电厂建筑施工深基坑支护技术探究论文_刘旭

电厂建筑施工深基坑支护技术探究论文_刘旭

天津市津能工程管理有限公司 天津 300384

摘要:针对电厂建筑工程中的深基坑支护技术,首先提出了深基坑支护工程中存在的常见问题,指出深基坑支护优选方案办法,对常见的支护方法进行分析。

关键词:电厂;深基坑;支护;土体

1前言

电厂建筑设计由于其工艺的特殊要求,经常会有超越常规的形式和固有的类型。因此,火电厂的建筑设计在建筑技术和建筑艺术的要求及建筑手法的运用和构思上,由于其功能要求的不同而和一般的建筑设计有较大的差异性。大型火电工程建设是一个工程量大、施工时间集中、技术难度大的关键性工程,也是一个涉及面广,专业性强的结构体系,它与施工技术的发展密切相关,需要结合建材生产水平和工程实践逐步完善。火电厂建筑深基坑工程要实现技术可靠、经济适用既要学习借鉴国外的成熟经验,也要与电厂生产工艺密切结合。

2电厂工程深基坑支护技术存在的问题

2.1土体物理力参数的选择

深基坑支护结构的安全性能的好坏很大程度是受所能承受的土体压力大小影响的,但是在实际工程中由于地质情况变化无穷,存在很多的不确定性,这使得要选择一个适宜的土体物理力参数来精确计算实际土体压力,以目前的技术来看还是一个大难题,尤其内摩擦角、含水率和粘聚力这三个重要参数在深基坑开挖后更是一个可变值,这样就提高了准确计算支护结构实际受力的难度。除此之外,土体物理力学参数的选择还受支护结构形式及施工工艺等因素的影响。

2.2基坑土体取样不完全

设计前对地基土层进行取样分析是深基坑支护结构设计的必要步骤。由于地质情况变化无穷,随机取得的土层样本不可能准确地反映土层的真实情况。故支护结构的设计并不能完全符合基坑的实际地质情况。

2.3基坑开挖后的空间效应

大量的深基坑开挖实例表明:基坑的四周朝内侧发生水平位移,且常常是中间比两边大,这种情况使得深基坑边坡失稳,故深基坑开挖还存在一个空间的问题。

2.4理论计算受力与实际受力不符

在很多实际工程中,设计人员按极限平衡理论来确定安全系数及设计计算支护结构,这虽然从理论上讲是绝对安全的,但这样会加大支护结构的建设成本,且不一定就完全适应工程;而有的工程虽然选择规范中较小的安全系数来设计支护结构,但却能满足实际工程的要求。

3深基坑支护方案优选

大型电厂建筑基坑具有深、大的特点。基坑临近多有建筑物、道路和管线,施工场地拥挤,周边环境对基坑支护结构变形要求严格。基坑支护结构的设计与施工不同与上部结构,地下水位的高低、土的物理力学性质指标以及周边环境条件等,都直接与支护结构的选型有关。支护结构型式选择的合理,就能做到安全可靠、施工顺利、缩短工期,带来可观的经济与社会效益,可见支护结构形式的优化选择是基坑支护发展的必然趋势。一般而言,深基坑支护设计方案的优选宜遵从以下流程进行:放坡无支护开挖-复合支护方案(上部放坡下部土钉)-土钉-复合支护方案(上部土钉下部桩),此外为达到方案的最优化,有时根据地层土质的变化、基坑周围环境,也可采用更灵活的组合方案,如内支撑+锚杆、单排桩+双排桩。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆电厂建筑工程在深基坑土方开挖前,要认真谨慎地进行开挖的勘察,确保深地基开挖的顺利、安全进行。首先要详细确定挖土方案和施工组织;要对支护结构、地下水位及周围环境进行必要的监测和保护。深基坑工程的挖土方案,主要有放坡挖土、中心岛式挖土、盆式挖土和逆作法挖土。前者无支护结构,后三种皆有支护结构;土方开挖顺序、方法必须与设计工况一致,并遵循“开槽支撑,先撑后挖,分层开挖,严禁超挖”的原则,防止深基坑挖土后土体回弹变形过大,施工中减少基坑回弹变形的有效措施,是设法减少土体中有效应力的变化,减少暴露时间,并防止地基土浸水。因此,在基坑开挖过程中和开挖后,均应保证井点降水正常进行,并在挖至设计标高后,尽快浇筑垫层和底板。必要时,可对基础结构下部土层进行加固;防止边坡失稳;防止桩位移和倾斜打桩完毕后基坑开挖,应制订合理的施工顺序和技术措施,防止桩的位移和倾斜;配合深基坑支护结构施工;挖土方式影响支护结构的荷载,要尽可能使支护结构均匀受力,减少变形。为此,要坚持采用分层、分块、均衡、对称的方式进行挖土。

