蓬莱市水利勘察设计院山东蓬莱265600
摘要:随着高层建筑日趋增多,相邻工程的深基坑支护形式会互相影响,因此需要重视深基坑边坡的支护,严防边坡事故。建筑深基坑边坡支护工程技术种类繁多,做好深基坑支护工作,需要结合工程施工要求及场地地质情况。基于此,本文概述了建筑深基坑工程,分析了影响建筑深基坑边坡支护工程施工的主要因素,对建筑深基坑边坡支护工程设计与施工控制进行了论述分析。
关键词:建筑深基坑工程;边坡支护;影响因素;设计;施工控制
1.建筑深基坑工程的概述
我国施工验收规范对深基坑的界定尚不明确,参照《建筑施工现场管理标准》可知深基坑主要指地下室三层以上或开挖深度超过5m的施工工程。随着城市化建设的不断推进,使得超高层和大型建筑日益增多,使得基坑工程呈现出“场地紧凑、开挖深度大、工程距离近、尺寸和规模大”等特征。深基坑施工是大型建筑施工的重要环节,而要确保深基础顺利施工,深基坑支护结构非常关键。深基坑属临时性工程,一般处于城市中密集的地下管线、道路桥梁、既有建筑物近旁,但与永久性基础结构或上部结构相比,深基坑工程更加复杂。
2.影响建筑深基坑边坡支护工程施工的主要因素
深基坑边坡稳定性关系着整个建筑工程的安全,边坡支护结构本身可出现变形,同时外部振动及外力所产生的荷载都是不可预见的,这些可促使滑坡、坍塌、底部隆起等安全事故的发生,对建筑基坑及支护结构的影响十分严重。因此,在条件允许的情况下,必须减少深基坑工程的暴露时间,同时避开雨季,在深基坑开挖后及时对垫层混凝土进行浇灌,并建造地下结构,抓紧时间回填基坑,回填时注意支护支撑拆卸时的顺序;回填流程一般为:检查回填物土料,清理槽底,防水层验收,铺土扒平,夯打密实,验收工程。深基坑工程支护技术施工过程中,易产生基坑失稳、桩体变位、土体滑移、支挡结构漏水等病害,对构筑物及地下管线的安全造成一定威胁。造成上述基坑工程支护问题的因素较多,其中土质条件是造成基坑事故的重要因素。支护施工中,涉及的问题主要有以下几种:边坡开挖不规范;施工与设计存在较大差异;锚杆或土钉受力不够;土层开挖和边坡支护不配套;成孔注浆不到位;施工监理不到位等。对此,需要施工单位严格按照方案和组织设计进行施工,同时施工单位和设计单位要尽量避免上述支护问题的发生。
3.建筑深基坑边坡支护工程设计的分析
深基坑工程支护设计主要指的是支护结构的选型,即挡墙和支撑体系的方案比较和选择,设计过程中需要考虑地面超载、施工荷载、水压力和土压力等。支护结构挡墙与支撑体系的选型必须通过配套研究才能确定。常用的支护挡墙结构主要包括以下几种类型:第一、钻孔灌注桩排桩挡墙:排桩通常应用各种地质,常用直径600-1000mm,设有内支撑体系,做成排桩挡墙,顶部浇筑有混凝土圈梁,是常见的支护结构。其挡墙刚度大,变形较小,抗弯能力强,且经济效益良好。缺点是保留在地基土中,对日后地下工程施工可造成一定影响。目前,施工时桩间留有间隙,挡水效果较差,一般与水泥土桩挡墙组合使用。第二、钢板桩:主要包括热轧锁口和槽钢钢板桩两种,热轧锁口钢板桩囊括H型、一字型、U型及组合型,其中U型比较常见,即互相咬接形成板桩墙;基坑深度较大时,一般选用组合型。适用于松软的土、泥沙、水分多的基坑,槽钢钢板桩(非标)桩长6~9m,型号及长度由计算确定,多用于周围环境要求不甚高的深5m~8m的基坑。第三、钢筋混凝土板桩:比较传统的支护结构,截面配有企口,具有挡水效果,顶部设置有圈梁,永久在地基土中保留,一般用于钢板桩不易拔除的施工中。第四、地下连续墙:深基坑主要的支护结构挡墙,常用厚度600-1000mm,在地下水位较高的软土地区,基坑深度大,与地下管线相距较近时,主要考虑此种支护方案。第五、土钉墙:利用土钉加固后的原位土体,对基坑边坡土体稳定性进行维护的一种支护方法。由混凝土面板、土钉、加固的原位土体组成,适用于地下水位以上或密实性较好的砂土地层,基坑深度不超过15m。
