关于高层建筑深基坑支护施工技术的探究论文_张煜铭

关于高层建筑深基坑支护施工技术的探究论文_张煜铭

摘要:基坑工程是建筑工程的一个重要组成部分,特别是深基坑工程施工的成败往往事关工程全局。深基坑施工的安全可靠,直接关系着高层建筑的安全性、稳定性和长久性。本文主要探究了深基坑工程的概念及支护类型,深基坑支护施工技术的难点以及施工质量控制。

关键词:高层建筑;深基坑支护;施工技术;质量控制

引言:随着我国经济水平的不断发展,建筑行业也获得了极大的发展。城市建设速度越来越快,城市人口快速增加,也就使得城市的建筑空间越来越狭窄。高层建筑的建设则能够有效节约建筑空间,通过向上发展实现城市用地的有效运用。在高层建筑建筑建设中,深基坑支护技术对于建筑的稳固性和安全性有着极大的保障。因此,如何做好高层建筑深基坑支护施工质量控制尤为重要。

一、深基坑工程的概念及支护类型

高层建筑、市政工程或地下建筑物在施工时需开挖的地坑,即为基坑。一般认为深度在6m以上或者有支护结构的基坑即为深基坑。为保证深基坑施工、主体地下结构的安全与周围环境不受损害,都要进行基坑支护、降水和开挖,并进行相应的勘察、设计、施工和监测等工作,这项综合性的工程就称为深基坑工程。下面将对深基坑支护类型进行介绍:

1、钢板桩支护

钢板桩由带锁口或钳口的热轧型钢制成,把这种钢板桩互相连接就形成钢板桩墙,被广泛应用于挡土和挡水。目前钢板桩常用的截面形式有U形、Z形和直腹板形。打桩前应对钢板桩的质量进行检验与校正。为了控制打桩的精度,导架、围檩桩应有规定的间距,双面围檩的间距通常比钢板桩墙厚8-15m。打设时先用吊车将钢板桩吊至插桩处进行插桩,插桩时锁口要对准,每插入一块套上桩帽轻轻加以锤击,为保证钢板桩的垂直度,用两台经纬仪在两个方向加以控制。

2、地下连续墙支护

地下连续墙是在泥浆护壁的条件下分槽段构筑的钢筋混凝土墙体,随着技术的发展和施工方法及机械的改进,地下连续墙发展到既是基坑施工时的挡土围护结构,又是拟建主体结构的侧墙,如支撑得当,且配合正确的施工方法和措施,可较好地控制软土地层的变形。

3、内支撑和锚杆支护

锚杆支护是一种岩土主动加固的稳定技术,作为其技术主体的锚杆,一端锚入稳定的土(岩)体中,另一端与各种形式的支护结构连接,并施加预应力,通过杆体的受拉作用,调动深部地层的潜能,达到维护基坑稳定的目的。锚杆支护适用性强,基本不受基坑深度的限制,但不宜用于有机质土,液限大于50%的黏土层及相对密度小于0.3的砂土。

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二、深基坑支护施工技术的难点

首先,随着城市化建设的不断发展,目前很多建筑工程普遍采用三、四层地下室结构,甚至出现了五、六层地下室,基坑开挖的深度不断增加,甚至超过了20m,以致基坑技术越来越趋于大深度。其次,软土层基坑的开挖会发生巨大的位移和沉降,会对周围建筑、地下管道等带来影响;此外,由于深基坑工程施工工期较长,跨度较大,所以很容易发生不可预知的事件,造成不可预料的损失。此外,由于深基坑工程是临时性的工程,各施工单位对其的投入力度相对不够,施工过程的复杂性导致其安全系数降低,带来风险和挑战。同时,由于深基坑工程属于附属工程,一般为较为复杂的施工现场,会受到其他工程的影响,从而不利于其协调工作。最后,深基坑支护施工的区域性较强,各地质条件不同,地下岩土的性质复杂、不均匀,千变万化,因此在不同的地区进行施工设计时,要具体情况具体分析,因地制宜。而且,随着工程建设的不断发展,建筑工程深基坑支护措施出现了丰富化,如钢板桩、预制桩、锚钉墙、混凝土灌注桩等,支护类型多样,在具体的深基坑运用中,稍显复杂。

