云南建投第十七建设有限公司 云南昆明 650217
摘要:随着我国政治、经济水平的不断发展,科学技术水平的不断提高,其中,由于人口大量增加、人均购买力大大提升以及房屋建筑工期缩短等原因,导致城市建筑用地量急剧减少。高层建筑工程日趋增多,而高层建筑工程当中的主体建筑的安全性、稳定性受到深基坑支护施工技术的影响,其技术水平和施工质量是工程建设过程中关注的重点内容。本文通过阐述高层建筑工程深基坑支护施工技术基本形式、存在的缺陷以及施工过程中需要注意的重点问题,对高层建筑工程深基坑支护施工技术进行分析。
关键词:高层建筑工程;深基坑支护;施工技术;应用
导言
我国的建筑行业在快速的发展,在建筑行业发展的过程中要重视高层建筑的施工,高层建筑的施工已经成为了我国建筑工程施工的重点,在高层建筑施工的过程中,深基坑支护施工技术是十分关键的,将深基坑支护工作做好,可以提高深基坑支护技术水平,对于我国的建筑行业来说是极为关键的,能够减少高层建筑存在的安全隐患,便于我国高层建筑的施工。
1 高层建筑工程深基坑支护技术的应用特点分析
1.1 基坑深度比较大
随着城市的扩大,土地资源日益紧张,使更多的高层建筑开始投入建设。而在建筑高层不断增加的同时,地基所承受的荷载也随之增加,为了保证建筑工程的可靠性,需要进一步加强基坑深度。通常情况下,高层建筑基坑的开挖深度往往会超过5m,为超过一定规模的危险性较大的分部分项工程。由于高层建筑结构越来越复杂,地上荷载处于不断增加的趋势,基坑深度还会进一步加大。
1.2 支护类型越来越多
基坑支护可以划分为支撑与加固两种类型。加固支护包含悬臂式支护、混合式支护与搅拌桩支护两种类型,支撑支护具体包含悬臂式支护、混合式支护以及搅拌桩支护等,支撑支护具体包含地下连续墙支护、土钉墙支护以及排桩支护三种,对支护方法进行合理化的选择,能够为建筑稳定性与安全性提供充分的保证。因此,新形势下的高层建筑施工,往往都会采用两种或两种以上支护方式。
2 高层建筑深基坑施工原则
2.1 质量原则
深基坑是高层建筑的主要构成体,对其施工进行严格的质量控制和改革,从而实现了建筑结构优化和改造。为了避免出现传统建筑的质量问题,要从多个方面来实施施工操作控制,从而提升深基坑施工质量的整体水平,为城市生态化建筑创造良好的条件。施工单位要有效结合深基坑质量标准,对工程建设方案进行严格的控制,从而保障竣工验收符合行业的标准要求。
2.2 标准原则
随着现代高层建筑规模的不断扩大,深基坑在新型建筑当中得到了广泛的应用。由于深基坑结构的特殊性,施工单位要对建筑的质量进行严格的控制,并提出了科学合理的施工方案,从而保障墙体结构符合合同质量标准。“深基坑”是节能性建筑当中的常用结构,由于结构形式的特殊性,因此对墙体结构施工质量有着很高的要求。施工单位必须要按照合同标准来进行控制,提出切实可行的质量施工方案,为建筑工程改造建设提出科学合理的管理方案。
2.3 效益原则
高层建筑是城市发展中的重要标志,发展高层建筑必须要重视施工质量施工操作,只有这样才能创造出更加丰厚的经济效益。“质量优先”是建筑行业长远发展的重要理念,只有依赖质量管理体系建设,才能很好的指导现场施工操作流程,严格按照房屋建设质量标准来进行规划改造。所以,建筑工程施工单位参与单位,必须要建立现代化质量施工操作和管理机制,从而实现施工操作流程的最大化。
3工程概况
昆明尊良房地产开发有限公司的石闸、周家营城中村改造项目,位于昆明市盘龙区白云路北东侧,处于白云路、白龙路与二环东路之间,为城中村改造,地块一地下室:1层,单层面积2871.29㎡,按现状地面开挖深度约6.0m,地下室底板标高1890.2m,基坑开挖边线面积3344.81㎡。基坑支护等级为二级,侧壁安全系数为1.0。
周家营地下室:3层,单层面积22682.61㎡,按现状地面开挖深度为14.1m,地下室底板标高1882.1m,基坑开挖边线面积22682.61㎡。基坑支护等级为一至二级,侧壁安全系数为1.1~1.0。本项目区域位置优越,交通极为便利。
水文地质条件
