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摘要:支护施工技术在深基坑施工中具备广泛性应用,其主要目的是提高基坑的整体稳定性,为后续施工提供安全保障。目前来看,基坑工程施工中支护施工的技术形式非常多,不同的支撑结构体系对于基坑工程的位移以及支撑效果、造价成本均存在差异。对此,为了进一步提高深基坑的综合施工效益,本文简要分析同一基坑工程中采用不同支护形式的效果及经济,希望可以为相关工作者提供帮助。
关键词:同一基坑工程;不同支护形式;施工效果;经济性
0.引言
深基坑工程的支护施工类型非常多,不同的支护结构具备不同的优劣势,例如状锚支护施工结构的应用范围广,但是可能会导致地下空间资源形成浪费,钢筋混凝土支撑施工技术的结构稳定,同时截面的形式以及尺寸可以自由结合,但是拆除施工难度高、施工周期长以及成本高。近些年隨着施工技术的不断发展,还衍生出了许多的新支撑施工技术,例如预应力型钢转给是钢支撑施工技术,其主机要是将预应力型钢构建以装配式方式在工程施工并在现场组装,应用高强度螺栓进行连接形成基坑内的支撑体系,同时对支撑体系施加相应的预应力,从而控制基坑变形量。对此,为了探究最佳支撑施工技术,探讨同一基坑工程中采用不同支护形式的效果及经济具备显著实践性价值。
1.工程案例
本文以某建筑工程项目为例,该项目整体用地面积6万余名米,建筑面积3.8万平米,建筑地下一层、地上4层面,整体高度24米,基坑开挖的深度为8米,支护需要周长408米,基坑底面积约为1万平米。基坑安全等级为二级。在工程地质条件方面,地基的土层整体上第四系人工填土、冲湖积的粘性土、粉性土以及软弱土为主,工程场地的地质从上至下分别为人工填土、粉质黏土、泥炭质土、粉土、粉质黏土。
2.同一基坑工程中采用不同支护形式的效果及经济
2.2装配式钢支撑方案
因为锚索支撑以及钢筋混凝土支撑施工技术的经验相对成熟,再加上篇幅影响具体施工技术不再详细叙述。下面简要介绍装配式钢支撑施工技术方案。
首先型钢装配式组合内支撑安装。需要先做好对支护桩内边线以及空间净距的检查,同时对埋件水平度以及施工质量进行综合分析,应用分件吊装施工方式基于施工方案划分区域,先进行你退与托座的施工,之后分别吊装围檩、角撑,基于基坑转角段向两侧推进进行施工。在校正螺栓并紧固之后,分别以千斤顶安装并施加预应力,之后再应用高强度螺栓进行固定施工。在牛腿安装方面,牛腿放置在与临时支撑部件,应用焊接与支护桩进行连接[1]。为了保障预应力施加之后外侧围护结构受力均匀,基坑内侧定位线必须在同一条直线上,如果存在悬空部位则应用钢板与型钢进行填塞。在角撑施工方面,角撑属于连接对撑以及围檩的构建,需要确保角撑与围檩应用高强度螺栓进行连接[2]。角撑与围檩之间存在一定的夹角,并不能直接对角撑进行安装,需要对每道角撑安装之前,在地面对角撑以及围檩进行预拼接作业,并且确保拼接的质量后,将其整体安装至相关部位,以确定角撑的安装质量。在对角撑进行预拼接的过程中,需要将围檩构件、三角托座等构件使用高强度的螺栓进行连接固定,并保障相关构件之间连接稳固。部分角撑连接期间如果对撑连接梁的放置存在空白,则需要应用相应相关厚度的钢板进行结合,预防支撑体系受力发生重心偏移对撑。对撑是预应力型刚装配式组合内支撑体系中用量最大、最主要的结构,在整个基坑当中,是主要的承受结构。在展开安装作业时,需要提前将对撑进行预拼,并且在预拼的过程中,需要严格控制支撑平面的平直度,并尽可能的控制预拼接过程中中心线的偏心度在2mm以内。每根对称在连接的过程中,每根对撑需要由2~4根型钢、2根对撑连接梁组成,长度分别为12、10、8、6、5、3、2、1m等,根据需求选择不同的对撑连接梁。在对撑拼接完成之后,就可以采用两点或四点吊装的方式,在吊装的过程中,将吊点的位置控制在距离对撑端部0.2倍于对撑长度的位置。