摘要:深基坑支护施工技术是现代建筑工程建设过程中的使用频率较高、施工难度大、质量不易控制、容易发生工程事故,在高层或超高建筑物中必须采用的一项重要技术,主要是为了保证地下结构施工及基坑周边环境的安全,对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施,拥有大规模、大深度、超宽度、大面积等特征,能够提升工程整体的稳定性、安全性及降经济成本;在实际施工中应充分重视技术的运用,并结合工程的实际情况,严格管理深基坑支护施工的每一个环节,增强对其的管控,不断优化相关工艺和技术,提升深基坑支护施工的工程质量。文章以华发首府花园一期地下公共车行通道基坑支护工程为例分析当前深基坑支护施工中普遍存的一些问题及相关建议。
关键词:土木工程;深基坑支护;施工技术及管理
前言:随着我国经济的发展,城市化进程的不断深入,城市规模和城市人口不断增加,人与地之间存在的矛盾日益凸显。在这种情况下,城市建设不断向着高层或超高层发展,以满足人们的需求,而出现大量深基坑工程,使得深基坑支护施工技术得到了非常广泛的运用。
1.项目概况分析
华发首府花园一期地下公共车行通道基坑支护工程基坑面积为5522m2,长度为320米,宽度为20米,开挖深度为10.0m,显长条形;基坑北侧距华发首府一期地下室侧壁约2.75m,南侧距华发首府二期地下室侧壁约29m。工程地质情况从上往下大致分为人工填土厚度约4米,淤泥层厚度约20米,淤泥质粘土厚度约4米,粘土层厚度约2米,粗砂层厚度约7米,砾砂层厚度约5米,砾质粘性土厚度约6.4米;地下水位处于原地面往下5米左右,故地下水丰富;该项目实际施工采用组合式基坑支护结构,即SMW工法+钢筋混凝土支撑梁+深层水泥搅拌桩固化坑底;受地质条件影响,SMW工法成桩质量难于控制,存在侧壁渗水现象;坑低处理淤泥层,大型机械设备开挖难度大;
2.深基坑支护实际施工中遇到问题
2.1 SMW工法成桩质量难于达到设计要求
SMW工法是深基坑支护结构体系中最主要部分之一,抵抗基坑侧壁土压力,防水渗入坑内,确保基坑内部建筑物顺利施工重要前提条件。设计水泥掺入比为20%,增强剂掺入量为水泥用量的20%;在试桩的过程,实际水泥掺入比量分五个级别,按照设计水泥掺入量要求的0.8、1.0、1.1、1.2、1.3倍系数掺入水泥,其它参数严格按设计要求试桩5幅;28d后钻孔取芯进行无侧限抗压强度试验时,发现0.8倍设计水泥掺入量人工回填土层成桩质量达到设计0.5MPa的要求,淤泥层却取不出芯样;1.0倍设计水泥掺入量人工回填土层成桩质量超出设计0.5MPa的要求,淤泥层能取出芯样,但强度远达不到要求;1.1、1.2与1.3倍设计水泥掺入量,芯样完好,却达不到设计要求。经原位地质钻探,发现淤泥层土质与原勘察地质不符,存在固化困难的不利因子,取样添加不同固化剂试验后选择最合理固化剂;造成工期延长,成本增加。
2.2 实际施工与设计方案的差异大
科学合理的设计方案是确保深基坑支护施工质量的有效保证。深基坑支护设计方案时,没有深入和有效地对施工场地的水文、地质状况、周边建筑物及大型机械设备操作高低空间进行了解;仅依靠地质勘察资料、周边建筑物平面图等资料进行方案设计,直接导致SWM工法桩无法施工。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆比如,基坑北侧距地下室侧墙仅为2.75m,SWM工法所使用三轴搅拌桩设备可以对准桩位,但设备架子、动力钻机却撞击到高层建筑物,故北侧支护结构因此而无法施工;又比如,原地下室施工采用边坡开挖形式,地下室底板采用抛块石(50~100kg)换填方法;造成地下存在大量块石,三轴搅拌桩机钻进时容易出现卡钻,浅层块石可采用长臂挖掘机清除,埋深块石却需采用特殊处理工艺;深层水泥搅拌桩的空桩长度为11米,实桩深度为3米,钻头入土高达14米,易发生转杆扭断;
2.3 基坑内土方开挖时间、顺序难于控制
