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摘要:随着我国建筑业的快速发展,近些年来,深基坑工程在建筑项目中的应用越来越广泛,建筑深基坑工程质量的好坏直接关系着整个建筑工程的稳定及安全,同时,还可能对建筑工程周围的建筑产生一定的影响,因此,对建筑深基坑工程的施工技术进行探讨有着非常重要的现实意义。对基坑工程施工技术进行探讨,详细了解其施工技术,对于保障建筑工程质量有着极其重大的现实意义。
关键词:建筑深基坑;施工技术
引言
随着我国城市化进程加快,建筑应用需求以及地下空间开发,深基坑施工技术正得到广泛运用。对于建筑深基坑技术的看法,首先要保证在挖掘过程中的安全性,充分掌握施工区域地质条件,合理控制土层建构性质,避免因深基坑挖掘造成的塌方及结构性破坏,降低建筑使用寿命,加强环境保护工作,用高水平的项目施工质量回馈业主及社会公众。在符合以上条件的情况下,还要注重完善深基坑工程设计阶段,对工程造价以及施工工艺加强控制,在保证质量的前提下对工期以及资金投入提出更高的要求,深化施工技术管理,让深基坑施工单一的技术结构向多元化发展,形成高效的复合体系,发挥深基坑技术优势,使工程经济性、安全性、技术性得到显著提高。
1建筑深基坑工程的概念
房屋建筑、市政工程、地下建筑物等在施工时需开挖的地坑,即为基坑。为保证基坑施工、主体地下结构的安全和周围环境不受损害而采取的支护结构、降水和土方开挖与回填,包括勘察、设计、施工和监测等,称为基坑工程。
2.基坑支护的类型及基坑支护的设计要求
近几年来,随着基坑深度的增大,基坑支护技术也较以前有了较大的进展,按功能来分,通常可以分为以下几类:(1)挡土系统,挡土系统的功能是通过形成支护排桩或支护挡土墙从而阻挡坑外土压力。常见的主要有钢板桩、深层水泥搅拌桩、钻孔灌注桩以及地下连续墙。(2)挡水系统,挡水系统的功能就是阻挡坑外渗水。常见的有深层水泥搅拌桩、旋喷桩、地下连续墙以及锁口钢板桩。(3)支撑系统,支撑系统的功能是支撑围护结构侧力,并限制围护结构位移。常见的有钢管与型钢内支撑、钢筋混凝土内支撑、钢与钢筋混凝土组合支撑。我们可以把常见的深基坑支护类型分为以下几类。
2.1钢板桩支护
建筑中用的钢板桩主要是由带锁口(或钳口)的热轧型钢制成,把这种钢板桩正反扣搭接或并排连接就形成了我们常说的钢板桩墙,主要可以用来挡土和挡水。钢板桩支护施工简单,因而应用较广。但是钢板桩的施工对周围环境影响很大,不但会引起相邻地基的变形,而且容易产生噪声,因此在人口聚集区或建筑密度比较大的地区,此种支护类型往往受到限制。
2.2深层搅拌水泥土围护墙支护
深层搅拌支护是利用水泥作为固化剂,使用深层搅拌机的机械式搅拌方法,将固化剂和软土剂强制拌和,使二者之间产生一系列的物理化学反应,最终形成连续搭接的水泥土桩墙作为支护结构。与钢板桩支护相比,深层搅拌支护的最大优点在于无噪音、污染少。但是其主要在于施工过程中发生的位移相对较大,不过通常情况下可采取中间加墩、起拱等措施来解决。
2.3排桩支护
排桩支护是指柱列式间隔布置钢筋混凝土挖孔桩作为主要挡土结构的一种支护形式。柱列式间隔布置包括桩与桩之间有一定净距的疏排布置形式和桩与桩相切的密排布置形式。柱列式灌注桩的最大优点在于刚度强,但是桩与桩之间的缝隙易造成水土流失,为了避免地下水夹带土体颗粒从桩间缝隙渗入坑内,应同时在桩间或桩背采用高压注浆,设置深层搅拌桩等措施,或在桩后专门构筑防水帷幕。
2.4地下连续墙
地下连续墙的最大优点在于整体刚度大,而且具有良好的止水防渗效果,主要适用于地下水位以下的软粘土、砂土等多种地层条件以及复杂的施工环境。随着机械工具的改进和施工技术的发展,地下连续墙不仅可以作为基坑施工时的挡土围护结构,又可以作为拟建主体结构的侧墙看,如果支撑得当,并且配合正确的施工方法,则可以可较好地控制软土层的变形。
2.5土钉支护
土钉支护是一种边坡稳定式支护,其作用与以上围护墙不同,它主要起主动嵌固作用,以此来增加边坡的稳定性。土钉墙支护的最大优点在于施工速度快、用料省、造价低,与以上桩墙支护相比工期可缩短50%以上,节约造价60%左右;而且土钉支护可以紧贴已有建筑物施工,从而省出桩体或墙体所占用的地面。但是土钉墙的破坏几乎均是由于水的作用,水使土钉墙产生软化,引起整体或局部破坏,因此规定采用土钉墙工程必须做好降水,且其不宜作为挡水结构。
2.6帷幕止水
如果基坑底面处于地下水位以下,降水有困难时,基本都需要设置止水帷幕,以防止地下水的渗漏。连续搅拌桩,单管、三管旋喷桩形成的止水墙称为止水帷幕。常见的止水帷幕有高压旋喷桩、深层搅拌桩止水帷幕,旋喷桩止水帷幕,近来出现了螺旋钻机素砼或压浆止水帷幕;像地下连续墙、钻孔咬合桩等形式的地下围护结构形式,因为自防水效果较好,有的都不需要再施作止水帷幕。