在进行对撑的预拼接过程中,需要使用高强螺栓对对撑进行连接,确保对撑之间的衔接稳固性,同时,在拼接的位置,使用盖板将两根对撑进行连接,并且将对撑的2~4根型钢之间,采用专门的钢盖板以及槽钢将其连接成一体。对撑两端安装完成之后标高不能超过20mm,对撑的整体挠度曲度应当控制在1/1000以内。对撑安装过程中,需要确保对撑与对撑之间的水平轴线偏差在30mm以下,确保其能够与钢围檩的夹角需确保达到设计图纸的相关要求,尽可能的避免误差过大,导致其整体失稳。在进行所有对撑的连接过程中,需要将对撑连接梁的放置空当中使用相对应的钢板进行垫紧铁密,尽可能的避免支撑体系整体出现偏心情况。在预应力施加期间,每一条对撑应当设置1个预应力施加点,施加点应当设置在角撑连接梁和对撑连接梁的空隙位置。在装配式支撑的安装过程中,需要在各构件安装至指定位置之后,对其整体进行预应力施加,其顺序如下:首先,由工作人员对已经安装完成的构件进行检查,确保相关构件的安装足够稳固,并且检查螺栓已经拧死,避免构件发生晃动等问题,而后,确认传力件与围护体系之间具备良好的连接状态,并且对支撑展开加压,而后对角撑展开加压,以完成预应力施加。
在支撑拆除方面,预应力型钢装配式组合内支撑体系拆除期间需要基于具体设计要求进行。在拆除之前需要先更换可靠支撑,土体的结构楼板、底板以及传力带混凝土强度必须满足基础要求,保障支撑体系拆除之后不会出现基坑变形问题[3]。支撑体系拆除的顺序为释放预应力、拆除对称与角撑、拆除围檩、拆除托座以及横梁、拆除牛腿、拆除立柱[4]。支撑体系的预应力卸载之后才可以拆除支撑连接位置的螺栓,上部的螺栓此时只需要拧松,支撑拆除过程属于高空作业,施工期间需要严格落实相应的安全规程,保障综合施工效益[5]。
2.3支护效果与经济造价对比
在支护效果方面,以基坑冠梁顶以20米为间隔设置一个水平和沉淀观测点,基坑冠梁顶总共设置22个监测点,型钢支撑的平均沉降为(10.31±2.13)mm、锚索支撑的平均沉降为(11.21±2.41)mm、钢筋混凝土支撑技术的平均沉降为(10.23±3.24)mm,在沉降指标方面三种方式的差异不明显。
因为基坑的型钢装配式钢支撑材料可以回收,所以钢支撑进行了5次摊销计算。基坑同时应用桩和钢支撑、锚杆共同支护,其造价为:1、型钢支撑。分部分项工程754万元,措施项目30万元,规费26万元,税金92万元,总计904万元,基坑延伸一米时造价2.82万元;2、锚索支撑。分部分项工程653万元,措施项目31万元,规费28万元,税金81万元,总计793万元,基坑延伸一米时造价2.78万元;3、钢筋混凝土支撑技术。分部分项工程946万元,措施项目54万元,规费35万元,税金122万元,总计1201万元,基坑延伸一米时造价2.47万元。从基坑造价对比角度来看,因为钢支撑具备回收利用以及流转摊销的功能,应用在基坑支护施工期间基坑每米的延伸造价与锚索施工技术相比相当,但是钢筋混凝土支撑施工技术相比具备比较突出的经济优势。
3.总结
综上所述,在深基坑施工中装配式型钢支撑技术的应用价值突出,相比锚索、钢筋混凝土支护施工技术而言具备比较多优势,例如施工速度快施工完成后可以立刻发挥支撑性作用、可以重复应用造价成本节省在20%以上、质量低整体刚度较高安全可靠、变形控制效果较好、与锚索支护施工技术相比不会形成地下空间资源的浪费、钢结构与配套技术可以在大多数工厂中生产普及效果较好,整体支护施工价值较高。
参考文献
[1]王知深,李勇,朱维申,等.锚索长度对城市土体基坑边坡支护效果影响[J].山东建筑大学学报,2019,34(01):84-89.
[2]苏林林.钢板桩及型钢水泥土搅拌桩在基坑支护中的应用研究[D].2020.
[3]周婉.多种支护结构组合形式在深大基坑工程中的应用[J].建筑施工,2019,041(003):401-403.
