建筑工程中深基坑支护设计的运用研究论文_吴洪波

建筑工程中深基坑支护设计的运用研究论文_吴洪波

广东卓正建设工程有限公司

摘要:在建筑工程中,保证建筑工程质量的重要手段:深基坑支护技术。我们知道,基础工程对整个建筑项目的质量起着至关重要的作用,只有保障基础施工的质量,才能使施工进度和质量达到要求。由于现在中高层建筑的大量建设,使得建筑基础工程中深基坑支护工程不断增多,并且复杂的地下周边环境大导致了很多深基坑支护问题出现,基于此,本章浅述了基坑支护的设计方法和几种常用的基坑种类及特点,就建筑基础工程中深基坑支护的施工技术进行研究,希望能够对相关工作者有所启示。

关键词:建筑工程;深基坑支护

1.引言

建筑深基坑支护工程是集多种复杂因素在一起的且互相联系互相制约的系统性工程,其合理正确的支护方案和设计参数直接影响了基坑的安全性和经济性。甚至于一个小小的疏忽,都可能造成基坑的危险性及工程造价的增加。所以,深基坑支护的设计以及运用对建筑工程的顺利实施至关重要。通常情况下,中高层建筑的车库、地下商场以及地铁站等均会涉及深基坑问题,一旦深基坑施工不合理,必然会引起极为严重的后果。只有不断的加强建筑工程中深基坑的施工质量,将先进的科学技术应用到实践中,加强成本意识,把深基坑支护的设计看成一个整体,这样才能确保建筑行业的健康发展。因此研究深基坑支护的设计与运用对建筑工程意义重大。

2.深基坑支护的设计要点

深基坑支护设计是一门综合学科,包含多门学科如土力学、水力学、材料和结构力学等,涉及知识广泛:工程地质、工程结构、水文地质、建筑材料、施工工艺和管理等。因此,深基坑的支护设计复杂且重要。

2.1四周环境的影响

在进行深基坑设计前,要对基坑周围的邻近建筑物、道路和各种地下管线、地下设施等有一个深入的了解,这些都是对深基坑地面超载值设计的关键因素。并且,对于不正常现象的建筑物,如已经发生倾斜现象或存在带缝使用等,在收集资料时,要有现场拍照片做成的记录、最好请有资质的单位进行房屋鉴定并出具相关报告。

2.2地质以及水文条件

场地的地质情况和水文条件是基坑支护设计的关键性因素。在场地地质和水文条件好的情况下,基坑支护设计就较为简单、经济。在基坑深度不深且周边环境较好的情况下,我们一般采取放坡或用土钉墙支护的方式;在基坑深度和周边环境条件基本相同时,若场地的地质条件和水文条件较差,我们就采用其他方法进行设计。并且,在土的强度指标中的粘聚力和内摩擦角,在进行基坑支护的计算中,它们也起着决定性作用,并且这项指标的数值随地质条件而变。另外,为了降低地下水对其的影响,建筑学家通常设计一个止水的帷幕,旋喷桩、搅拌桩或三墙合一的地下连续墙是常用的止水的帷幕。

3.建筑工程中常见的深基坑支护类型

在建筑工程的深基坑支护中,深基坑支护类型随着具体建筑工程情况的不同,实际选取的种类也不同,但目前为止来看,主要包括以下几类深基坑支护方式。

3.1注浆施工

该技术应用范围非常广,根据依据不同被分类不同。根据实际所用材料的不同被分成双液注浆、化学材料注浆、单液注浆、粘土注浆等。而根据实际注浆机的不同可以分为压力注浆及重力注浆等。并且随着注浆技术的不断更新与发展,近年来还出现了高压定喷注浆、水平旋喷注浆等方法。

3.2放坡开挖

放坡开挖施工工艺的优点是较为简单,施工工期短,工程造价低。当施工场地比较开阔,并且土质较好时,通常选取该种支护类型。放坡开挖要注意保护坡面,要采取一定的措施确保安全施工。只有在工程中严格的控制开挖的技术要求,才能保证安全的施工。保证施工者的健康安全。

3.3明挖施工

该方法比过去支护的类型相对简单,大多是根据钢板桩辅助以井点降水。通常就能够满足建筑工程中基坑施工的要求。然而随着经济的发展,土地面积的紧张,建造了越来越多的高层建筑,面对目前更高建筑的深基坑,我们再采取以前的施工方法已经不能满足要求。近年来,随着深基坑体积的增大,明挖支护得到了广泛的应用和发展,如型钢的支护技术已经混凝土的罐装技术和地下连续支护技术等等都得到了广泛的发展,保证了施工的质量。