基坑内土方开挖的顺序、时间控制在一定程度上直接影响基坑支护的稳定性;在实际开挖施工过程中受工期,雨季的影响,往往忽略一些因素,导致该工程在开挖过程中与基坑建筑物施工过程中产生了很多问题;比如,按基坑土方工程开挖设计方案第三层土体由-5m开挖至-7m,在实际施工中第二道支撑梁的混凝土强度达到设计要求后进行开挖时,为了减少最后一层土体转移量而加大开挖厚度达到-8m,随后基坑监测数据中发现基坑支护顶部周边的水平位移及垂直位移变形出现突变,超出报警值,坑内回填土体才得于控制;大雨增加了土方开挖的难度,延长开挖时间;
3.深基坑支护施工控制与运用
3.1 勘察与设计管理
地质勘查是设计的基础,地勘准确性关系到设计方案的成败,因此要确保相关数据的准确性和全面性,其中土体的性质、参数及分布深度情况应进行准确的描述,充分的分析。从地质勘查资料出发,对深基坑支护结构形式进行合理的选择,从合理、安全、稳定、工期以及经济等多方面对各种支护结构方案进行对比,选择最佳的支护方案。在深基坑支护方案确定之后,应结合工程周边环境,机械设备能力等具体情况,对该支护方案的进行科学认证,确保方案实施的安全性、可行性、可操作性。
3.2 技术管理
地下存在太多不确定因素,很大程度上影响了深基坑支护的安全性及可行性。因此地质勘察阶段,深入了解现场的地形地貌、水文件,提供与实际相符的地质勘察资料;设计方案阶段,在充分了解地质资料、周边环境及建设方需求等因素后,通过对比不同基坑支护结构形式,分析运用到本工程中各种优缺点,以选择最佳的支护方案,支护方案需要考虑的内容还包括施工工艺具体参数及控制重点、基坑内支撑系统难点及监测警控制值、地下水处理、基坑土方开挖等;设计内审时,严防走流程形式,从多角度判断其全面性、安全性、可操做性;设计技术交底会时,应带有目的性地进行系统性、全面性、全员性的技术交底,重点难点加于细化,达到施工现场的管理团队有明确的目标,为基坑支护施工有效地开展提供保驾护航。
3.3 施工管理
施工管理的质量好与坏直接关系到基坑支护的稳定性与安全性。正式施工前,首先组织施工管理团队编制施工组织设计、各工艺专项方案、基坑土方开挖专项方案、基坑突发事故应急预案及技术补救措施等,主导深基坑支护各分部分项工程的施工,遇突发事件立即启动应急预案,快速处理减少伤害及经济损失;其次组织专家团队对编制方案进行评审;接着组织项目各级管理、技术人员进行技术交底,认真学习,深入理解施工过程中重点难点,如何控制,如何应对发生事件。施工采用各种材料进场使用前,严格试验及送检,满足设计及规范要求方可使用。
3.4监测管理
基坑监测对基坑整个寿命期内边坡的稳定性进行监视,主要作用有⑴对边坡稳定状态及时预报,确保基坑内作业的人、机、物安全,确保基坑周边建(构)筑物安全;⑵)指导对基坑支护的加固、补强以及支护方法的选型;⑶为基坑支护技术分析提供有效数据,以便总结经验和教训,为今后的工作作指导。基坑监测应由第三方监测公司监测,编制专项监测方案中监测内容要齐全,监测频率应满足《建筑基坑工程监测技术规范》(GB50497-2009),根据基坑级别设置监测项目控制指标,观测结果必须及时上报,便于指导施工;当位移超过预警值时,应及时采取应急措施;有异常情况应及时信息反馈;
3.5 应急措施
基坑支护项目工程是高危事故发生区,一但发生事故,造成财产损失大,社会不良影响大;故基坑支护不管等级高还是等级低,都必需制定符合该基坑支护项目实情的应急预案;指导施工过程中,可能发生的不可抗力的自然灾和突发性灾难的救援措施方案,减少事故发生时,经济损失、人员伤害降到最低限度。成立应急预案小组,明确应急预案小组成员职责,及事故处理流程;
结束语:基坑支护施工技术也被运用得越来越广泛,科学的发展和科技的进步,此项技术也会越来越完善。本文通过对深基坑支护施工技术的勘察与设计、技术管理、施工管理、监测管理和应急措施等本人一些相关意见做了简要的阐述,希望能够为相关施工单位起到一些参考和利用价值,为进一步完善我国深基坑支护施工技术、提高建筑质量、促进经济发展。
参考文献:
[1]汪福元.高层建筑深基坑支护施工技术探讨[J].科技创新与应用,2013,21:62-63.
[2]付国军.探讨高层建筑工程深基坑支护施工技术[J].现代物业(上旬刊),2012,01:72-73
论文作者:王俊俏
论文发表刊物:《基层建设》2018年第4期
论文发表时间:2018/5/23
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