4.建筑深基坑边坡支护工程的施工及其控制
4.1深基坑边坡支护工程的施工要点分析。深基坑边坡支护工程施工主要包括:挖土、挡土、围护、防水等诸多环节。任何环节失误都有可能导致施工失败。施工单位要严格按照施工规程、经批准的施工组织设计及相关的技术规范组织施工,对各施工要点要制定具体措施,加强控制。确定土方开挖方案时,应对周围建筑物、构筑物进行拍照和录像,对地质勘测报告、周围建筑物及地下设施情况等信息进行分析,对特殊土质需精心组织施工,膨胀土地区不宜在雨季开挖,软土地区分层开挖的深度不宜太大。若挖土高差过大或者挖土进度过快,极易改变土体原来的平衡状态,降低土体的抗剪强度,可导致土体快速滑移,造成坍塌事故。
4.2建筑深基坑边坡支护工程施工的控制。
4.2.1加强深基坑周围土体止水效果的控制。在地下水位较高的地区,地下水对深基坑工程施工带来的危险程度是相当高的。根据地质勘察部门提供的地质资料,深入分析地下水的成因,了解深基坑周围环境,对周边有建筑基坑,宜采用以堵为主,抽水为辅,否则会导致基坑周围土体与水体的流失,使建筑物不均匀沉陷,甚至发生坑底流沙、管涌等现象,增大了处理难度,拖延了工期,反之,以降水为主。高水位地区深基坑支护工程中常用止水帷幕,其施工方法主要有高压喷射注浆法、浆喷深层搅拌法、粉喷深层搅拌法和压力注浆法等。
4.2.2加强深基坑边坡支护工程的监测。深基坑施工的质量问题主要是基坑的整体刚度和稳定性。即:基坑支护结构是否会发生变形、是否会产生沉降及水平方向的位移或倾斜、支护结构是否有裂缝以及基坑底是否产生隆起和变形,若发生这些问题将导致基坑支护结构的失败。基坑支护结构监测的主要手段:安排专业施工监测人员对基坑现场及周围建筑物进行监测,根据基坑开挖期间监测到的基坑支护结构或岩土变位等情况,比照勘察、设计的预期性状,动态分析监测资料,全面掌握位移变化的大小、方向、变化频率,对照报警标准,预测下一阶段动态,及时对施工中可能出现的险情进行预报。超过位移设定的预警值时,需采取有效的应对措施,确保工程安全。深基坑支护结构工程监测的主要内容是:支护结构顶部水平位移,支护结构沉降和裂缝,临近建筑物、道路的沉降、倾斜和裂缝,基坑底隆起的观测等。上述监测除每天进行目测之外,一般每8~10m设监测点,关键部位适当加密,开挖后每天监测3次,位移大时应适当加密。监测结果要真实反映所测目标的动态趋势,并绘出变化曲线图,传递险情前兆信息,找出险情发生的必要条件,如地质特性、支护结构、临近建筑物、地下设施等,结合相关的诱发条件,如气象条件、开挖施工、地下水变化等,根据基坑支护结构的稳定性计算结果进行科学决策,以排除险情。
结束语
深基坑边坡支护工程作为建筑工程施工质量与安全的重要环节,已在高层建筑施工中得到广泛应用。其作为岩土工程问题,主要涉及土力学的强度与稳定问题及土与支护结构的作用问题。为了保障深基坑边坡支护工程的顺利实施,必须加强对其设计与施工控制进行分析。
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