场地属盘龙江水系,地下水类型为第四系孔隙潜水。
按土层孔隙情况、物质成分、赋水性等判定土层的含(隔)水性,场地内含水层(透水层)主要有③21粉土、④11粉土、④21粉土、④31粉土、④41粉土及⑤1圆砾等层,相对隔水层为②粉质粘土、③1有机质土、③2淤泥质粘土、③22粉质粘土、④1粘土、④2有机质土、④3粘土、④4粘土等,按水文地质条件划分,在基坑深度范围内,地基土以粘性土夹粉土为主,属弱透水层,水量较丰富,场区环境类型为Ⅱ类。
根据含水层赋存、分布情况,③21粉土、④11粉土、④21粉土、④31粉土、④41粉土均为透镜体,其厚度大小悬殊,分布范围非常有限,属上层滞水,利于地下水的疏干,⑤1圆砾含水层完整,但其顶板埋深大大超过基坑开挖深度,含水层顶板厚度大不具揭穿条件,所以,当钻孔封孔后对基坑施工无影响。
地下水的补给:地下水主要由大气降水补给,次为人工排放地表水补给及附近河流水和地表水补给。地下水对砼和砼中钢筋具微腐蚀性,对钢结构具微腐蚀性。
4支护方案设计及技术要求
4.1支护方案设计
根据场地基坑开挖深度以及环境、地基土状态等,经分析、计算,设计采用天然放坡,深搅桩、长螺旋深搅桩,长螺旋支护桩、冠梁、腰梁、喷锚支护、可回收锚索及钢管锚杆结合地基土加固等的综合方案进行基坑支护。
桩锚支护(1至5剖面双排桩、8至12剖面单排桩)施工顺序:整平场地至1896.1→放坡开挖至支护桩施工平台(1-5剖为1893.1、8-9剖为1892.1、10剖为1887.8、11至12剖为1894.3)→修坡并喷锚支护→深搅桩施工→长螺旋钻孔灌注桩施工→砼冠梁施工→锚索施工→凝期到进行张拉→下一层开挖(喷锚支护、腰梁、锚索施工、凝期到进行张拉)→重复支护至基坑底后降、排水设施施工。
放坡钢管锚杆支护(6至7剖、13剖)施工顺序:整平场地(6至7剖整平至1892.1、13剖整平至1896.3)→深搅桩施工(6至7剖加芯)→喷锚分层支护至基坑底。
5高层建筑工程深基坑支护施工技术分析
5.1混凝土灌注桩技术分析
在进行地基强化、基层加固以及提升承载力方面,混凝土灌注桩技术发挥着重要的作用,在进行钻孔时,提前要依照施工区域的地质综合情况来实施地质剖面图绘制,同时要选择合适的钻机来进行钻孔,再对孔洞的深度以及大小等情况进行仔细的审查,在实施混凝土灌注时,要对其温度以及塌落度进行有效的检查,通常情况下,温度的最大值不能超过30℃,塌落度的范围要保持在±1~2cm,要保障混凝土符合以上两个标准,在实施混凝土浇筑时,可以应用螺旋钻钻杆来实施混凝土的注入,一旦浇筑工作完成,要在12h~18h内实施有效的养护,从而保障混凝土硬化过程的稳定。
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5.2钢板桩支护技术应用分析
钢板桩支护技术的主要优势特征在于施工过程便捷,同时施工成本也比较低,因此应用比较广泛,但是要注意钢板桩支护是一种连续支护技术,通常会使用在基坑深度不小于5m的基坑深度工程中,该技术所使用的钢材主要是带有钳口以及锁口的热轧型,通过对钢板的有效连接,从而实施对其他物质的阻挡,其截面形状通常为梯形,应用到钢板桩支护中的钢板要符合相关的标准,其中长度一般控制在6m到9m之间,钢板的厚度和宽度分别是25mm和3m,在进行钢板桩支护之前首先要进行定位工作,然后进行定位桩的施工,再进行钢板的扣合工作,从而对高层建筑的深基坑实施有效的支护工作,要注意的是钢板桩支护在施工过程中会对周边的环境产生一定的印象影响,所以其应用范围有一定的限制。
5.3土钉墙支护技术应用分析
在高层建筑深基坑工程施工过程中,要保障其整体的稳定性,以及边坡超载的承受能力,而土钉墙支护技术能够达到提升以上两方面性能,首先要开挖修坡和排水系统的施工,然后在进行初喷混凝土、成孔、土钉安装、注浆,最后在进行钢筋网编制、地表排水以及基坑排水系统的施工,在整个施工过程中,对于支护内部排水系统的施工主要有以下几个方面,首先要对积水坑实施挖掘,依照设计图纸以及口线来进行,如果遇到地下水位较高的施工区域,通过防渗帷幕的增加来进行保障,如果水位比较低,则利用微型桩来进行解决。其次要保障土钉选择的尺寸合适,从而保障注浆工作顺利进行,通过对注浆速度的控制,从而保障整个土钉墙支护的施工质量。
