摘要:基坑支护是建筑工程地基处理中常见的一种施工技术,具有地域性,复杂性,深度大,难度高,类型多等特点,基于此,建筑工程施工人员应对基坑支护施工技术有清晰的了解,在工程实践的基础上,促进我国建筑工程整体水平的提升。笔者结合度年建筑施工经验,对当前建筑基坑支护中存在的问题及难度进行了总结,并提出了相应的加强措施,进而可以进一步提升其质量,以期为我国建筑基坑支护施工提供借鉴与参考。
关键词:建筑工程;基坑支护;存有问题;技术重点
前 言
近几年以来,城市化进程逐渐加快,建筑行业得到快速发展。在建筑工程施工中,随着建筑设计高度的增长,工程建筑基坑施工深度随之增加。在此过程中,为保障建筑施工的安全性,可以采取基坑支护施工技术进行作业。关于建筑基坑支护施工安全技术的应用,必须引起施工人员及研究人员的重视。本文针对当前建筑基坑支护施工安全技术,进行深入分析和探讨,以盼能为我国建筑施工行业基坑支护施工中的安全技术应用提供参考。
1 建筑工程基坑支护简介
基坑工程是一种支挡措施,它可以确保地下主体结构的施工安全、保护基坑的开挖以及保证施工周围的环境尽量不被破坏。除此之外,施工机械的使用、降雨防水和基坑的土方挖掘等方面也属于其基础功能,所以,在工程的实际施工中,基坑支护施工绝非一个容易的施工项目,它的施工涉及许多不确定因素,甚至影响施工的安全,地下水位抬高、土层强度低、土质层力学上的变形等都是施工中可能遇到的问题。然而,如若基坑工程的施工现场的地质条件良好,开挖的深度较小,可采取放坡开挖的手段,在此情况下,基坑支护就不算太难,甚至可以不使用基坑支护。在基坑支护施工过程中,采取科学、合理的施工方法与技术,有利于提升建筑工程的整体施工进度和质量。
2 基坑支护技术施工特点
2.1 类型多
现阶段,我国拥有较多的深基坑支护类型,也拥有较完备的施工技术,如:有悬臂式、混合式和重力式支护类型,有加固型及支挡型支护方式,而支挡型支护可分为地下连续支护、排桩支护及土钉墙支护;加固型支护又可分为悬臂式支护、水泥搅拌桩支护及混合支护。选择基坑支护技术时要考虑保证建筑工程的稳定性与安全性还要节省空间。切实考虑建筑工地实际情况选择合适的施工技术,保证施工质量。
2.2 难度高
众所周知,我国的地形复杂,在中下游的冲击平原地区,需要对各形各样的地貌进行勘察分析。高层建筑普遍存在于城市中,然而,因为城市的基础设施较完善,地下多布有管道和交通,线路较复杂,导致基坑支护用地的开挖地有限,施工面积减少,这会导致施工面积空间缩小,而在现代建筑过程中,施工空间有限,大机械的使用较多,自然会为基坑支护带来不便。
2.3 深度大
随着城市人口的日益增多,建筑用地也日益减少,必须要更高效地使用现存土地资源,保护绿化面积,以致促进了高层建筑施工的发展,出现了更多的楼层。而且逐渐成为主流建筑。为了实现对地下面积的充分利用,提高基坑支护施工技术的强度刻不容缓,保障建筑的安全,基坑深度在逐渐加深,有些大建筑物的基坑深度甚至超过20 m,并就目前的发展趋势,基坑深度还会进一步加深。
2.4 复杂性
技术人员会在基坑支护施工前期对施工场地的图纸进行测量和计算,目的是保证施工的安全,但在实际操作过程中工作人员不可能切身测量检测每一分土地的地质,这样就只能用大数据代替,使得测量结果会存在一定的片面性。目前最常用的测量方法为朗肯土压法与库伦土压法,即使它们科学理论依据较多,但是限制条件较多,它的结果大多都是建立在理想与假设中的,在实际测量中实际得到的结果往往与计算的值存在着较大的不同。
2.5 地域性
我国所跨经纬度较广,疆域广阔,东西部、南北方的地形地貌相差极大,土壤结构差异较大。由此基坑支付技术也会有明显的地域性,对于不同地域,不同的土壤条件基坑支护的方式方法应有所不同。
3 当前建筑基坑支护施工技术存在的问题
3.1 物理性能设计的受力参数和实际不符
不少项目单位在现实施工中,往往依托于设计单位对基坑支护项目的具体平衡理论、结构物理参数,包括安全系数等进行设计计算。但实际图纸设计及组织方案的注解说明很难和实际施工情况完全一致,这在后续施工环节必然会采取必要的应对措施加以解决,否则不仅影响基坑支护结构平稳性,还会进一步加大设计变更及成本加剧的可能性。因此,在采用安全系数设计方案时应能准确评估实际施工的基坑支护结構情况的影响要素。
3.2 空间位移的影响
通过大量基坑支护施工案例可知,不少基坑的结构内部会发生一定程度的水平位移,并且这种位移情况通常以中间更为明显,两边相对位移较弱。不过正是由于这种基坑空间中水平位移现象的存在,如若像一般施工单位进行基坑支护施工时,必然会影响着整个基坑支护结构性能发挥,使基坑结构周围的边坡发生不平稳、结构失稳的受力不均现象,影响施工质量及正常进度。
3.3 土体取样完整性不够
在项目施工的地质勘测阶段进行实际考量对基坑支护施工提供的保障性作用很重要,包括地基土层的设计取样分析都是重中之重环节。不过,目前不少单位仅以随机土层取样进行客观分析还是不够的,其仅能客观反映出地质情况的一部分物理技术参数是否可靠,但就实际施工开工地质土层会受到其他因素的共同作用而发生变化,特别是地基土非正常沉降、气候因素等的骤然变化,均会实际施工中的基坑支护构造带来影响,故而土层随机取样难以全面估量其地质结构的实际状态。