[4]黄薛,郭长恩,孔涛.济南东舍坊深基坑工程多种支护方式及变形对比分析[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2019,v.46;No.397(06):84-89+94.
[5]李嵩.深基坑组合支护体系变形规律及设计研究[D].2019.
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关键词:同一基坑工程;不同支护形式;施工效果;经济性
0.引言
深基坑工程的支护施工类型非常多,不同的支护结构具备不同的优劣势,例如状锚支护施工结构的应用范围广,但是可能会导致地下空间资源形成浪费,钢筋混凝土支撑施工技术的结构稳定,同时截面的形式以及尺寸可以自由结合,但是拆除施工难度高、施工周期长以及成本高。近些年隨着施工技术的不断发展,还衍生出了许多的新支撑施工技术,例如预应力型钢转给是钢支撑施工技术,其主机要是将预应力型钢构建以装配式方式在工程施工并在现场组装,应用高强度螺栓进行连接形成基坑内的支撑体系,同时对支撑体系施加相应的预应力,从而控制基坑变形量。对此,为了探究最佳支撑施工技术,探讨同一基坑工程中采用不同支护形式的效果及经济具备显著实践性价值。
1.工程案例
本文以某建筑工程项目为例,该项目整体用地面积6万余名米,建筑面积3.8万平米,建筑地下一层、地上4层面,整体高度24米,基坑开挖的深度为8米,支护需要周长408米,基坑底面积约为1万平米。基坑安全等级为二级。在工程地质条件方面,地基的土层整体上第四系人工填土、冲湖积的粘性土、粉性土以及软弱土为主,工程场地的地质从上至下分别为人工填土、粉质黏土、泥炭质土、粉土、粉质黏土。
2.同一基坑工程中采用不同支护形式的效果及经济
2.2装配式钢支撑方案
因为锚索支撑以及钢筋混凝土支撑施工技术的经验相对成熟,再加上篇幅影响具体施工技术不再详细叙述。下面简要介绍装配式钢支撑施工技术方案。
首先型钢装配式组合内支撑安装。需要先做好对支护桩内边线以及空间净距的检查,同时对埋件水平度以及施工质量进行综合分析,应用分件吊装施工方式基于施工方案划分区域,先进行你退与托座的施工,之后分别吊装围檩、角撑,基于基坑转角段向两侧推进进行施工。在校正螺栓并紧固之后,分别以千斤顶安装并施加预应力,之后再应用高强度螺栓进行固定施工。在牛腿安装方面,牛腿放置在与临时支撑部件,应用焊接与支护桩进行连接[1]。为了保障预应力施加之后外侧围护结构受力均匀,基坑内侧定位线必须在同一条直线上,如果存在悬空部位则应用钢板与型钢进行填塞。在角撑施工方面,角撑属于连接对撑以及围檩的构建,需要确保角撑与围檩应用高强度螺栓进行连接[2]。角撑与围檩之间存在一定的夹角,并不能直接对角撑进行安装,需要对每道角撑安装之前,在地面对角撑以及围檩进行预拼接作业,并且确保拼接的质量后,将其整体安装至相关部位,以确定角撑的安装质量。在对角撑进行预拼接的过程中,需要将围檩构件、三角托座等构件使用高强度的螺栓进行连接固定,并保障相关构件之间连接稳固。部分角撑连接期间如果对撑连接梁的放置存在空白,则需要应用相应相关厚度的钢板进行结合,预防支撑体系受力发生重心偏移对撑。对撑是预应力型刚装配式组合内支撑体系中用量最大、最主要的结构,在整个基坑当中,是主要的承受结构。在展开安装作业时,需要提前将对撑进行预拼,并且在预拼的过程中,需要严格控制支撑平面的平直度,并尽可能的控制预拼接过程中中心线的偏心度在2mm以内。每根对称在连接的过程中,每根对撑需要由2~4根型钢、2根对撑连接梁组成,长度分别为12、10、8、6、5、3、2、1m等,根据需求选择不同的对撑连接梁。在对撑拼接完成之后,就可以采用两点或四点吊装的方式,在吊装的过程中,将吊点的位置控制在距离对撑端部0.2倍于对撑长度的位置。在进行对撑的预拼接过程中,需要使用高强螺栓对对撑进行连接,确保对撑之间的衔接稳固性,同时,在拼接的位置,使用盖板将两根对撑进行连接,并且将对撑的2~4根型钢之间,采用专门的钢盖板以及槽钢将其连接成一体。