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摘要:随着社会的发展和城市化的进程,城市建筑建设水平也在不断提高,基坑支护是建筑建设的一个重要环节,是关系复杂岩土的复杂结构工程的内容。深基坑支护施工技术的运用使基坑工程呈现出面积紧凑、距离靠近、深度较大以及规模偏大等方面的显著特征,使得基坑支护工程的可靠性,安全性大大提高,从而进一步巩固了深基坑支护施工技术在基坑支护工程中的地位。因此,探析建筑深基坑工程的施工控制和技术与具有现实意义。
关键词:工民建;深基坑;支护技术
中图分类号:TU74文献标识码: A
引言
伴随着现代经济社会的高速发展,高层建筑的建设成为了整个建筑行业中的重点关注对象之一。一方面,房地产开发商希望能够积极提高建筑用地率,另一方面,国家相关标准对于人防工程以及高层建筑的基础埋设深度做出了详细的规定。以上两方面因素的共同作用之下,导致多层、高层、甚至是超高层房屋建筑地下室的设计工作显得至关重要。结合当前的建筑实践来看,部分高层建筑所对应的地下结构甚至达到了3层——4层。从这一角度上来说,在地下建筑开挖作业的实施过程当中,深基坑支护技术的应用就显得至关重要。有关研究显示,深基坑支护工程施工会对周边环境,对工程工期,以及工程造价均产生相当大的影响。除需要结合建筑工程实际情况,做好对深基坑支护施工技术的选择与作业以外,还需要将施工期间的安全控制技术作为重点关注的对象之一。
一、建筑工程深基坑支护施工技术的特点
(一)基坑深度越来越大
我国土地资源比较丰富,但是可用来建筑的土地却相当有限。在城市化进行不断加快的今天,建筑工程向大深度方向发展,不仅能使人们合理利用土地资源和空间,还有利于城市管理和保护人民。目前,在建筑工程下面開发地下空间是非常常见的,大多数城市地下室建设了2——3层,但是在沿海地区或者繁华的大城市,地下室深度建设到了6层。现在基坑深度开挖越来越大,最大估计有20m,目前还在向着更大深度发展。
(二)建筑工程施工条件越来越复杂
随着我国建筑用地逐渐减少,大多数开发商为了客观的收益开始改变投资方向,逐渐向着沿海城市的经济开发区发展。我国沿海城市往往地形地质环境都比较复杂,给深基坑支护施工技术的有效开展造成了严重的影响。沿海城市地下铺设的管道比较复杂,加上之前建筑的大多数建筑物都比较陈旧老化,在很大程度上增加了建筑工程基坑支护的施工难度。如果基坑一旦开挖,不仅会影响到自身建筑的稳定性和安全性,还会对周围的建筑带来影响,埋下较大的安全隐患,甚至是直接损坏。
(三)容易诱发安全事故
由于深基坑工程开挖的地形地质复杂性,可能为施工过程带来了一定的安全隐患,容易引发安全事故。如果基坑工程支护不当或者失去作用,不但会破坏建筑自身的结构稳定,还会危及到周围建筑以及地下铺设的各种管道,为人们的正常生活和国家的稳定运行带来严重的影响。支护失效不仅会引起工程纠纷,还会加大施工企业的投资成本,给企业造成经济压力。因此在建筑工程深基坑开挖中,必须对施工现场进行全方位的考察,并结合周围建筑和地下管道的实际情况,制定出符合实际情况、科学合理的支护方案,监理人员和管理人员一定要监督施工人员按照设计方案进行施工,同时做好安全工作和安全预防。
二、设计坑支护技术
(一)工程概况
某高层建筑整体建筑面积为61200m2,建筑结构设置为框架剪力墙结构,对应地下车库为地下1层,设计建筑层高为3.8m,局部层高为6.0m。现场勘查设计资料显示,整个地下车库建筑面积为15315m2。本施工区域对应相对高程为1118—1119m,相对高差为1.0m,基坑开挖深度自然地面以下-7.0m。本工程现场地质条件如下图1所示。
图1工程现场地质条件示意图
