基坑工程安全开挖和使用,25-35m的间距在沿基坑周边设置变形与沉降观测点。
三、结语
高层建筑深基坑支护工程,设计到很多技术问题,对施工队伍提出了很大的挑战。要想确保工程的顺利进行,就需要从工程的地形地貌,以及水文条件、施工条件出发,选择最合适的施工方式,确保整个工程的质量。
参考文献:
1、 陶聿君.对深基坑工程支护技术的论述[J].四川建材,2006(4):148~149.
2、张雪松.建筑基坑支护工程安全的影响因素分析[J].黑龙江科技信息,2011(13):262.
3、 张雪,秦跃民.深基坑支护施工技术[J].兰州工业高等专科学校学报,2013,10(4):48~50.
个人简介:丁德松, 男,广西博白人,本科,学士学位,从事岩土工程技术工作。
关键词:高层建筑;基坑工程;设计与施工
中图分类号:[TU208.3] 文献标识码:A 文章编号:
随着城市建设的发展,工程建设条件也越来越复杂,再加上各种地下、地面构筑物的不断增多,和建构筑物建设标准的不断提高,就大大增加了基坑支护的难度。下文将就施工控制的要点进行分析论证,然后根据笔者的工作经验,对相关的案例进行论证分析。
一、施工阶段质量控制
对高层建筑工程而言,施工阶段是项目实施的重要阶段,对深基坑支护工程而言亦是如此。因此,在这一阶段无论是施工单位,还是监理工程师都必须要按照地质勘探资料和当地水文气候条件,并且切实结合当地深基坑工程施工的条件,对个个分项目的施工进行全面的监控和把握。
1.深基坑工程的前期施工
挖土、挡土、围护、防水等,是前期施工主要内容。总体而言,其是一项较为复杂的系统工程,因此必须保证所有环节都不会出现问题,能够达到相关的质量标准,否则,任何一个环节出现问题都会影响到整个工程的质量。
所以,施工单位一定要按照严格的施工规程,以及各项施工标准,把控各个施工要点,制定行之有效的施工策略。比如说,在土方开挖方案的设计过程中,就需要对周围建筑物、构筑物进行拍照和录像,此外,还需要根据前期的地质勘测报告、地下设施情况等信息,进行系统全面的分析,如果工程面对的是特殊土质,那么就需要采取相应的措施:如果工程处于膨胀土地区,那么就不要在雨季开挖;如果是软土地区,那么就需要确保分层开挖的深度得到有效的控制。
2.深基坑周围土体止水效果的控制
大量的工程实践表明,如果施工地区地下水位较高,那么就会给深基坑工程的施工带来难度。通常来说,影响深基坑的地下水,大概可以分为上层滞水、承压水、潜水、雨水及基坑周围的渗漏管道水。可见,地下水的来源很复杂,要防止地下水或者周边渗水对工程的影响,就需要根据工程所在地的枯水期和丰水期水位变化,制定止水方案。
要特别注意的是,在具体施工的过程中,施工人员必须要了解深基坑周围环境,如果周边有建筑基坑,采取的策略就是:以堵为主,抽水为辅。通过系列的措施,才可以避免基坑周围土体与水体的流失的情况发生,才能避免建筑物的不均匀沉陷,减轻施工的难度。
高水位地区深基坑支护工程中常用的止水措施,就是止水帷幕。在落实到具有施工工艺时,可以采用与本工程最为匹配的方法,包括浆喷深层搅拌法、粉喷深层搅拌法、高压喷射注浆法和压力注浆法等。下文以浆喷深层搅拌法为例,阐述施工中需要注意的问题:
(1)保证桩体质量。水泥浆掺加量,以工程实际需要为准,在施工中要确保桩体搅拌均匀、桩长符合规定的设计深度,尽可能的避免桩头出现搅而无浆的情况。(2)确保桩的搭接长度和密实度达到设计的标准,尽可能的防止空洞、蜂窝及桩头开叉的情况发生。(3)不可以随意在基坑支护结构上开口。
3.深基坑支护的信息化管理
(1)加强基坑支护结构的信息化建设。所谓的信息化管理,其实就要从质量检测的标准出发,组织专业监理人员,对基坑现场及周围建筑物进行系统的、全面的监测。具体而言,就是要求监督人员收集基坑开挖期间监测到的基坑支护结构,或者是岩土变位等相关数据,与勘察、设计的预期性状进行对比,实施全程的动态分析监测,准确把握位移变化的方向、大小、变化频率。如果在检测中发现问题,就需要按照相关的报警标准,开始对下一阶段工作的动态进行预测,如果检测到的情况严重超过预警值,就需要要求施工人员根据情况的严重性,采取相应的措施。