5.4锚杆支护技术应用分析
为了保障深基坑变形率降低,以及提升整个支护机构的稳定性安全性,锚杆支护技术是比较好的选择,通过该技术能够有效的提升工程的支护能力,从而保障整个深基坑工程的质量。利用锚杆钻机进行钻孔,前提要对水平位置以及钻杆倾斜度实施准确的调整,对钻孔的速率实施有效的控制,遇到障碍要马上停止钻孔,必须排除障碍后才能进一步的实施钻孔工作,为了保障深基坑的稳定性,要保障锚杆两段连接到稳定的岩层和其他支护结构,再利用预应力保障锚杆的承受压力,从而保障整个深基坑的稳定性和安全性,一旦锚杆插入工作完成,要利用水泥浆实施补充,从而实施有效的检查,保障岩层和锚杆之间的紧密度和结合度。
6如何保证高层建筑工程深基坑支护工程顺利进行
针对高层建筑工程深基坑支护处理的要求可知,在后续施工阶段,要根据具体要求,按照方案要求评估。以下将对保证高层建筑工程深基坑支护工程顺利进行分析。
6.1对高层建筑深基坑支护工程的设计进行严格把关
优秀的深基坑支护设计方案能够有效促进深基坑支护的顺利施工,地理环境、周围环境、工程设计参数等都影响着深基坑支护技术的设计方案,哪一方案出现问题,都会导致深基坑支护施工技术难以进行。为了防止深基坑支护事故的发生,设计者要和建筑师共同讨论,要考虑到地下水文特征、地质特点等众多因素,测量出合理的工程设计参数。除此之外,投资方要尽量用经验丰富、技术水平高是设计人才以及工程师,让设计者以及工程施工的所有人员对整个工程现场有一个清晰的认识,充分领悟高程建筑深基坑支护技术的巨大作用,从而确保工程的顺利开展。
6.2加强对深基坑周围土体的控制
高层建筑工程的深基坑支护工程是地底下的施工工程,因此地下水的情况严重影响着高层建筑工程的深基坑支护技术的实施。施工时所采取的具体处理措施要根据地下水的分布情况决定。例如,一些施工地的地下水位比较高,施工人员无法对水内的情况做出准确的判断,这样就会对深基坑技术的实施产生较大影响。除了地下水位深以外,深基坑技术实施周围的水的来源也比较复杂,有的来自天降的雨水,有的是土层的滞留水,还有一些城市的排污水,这些都使得地下水位的深度不同。季节的变化也会影响地下水位的变化,例如,春秋季天气比较干燥,降水量少,地下水位就低:夏季雨水充足,因此地下水位就会高。水位高低的不同大大增加了设计者对于深基坑周围土体的控制方案的难度,因此,设计者要根据了解的施工地水文特点,不断分析和研究地下水位的情况,从防水、排水、降水等多方面因素进行分析,制定出符合施工地特点的深基坑土体控水计划,加强对深基坑周围土体的控制。
6.3选择高水平的施工单位人员的技术水平
对高层建筑的深基坑支护技术有着很大的影响,深基坑支护技术作为高程建筑工程的核心,对施工人员的专业技能要有较高的要求。在深基坑支护技术施工之前,除了要对设计方案严格把关之外,对工程的承包单位也要进行严格的考察。首先要选择高技术水平的施工人员:其次,在施工人员的施工过程中要进行严格监督,在施工人员需要帮助时进行一定的协助,从根源上提高高层建筑工程的质量,缩短工程的实施时间。
6.4加强设计准备工作
施工前的设计准备工作能否顺利实施是整个高层建设工程施工项目能否顺利开展的重要保证,可以说,施工前的一切设计准备工作是之后整个高层建设工程施工项目的基石。因此,在正式开始高层建设工程施工之前对整个项目进行预先设计,对进行施工过程中可能遇到的问题进行事先预案,对施工项目预期达到的结果进行提前规划等步骤必不可少。
7施工应急措施
7.1基坑出现裂缝、变形过大潜在滑动失稳险情的应急防护措施
基坑开挖过程中或基坑开挖后,在进行地下室、基础(箱、筏基础)施工期间,常常会存在一些超过边坡稳定设计计算的条件,造成地面开裂,边坡土体变形及滑塌等险情。因此在整个基础施工期间,必须备有相应的应急防护措施及抢险工作所需的设备、材料和组织安排。