地下水情况为:施工现场实测地下水水位埋设深度为自然地表以下-14m。地下水类型为孔隙潜水形态,本区域以沟渠以及农田灌溉渗透作为最主要的地下补给。年均地下水水位变化幅度在1.2—1.0m范围之内。
(二)支护桩选用分析
钻孔灌注桩结合止水帷幕作为一种成熟的支护形式,其施工工艺简单、质量易控制,施工时对周边环境影响小,在长三角地区应用十分广泛,尤其适用于顺作法基坑工程。其止水帷幕可根据工程的土层情况、周边环境特点、基坑开挖深度以及经济性等要求的综合因素选用合适的工艺。灌注排桩支护结构施工便捷,造价经济。
SMW工法桩即在连续套接的三轴水泥土搅拌桩内插入型钢形成的复合挡土止水结构。现阶段可供选择的SMW工法桩抗侧刚度较为有限,在开挖深度超过13.0m的深基坑工程中,采用工法桩基坑开挖阶段的变形较难控制。由于其自身工艺特点,对基坑变形较敏感,变形超过一定范围SMW工法水泥土搅拌桩易产生开裂,从而带来严重影响基坑安全的渗漏水问题,变形增大,对周边环境影响相对较大等。
地下连续墙,其既挡土又止水,且具有刚度大,变形小,安全可靠等优点。在超大规模的基坑中应用较多,但其具有造价高,槽段接口处易漏,前期设计需主体设计单位配合,设计周期长,施工不当容易对主体结构产生不利影响的特点。
综上分析,结合本基坑开挖深度、场地土质条件、周边环境保护要求,工期及造价等经济性因素考虑,本工程支护桩采用钻孔灌注桩。
(三)基坑开挖
先撑后挖、开槽支撑、分层开挖、严禁超挖是基坑开挖的基本原则,必须遵守。在基坑开挖的表面填好土,修建好相应的地表水沟,以及时做好开挖降水的准备。另外对于开挖后还未支撑的基坑,应尽量缩短暴漏的时间,以免事故的发生。在坡段的基坑实施分段施工,在开挖的同时保护好坡面,两者结合后至基坑开挖有圈梁的高度时,使用锚杆桩实施圈梁。分层挖除基坑边保留土体至设计标高超过30cm,改为人工挖土,基坑见底后迅速浇筑底板垫层至围护墙边。还要对基坑开挖后的现场加强管理,各类土方开挖设备的停放位置必须与基坑保持一定的距离。在基坑开挖过程中,一定要避免挖土设备碰撞支撑系统使支护结构和支锚体系之间的连接遭到破坏,从而防止事故的发生。
(四)钢管的吊装
在深基坑钢桩的最顶部的标高下面一米的地方设立定位钢板,为了使钢板能够水平,定位钢板必须具有三个以上的调节螺帽,钢管桩的中间部分使用钢筋笼使木架固定,然后在地面上架设立井字形暂时定位木架。
(五)地下水处理
可以采取排水法处理地下水,如明沟排水和井点降水等,井点降水操作比较简单且容易掌握,是处理地下水的好方法;也可采用止水法来处理地下水,在基坑周边布置止水帷幕,避免地下水流进基坑里面,可通过地下灌浆法、沉井法或连续墙来达到止水的目的。沿基坑四周外围1m处布置一道深于坑底的井点滤水管(长度10m,井管直径50—55mm,井孔直径300mm),和两台抽水设备直接连接并从中抽水,使地下水位下降落至基坑底0.5—1.0m以下,井点降水能够消除或减动水压力,改善了土的性质,很大的加强了边坡的稳定性,使施工操作条件得到改善,推进了工程进度。井点降水可在不同形状的深基坑中采用,对边坡具有相对的稳定作用,保证基坑内土干燥能够使深基坑施工效率得到很大提高,以保证工程质量。
结束语
深基坑支护工程是建筑工程项目施工作业实施期间所存在的最大问题。同时也是工程作业的难点所在。深基坑支护工程施工的质量将对整个建筑工程的施工质量、工程造价、以及建设工期产生决定性的影响。因此建筑企业应该高度重视,并采取相关的措施提高深基坑支护施工技术的整体水,平推动我国建筑深基坑支护施工技术的发展,实现建筑企业经济效益和社会效益最大化。
参考文献:
[1]徐巧玲.高层建筑深基坑支护施工技术分析[J].中华民居(下旬刊),2014,08:303.
