摘要:我国随着经济建设和城市建设的快速发展,高层建筑的不断增多,深基坑变得越来越深,在工程建设中面临的风险的越来越大。基坑支护工程是高层建筑基础工程施工中的难点和重点,本文主要对建筑工程深基坑施工技术进行探析。
关键词:建筑工程;深基坑;施工
1.建筑工程中常见深基坑支护类型
对于建筑工程的深基坑支护来说,根据具体工程情况不同,实际选取的深基坑支护类型也存在不同,但是就目前来看,主要包括如下几类深基坑支护方式:
(1)注浆施工
对于注浆施工来说,主要是通过注浆设备并通过科学计算,选用适当的注浆工艺,通过钻孔来实现对岩土加固的一种技术。该技术应用非常广泛,并且根据实际所用材料的不同而分为双液注浆、单液注浆、化学材料注浆、粘土注浆等;而根据实际注浆机的差异可以分为压力注浆及重力注浆等。并且随着注浆技术的不断发展,近几年还出现了高压定喷注浆、水平旋喷注浆等方法[1]。
(2)明挖施工
对于建筑工程中深基坑支护的明挖技术来说,其有着安全、经济、方便等优点,并且对各种地下管线及建筑物均要求开挖基坑。该方法在过去支护的使用相对简单,大多是以钢板桩辅助以井点降水,通常就可以满足工程基坑施工要求。但是面对当前更高建筑的深基坑,这样实施已经很难满足要求。
近几年来随着深基坑体量及深度的增大,明挖支护技术已经有了很大发展,如型钢支护技术、深层搅拌支护技术、混凝土灌注技术[2]、地下连续墙支护技术、土钉墙支护技术、锚杆支护技术、钢结构支撑支护技术等。
(3)暗挖施工
在城市施工中,很多工程并不适合明挖施工,此时通常要使用暗挖施工,这一施工方法通常有多拱多跨及连拱开挖等技术。并且国际上通常使用的暗挖是拱形结构,而我国当前研究出平顶直墙超浅暗挖技术,并且实际施工过程中通常要采用光面爆破技术,以减低振动影响。
(4)其他深基坑支护类型
除上述深基坑支护类型,还有如下几种常见支护类型:①逆作法。该方法是指边坡支护为混凝土灌注桩,并在其上加上盖板,以形成一种框架架构,然后进行结构施工的一类技术。②盾构法。该方法是指通过推动圆筒状钢盾来实施开挖的一种方法,并且就技术来分,可以分为土压平衡法及泥水盾构法。③冻结法。该方法是指通过人工制冷以将不稳定松散砂土层稳定,以实现隔断地下水目的的一种施工技术。④沉箱法。该方法是将预先制作好的钢筋混凝土结构,位置,以构建水下工程。该方法在我国煤矿及隧道等建筑工程中有大量应用。⑤钻进施工。该方法是通过专门的钻机,通过压气排渣、泥浆护壁,壁后充填等工序,并且所有开挖均在地面实施,工程劳动强度小,该方法在我国的水电、铁路、矿山等建筑基础工程中得到了广泛应用。
2.工程简介
某枢纽楼工程,占地面积 3500 m2,工程地下 1层、地上 18 层。该工程主楼及生产用房均设计为框架剪力墙结构,设备用房为框架结构。该枢纽楼抗震设防度为 6度。主楼基础使用 C30桩筏基础,桩长设计 35m,辅助生产楼为现浇钢筋混凝土框架结构。经过调查发现,该工程自地表至下,依次为素填土、后粉质粘土、中层砂层,具体地质探测如表 1所示:
(1)工程方案确定
根据工程周边及场地实际条件,确定工程基坑开挖方案为,主楼因为是桩基础施工,因此所要求的工期较长,所以使用土钉墙支护结构,并辅助以基坑降水。生产辅助房等因为为条式基础与板式基础,实际工期较短,所以选用土锚杆技术。
(2)该工程深基坑支护技术及方法
对于深基坑支护结构来说,其主要作用是为了承受水及壁土所带来的压力,主要的技术原理是通过工程支护结构如悬臂式支护、锚拉式支护等来保证土壁稳定,保障整个工程施工期间的挡水、档土及开外过程能够顺利安全实施。而在该工程中主要使用了土钉墙支护结构和土锚杆:
1)土钉墙支护结构