对撑两端安装完成之后标高不能超过20mm,对撑的整体挠度曲度应当控制在1/1000以内。对撑安装过程中,需要确保对撑与对撑之间的水平轴线偏差在30mm以下,确保其能够与钢围檩的夹角需确保达到设计图纸的相关要求,尽可能的避免误差过大,导致其整体失稳。在进行所有对撑的连接过程中,需要将对撑连接梁的放置空当中使用相对应的钢板进行垫紧铁密,尽可能的避免支撑体系整体出现偏心情况。在预应力施加期间,每一条对撑应当设置1个预应力施加点,施加点应当设置在角撑连接梁和对撑连接梁的空隙位置。在装配式支撑的安装过程中,需要在各构件安装至指定位置之后,对其整体进行预应力施加,其顺序如下:首先,由工作人员对已经安装完成的构件进行检查,确保相关构件的安装足够稳固,并且检查螺栓已经拧死,避免构件发生晃动等问题,而后,确认传力件与围护体系之间具备良好的连接状态,并且对支撑展开加压,而后对角撑展开加压,以完成预应力施加。
在支撑拆除方面,预应力型钢装配式组合内支撑体系拆除期间需要基于具体设计要求进行。在拆除之前需要先更换可靠支撑,土体的结构楼板、底板以及传力带混凝土强度必须满足基础要求,保障支撑体系拆除之后不会出现基坑变形问题[3]。支撑体系拆除的顺序为释放预应力、拆除对称与角撑、拆除围檩、拆除托座以及横梁、拆除牛腿、拆除立柱[4]。支撑体系的预应力卸载之后才可以拆除支撑连接位置的螺栓,上部的螺栓此时只需要拧松,支撑拆除过程属于高空作业,施工期间需要严格落实相应的安全规程,保障综合施工效益[5]。
2.3支护效果与经济造价对比
在支护效果方面,以基坑冠梁顶以20米为间隔设置一个水平和沉淀观测点,基坑冠梁顶总共设置22个监测点,型钢支撑的平均沉降为(10.31±2.13)mm、锚索支撑的平均沉降为(11.21±2.41)mm、钢筋混凝土支撑技术的平均沉降为(10.23±3.24)mm,在沉降指标方面三种方式的差异不明显。
因为基坑的型钢装配式钢支撑材料可以回收,所以钢支撑进行了5次摊销计算。基坑同时应用桩和钢支撑、锚杆共同支护,其造价为:1、型钢支撑。分部分项工程754万元,措施项目30万元,规费26万元,税金92万元,总计904万元,基坑延伸一米时造价2.82万元;2、锚索支撑。分部分项工程653万元,措施项目31万元,规费28万元,税金81万元,总计793万元,基坑延伸一米时造价2.78万元;3、钢筋混凝土支撑技术。分部分项工程946万元,措施项目54万元,规费35万元,税金122万元,总计1201万元,基坑延伸一米时造价2.47万元。从基坑造价对比角度来看,因为钢支撑具备回收利用以及流转摊销的功能,应用在基坑支护施工期间基坑每米的延伸造价与锚索施工技术相比相当,但是钢筋混凝土支撑施工技术相比具备比较突出的经济优势。
3.总结
综上所述,在深基坑施工中装配式型钢支撑技术的应用价值突出,相比锚索、钢筋混凝土支护施工技术而言具备比较多优势,例如施工速度快施工完成后可以立刻发挥支撑性作用、可以重复应用造价成本节省在20%以上、质量低整体刚度较高安全可靠、变形控制效果较好、与锚索支护施工技术相比不会形成地下空间资源的浪费、钢结构与配套技术可以在大多数工厂中生产普及效果较好,整体支护施工价值较高。
参考文献
[1]王知深,李勇,朱维申,等.锚索长度对城市土体基坑边坡支护效果影响[J].山东建筑大学学报,2019,34(01):84-89.
[2]苏林林.钢板桩及型钢水泥土搅拌桩在基坑支护中的应用研究[D].2020.
[3]周婉.多种支护结构组合形式在深大基坑工程中的应用[J].建筑施工,2019,041(003):401-403.
[4]黄薛,郭长恩,孔涛.济南东舍坊深基坑工程多种支护方式及变形对比分析[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2019,v.46;No.397(06):84-89+94.
[5]李嵩.深基坑组合支护体系变形规律及设计研究[D].2019.
南京大地建设(集团)股份有限公司 江苏 南京 210000