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3.4逆作法

当面对较深的基坑且对周边的环境及变形有严格的要求时,通常采取逆作法的形式。逆作法的基本原理是将地下各层的钢筋混凝土、梁板结构作为基坑支护的水平支撑点,利用高层建筑地下结构自上往下逐层施工,并借助于地下结构的自身能力对基坑产生支护作用。采用逆作法的优点是通常可以缩短工期,节省工程造价。

4.建筑工程深基坑支护施工技术的应用

4.1放坡开挖,配合土钉墙与锚杆

放坡开挖施工工艺的优点是较为简单,施工工期短,工程造价低;土钉墙支护的优点是提高承受边坡超载的能力和深基坑整体稳定性,缺点是不适用于含水丰富的砂层、软弱土层,且对于变形有严格要求的基坑一般不使用此技术;锚杆支护技术在很大的范围程度上可以提高整个建筑工程的支护能力,并且锚杆支护能够避免基坑的变形,能够保证支护结构的稳定性和安全性。建筑工程上将放坡开挖技术,与土钉墙与锚杆技术相结合,不仅在工艺上操作简单,还能够进一步保证支护的安全性。常适用于施工场地比较开阔,并且土质较好的情况。

适用于基坑在 12m左右的建筑。

4.2拉森钢板桩支护

随着我国建筑行业的迅速发展,拉森钢板桩支护技术也得到了越来越广泛的应用。拉森钢板桩支护是一种特制的型钢板桩,作为深基坑开挖的临时挡土、挡水等的围护结构。拉森钢板桩支护的优点是水密性好、施工方便且速度快等。在无地面负载且地质条件较好时,横向支撑的水平间距是10m,地表最大沉降小于3cm。

4.3地下连续墙作业开挖

地下连续墙开挖技术起源于欧洲,是地下工程和深基础施工中常用到的技术。该技术的主要优点是施工速度快,节省原料、施工振动小等。缺点是如果施工方法不当或者施工的地质条件特殊,可能会出现漏水的问题。而且在特殊的地质条件下施工的话,难度很大。地下连续墙可适用于各种地质条件,包括砂土、粒径在50mm以下的砂砾层等。该技术适用于建造地下室、地下商场以及停车场等。适用于开挖深度超过10米的深基坑工程,目前最大的开挖深度为140m。

4.4灌注桩挡土,水泥搅拌桩作止水帷幕开挖

水泥搅拌桩施工时噪声小,无污染,工程造价低,操作简单安全等。以灌注桩挡土,水泥搅拌桩作止水帷幕开挖的技术方法,适用于软弱地基,以及淤泥质土、粉质粘土等软土地基。该技术的开挖深度在10m左右,但是也会随各地的地质状况不同而不尽相同。

4.5三足水泥搅拌桩,中间加插型钢技术

水泥搅拌桩+ 型钢内支撑组合技术,采用水泥作为固化剂,通过专用的搅拌机器,使水泥强度增大,成为水泥土桩,硬化后形成具有一定强度的挡墙,进而能够加固支护作用。其优点:是设备简单、型钢回收。但所需场地较大、不宜超过两层地下室开挖等。该技术适用于淤泥及淤泥土质,无流动地下水的饱和松散沙土等。

4.6大型钢板桩支护

大型钢板桩支护,由于钢板桩围堰较大,开挖速度又快,需要的内部空间较大,造成内支撑较长,因此需要预先设置竖向支撑。该技术适用于软土等地质,开挖深度一般在6-12m。

4.7内撑与锚索在基坑支护中的应用

锚索作为一种比较成熟的工程技术,被广泛应用于基坑支护中,该工艺能最大限度地减少地下障碍物,提供更多的地下空间,因此有利于城市的可持续发展。适用于较为复杂的地质条件。

5.结语

综上所述,深基坑支护设计是一个复杂的系统工程。在建筑深基坑的设计中,通常要结合现场的实际情况,根据实际的基坑开挖深度、形状、水文地质条件、工程地质条件材料、经济、施工方法、环境影响等多方面因素,设计出合适的基坑结构。未来深基坑支护施工技术的发展趋势是:向着大面积、大深度发展,并且土钉支护将大范围应用,还会出现新的支护形式,并且未来深基坑支护施工技术会随着实际需要而获得不断创新与发展。

参考文献:

[1]王猛.高层建筑深基坑支护施工技术之我见[J].房地产导刊,2014(20):51.

论文作者:吴洪波

论文发表刊物:《基层建设》2017年第24期

论文发表时间:2017/12/4

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