深基坑结构支护的设计和施工管理论文_张野

深基坑结构支护的设计和施工管理论文_张野

上海二十冶建设有限公司建筑工程公司

摘要:随着我国建筑行业的技术不断发展,地下空间大规模开发已成为了一种趋势,施工过程中,常常需要开展基坑支护施工技术,才能保证基坑的安全性、稳定性以及建筑物的质量,基坑支护是关键中的关键,其施工技术的好坏影响着整体建筑的安全、质量,本论文分析建筑深基坑支护的施工技术及技术要点、深基坑支护技术的意义,并结合本工程项目的深基坑工程,对支护结构进行的设计及施工管理进行阐述。

关键词:建筑行业;深基坑支护技术;施工管理

1 引言

随着城市现代化建设步伐的日益加快,高层建筑越来越普及,随之而来的就是深基坑工程的普遍增多,安全隐患也随之增加,因此基坑支护是基坑工程中最重要的环节,其支护结构体系的选择、支护设计与施工的动态监控都对基础工程乃至整个建筑工程的施工安全及质量具有重大影响。根据建筑工程的设计需要,结合建设用地与周围环境的具体情况,选择经济合理的支护结构和支护形式,为建筑工程高速发展的重要内容。

2 深基坑支护工程的设计和发展方向

基坑支护结构设计采用可靠性分析设计方法,用分项系数表示的极限状态设计表达式进行设计。基坑支护结构极限状态可分为承载力极限状态和正常使用极限状态,前者表现为整体结构或结构的一部分作为刚体失去平衡、结构构件或链接因超过材料强度而破坏等;后者表现为支护结构变形而影响地下室侧墙施工及周边环境的正常使用。支护结构应具有良好的承载能力,能起到挡土、边坡维稳等作用,不应出现支护结构的破坏、土体失稳、止水帷幕失效等现象。

为确保基坑在正常使用状态下支护结构的水平位移及变形等不会超过允许范围,且不会对相邻的建筑物、道路、地下管线造成威胁与阻碍。基坑支护结构在设计时应充分考虑项目用地地质情况、地下水位及其变化等环境因素,保证支护结构的安全性及稳定性。由于城市建筑用地的日趋紧张以及施工环境的日趋复杂,深基坑支护逐步朝着承载力高、抗渗性好、噪音低、施工效率和经济性高,同时可做为建筑物地下室主体使用的地下连续墙、组合型排桩支护等技术的方向发展。此外,装配式可回收地下连续墙的支护技术已开始得到实施,给予支护技术更强稳定性、经济性、环保性的发展性支撑。

3 深基坑支护结构工程选型

放坡是一种最简单的基坑开挖形式,一般适用于基坑侧壁安全等级三级的基坑,但随着基坑开挖深度越来越大,建筑施工场地日趋狭小,地质情况越来越复杂,放坡工艺已难以满足现代化建筑设计与施工的要求,为了满足相关要求,支护结构形式的选择应综合建设场地的工程地质及水文条件、开挖深度、周边环境和坑边荷载、场地条件、气候条件、支护结构有效期等因素,采用有利于支护结构材料受力性状的形式。常用的支护结构:支挡式结构、土钉墙、重力式水泥土墙或采用上述组合的形式。

支挡式结构:适用于一级、二级及三级的基坑;对需要隔水的基坑,挡土构件采用排桩时,应同时采用隔水帷幕;挡土构件采用地下连续墙时,地下连续墙宜同时用于隔水;采用锚拉式结构时,应具备允许在土层中设置锚杆与不会受到周边地下建筑阻碍的条件,且应有能够提供足够锚固力的地层;采用支撑式结构时,应能够满足主体结构及防渗的设计与施工的要求;基坑周边环境复杂、环保要求高时,宜采用支护与主体结合的逆作法支护;基坑深度较浅时,可采用悬臂式排桩、悬臂式地下连续墙或双排桩。

土钉墙:适于二级及三级的基坑安全等级;在基坑潜在滑动体内没有永久建筑或重要地下管线;土钉墙适于地下水位以上或经降水的非软土土层,且基坑深度不宜大于12m;不宜用于淤泥质土,不应用于淤泥或没有自稳能力的松散填土;非软土地层中,对垂直复合型土钉墙,基坑深度不宜大于15m;淤泥质土层中,对垂直复合型土钉墙,基坑深度不宜大于6m;复合土钉墙不应用于基坑潜在滑动范围内的淤泥厚度大于3m的地层。