3深基坑支护结构方案优化
对于一个支护结构的设计,不仅要考虑拟建工程的自然地形、地质条件、当地的经验及技术条件,还要考虑国家和地方以及行业现行的法律和法规。因此设计方案的重点在于可行性方案的筛选与优化,对支护结构方案的选择和优化可按以下步骤进行。
3.1先对要施工的基坑支护工程进行考察,如果深度较大,应首先考虑悬臂式支护结构,该结构主要利用基坑地面以下土体提供的土压力来维持支护体系平衡,主要结构形式为桩排支护结构和地下连续墙两类,若边坡土质较好,地下水位较低,一般会采用排桩支护结构。而地下连续墙支护的各种优点决定了该支护结构适用于各种深度基坑的开挖,而且还可以同时采用逆作法施工,因此被广泛采用。悬臂式支护结构的优点主要在于在施工过程中无需构筑与拆除支撑结构,同时为土方作业和基础施工提供较自由的操作空间。一般情况下,如果基坑较浅或被动区土层性质较好时,悬臂式支护方案较为经济合理;而当基坑较深或被动区土层性质较差时,该方案就相对不经济。
3.2如果悬臂式支护结构不合理,我们还可以考虑其他形式的可行方案,比如钢板桩支护、土钉支护、网状树根桩加固、逆作法等。工程设计人员应根据工程的具体情况,具体问题具体分析,通过综合评定、比较分析的方法来确定支护结构的种类以及不同基坑支护方案所需要的支护材料
3.3在设计支护方案的时候,还要充分考虑地下水的影响,因为它直接关系到设计方案的成败。因为当基坑土层为渗透系数比较高的土层时,基坑支护设计就较为困难,这时应采用井点降水法使得基坑处于干燥状态以便于施工,而且采用井点降水法还可以明显改善原土层的力学性质,有效增强基坑支护结构的稳定性。但同时需要注意的是施工现场的土质是否适合井点降水,有时候还要考虑采用井点降水会不会影响周围环境,通常的情况下,为了减少井点降水对环境造成的负面影响(比如引起的地面附加沉降等),我们还可采用井点回灌技术,尽量将这种负面影响减少到最低程度。
4基坑支护质量控制要点
必须重视前期地质勘察工作,要熟悉并掌握工程的地质勘察报告,熟悉基坑开挖地的地形、地貌和地质特点,分析深基坑可能导致边坡土体滑坡的各种可能,对影响边坡稳定性的关键地段、地层和土质技术指标做到心中有数。由于地质勘察资料不一定很详细而且与实际情况往往有出入,在基坑开挖中还要经常比对现场的地质情况,与地质勘察报告差异很大时要及时书面告知建设单位,由建设单位通知勘察和设计单位,必要时调整施工组织设计。
施工组织设计方案必须经过专家组技术论证:由具备设计资质的支护施工单位自行设计或施工单位委托设计单位负责设计。深基坑支护要聘请有丰富经验的专家进行设计和施工方案的评审,以降低基坑支护的风险,杜绝事故的发生。深基坑支护重在过程控制,一旦出现质量问题,事后补救比较困难。因此,必须严格把关,确保深基坑支护施工质量。严格按设计方案组织施工,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及储备应急抢险排水系统,保证必须的施工设备正常运转。施工单位在施工过程中不得随意改变锚杆位置、长度、型号、数量、钢筋网间距、加强筋范围、放坡系数等。
设计方案变更时必须重新评审。校准水准点及坐标控制点的正确性和实施保护措施。
基坑支护施工要与挖土互相配合,合理安排工序及工期。土方开挖的顺序、方法必须与设计相一致,并遵循“开槽支撑,先撑后挖,分层开挖,严禁超挖”的原则,减少开挖过程中原土体的扰动范围,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,应防止碰撞支护结构、工程桩或扰动基底原始土层。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。基坑开挖完成后,应提醒建设单位及时组织勘察、设计、质监、监理、施工等部门进行验槽,及早开始地下结构工程的施工,严禁基坑长时间暴露。基坑回填前,支护层不能破坏,特别是坡脚部分。地下结构工程完工一层基坑及时回填有利于边坡稳定。注意地下水或自来水或排水系统水患的影响:很多支护事故都是水的侵蚀造成的。
5结语
总之,建筑深基坑工程是一项十分复杂的系统工程,在实际施工中,必须结合项目特点制定切实可行的专项施工方案,围绕控制要点、关键环节有针对性的采取技术手段和控制措施,才能够确保深基坑施工安全有序可控,保证本项目施工安全及周边建筑的安全使用。
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