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建筑深基坑工程支护的施工技术分析刍议

2020-10-09王先雄

砖瓦世界·下半月 2020年9期
关键词:深基坑支护施工技术建筑工程

摘 要:基坑施工属于建筑工程施工中的一个重要环节,随着高层建筑、超高层建筑施工技术的发展,工程建设中面临的深基坑施工问题不断增加,而深基坑支护施工技术与支护质量则直接影响到施工安全。本文主要分析建筑深基坑支护问题,全文从深基坑定义、深基坑支护技术特点、常用的深基坑支护技术以及工程实例等方面展开分析,旨在为建筑深基坑支护施工技术的合理选择提供参考,保证深基坑施工安全。

关键词:建筑工程;深基坑支护;施工技术;工程实例

伴随着城镇化快速发展,城市建筑工程项目不断增加,基坑支护是保证基坑开挖以及保证基础施工工作面安全的重要措施。目前关于常规基坑支护技术已经趋于成熟,但是深基坑与常规基坑相比,其基坑开挖难度更大,且在施工阶段对支护技术要求更高,有更高的事故发生风险。本文结合工程实例对深基坑支护相关技术应用予以分析,旨在为建筑工程中各类深基坑支护技术选择提供参考,保证建筑施工安全。

1 深基坑定义

明确深基坑的定义才能够更好地确定基坑是否属于深基坑,从而科学选择支护技术。《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》中相关附属文件为深基坑工程做出了明确定义:1)基坑开挖深度≥5m的支护、土方开挖、降水工程;2)虽然基坑开挖深度不足5m,但是基坑开挖区域复杂,如包括较多的地下管线、周边环境复杂、地质条件复杂,或者施工区域周边有密集的已有建筑物,基坑开挖可能影响邻近建筑安全的相关工程[1]。深基坑的确定需要兼顾开挖深度以及施工场地的地质水文条件、周边环境条件等。

2 深基坑支护技术特点

2.1 相关参数测量复杂

基坑开挖与支护过程中需要测量较多数据,如基坑开挖是否处于建筑红线内、基坑开挖后的标高、基坑开挖工作面的平整度等。实际深基坑开挖过程中,上述不同参数测量难度较大,而且无法全面兼顾,造成测量参数存在偏差,可能影响到基坑开挖安全与质量。

2.2 深基坑开挖安全风险大

深基坑开挖过程中面临着较高的施工风险,这与较多因素有关,比如地质水文条件勘察不详细、基坑降水处理不到位、开挖方法不当、开挖速度过快、基坑周边有大量荷载堆积等。较多基坑周边均有道路、建筑或者其它构筑物存在,单一或者综合因素影响下造成深基坑施工中容易出现坍塌、邻近建筑倾斜等安全事故。

2.3 基坑开挖深度较大

早期建筑施工简单,现阶段高层建筑中包含了地下停车场、人防层、设备管道层等等,因而总体基坑开挖深度在不断增加,除了常见的建筑工程,城市轨道交通中部分换乘点地铁车站施工中基坑深度可达到20-30m。

3 深基坑支護技术分析

目前深基坑支护方面有多种技术方法可供选择,不同支护技术选择需要考虑实际施工工作面、地质水文条件、造价、施工经验等,现就常用的深基坑支护技术分析如下。

3.1 地下连续墙支护技术

地下连续墙是常用的一种深基坑支护技术,通过机械设备在地下挖出一条较窄且深的沟槽,然后选择合适材料浇筑,施工完成的墙体可同时兼顾防水、防渗、挡土、承重等功能。地下连续墙施工主要涉及筑导墙、深槽挖掘、钢筋笼制备、混凝土浇筑等操作,且在地下工程施工中应用广泛。结合工程实例,目前对有深层地下室建筑、地下停车场建筑、密集建筑群中工程建设阶段的深基坑支护、地下铁道基坑开挖等多选择地下连续墙。地下连续墙具有较高的墙体刚度、施工振动小、整体性好以及施工速度快、地面沉降与开挖面变形小等优势,可保证开挖面的稳定性。