4深基坑支护方式

4.1排桩或地下连续墙

通常由围护墙、支撑及防渗帷幕等组成。排桩有钢管桩、预制混凝土桩、钻孔灌筑桩、挖孔灌筑桩、加筋水泥土桩等多种类型。适于基坑侧壁安全等级一、二、三级;悬臂式结构在软土场地中不宜大于5m;当地下水位高于基坑底面时,宜采用降水、排桩加截水帷幕或地下连续墙。

4.2水泥上墙

水泥土墙,依靠其本身自重和刚度保护坑壁,一般不设支撑,特殊情况下经采取措施后亦可局部加设支撑。水泥土墙有深层搅拌水泥土桩墙、高压旋喷桩墙等类型,通常呈格构式布置。适于基坑侧壁安全等级宜为二、三级;水泥土桩施工范围内地基土承载力不宜大干150 kPa;基坑深度不宜大于6 m。

4.3上钉墙

土钉墙由密集的土钉群、被加固的原位土体、喷射的混凝土面层等组成。土钉墙是一种边坡稳定式的支护,其作用与被动起挡土作用的围护墙不同,它是起主动嵌固作用,增加边坡的稳定性,使基坑开挖后坡面保持稳定。适于用于基坑侧壁安全等级宜为二、三级的非软土场地;基坑深度不宜大于12m;当地下水位高于基坑底面时,应采取降水或截水措施。

4.4逆作拱墙

当基坑平面形状适合时,可采用拱墙作为围护墙。拱墙有圆形闭合拱墙、椭圆形闭合拱墙和组合拱墙。对于组合拱墙,可将局部拱墙视为两铰拱。适于基坑侧壁安全等级宜为三级;淤泥和淤泥质土场地不宜采用;地下水位高于基坑底面时,应采取降水或截水措施。

5深基坑止水效果的控制

在地下水位较高的地区,地下水对深基坑工程施工带来的危险程度是相当高的。地下水的来源一般为上层滞水、潜水、承压水、雨水及基坑周围的渗漏管道水。由于水的来源复杂,枯水期和丰水期水位变化的影响,在制定止水方案时应从深基坑工程的防水、降水和排水三个方面考虑,根据地质勘察部门提供的地质资料,深入分析地下水的成因。了解深基坑周围环境,对周边建筑基坑,宜采用以堵为主,抽水为辅,否则会导致基坑周围土体与水体的流失,使建筑物不均匀沉陷。甚至发生坑底流沙、管涌等现象,增大了处理难度,拖延了工期,反之,以降水为主。止水帷幕是高水位地区深基坑支护工程中常用的止水措施,其施工方法主要有高压喷射注浆法、浆喷深层搅拌法、粉喷深层搅拌法和压力注浆法等。采用浆喷深层搅拌法进行止水帷幕止水施工时,如果止水帷幕的搅拌桩成桩质量不好,深基坑开挖后会出现渗水较多的现象。若此时再采用灌浆的方法进行处理,则延误工期、增加造价。因此,在该类止水帷幕施工时要注意几点:①保证桩体质量。确定合理的水泥浆掺加,保证桩体搅拌均匀、桩长达到设计深度,避免桩头出现搅而无浆的情况,特别是在土层情况变异较大的地区,因搅拌桩的桩径不易控制,容易导致止水失效。②保证桩的搭接长度和密实度,杜绝空洞、蜂窝及桩头开叉的现象。③不得随意在基坑支护结构上开口,否则会影响支护结构的安全,也破坏了止水帷幕,导致地下水的渗入。

6结束语

电厂大型建筑工程基坑开挖与支护应用等施工关键技术,应配合严密的监控量测体系及时反馈指导施工,确保施工过程中自身结构和周围建筑物的安全,并尽可能降低将对周边环境的影响。在具体工程中基坑开挖与支护处理方面,应结合施工现场的土质条件与施工特点,充分展现基坑的加固、稳定作用。而且,随着施工方法的不断创新,开发出具有我国特色的多种基坑加固方法,使得我国基坑支护形式呈现多样化的特点,在不久的将来,我国建筑工程会取得更大的进步。

参考文献

[1]方伟.建筑工程的深基坑支护施工技术探讨.科技风.2010(07)

[2]封骥.建筑工程中深基坑支护技术的施工关键性问题研究.中小企业管理与科技.2011(11)

[3]王大军.小议建筑工程中的深基坑支护施工技术.中国房地产业.2012(02)

论文作者:刘旭

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第20期

论文发表时间:2017/12/28

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