基坑边坡出现裂缝、变形以致滑动的失稳险情,其本质的问题是土体潜在破坏面上的抗剪强度未能适应剪应力的结果。因此抢险应急的防护措施也基本上从这两方面考虑,一是设法降低坡土体中的剪应力;二是提高土体或边坡的抗剪强度。本公司拟采用以下应急防护措施:
7.1.2坡脚被动区临时压重:在基坑底面范围内,采用堆置土、砂包或堆石、砌体等压载的方法以增加基坑支护体系抗滑力维持边坡稳定;
7.1.2坡顶主动区减载:坡顶减载包括二个方面,一是清除基坑周边地面堆置的砂石建筑材料及施工设施等以减轻地面荷载;二是可根据出现险情程度和需要,进一步降低基坑顶面高程,挖除基坑顶面一定厚度的土层以减少边坡自身土体的重量,降低边坡滑动力而提高边坡的稳定系数。
7.1.3从基坑边起算开挖深度约1.0~3.0倍的范围内垂直打入锚桩,锚桩与水平锚杆或钢性桩连接进行拉锚。必要时增设土钉或锚杆。
7.1.4在各剖面增设内支撑(角撑),支撑构件为φ300钢管或其它型钢,支撑点设于冠梁或砼腰梁上。
7.1.5尽快向勘察和设计等单位反馈信息,开展勘察和设计资料复审,按施工的现状工况验算。
8基坑止水帷幕渗漏的应急措施
基坑止水帷幕渗漏的内因是止水帷幕本身存在缺陷,如深层搅拌桩墙或防长螺旋深搅桩接缝不吻合或在透水层中有蜂窝空洞等。产生渗漏的外因是由于基坑开挖深度大,周围的动水压力和土压力相对增大,导致挡土止水帷幕挠曲或侧移。当止水帷幕出现渗漏时,往往导致大量漏水、漏砂,坑壁失稳、坍塌、倒桩及附近建筑物、路面急剧沉陷等。当止水帷幕出现渗漏时,我公司拟采用:水泥类化学灌浆堵漏抢险应急防护措施进行处理。
8.1降水工程影响周边环境的应急措施
地下工程施工为了疏干基坑内地下水,必须长期进行抽水,有可能产生以基坑为中心的大面积水位降落漏斗,从而对基坑周围地面和建筑物产生不均匀沉降,对周围环境造成影响。通过对基坑四周地下水位观测,当观测井水位降深过大时(底于降水前稳定水位1m),我公司将增设回灌井,从观测井中自由注入抽水井单位出水量的1/3—2/3水量进行回灌来稳定和抬高局部因工程降水而引起的地下水位降低,防止由于地下水位持续下降造成地面沉降与不良影响。
8.2相邻建(构)筑物不均匀沉降应急措施
基坑开挖施工,对相邻建(构)筑物进行沉降变形监测,当其产生不均匀沉降,同时其倾斜率接近千分之四时,应对建(构)筑物沉降变形较大一侧进行地基土注浆加固处理。
8.2.1注浆杆采用φ48×3.25mm焊管。锚杆前端封闭,管身前6m每30cm钻一个φ8灌浆花眼,灌浆花眼间呈90°夹角。
8.2.2注浆采用32.5Mpa号水泥,水灰比为0.5,注浆水泥掺量30~50kg/m左右,注浆压力0.2~0.5Mpa。注浆杆长9m,杆间距1.5m,其平面位置及入射角度应根据施工现场情况调整,以保证注浆杆有不小于3m长度进入建筑物外侧2m平面范围。
8.2.3注浆次序不小于2序,注浆时设专人对周边建(构)筑物巡查,避免对其造成隆起变形等损害。
8.2.4第一次注浆加固时,注浆杆间距可取1.5~2.0m,根据注浆加固后的沉降变形监测情况,必要时,应加密注浆杆间距甚至采取其它有效的加固措施。
结语
当前我国已经进入到现代化建设的关键阶段,施工单位需要在日常工作中加强对于深基坑支护技术的总结与研究,对以往所采用的深基坑支护施工技术进一步优化与改良,最大程度上提高深基坑支护的稳定性与安全性,为高层建筑整体施工质量的提升奠定良好的基础。
参考文献
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[4]户春光.高层建筑深基坑支护施工技术要点分析[J].民营科技,2014(11).
论文作者:邹兴田
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第6期
论文发表时间:2018/8/20
标签:基坑论文; 深基坑论文; 高层论文; 建筑工程论文; 高层建筑论文; 技术论文; 深度论文; 《建筑学研究前沿》2018年第6期论文;