基坑施工的常见技术探讨论文_关海祥

基坑施工的常见技术探讨论文_关海祥

广东深圳

摘要:现代社会,城市建设日益发展,城市建筑在高度和深度上不断刷新。建筑地下空间的开发利用越来越被重视,并且向大深度及大跨度方向发展。这意味着地下空间施工难度也日益加大,基坑的施工变得极为重要,所以要重视基坑施工技术。

关键词:基坑;常见技术;探讨

1 引言

基坑作为现代建筑地下结构施工不可避免的一个施工过程,难度大,技术要求高。整个过程包括了支护结构施工、土方开挖、地下室结构施工等分项工程。在过程中,不可预见因素多,对一些问题处理不当会对周围建筑物、市政地下设施造成一定影响,造成经济损失,危及人们生命财产安全,因此有必要对常见的基坑施工技术进行探讨。

2基坑支护的施工技术

2.1基坑支护的分类

2.1.1深层水泥土搅拌桩支护结构

深层水泥土搅拌桩支护结构是采用深层搅拌桩机就地将土和输入的水泥强行进行搅拌,形成连续搭接的水泥土柱状加固支护结构。这种支护结构应用于开挖尝试为5~6m左右的基坑时显得特别有效和经济。水泥土搅拌桩支护结构的优点有:由于一般坑内无支撑,便于机械化快速开挖土方;具有挡土、止水的双重功能;一般情况下较经济;施工过程中无振动、无噪音、污染少、挤土轻微。所以在市区施工有明显的优越性。但也存在一些缺点:形成的支护结构较厚,不适合场地较小的工程。

2.1.2高压旋喷桩

高压旋喷桩所用的材料也是水泥浆,是利用高压经过旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合形成水泥土加固体,相互搭接形成排桩,用来挡土和止水。高压旋喷桩的施工费用高于深层水泥土搅拌桩,但其施工设备结构紧凑、体积小、机动性强、占地少,并且施工机具的振动和噪音小,不会因振动和噪音对周围建筑物带来影响和扰民,适用于场地较小的工程。但施工过程中有大量泥浆排出,容易引起污染。对于地下水流速过大的地层,无填充物的岩溶地段永冻土和对水泥有严重腐蚀的土质,由于喷射的浆液无法在注浆管周围凝固,均不宜采用该工艺。

2.1.3槽钢钢板桩

槽钢钢板桩是一种简易的钢板桩围护墙,由槽钢正反扣搭接或并排组成,槽钢长6~8m,型号由计算确定。其优点是:槽钢具有良好的耐久性,基坑施工完毕回填土后可将槽钢拔出回收再使用;施工方便,工期短。缺点是:不能挡水和土中的细小颗粒,在地下水位高的地区需采取隔水或降水措施;抗弯能力较差,多用于不超过4m的较浅基坑或沟槽,顶部宜设置一道支撑或拉锚;支护刚度小,开挖后变形较大。

2.1.4机械成孔灌注桩

机械成孔灌注桩支护结构是排桩式支护结构应用最广泛的一种,多用于深基坑工程。机械成孔灌注桩支护结构的优点:施工时振动小、噪音小,对周边不造成干扰;无挤土现象,对周围环境影响小;墙身强度高、刚度大,支护稳定性好,变形小;特别是对于工程桩也是灌注桩时,可同步施工,利于施工组织、缩短工期。缺点是:桩间缝隙易造成水土流失,特别是在高水位软粘土质地区,需根据工程条件采取注浆、水泥搅拌桩、旋喷桩等施工措施形成止水帷幕,避免支护结构渗漏;适用于软粘土质和砂土地区,但是在砂砾层和卵石中施工困难,应该慎用。

2.1.5地下连续墙

地下连续墙刚度大,止水效果好,是支护结构中最好的支护形式,适用于地质条件差、复杂地区和基坑深度大、基坑周边环境要求高的建筑。地下连续墙本身就是地下室混凝土外墙。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆地下连续墙通常的厚度为600mm、800mm、1000mm等,造价高、对设备要求和施工技术要求高。