[2]张海波.深基坑支护技术在建筑施工中的应用[J].中华民居(下旬刊),2014,08:334.
[3]傅建曙.深基坑开挖支护技术分析[J].交通科技与经济,2014,04:59-64.
关键词:工民建;深基坑;支护技术
中图分类号:TU74文献标识码: A
引言
伴随着现代经济社会的高速发展,高层建筑的建设成为了整个建筑行业中的重点关注对象之一。一方面,房地产开发商希望能够积极提高建筑用地率,另一方面,国家相关标准对于人防工程以及高层建筑的基础埋设深度做出了详细的规定。以上两方面因素的共同作用之下,导致多层、高层、甚至是超高层房屋建筑地下室的设计工作显得至关重要。结合当前的建筑实践来看,部分高层建筑所对应的地下结构甚至达到了3层——4层。从这一角度上来说,在地下建筑开挖作业的实施过程当中,深基坑支护技术的应用就显得至关重要。有关研究显示,深基坑支护工程施工会对周边环境,对工程工期,以及工程造价均产生相当大的影响。除需要结合建筑工程实际情况,做好对深基坑支护施工技术的选择与作业以外,还需要将施工期间的安全控制技术作为重点关注的对象之一。
一、建筑工程深基坑支护施工技术的特点
(一)基坑深度越来越大
我国土地资源比较丰富,但是可用来建筑的土地却相当有限。在城市化进行不断加快的今天,建筑工程向大深度方向发展,不仅能使人们合理利用土地资源和空间,还有利于城市管理和保护人民。目前,在建筑工程下面開发地下空间是非常常见的,大多数城市地下室建设了2——3层,但是在沿海地区或者繁华的大城市,地下室深度建设到了6层。现在基坑深度开挖越来越大,最大估计有20m,目前还在向着更大深度发展。
(二)建筑工程施工条件越来越复杂
随着我国建筑用地逐渐减少,大多数开发商为了客观的收益开始改变投资方向,逐渐向着沿海城市的经济开发区发展。我国沿海城市往往地形地质环境都比较复杂,给深基坑支护施工技术的有效开展造成了严重的影响。沿海城市地下铺设的管道比较复杂,加上之前建筑的大多数建筑物都比较陈旧老化,在很大程度上增加了建筑工程基坑支护的施工难度。如果基坑一旦开挖,不仅会影响到自身建筑的稳定性和安全性,还会对周围的建筑带来影响,埋下较大的安全隐患,甚至是直接损坏。
(三)容易诱发安全事故
由于深基坑工程开挖的地形地质复杂性,可能为施工过程带来了一定的安全隐患,容易引发安全事故。如果基坑工程支护不当或者失去作用,不但会破坏建筑自身的结构稳定,还会危及到周围建筑以及地下铺设的各种管道,为人们的正常生活和国家的稳定运行带来严重的影响。支护失效不仅会引起工程纠纷,还会加大施工企业的投资成本,给企业造成经济压力。因此在建筑工程深基坑开挖中,必须对施工现场进行全方位的考察,并结合周围建筑和地下管道的实际情况,制定出符合实际情况、科学合理的支护方案,监理人员和管理人员一定要监督施工人员按照设计方案进行施工,同时做好安全工作和安全预防。
二、设计坑支护技术
(一)工程概况
某高层建筑整体建筑面积为61200m2,建筑结构设置为框架剪力墙结构,对应地下车库为地下1层,设计建筑层高为3.8m,局部层高为6.0m。现场勘查设计资料显示,整个地下车库建筑面积为15315m2。本施工区域对应相对高程为1118—1119m,相对高差为1.0m,基坑开挖深度自然地面以下-7.0m。本工程现场地质条件如下图1所示。
图1工程现场地质条件示意图
地下水情况为:施工现场实测地下水水位埋设深度为自然地表以下-14m。地下水类型为孔隙潜水形态,本区域以沟渠以及农田灌溉渗透作为最主要的地下补给。年均地下水水位变化幅度在1.2—1.0m范围之内。
(二)支护桩选用分析