3.4 基坑结构设计中物理参数不合理
基坑支护在施工进行阶段时,如若基坑支护不能承受土方、土体结构对其造成的物理荷载,必然会影响基坑支护结构的安全性能。实际施工中,不少地区地质情况因地而异,对其施工前期阶段造成了一定困扰,即不少项目的基坑支护施工的物理设计参数不合乎标准,与施工地质环境下的实际情况存在一定差异,经常会造成内摩擦角、粘聚力等设计参数不合理,包括在进行基坑开挖工作时对实际土地结构受力计算的确认。此外,除了技术设计层面因素对基坑支护机构造成安全性能影响,在组织管理要素上不能控制得当也会对其施工质量带来不利影响。
4 建筑工程中基坑支护施工技术要点
4.1 正确选取土压力、计算方法和参数
当对建筑工程基坑支护进行施工时,首先要有科学合理的设计,一方面要尽力符合地下工程施工空间要求,保证主体工程地基以及桩基安全,保证基坑周边安全;另一方面要把节省造价、缩减工期、利于施工等因素纳入考虑范围,以确保施工顺利进行。所以,为提升基坑工程的设计及施工水平,不仅充裕的设计和施工经验是必要的,还要有科学的土压力、参数及计算方法,选取适宜的支护结构体系,计算支护结构的极限承载力,对于有位移控制限制的工程,还要有对支护结构的位移计算。以下的图1是土压力分布——与支护结构位移的相关分析图。
图 1 土压力分布—与支护结构位移有关分析图
4.2 合理选择支护施工方法
在考察了基坑周遭环境、地质情况、挖掘深度、设备、季节等条件后,基坑支护可综合考量,选取水泥土墙、逆作拱墙、土钉墙、排桩等组合。所以,在实际基坑支护工程中需以实情合理采取施工工艺,在经济可允许的范围内,尽量确保建筑物的稳固安全。如图 2 中土钉墙。
图 2 中土钉墙
4.3 建筑基坑工程开挖
鉴于大多的基坑工程施工于土质地基或软散岩层,挖土量大,所以在实际开挖中,需结合实情采用适宜的开挖方式,大多情况下为分段分层开挖式,如此便可边开挖边输送开挖土,减少土方的积量,营造良好的施工环境。此外,当进行土方开挖时,需适当地检测维护结构和控制开挖速度。
只有依据支护结构设计、降排水要求,确定了开挖计划后,建筑基坑才能开始开挖;在基坑周边须有排水沟,以防水渗进坑里;当进行放坡开挖时,要对坡的顶、面、脚采用降排水手段;基坑附近禁止负荷承载;一定要对软土基坑采用分层均衡挖掘,层高低于1m。
为防止在基坑开挖时出现碰撞支护结构、工程桩或触动基地原状土等情况,必须要事先采取措施;当出现异常状况时,应马上中停挖土,立刻弄清事因并采取补救手段;在开挖到坑底后需抓紧时间进行满封闭,再进行基础工程;在进行地下结构施工时要及时巩固填土。
4.4 建筑基坑支护施工
建筑基坑的差异会致使采用的支护方式的不同,例如:土钉墙、地下连续墙、锚杆等等,对于不一样的支护方式,必须关注到会有不一样的施工要求。例如:要计算基坑支护中的墙体厚度,要依据抗倾覆稳定条件来计算水泥土墙厚度设计b值,同时,在使用格栅设置水泥土墙时,水泥土的置换率对淤泥要尽量高于0.8,淤泥质土尽可能大于0.7,一般的粘性土尽量大于0.6,格栅长宽比要小于2,依据挡土和截水规定确定水泥土桩和桩间的搭接宽度,涉及到截水作用时,桩的有用搭接宽度要大于150mm;涉及到不考虑截水时,搭接宽度要大于100mm,当变形不符要求时,需利用基坑内侧土体加固及加大嵌固深度等手段。又如,当锚杆施工时,要有现场试验等,确保锚杆的强度符合设计规定,并要严格依照规范开展基坑支护施工。此外,支护施工还必须要重视地下水。当地基一直在地下水位以下或其涨跌幅度大时,要对基坑进行降水,确保正常施工,对产生流沙、管涌概率大的基坑,应要有应急计划。
4.5 加强支护施工中的安全工作的管理
在建筑基坑支护施工过程中,管理人员必须加强对施工的安全管理,确保施工项目的安全进行,为项目的顺利完工提供保障。例如:在施工现场的工作人员等都要有防范手段,一定要戴安全帽,持有证件等;禁止工作人员酒后工作;必须安排技术工作者按规定检查机器设备,确保施工顺利等。
结 语
综上所述,在我国建筑基坑支护施工中,安全生产理念和安全生产技术落实到位,,极大地促进了工程的顺利进行与施工质量的提高。然而,在具体项目的施工中,因地质、设计、工艺等方面的因素,对安全技术的落实效果也产生了一定的影响。因此,为有效提升基坑支护施工质量,并且提升安全技术的有效落实,工程施工单位在实际发展中还应朝着加强地质勘察、落实工艺设计审核、优化施工工序、设置施工监测、落实施工缓冲带的方向进行发展。
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论文作者:邓柏平
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/6/26
标签:基坑论文; 结构论文; 建筑论文; 位移论文; 施工技术论文; 地质论文; 工程论文; 《基层建设》2019年第11期论文;