基于高层建筑基坑支护工程施工安全技术的研究论文_任凤龙

基于高层建筑基坑支护工程施工安全技术的研究论文_任凤龙

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城市化建设进程的逐渐加快,很大程度上增加了城市土地资源的利用量,为了满足城市人口的居住需求,在城市建设中,将高层建筑作为建设的主体。而高层建筑的施工质量要求与普通建筑存在一定的差异,尤其是对于高层建筑的基坑工程来说,对其稳固性与承载能力提出了更高的要求。为了提升城市土地资源的利用率,在高层建筑设置多层地下空间已经成为常见操作,这也增加了基坑施工的难度。

一、引发高层建筑基坑支护工程安全问题的相关因素

1、支护结构的设计参数与施工实际存在较大差异

进行支护结构设计时,首要考虑的就是结构的安全性与稳定性,具体进行方案设计时,会采用极限平衡原理来计算安全系数,从理论方面分析,这一系数的确定可以有效保障支护结构的安全性。而在具体施工中可以发现,根据施工特性的不同,支护结构的受力情况并非一成不变的,一旦受力状况与结构自身的承力参数存在较大的差异,就很容易引发安全问题。极限平衡的理论在进行支护结构的安全系数确认时,是将其承力状况作为静态参数,而实际工程中,支护结构的受力状况会受到土体运动的变化影响,这就要求相关设计人员需要考虑到这一因素,对支护结构的设计方案进行适当调整。

2、力学参数确认错误

确定深基坑支护的设计方案时要以实际参数为依据,若确定的设计方案不够科学就会降低工作质量。研究有关参数发现,即使内摩擦的角度值只相差5,也会在最终导致的主动土压力有很大的差距,并且原土体的内凝聚力与土体中的凝聚力也会有很大的不同。

3、土体取样的片面性影响

建筑基坑支护工程在土体取样时具有片面性,在建筑基坑支护工程施工前,必须进行土体的取样与分析,这样可以找出合理的力学标准,便于支护结构的准确设计。进行土体的取样工作时要在基坑支护的施工范围内开展,可是大多数的取样工作中,设计单位为降低施工的成本,就在任意地点开展取样工作,可是我们必须知道,施工现场的实际情况是极为复杂的,因此随意获得的土样可能无法最真切地反映实际状况,进而影响顺利施工,使建筑基坑支护施工不能符合当地的实际状况。

二、高层建筑深基坑支护中存在的问题

1、勘察取样过于随意

在进行深基坑支护结构设计前,对地基土层进行取样分析,获得较合理的物理力学指标,不可钻孔过多,目的是降低工程造价、减少勘探的工作量。所取土样应具有一定的不完全性和随机性。由于地质构造具有多变和复杂性,所获取的土样无法全面将土层的真实性反映出来,所以,支护结构的设计不一定完全符合实际情况。

2、支护结构的物理参与选择失误

深基坑支护结构所承担的土压力大小直接影响其安全度,但由于地质情况多变且十分复杂,要精确地计算土压力目前还十分困难,关于土体物理参数的选择是一个非常复杂的问题,尤其是在深基坑开挖后,含水率、内摩擦角和粘聚力三个参数是可变值,很难准确计算出支护结构的实际受力。

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3、开挖操作的空间效应欠缺考虑

深基坑开挖中大量的实测资料表明,基坑周边向基坑内发生的水平位移是中间大两边小。深基坑边坡的失稳,常常以长边的居中位置发生,这是足以说明深基坑开挖是一个空间问题。传统的深基坑支护结构的设计是按平面应变问题处理的,对一些细长条基坑来讲,这种平面应变假设是比较符合实际的,而对近似方形或长方形深基坑则差别比较大,所以,在未进行空间问题处理前而按平面应变假设设计时,支护结构要适当进行调整,以适应开挖空间效应的要求。

三、提升基坑支护安全的技术措施

基坑支护的安全施工除与设计方案相关以外,还与实际的施工操作密切相关。例如,在进行基坑开挖操作时,需要对基坑开挖的尺寸进行严格控制,一旦开挖的尺寸超出设计尺寸,就会为基坑的支护结构带来更大的承载压力,从而威胁基坑支护结构的安全性能。基于此,我们在进行基坑支护施工时,需要做好以下几点工作:

1、做好基坑防水工作

基坑开挖的过程中,随着开挖深度的增加,会出现坑内积水的现象,这类问题的产生会对后续的支护施工带来较大的安全威胁。因此,在进行基坑开挖的同时,还需要在特定的位置设置排水沟,确保对坑内积水的及时排除,为支护工程的施工打下良好的基础。对于坑内积水严重的状况,需要采取有效的措施,全面清除积水之后,方可进行支护施工。

2、遵循先撑后挖原则

基坑工程的支撑开挖施工必须遵循先撑后挖的原则,原则上需在每一道支撑完全形成之后方可开挖下一批土方。基坑内部挖土应遵循分区、盘式的原则开挖,基坑内严禁多区域大面积同时开挖,每区开挖至支撑底标高后及时浇筑混凝土支撑,当至基坑底标高时,应及时浇筑混凝土垫层及基础底板,以减少基坑大面积暴露时间,控制基坑的回弹隆起。

3、做好基坑结构的保护措施

建筑材料和土方不宜堆放在坑边,如无法避免应距基坑上部边缘不小于2m,弃土堆高大于1.5m,并不可超设计荷载值。还应适当增大垂直的坑壁边距离。不宜在坑边堆置软土地区的弃土。当在坑边采用重型机构作业时,应设置专门的平台或者深基础等。另外,还应限制或隔离坑顶周围得振动荷载作用。

4、规范施工流程

基坑开挖工作中一般都会使用机械,但为尽量地避免基坑的支护结构发生变形,就要借助人工来完成预留的150~300mm土层的修整工作。要事先保证各机械车道的畅通性,要防止其在移动或工作过程中撞到附近的围栏,还要事先支护好机械的上下基坑。开挖工作要严格按照有关步骤进行,还要彻底清理槽底的异物,避免日照或雨水冲刷是支护结构发生形变。

结语:我国城市化进程的不断加快使人们日益重视建筑行业的发展,现今的城市用地十分紧张,所以高层建筑物的数量与日俱增。在建筑工程的施工中,最关键的一项工作是基坑支护结构的施工,建筑工程中基坑支护施工是一项复杂的系统工程,其施工技术高低直接影响着整个支护结构的安全。

参考文献:

[1]宋景国.基于基坑支护安全技术与要求探讨[C]//建筑科技与管理学术交流会.2015.

[2]李培淞.基于深基坑施工技术在高层建筑的应用探究[J].环球市场,2017(1):220.

论文作者:任凤龙

论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第4期

论文发表时间:2019/4/22

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