三、深基坑支护施工的质量控制

1、深基坑支护结构选择

深基坑支护结构选择,一般应先考虑本单位现有施工机构,优先考虑本工程基础桩相同类型桩作为基坑支护结构,如工程桩采用钢筋混凝土灌注桩,则基坑支扩结构应尽量选用这种桩型,其直径可相应选用较小直径,这样可减少进退场费用。当基坑较深围护桩布置允许时,应尽量选用两排支护桩,这种布置方式力学性能较好,前后排桩与桩顶圈梁形成刚架结构,桩间土参与协同工作。改善围护桩的受力状况,达到减少桩的配筋量。当围护桩要求达到防渗要求,基坑深度小于7m,地表杂填土中砖瓦碎片含量较多时,不宜单独选用水泥搅拌桩,搅拌桩改为水泥注浆。北方粘土地区,基坑较深,可选用钢筋混凝土桩加锚杆支护形式,但南方一般不适用,可选用大直径钢筋混凝土灌注桩,桩顶加钢筋混凝土圈粱,转角处加斜支撑。凡是地基土为淤泥,且基坑又较深时,不宜选用钢板桩,选用钢筋混凝土地下连续墙。工程造价较高,可选用大直径两排钢筋棍凝土灌桩,中间加水泥搅拌桩(互相重叠150mm以上,以便形成防渗幕墙,且参加灌注桩协同工作,具有良好力学性能,当条件允许时,用井点降水作为辅助手段)。围护桩的选用应经过多方案比较,根据实际情况,包括周围环境和地质条件,选用经济效益最佳的支护方式。

2、施工阶段的控制要点

施工阶段是项目实施的关键阶段,监理工程师应根据地质勘探资料和当地水文气候条件,结合当地深基坑工程施工的经验和条件,确定工程的关键项目,要求施工单位制定专项施工方案报监理机构审核,并强调要制定突发事件的应急预案。

(1)深基坑工程的施工。深基坑工程包括挖土、挡土、围护、防水等环节,是一项复杂的系统工程,任何一个环节的失误都有可能导致施工失败,甚至造成事故。施工单位要严格按照施工规程、经批准的施工组织设计及相关的技术规范组织施工,对各施工要点要制定具体措施,并加强过程控制。例如,确定土方开挖方案时,应对周围建筑物、构筑物进行拍照和录像,对地质勘测报告、周围建筑物及地下设施情况等信息进行分析,对特殊土质需精心组织施工,膨胀土地区不宜在雨季开挖,软土地区分层开挖的深度不宜太大。若挖土高差太大或挖土进度过快,极易改变土体原来的平衡状态,降低土体的抗剪强度,可导致土体快速滑移,这样不利工程监控,易造成坍塌事故。

(2)深基坑周围土体止水效果的控制。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,对周边有建筑基坑,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。

四、结束语

在进行高层建筑的建设当中,由于施工场地受到巨大限制,如何在有效的施工空间内避免对于周遭建筑、设施的影响,同时确保施工的有效开展,是当前高层建筑深基坑支护施工技术必须解决的重要问题。在实际的设计和施工当中,应当充分考虑到基坑的稳固性和高强度,还需要确保支护结构在运用中的安全性,避免出现变形情况。这就需要在实际施工当中不断总结经验,以避免出现相关问题,确保深基坑支护施工效果的最优化。

参考文献:

[1]唐广奇,陈文姬.高层建筑深基坑支护控制要点浅析[J].科技信息,2010.

[2]孙颖勃,赵建伟.浅谈高层建筑基坑支护的施工措施[J].河北建筑工程学院学报,2009,(1).

[3]梁瑞友.高层建筑深基坑支护施工技术研究[J].中国新技术新产品,2012,(13).

论文作者:张煜铭

论文发表刊物:《基层建设》2016年9期

论文发表时间:2016/7/28

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