摘要:近年来,我国建筑的规模不断扩大,某些建筑因为在深基坑以上,需用支护结构加以辅助,而近几年,深基坑支护技术的使用,也受到了社会的广泛关注。所以,本文关于深基坑支护的探讨,是介绍该技术的特点后,结合工程案例,分析技术的管理。
关键词:建筑工程;深基坑支护;施工管理
引言:市场经济的发展给建筑行业的发展带来了新的机遇,但也对建筑行业提出了更高的要求。目前,深基坑支护已经在多个建筑领域使用,施工企业会利用施工后好的质量,形成自身的竞争优势,提高了竞争力,建筑行业受此影响,会抓住机遇,促进行业发展。
一、深基坑支护的特点
(一)施工条件复杂
从目前的情况来看,这项技术的操作更加复杂,特别是沿海地区,因为这些区域地形较为特殊,地下的地质结构复杂,对这项技术的使用提出了更高的要求,尤其是挖出深基坑时,会影响建筑自身的安全,如果对地下结构不甚了解,也会 破坏其他建筑的地基,破坏周边建筑的稳定性。同时,内部管道的铺设也有难度,特别是更换旧管道的情况下,需花费大量成本。
(二)基坑深度下移
虽然我国疆域面积较大,但整个疆域中只有部分土地可以用于修建建筑,对此,政府开始着手研发地下建筑。故我国地下工程建设的规模正逐步放大、深入,这一方式会影响城市建筑方式的改变,即在某些城市,地下下挖的层数已经达到6层,深度达到20米[1]。
(三)有丰富的支护方式
从深基坑支护技术出现至今,这项技术已经基本成熟,并衍生出多种施工方法。现施工中最常使用的方法有三种,一是悬臂支护,二是重力式挡土结构,三是混合式支护结构,选择哪种方式施工,是由施工区域的地质条件决定,并保证施工的稳定、安全。
除上述三点外,技术使用中易出现安全事故,施工过程中经常会遇到有意、无意的破坏,增加安全事故出现的概率,特别是支护操作与标准不一致的情况,这些都会影响建筑的稳定,给工程带来严重的后果。
二、深基坑支护施工技术的管理
(一)施工技术
钢板桩支护:该技术适用的工程是基坑的深度达到8m。它的原理是在热轧型钢上,设计出钳口、锁口的位置,让其与钢板桩互相配合,构成钢板墙,作用是固定土壤,增加结构的挡水性。目前其较为常见的形态有Z型、U型等。钢板桩适用的地基是软土地基,把结构拆除后可在另一个区域组装,多次利用,但使用中应控制其发出的噪音,需要大量支撑。
土钉墙的支护:它的操作,是把大量细长的杆子插到基坑的土体内,随后在上面铺设钢筋网并喷锚秒,构建复合的防护结构,以此支撑基坑周围的土体。这一方式在实际操作中,可用较快的时间完成,使用的成本较少,但它适用的条件有限,只能在较浅的基坑中使用,并要求使用过程中,观察基坑的整体情况,以便随时进行调整,同时,要注意的是,如果基坑中大量渗水,不可以使用该结构。
排桩支护:它适用的范围较广,可以根据施工区域土体的变化灵活选择。如果土质偏软,不会出现土拱,可在土体上插入连续排桩,并在支护桩上注浆,以起到防水的效果,或者是把连续的混凝土板桩、钢板作为建筑的支撑,而若果是土体可以基本固定,地下水位较低,并在土体表面搭出土拱时,可根据现有的土体大小,依次挖出孔桩,在内部放入柱列式排桩,而如果遇到土质偏软,地下水位较高的施工环境,可以把不同的支护方式混合,即先设置水泥搅拌桩,构建防渗墙,随后再设置钻孔灌注桩。由于施工区域的深度有差异,所以,在不同深度的深基中,可以根据整体区域的大小,设置不同密度的密排钻孔,并进行注浆防水,在周围设置支撑,随着深度的增加,密度会逐渐变大,所需的支撑也随之增加[2]。
地下连续墙支护:这一方式的操作较为复杂,并在施工后,增加了后期处理的难度,所需的成本较多,所以它只在极少数工程使用,此处不做详细介绍。
(二)技术管理
对于这些技术的管理,是在工程进行前,完成对工程的整体观察,并做好监测工作,尽量避免地下水给施工带来不利影响,并注重保护基坑周围的地面,使整体的状态始终保持在极限状态以下。
工程勘察:这是施工准备的基本环节。这个环节中,相关人员会勘察该区域的地质,并对重要位置进行重点勘察,要求勘察过程中,必须记录现场的基本情况,根据该区域的土质、地下水位的高低等,对整个环境给出科学的评价,并针对可能出现的问题,制定相应的解决方案。另现场勘查中,也要了解周围建筑的地基建设情况,分析施工是否会对其它建筑造成影响,或者是影响的大小。
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优化检测与监测:完成深基坑的整体支护中,因为受土体等客观因素影响,部分支护的结构可能与设计方案不一致,遇到这个情况后,施工方与设计方要及时沟通,找到解决方案。监测的主要工作是监测地下水水位的变化,方式是某个个位置安装一个装置后,定期收集装置监测到的数据,并由专人在现场巡视,做好巡视记录[3]。