对于该结构来说,主要是将挂筋嵌入边坡内部,然后在坡面喷射一定比例的混凝土,进而形成加固,其结构和过去的重力式挡墙相似,能有效提高基坑边坡的稳定性。对于该结构来说下,其技术要求包括如下几点:①土钉墙墙面坡度不得超过 1∶0.1,土钉材料的直径通常要在 15 mm~32 mm,并且应该选用三级钢筋,土钉长度应该控制在开挖深度的 0.6~1.1 倍左右,与水平夹角保持在 4°~18°;间距通常不得超过 2 m。②土钉的孔径应该在 80 mm 左右,并且实际注浆使用材料应该为水泥砂浆或水泥浆,并保证注浆材料强度超过M10 级。③对于混凝土钢筋层网,使用的钢筋直径要超过 6 mm,并且间距应该小于 300 mm。④实际喷射的混凝土强度应该超过 C20,厚度超过 80 mm,并加上混凝土保护面,另外还应该设计合理的泄水孔。最后对于土钉墙支护结构来说,施工机具相对简单、经济效益显著,适用于基坑在 12 m 左右的建筑。但是值得注意的是,该方法对于软土地基不是很适用。
2)土锚杆
这一种支护结构有很多种,根据其使用性质可以分为永久性和临时性这两种,而工程中常用的有套管加压式、压降式等。该技术的土层锚杆主要由锚固体、拉杆及锚头等部分组成。对于锚杆材料来说,主要有钢丝束、钢管及钢绞线等,并且钢拉杆还分为多杆和单杆等,多杆通常使用准16 mm 的钢筋2 根以上,而单杆则主要以准26 mm 以上的螺纹钢筋为主。而通常情况下,锚杆的埋置深度应该以锚杆不会导致地基出现一些地基隆起或剪切破坏为宜。
3.工程计算及工程效益评估
对工程中土钉墙设计计算来说,工程使用了计算机辅助设计计算,并且根据 JGJ 120-99 规程[3],实际计算如表 2、表 3,而根据计算土钉法安全系数为 1.56,大于 1,因此满足工程建设要求。
在该工程的深基坑支护过程中,工程首先充分研究周边实际情况,并且对各种施工方案进行了经济比较[4]。最后工程确定使用土钉墙支护及土锚杆这两种施工方案,并且经过计算发现,这两种支护方案的使用,几乎为工程结余了大约 80 多万元。
4.深基坑支护施工技术发展展望
就目前实际情况来看,未来深基坑支护施工技术必然会向着以下几方面发展:①向着大面积、大深度发展;②土钉支护将被大量应用;③新的支护形式必将出现,并且未来深基坑支护施工技术必将会随着工程实际需求的变化而获得不断创新。
5.结束语
我国幅员辽阔且各地土质差异性大,这导致地下工程施工具有非常大的复杂性和差异性。因此根据不同工程所具有的实际特点而进行不断创新是建筑工程深基坑施工的根本。就现状而言,虽然我国对于深基坑支护工程在不同地质条件、不同地区取得了一定的经验,并在一些技术方面已经达到国际先进水平,但仍然存在一些问题需要研究。因此,希望后来学者能不断深入研究,以促进我国深基坑支护工程技术迈上新的台阶。
参考文献:
[1]陈忠汉,程丽萍.深基坑工程[M].机械工业出版社,2012:12-13.
[2]杨光华.深基坑支护结构的实用计算方法及其应用[M].地质出版社,2014:34-36.
[3]中华人民共和国行业标准.(JGJ 120-99)建筑基坑支护技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,1999:11-12.
[4]眭峰,吴胜东.润扬大桥悬索桥北锚碇基础关键技术问题研究[J].中国公路学会桥梁和结构工程学会,2013,(09):56-58.
作者简介:
张向向,1981年12月18日,女,汉族,籍贯甘肃省,大专
论文作者:张向向
论文发表刊物:《基层建设》2016年7期
论文发表时间:2016/7/6
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