2.2基坑支护的施工技术

现代建筑地下结构普遍为深基坑,深基坑支护重在过程控制,一旦出现质量问题,事后纠正和补救比较困难。因此,必须严格管理,确保施工质量。

2.2.1严格按设计方案组织施工

工程施工前,有关人员应熟悉地质资料、设计图纸及周围环境,降水系统应确保正常工作,施工设备正常运转。施工单位在施工过程中不得随意改变支护桩位置、长度、型号、数量,钢筋笼的配筋等技术参数。

2.2.2坚持见证取样制度,对进场材料严格把关

施工单位进场的水泥、钢筋、混凝土等必须按规定报验,“两证一单”齐全,并见证取样送检。

2.2.3做好隐蔽工程验收

施工过程中,监理工程师应对桩位置、钻孔直径、深度基底沉渣厚度及清渣效果,喷锚墙面厚度,锚杆应力等进行检查,按规定留置混凝土试块等。

2.2.4基坑支护施工与挖土单位紧密配合

土方开挖的顺序、方法必须与设计工况相一致,并遵循“开槽支撑,先撑后挖,分层开挖,严禁超挖”的原则,减少开挖过程中土体的扰动范围,缩短基坑开挖卸荷后无支撑的暴露时间,对称开挖,均衡开挖,合理利用土体自身在开挖过程中控制位移的能力。基坑开挖过程中,应采取措施防止碰撞支护结构、工程桩或扰动基底原状土。发生异常情况时,应立即停止挖土,并应立即查清原因和采取措施,方可继续挖土。

3基坑的抗渗漏和降水措施

在很多深基坑工程,基坑开挖深度普遍较大,基坑底部多在地下水位以下,为保证由于基坑的开挖而不会对周围地层产生太大的影响,必须严格控制基坑降水、排水的设计和施工。基坑在开挖过程中,无论是人工还是机械施工,都对坑内土层的含水量有一定要求,在地下水位以下施工时难度很大,必须在开挖前进行降排水处理。控制基坑地下水位有两种方式:一是在基坑周边(或内部)按一定的要求设置降(排)水管,采用井点降水法进行降水,根据降水漏斗计算,使坑内的水位保持在开挖面以下1~2m,基坑开挖在相对干燥的情况下进行。井点降水虽然可以收到良好的降水效果,但如果措施采取不当,周围地层产生固结沉降,会造成基坑周围建筑物的位移或开裂,以及破坏基坑周边的地下管线,因此为最低限度地减少降水对环境的影响,尽量采用在基坑内部设置井点进行降水的方式;二是通过在基坑外侧设置截(堵)水设施,比如增设止水帷幕墙或者增加围护结构的插入深度,借以减小水力坡降,隔断基坑内外的地下水的联系,然后用抽排的措施降低基坑内地下水位,保持水位在开挖面以下1~2m,基坑土方开挖在干燥无水的条件下进行。为保证施工安全和工程顺利进行,在基坑四周应设置水位监测孔,进行地下水位监测,确保降水效果和施工对环境的影响控制在标准范围内。

4基坑支护的监测

基坑监测也是深基坑支护工程的重要内容,除了现场施工人员需要对深基坑壁渗水情况进行观察监测之外,还需要引入第三方专业监测机构对基坑的位移以及相关应力指标进行系统的、实时的监测,具体监测方式可以分为如下两步:首先,构建专业的监测设备与传感器,用于监测坑壁的水平和竖向位移、地下水位、支撑梁轴力变化,以及场地外一定范围内的地面、建筑物的沉降等进行监测;其次,对监测数据进行处理,一方面通过相关的电脑软件绘制“时间一变化”曲线,使得监测结果更为直观与连续,另一方面通过相关的施工标准规范要求设置相应的报警值,超过一定报警则自动报警;最后,将监测结果及时的反馈给施工单位与建筑安全监督部门,实现主管部门针对基坑安全实时监控,并及时通知施工单位对存在的问题或者即将出现的险情进行预警,采取有效措施预防和处理,减少生命财产损失。

5结束语

本文对基坑支护施工、基坑的抗渗漏和降排水、基坑支护监测技术进行了的讨论和分析,以期通过本文的探讨能够与广大同行共勉,为今后的施工管理以及技术工作奠定坚实的基础。

论文作者:关海祥

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第21期

论文发表时间:2018/1/2

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