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摘要:近年来,随着高层建筑数量增加,基坑支护要求日渐提升,基坑支护方式是设计人员需要重点关注的内容。在进行基坑支护方式选择时,必须充分考虑施工区域的实际情况,并结合周边水文地质、社会环境等方面的因素进行综合考虑,确保方案的科学性与合理性。本文对基坑支护方式进行了分析。
关键词:建筑工程、深基坑、支护方式
1引言
随着经济发展和社会进步,建筑行业得到迅速发展。近年来,由于城市人口数量不断增加,为缓解土地紧张局面,高层建筑数量和规模有显著提升,地下空间开发规模也越来越大,基坑支护工程最基本的作用是为地下工程顺利施工创造条件,相较于普通建筑,高层建筑对基坑支护有更高要求。基坑支护设计是一项系统工程,基坑特点、地质状况以及施工周边环境都会对支护方案产生一定影响。在这种情况下,合理选择基坑支护方式尤为重要。随着科技水平提高,基坑支护方式也越来越多,在设计时需要对多方面因素进行综合考虑,不断优化设计方案,确保支护质量和施工安全。
2基坑支护方式与适用条件分析
深基坑工程施工周期长、成本高、难度大,随着城市建筑逐步向高空和地下发展,基坑支护工程规模不断扩大,对施工过程中所要面临的施工环境、地质条件、气候条件等都需要进行有效管控,才能确保建筑深基坑工程施工顺利开展。在基坑支护技术中涉及到工程水文地质、基础工程、结构力学等多个学科,基坑支护方式选择需要综合多方因素进行考虑,且要从安全、经济、方便等角度考虑现场施工,良好基坑支护系统能够做到因地制宜、经济安全,但满足不同结构要求的基坑支护系统,施工难度和成本可能存在较大差异,因此,必须从多因素、多角度考虑,以确保基坑支护安全性、经济性。下面介绍一般较为常见的几种基坑支护方式种类及适用条件。
2.1土钉墙
深基坑工程中的土钉墙支护技术本质上就是原位加筋技术措施,主要形式类似于加筋挡土墙。这种基坑支护形式施工效率高、工期短、设备轻便、用料少、成本低。应用土钉墙支护技术时需要现场土体具有一定自稳能力,才能提供一定时间、空间条件为土钉墙施工。因此,土钉墙适用地质条件会受到限制,一般适用于二级或三级基坑、基坑深度不超过12m、非软土场地等情况。土钉墙施工效率高、用料省、成本低,相较于其他支护类型能够有效缩短施工周期,降低工程造价。在土钉墙支护过程中能够紧贴已有建筑进行施工,减少桩体或墙体所占面积。在土钉墙支护方式中,破坏多是由于外部水作用,水会降低土钉墙强度,引起整体或局部破坏,所以,在土钉墙支护方式中一定要做好降水工作,并且土钉墙不能作为挡水结构。在满足以上条件的基础上,土钉墙具有良好适应性,能够更多的适应地下水位或经人工降水后的人工填土、黏性土和弱胶结砂土,是深基坑支护优先采用的方式方法。
2.2锚杆支护
锚杆支护是一种主动式的岩土加固稳定技术,锚杆作为技术主体,一端需要锚入稳定的土、岩体当中,另一端要与各种类型支护结构进行连接,然后施加一定预应力。通过锚杆杆体受拉作用,才能有效调动深部地层力量,以便更好维护基坑稳定。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆锚杆支护方式,适用性较强,基本不会受到基坑深度限制,并且能够与多种支护结构形式结合使用,如地下连续墙、土钉墙等支护方式,但不适用于有机质土、液限大于50%的黏土层、相对密度不超过0.3的砂土等地质条件。由于锚杆支护技术具有显著经济效益,目前在我国基坑工程中应用较多,已经积累较为丰富的工程实践经验。