减少地下水带来的影响:地下水水位的高低,直接决定了支护的质量,而如果出现地下水大量渗透,渗透处的地面可能会下沉。所以,对于地下水,施工人员可以用人工降水的方式处理,以此降低支护的压力,改善现有的土质,保证各部分施工有序进行。但若是人工降水不可以使用,可在土体周围设置止水帷幕,避免水体进入。
保护周围地面:施工人员进行挖土操作中,必须注重对周围地表的保护。一般来说,如果地表的水渗透到地基施工后产生的裂缝内,可能让支护结构位移,一旦结构位移,施工人员必须用方法处理,让水流向其它方向,减少流入基坑的水量。
把整体状态控制在极限状态以下:深基坑施工可能会给周围的土体带来严重的破坏,包括出现综合的土体失衡,结构的稳定性不足、挡土部分的承载能力不足,这些都会破坏土体结构,有的甚至会造成极限破坏。所以,施工人员必须根据地基深度,选择不同的施工方式,以保证支护与整体施工情况相符。
(三)案例分析
本文参照的案例是上海数字电视产业基地厂房的扩建,该工程所在的位置是,上海浦东东三里桥路1018号,整体包括工业研发楼,原有区域、地下的展览厅、停车库等,整体面积为70436平方米。所有部分中,工业研发楼是整个项目的核心,地下共有两层,开挖基坑的深度是10.45m,其需达到的安全等级为二级,开挖的总面积是13545㎡,在基坑的某些位置,深度会加深,加深的深度在0.7到2.5m之间。
1. 工程的支撑体系与地址
支撑体系:其会用钻孔灌注桩围护结构、环形钢筋砼支撑等。
地质:整个工程的地质被分为7层,前三层的基本情况是,最上层是浅层土,厚度在1到1.5m之间,有大量建筑垃圾,在②层,有大量褐黄色粉质粘土,并夹杂粘质粉土,粉质粘土的分布并不集中,在③层,主要是灰色淤泥质粉质粘土,有大量粉性土,但粉性土的分布不均匀。水文条件:该区域的地下水以潜水、承压水为主。前者分布的的区域是浅土内,深度较深,距离地表的距离在0.3到1.5m之间,对其监测后,发现地下水的深度为0.9到1.6m之间,所以,围护结构的高度可把地下0.5m作为基准,并做好排水准备,后者分布的区域深部地下,深度在3到12m之间,整体具有周期性变化的特征。
2. 工程施工与管理
该工程土方开挖选择的方式是岛式开挖法,它共有三次挖掘,选择的支护方式是环形钢筋砼支撑。第一次开挖,向地下深入1.66m,第二次开挖,再次深入地下5.5m,第三次开挖,挖掘的深度是3m,这个过程中,施工人员会及时进行支护结构的安装,以此保证开挖结构的稳定。其具体方案是,根据该施工区域的水文分布情况,在适当的位置放入钢筋砼支撑后,也会在工程的某些位置,设置钻孔灌注桩围护结构,用其增加结构的抗渗性,分析地下水对基坑的影响,即如果基坑内有大量渗水,并且水体内含有砂土,需要施工人员在渗水的位置用双管双液注浆,以增加其抗渗性,如果仍不奏效,马上停止施工,查明渗漏的原因并妥善处理后,才可继续施工。随后,现场管理进行中,工程施工人员也会随时观察周围土地的情况,如果土地表面有较大的裂缝,需由专业人员及时处理,在表面设置排水管,把地面的水分排到其它区域,避免因为水体进入影响支护结构的稳定。
此外,施工现场也有专人负责检查施工区域周围的土体是否稳定,查看其基本情况,如果情况正常,可以继续施工,但如果土体受到严重的破坏,马上濒临极限状态,施工会被及时叫停,在找到解决的施工方案后,才会继续施工。
结语:深基坑支护施工技术的运用,是根据建筑工程的基本情况,选择相应的技术,优化技术施工中的技术管理,而为保证施工质量,施工人员必须根据每个工程适用的条件选择区域,并优化对工程各方面的管理,从而保证深基施工的稳定,优化施工效果。此外,施工企业还需在现有的技术上不断创新,以此提高自身的竞争力。
参考文献
[1]熊静,万欢,万成.建筑工程深基坑支护施工技术案例的思考[J].江西建材,2017(17):62-63.
[2]薛剑茹,杨得志.深基坑支护施工技术在建筑工程中的应用分析[J].科技创新与应用,2016(07):268.
[3]杨威,李铭.建筑工程中的深基坑支护施工问题与技术措施[J].中国建筑金属结构,2013(22):66.
论文作者:程恺圆
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第11期
论文发表时间:2018/9/11
标签:基坑论文; 结构论文; 区域论文; 深基坑论文; 深度论文; 建筑论文; 地下水论文; 《建筑学研究前沿》2018年第11期论文;