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摘要:随着我国社会经济水平的提升和城市化进程的加快,许多大型建筑和高层建筑工程剧增,为了合理利用地下空间,许多大型建筑物都会建设地下室等地下设施,深基坑支护技术随之迅速发展。深基坑支护施工技术作为建筑工程施工技术中非常重要的组成部分,不仅对于建筑工程的质量有积极的促进作用,同时也有利于建筑工程的稳定与安全。包括为保证基坑施工、主体地下结构的安全和周围环境不受损害而采取的支护结构、降水和土方开挖与回填等工程,是地下工程施工中内容丰富而富于变化的风险工程,是综合性很强的新型技术学科。深基坑支护施工技术作为当前基础工程关键性技术,其质量高低,尤其是性能稳定性对于建筑行业施工质量具有决定性意义。因此,本文结合理论与实践,对建筑工程中的深基坑施工技术进行了简要的探讨。
关键词:建筑工程 深基坑 支护施工技术
引言
随着经济的高速发展和城市建设的需要,高层及超高层建筑的大量涌现, 深基坑工程越来越多,同时密集的建筑物、复杂的深基坑形式,使得基坑开挖的条件越来越复杂,故对基坑开挖与支护的计算与设计、施工技术等要求越来越高。因此,有必要掌握深基坑支护工程特点,结合基础周边环境采取切实有效的保护和加固措施,加强对深基坑的管理,以便确保建筑工程主体结构施工的高质、安全进行。目前,我国基坑支护结构主要有土钉墙支护、地下连续墙支护、锚杆支护、搅拌桩支护等方式。深基坑工程是与众多因素相关的综合技术,是一个系统的工程问题,必须具有结构力学、土力学、地基基础等多学科知识,同时具有丰富的施工经验,并结合场地土质和环境,才能制定出因地制宜的支护结构方案和施工方法。
1 深基坑支护施工的特点
所谓深基坑工程,指的是基坑深度或者支护结构的高度大于5m的工程,是一项十分复杂化、专业化、系统化的工作。深基坑的支护形式多样;临时性、施工周期长;规模大、造价高;地质条件多样性、复杂性;施工条件差。深基坑支护工程施工具有较大的风险性,其施工周期较长,隐蔽工程多,面临着众多不确定性因素,若长时间受到堆载、降雨或震动的影响,工程随时都可能发生安全事故。
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基坑的支护形是多种多的,为适应不同的地质及环境条件,设计者针对不同的工程实际,往往会根据当地建筑材料、施工条件等设计出不同的结构型式。因工程受自然因素、水文地质条件的影响较大,差异性显著,不同区域的自然环境条件不同,岩土地质条件也是千变万化,往往造成勘察所得到的数据离散性很大。因此,深基坑开挖须因地制宜,其深基坑支护工程也会不同。
2 深基坑支护施工应注意的问题
支护体系的设计施工应重视水的影响,并应在地表和支护内部设置适宜的排水系统以疏导地表径流和地表地下渗透水。应考虑施工作业面周期和降雨、振动等环境因素对陡坡开挖面上暂时裸露土体稳定性的影响, 应边开挖边支护,以减小边坡变形。进行深基坑支护施工之前,应当先基于实际的地质条件,初步进行勘察工作。应认真编制施工组织设计,选择合理的钻进方法,精准操作,防止发生钻孔坍塌、掉块、涌砂和缩径,保证锚索顺利安插和顺利灌注。应按设计要求正确组装锚杆,正确绑扎,认真安插,确保锚杆安装质量。
3 深基坑支护施工技术
3.1计算方法
对于基坑工程支护结构的设计来说,如何确定作用在支护结构上的土压力的大小和分布是基坑支护设计理论发展的一个关键问题,也是实际工程设计计算中的基本问题。实际上,在工作状态上作用在施护结构上的土压力的大小和分布除了与土体的性质密切相关外,还随着支护结构的位移、支护结构的空间形状和施工工况的变化而变化。
如何对基坑支护结构内力进行计算,是基坑工程设计的又一重要问题。目前来说,基坑支护结构内力计算方式大致有以下三种方法:常规内力计算方法、弹性抗力方法、有限元法。一些新颖的优化算法,如模糊优化理论、人工神经网络、混沌、遗传算法及其混合优化策略等,为解决复杂的工程问题提供了新的思路和手段。