2.3水泥土重力式挡墙
水泥土重力式挡墙类型主要包括搅拌桩、高压旋喷桩,可以挡土、挡水,并具有良好防渗效果,能够依靠自身重量抵抗侧向力保持稳定。一般情况下基坑内部是不存在支撑的,能够进行机械开挖和地下结构施工,整体系统施工简单、成本较低,并且只需要使用固化剂即可。由于水泥土重力式挡墙侧向位移控制能力,在很大程度上取决于桩身搅拌均匀性和强度指标,相比其他基坑支护结构来说,位移控制能力较弱,因此一般采用水泥土重力式挡墙基坑开挖深度不超过5m。
2.4钢板桩
钢板桩是一种带锁口的热轧(或冷弯)型钢,靠锁口相互连接咬合,形成连续钢板桩墙,用来挡土和挡水,具有高强、轻型、施工便捷、环保、可循环利用等优点。在软土地区应用较多,但是由于钢板桩自身柔性较大,对基坑支护深度超过7m的软土地层基坑不适宜采用钢板桩支护。较为常用的钢板桩有直腹板型、U形、Z形集中,虽然施工便利、经济性较高,但是具体施工过程中会产生噪声、振动,若钢板桩靠近建筑物、地下管线时,钢板桩回收拔出容易造成附近建筑物下沉和裂缝、管道损坏等,需要及时注浆。因此,钢板桩施工应重视对周边环境的影响,采取相应计划和对策。
2.5排桩
采用柱列式间隔布置钢筋混凝土钻孔灌注桩作为挡土结构支护形式就是排桩支护形式。现场施工较为简便,能够采用机械或人工方式进行钻孔,不涉及大型机械使用,无打桩噪声、振动,对基坑周边土体危害较低,现场施工经济性较好。并且排桩具有良好整体刚度和抗侧移能力,整体工作性能较为可靠,但是各个桩基间的联系性差,还需要在桩顶浇筑大截面钢筋混凝土冠梁。若现场需要对灌注桩围护结构进行抗水防渗处理时,必须做好桩间、桩背隔水帷幕;若周边环境保护要求较为严格,为降低排桩发生形变概率,需要对基坑底沿灌注桩周边用注浆或搅拌桩的方式进行被动加固。
2.6地下连续墙
地下连续墙是在泥浆护壁基础上分槽段构筑钢筋混凝土墙体,整体刚度大、止水防渗效果好,能够很好适应软黏上、砂土等多种地层条件环境。随着技术不断创新和装备改善,地下连续墙可以在作为基坑施工挡土围护结构的同时,还能成为拟建主体结构的侧墙,若能经过科学、有效计算,做好现场协调配合,能够较好地控制软土地层变形。对基坑深度超过10m、周边环境保护要求较高的工程项目中,可以采用地下连续墙进行处理。但是由于地下连续墙在坚硬土体中开挖会存在困难,在施工时作为围护结构和结构外墙,即使用逆作法施工使两墙合一。采用逆作法施工地下连续墙进行建筑基坑支护,可以发挥地下结构自身对坑壁的支护作用,通过利用地下结构的桩、柱、梁、板作为支撑,省去内部支撑,减少支护结构变形概率,降低工程造价,有效缩短工期。
3结语
近年来,高层建筑数量越来越多,规模越来越大,人们对建筑施工质量也提出更高要求。基坑支护工程是建筑施工的基础和前提,也是建筑施工的安全保证,因此确保基坑支护质量具有重要意义。由于现阶段基坑开挖深度越来越大,在支护方式选择方面也提出更高要求,因此,设计师要想保证设计方案合理可行,必须认真研究施工现场实际情况和工程特点,并且对不同支护方案的造价、适用范围、施工技术以及工期等方面因素进行综合考虑,把不同基坑支护结构形式的优点充分发挥出来,切实保障建筑施工安全。
论文作者:史寻刚
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年16期
论文发表时间:2019/11/6
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