钻孔灌注桩结合止水帷幕作为一种成熟的支护形式,其施工工艺简单、质量易控制,施工时对周边环境影响小,在长三角地区应用十分广泛,尤其适用于顺作法基坑工程。其止水帷幕可根据工程的土层情况、周边环境特点、基坑开挖深度以及经济性等要求的综合因素选用合适的工艺。灌注排桩支护结构施工便捷,造价经济。
SMW工法桩即在连续套接的三轴水泥土搅拌桩内插入型钢形成的复合挡土止水结构。现阶段可供选择的SMW工法桩抗侧刚度较为有限,在开挖深度超过13.0m的深基坑工程中,采用工法桩基坑开挖阶段的变形较难控制。由于其自身工艺特点,对基坑变形较敏感,变形超过一定范围SMW工法水泥土搅拌桩易产生开裂,从而带来严重影响基坑安全的渗漏水问题,变形增大,对周边环境影响相对较大等。
地下连续墙,其既挡土又止水,且具有刚度大,变形小,安全可靠等优点。在超大规模的基坑中应用较多,但其具有造价高,槽段接口处易漏,前期设计需主体设计单位配合,设计周期长,施工不当容易对主体结构产生不利影响的特点。
综上分析,结合本基坑开挖深度、场地土质条件、周边环境保护要求,工期及造价等经济性因素考虑,本工程支护桩采用钻孔灌注桩。
(三)基坑开挖
先撑后挖、开槽支撑、分层开挖、严禁超挖是基坑开挖的基本原则,必须遵守。在基坑开挖的表面填好土,修建好相应的地表水沟,以及时做好开挖降水的准备。另外对于开挖后还未支撑的基坑,应尽量缩短暴漏的时间,以免事故的发生。在坡段的基坑实施分段施工,在开挖的同时保护好坡面,两者结合后至基坑开挖有圈梁的高度时,使用锚杆桩实施圈梁。分层挖除基坑边保留土体至设计标高超过30cm,改为人工挖土,基坑见底后迅速浇筑底板垫层至围护墙边。还要对基坑开挖后的现场加强管理,各类土方开挖设备的停放位置必须与基坑保持一定的距离。在基坑开挖过程中,一定要避免挖土设备碰撞支撑系统使支护结构和支锚体系之间的连接遭到破坏,从而防止事故的发生。
(四)钢管的吊装
在深基坑钢桩的最顶部的标高下面一米的地方设立定位钢板,为了使钢板能够水平,定位钢板必须具有三个以上的调节螺帽,钢管桩的中间部分使用钢筋笼使木架固定,然后在地面上架设立井字形暂时定位木架。
(五)地下水处理
可以采取排水法处理地下水,如明沟排水和井点降水等,井点降水操作比较简单且容易掌握,是处理地下水的好方法;也可采用止水法来处理地下水,在基坑周边布置止水帷幕,避免地下水流进基坑里面,可通过地下灌浆法、沉井法或连续墙来达到止水的目的。沿基坑四周外围1m处布置一道深于坑底的井点滤水管(长度10m,井管直径50—55mm,井孔直径300mm),和两台抽水设备直接连接并从中抽水,使地下水位下降落至基坑底0.5—1.0m以下,井点降水能够消除或减动水压力,改善了土的性质,很大的加强了边坡的稳定性,使施工操作条件得到改善,推进了工程进度。井点降水可在不同形状的深基坑中采用,对边坡具有相对的稳定作用,保证基坑内土干燥能够使深基坑施工效率得到很大提高,以保证工程质量。
结束语
深基坑支护工程是建筑工程项目施工作业实施期间所存在的最大问题。同时也是工程作业的难点所在。深基坑支护工程施工的质量将对整个建筑工程的施工质量、工程造价、以及建设工期产生决定性的影响。因此建筑企业应该高度重视,并采取相关的措施提高深基坑支护施工技术的整体水,平推动我国建筑深基坑支护施工技术的发展,实现建筑企业经济效益和社会效益最大化。
参考文献:
[1]徐巧玲.高层建筑深基坑支护施工技术分析[J].中华民居(下旬刊),2014,08:303.
[2]张海波.深基坑支护技术在建筑施工中的应用[J].中华民居(下旬刊),2014,08:334.
[3]傅建曙.深基坑开挖支护技术分析[J].交通科技与经济,2014,04:59-64.