3.2相关技术与措施简述
在深基坑支护施工中,土层锚杆施工主要应用的设备是锚杆钻机。首先,采用设备根据设计的孔深进行钻孔,然后将配置好的水泥浆注入孔内,并用钢绞线进行穿孔,同时进行多次补浆施工,待注浆达到设计的强度要求后锁定张拉。
地下连续墙支护施工技术主要是通过形成一道连续的钢筋砼墙壁来达到支护的目的,该项支护技术需要充分利用相关机械设备。
必须编写专门的开挖方案,基坑边界周围地面和坑底应设排水沟;基坑周围严禁超堆荷载;软土基坑必须分段分层间跳开挖。开挖时严禁碰撞支护结构;发生异常情况时应立即停止挖土,并查清原因和采取措施处理后方可再挖。必须确保基坑侧壁稳定,同时还应满足支护结构变形以及地下水位的控制要求,以有效保证基坑周边环境的安全。
在基坑降水施工中,采用循环钻机钻降水井孔,成孔完成后要进行泥浆护壁,之后采用卷扬机将无砂水泥虑管下入井中。 对于深基坑支护施工中的基坑降水,需要提前半个月进行,保证基坑开挖之前地下水位标高符合开挖要求,应保证水位稳定,以便于在进行深基坑开挖时实施干扬作业。
常见的止水帷幕有高压旋喷桩止水帷幕、深层搅拌桩止水帷幕、螺旋钻机压浆止水帷幕。 必须控制好搅拌桩的水泥用量,做好水泥类型的选择,通常采用普通硅酸盐水泥;对于桩体的压浆应当连续进行,中间不得中断施工;为了保证相邻桩的搭接质量,搭接间隔时间应小于12h,如果超过这个期限,必须采取必要的补救措施。
待到工程主体结构建设到四层以上、地下室的剪力墙以及框架柱具备足够的强度后,可采用机械和人工相结合的方式拆除支撑结构。
4 深基坑支护施工技术质量控制与监测
采取多种方法对深基坑施工过程进行全面跟踪和监测。从基坑开挖开始到基坑工程全部完成,在施工过程中,应当设定固定的地下水监测周期,对观测数据进行详细记录,以为控制施工进度提供必要数据支持。在安装完成地下水控制装置之后,应充分利用信息化监测系统和高精度监测仪器,准确掌握基坑临近建筑物的沉降和倾斜情况,以便了解是否会对建筑物带来不利影响做出准确判断。对深基坑不安全或有安全隐患部位,应明视挂牌,提醒工人注意安全,且应及时整改。
5 深基坑施工过程中的安全管理措施
(1)在进行深基坑施工之前,要求施工单位组织专家对基坑工程专项施工方案进行论证、审查。
(2)要对施工过程中可能出现的情况进行预测, 同时做出相应的应急预案。
(3)要坚持分层分段开挖与支护的原则,不要超挖。
(4)设置项目经理、技术负责人、安全员、质量员、技术员、施工员及材料、机管、资料等人员岗位并持证上岗。
(5)进场材料严格把关,对所使用的材料、配比进行试验检查,达标以后才能使用。
结束语
建筑深基坑的开挖与支护结构是一个系统工程,涉及工程地质、水文地质、工程结构、建筑材料、施工工艺和施工管理等多方面。深基坑支护施工作为一项危险性较大的较大的工程,对于建筑物的整体稳定性有着至关重要的影响。要想确保深基坑工程的安全可靠,就应加大对深基坑支护施工技术的研究,从设计和施工两方面出发,做好施工准备,进行充分协调和沟通,密切关注施工现场的变化情况,确保基坑施工质量,确保建筑物的结构安全性,为整个工程建设的顺利、安全进行奠定坚实基础。
参考文献
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[3]胡勋耀.土建基础施工中深基坑支护施工技术的应用探析[J].中华民居(下旬刊),2014,03:290.
论文作者:王宇
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第27期
论文发表时间:2018/2/8
标签:基坑论文; 深基坑论文; 结构论文; 工程论文; 施工技术论文; 条件论文; 建筑工程论文; 《建筑学研究前沿》2017年第27期论文;