(2)监测的内容:临近建筑物、道路的沉降、倾斜和裂缝;支护结构沉降和裂缝;支护结构顶部水平位移;基坑底隆起的观测等。首先,需要每天目测,按照8~l0m设一个监测点的标准进行,当然,在工程的重要部位还需要从精确度和全面性的角度出发进行适当的加密,开始施工后则按照每天监测3次的频率进行,如果出现位移增大,则需要按照需要增加检测次数。
(3)将观测结果客观的绘成变化曲线图,以便能够准确的传递信息。在出现问题时,需要先找出问题的所在,针对地质特性、支护结构、临近建筑物、地下设施等,分析险情,同时再按照基坑支护结构的稳定性计算结果进行科学决策。
如果所开挖的基坑较深,那么还需要增强支撑的内应力的测试,当应力值达到设计值的90%时,那么就需要及时采取相应的措施。
二、工程案例分析
1、工程概况
某高层东侧地下停车场基坑工程,基坑开挖深度12m左右。基坑总周长300m,占地面积4520mz,大致呈150m~30m矩形布置。
同时,整个基坑周边环境极为复杂:
基坑東侧,不但紧邻市政主干道,而且周边还有大量的电缆、给排水管线等市政设施;基坑南侧,距已建多层天然地基的住宅3-4m,而且还有污水、雨水等管线通过;基坑西侧紧贴已建高层地下室向下开挖,而且挖深远远大于承台底埋深;基坑北侧,和地铁出人口及市政主干道相邻,紧贴地铁出人口向下开挖,结构与地铁出人口连通。
2、基坑工程设计
根据工程现状,施工部门综合本地区设计和施工经验,本着安全、经济的原则,采用以下支护方案:
(1)基坑南北侧采用排桩内支撑支护:采取矩形布置形式,东西向长约150m,南北方向宽度约30m。因为基坑北侧受地铁通道影响,所以无法采用桩锚支护;基坑南侧必须要确保已建民房的安全,所以需要严格的对变形进行有效控制。正因为排桩内支撑体系能够有效控制变形。因此,我施工单位果断的选择了排桩内支撑体系。
(2)基坑东侧采用桩锚支护:基坑东侧,紧邻市政道路,而道路边存在电缆、煤气、供排水管道等市政设施。所以,总体而言,也需要对基坑的变形进行严格控制。根据工程情况,在分析研究之后只有拐角处可与南北方向的支撑体系结合,因此,经过细致研究后采取了角撑体系;而在两个角撑之间,就通过排桩结合预应力锚索支护。只有在采用锚索施工预应力,才能防止桩顶和桩身变形,实现安全施工。
(3)基坑西侧,采取直接开挖下部喷锚支护的基本施工方案;因为基坑西侧与已建高层的一层地下室相邻,同时考虑到西侧高层采用的是桩基础,其沉降已处于稳定状态,在进行全面的分析讨论之后,决定采取此种施工方式。
(4)地下水防治:因为地层中含水量大,就极有可能会出现开挖后因黏土层的失水造成临近民房及道路,出现大沉降的情况,为避免这一情况的发生,工程部在研究谈论之后最终采用设置封闭止水帷幕的方法。与此同时,因为基坑东北角的砂层是强透水层,所以也必须根据施工安全需要采取止水设计,也就是选定桩间排喷桩止水的施工方式后,通过排桩以及桩间排喷桩共同形成封闭的止水帷幕。
(5) 基坑监测:由于本工程是岩土工程,这就意味着工程较为复杂,存在很多不确定因素。所以,监测是基坑支护施工过程中的重要工作,也是确保周边建筑物安全的主要手段。为保证本次基坑工程安全开挖和使用,25-35m的间距在沿基坑周边设置变形与沉降观测点。
三、结语
高层建筑深基坑支护工程,设计到很多技术问题,对施工队伍提出了很大的挑战。要想确保工程的顺利进行,就需要从工程的地形地貌,以及水文条件、施工条件出发,选择最合适的施工方式,确保整个工程的质量。
参考文献:
1、 陶聿君.对深基坑工程支护技术的论述[J].四川建材,2006(4):148~149.
2、张雪松.建筑基坑支护工程安全的影响因素分析[J].黑龙江科技信息,2011(13):262.
3、 张雪,秦跃民.深基坑支护施工技术[J].兰州工业高等专科学校学报,2013,10(4):48~50.
个人简介:丁德松, 男,广西博白人,本科,学士学位,从事岩土工程技术工作。