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重力式水泥土墙:适于二级及三级的基坑安全等级;软土地层中,基坑深度不宜大于6m;水泥土桩底以上地层的硬度,应满足水泥土桩施工能力的要求。重力式水泥土墙是在基坑侧壁形成一个具有相当厚度和重量的刚性实体结构,以其重量抵抗基坑侧壁土压力,满足抗滑移和抗倾覆要求。一般采用水泥土搅拌转、旋喷桩,使桩体相互搭接形成块状或格栅状等形状的重力结构。重力式挡墙具有挡土、隔水双重功能,且坑内无支撑体系,可较大程度的节省坑内空间,方便机械化快速施工。重力式水泥挡墙缺点是不宜用于开挖深度较大的基坑,施工时位移相对较大,尤其是基坑较长时,一般采取中间加墩、起拱等措施进行控制。

4 基坑支护施工过程中的问题与施工管理

4.1 基坑支护实际应用

哈尔滨香港卫视项目在基坑施工过程中,支护结构体系为桩锚结合式结构,采用单排钻孔灌注桩加设三道锚杆及挂网喷浆进行基坑支护,整体基坑开挖深度15m,且局部存在坑中坑,开挖深度达19m,需要进行二次支护,二次支护结构采用拉森钢板桩进行支护,施工过程中,由于开挖深度较深,地下水位位于-6~8m处,因此需采取降水措施,本项目现场使用井点降水方法进行基坑降水,并在基坑周围设置回灌井点,避免由于降水措施实施导致临近建筑物的下沉和地下管线的破坏。施工现场北侧临近河流,基坑开挖过程中存在桩间渗水现象,经与设计院沟通,在北侧排桩外围增设止水帷幕进行截水,防止河水渗入。在基坑施工过程中,每天对基坑桩顶位移、腰梁位移、锚杆内力、周围地面沉降等进行监测,并形成数据报告,发现问题及时采取措施进行解决。施工过程中根据设计要求确保基坑2m范围内无荷载,2m~6m范围荷载小于30kp。

4.2 关注地下水位变化

由于基坑开挖深度较大,受地下水影响较严重,施工过程中除专门的降水井外还要加设专门的观测井,并有专人每天对地下水位进行严密的监控,确保水位与开挖面至少保持一米的距离,项目部编制应急预案,现场准备应急物资,并组织进行现场临时停电应急演练。避免因停电等情况发生,导致地下水位上升,造成经济及其他损失。

4.3深基坑支护的施工管理

在基坑支护过程中,加强前期的勘察工作,并根据施工场地范围内的实际情况,制定可行的施工方案。施工方案中需要提前确定支护点位置、数目和支护类型。还要加强施工过程中的监测和管理工作。对于施工所选用的材料和施工工艺要符合相关标准及规范要求。施工的操作工序也要进行全面监管,保证钢筋、混凝土等结构的强度要求。由于地下水水位较高,且降水深度较大,对于地下水的影响,本工程在基坑上部及基坑下部分别设置了55眼降水井,保证地下水位在基坑施工作业面一米以下。

深基坑支护施工过程中,项目部管理人员要检查支护桩位置、标高、钢筋笼加工质量等内容,确保在施工过程中,各项内容存在的偏差都在规范允许范围内,管理人员要严格遵照各项质量标准,完成相应的质量监管工作,确保工程的施工质量达到标准要求。

建筑施工单位要不断学习先进的技术,根据工程需要在施工过程应用先进的科学技术,达到加快施工速度、提高施工质量、经济环保的目的。

5 结束语

随着经济的快速发展,深基坑工程将普遍存在,但深基坑支护施工技术在实际应用中仍存在许多不足之处,在实际施工过程中,应充分结合施工现场的实际情况,实现科学管理,确保深基坑支护施工技术能够起到充分利用,在施工过程中,加强对深基坑支护的监管,并减少对周围建筑物的影响,使施工过程中的安全和质量得到保证。

参考文献:

[1]《建筑施工手册》第五版

[2]孔祥夔.土建基础施工过程中的深基坑支护技术探究[J].科学技术创新,2015(21):223.

论文作者:张野

论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期

论文发表时间:2019/6/26

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