3.2 土钉墙支护技术

土钉墙支护技术在深基坑支护中也有广泛应用,对于基坑周边环境简单、边坡土体稳定性较好的可采用土钉墙支护技术。土钉墙支护体系涉及到土钉群、土体、面板,按照分层设置以及从上到下顺序,通过向土体中打入土钉,依靠较多土钉群实现对土体的加固,使得开挖后边坡对自身以及相关荷载有更高的承载力,保证了开挖面边坡的稳定性,降低深基坑开挖可能产生的风险。土钉群打入土体后,通过钢筋网喷射混凝土面层可形成面板,通过面板约束与限制土钉群的变形,进一步提高整体边坡稳定性。按照当前工程实例,土钉墙支护能够兼顾锚杆挡墙、加筋土墙支护优势,且技术操作简单,工程造价低廉,施工阶段产生的扰动较小,减少支护阶段可能引起的边坡风险事件[2]

3.3 钢板桩支护技术

钢板桩在深基坑支护中也有较多应用,且灵活性高,能够依据地基开挖具体情况合理选择钢板桩类型,如U型钢板桩、H型钢板桩、Z型钢板桩等。结合国内工程实例,钢板桩在深基坑支护中通常配合外拉锚垫板或者内支撑型钢,组合而成的围护结构为基坑工作面相关施工提供施工环境。钢板桩在深基坑支护方面可通过钢板自身优势达到支护目的,比如钢板具有较好的刚度与强度。基坑施工完成后钢板还可以重复使用,当然钢板桩支护因为使用的是钢板,造价高,且地下水会影响钢板桩的使用,需要视情况做好防水处理。

3.4 钻孔灌注桩支护技术

深基坑开挖中对于一些软土地基多选择钻孔灌注桩支护,通常多用于7-15m深度的深基坑支护中。钻孔灌注桩期间没有噪音,也没有振动,这些都能够减少对基坑周边环境的影响,钻孔并通过浇筑混凝土可保证整个支护体系有较高的强度、刚度与稳定性。如果基础也为灌注桩设计,则能够同步进行工程桩与支护施工。当然钻孔灌注桩施工可引起水土流失需要采取挡水措施,比如旋喷桩、注浆、水泥搅拌桩等。钻孔灌注桩施工要保证钻孔阶段的垂直度,动态复核,保证施工满足设计要求。

4 工程实例

4.1 工程概况

曾参与某建筑施工,具体为18层普通住宅楼,其中底部1-2层属于商铺,而3-18层属于居民住宅,根据地质水文条件,整个施工场地地质条件尚可,按照设计要求,基坑开挖深度可达到7.12-9.55m。基坑开挖的东西方向条件限制,不能放坡开挖,且地质条件相对较差;南北方向条件较好,同时有放坡施工开挖条件,综合分析后应对东西方向基坑开挖面予以支护处理,保证施工安全,防范坍塌等安全事故。

4.2 支护技术方案选择与设计

对基坑开挖施工区域地质水文条件、周边道路、建筑、地下管道分布等所有情况予以综合分析,经过初步论证,该支护方案可选择土钉墙支护技术。结合基坑开挖面尺寸、工程进度、基础施工要求鞥,确定出土钉墙施工技术参数包括:土钉墙坡度:1:0.75,面层钢筋:φ6.5@200钢筋网,成孔直径120mm,混凝土面层厚度:100mm,混凝土强度:C20,水泥浆水灰比:0.5。

4.3 施工工艺流程

按照设计参数完成对工程基坑边坡的支护,整个土钉墙施工工艺流程包括:土方开挖→边坡修正→土钉成孔→土钉安放→注浆→绑扎钢筋网→焊接土钉同加强筋→放置垫块→明确混凝土喷射厚度控制标志→喷射混凝土→施工养护。

4.4 支护效果

基坑施工中通过采取土钉墙支护技术,基坑周边土体稳定性较好,保证了正常的施工;基坑周边建筑物、地下管线等没有受到影响,不同方向相关变形均处于允许范围内;达到了施工简便、施工工期短、经济性良好等目的。

5 结语

当前建筑工程领域面临的深基坑支护问题越来越多,可供选择的支护技术也较多,实际选择支护技术方案中需要综合考虑多方面因素,从而合理选择最佳的支护技术方案,并合理设计支护技术参数,达到预期深基坑支护目的。

参考文献:

[1]王扶平.建筑工程深基坑支护施工技术案例的思考[J].住宅与房地产,2019(33):183.

[2]王卓.浅谈高层建筑深基坑支护工程施工技术[J].居舍,2019(26):42.

作者简介:王先雄,助理工程师,研究方向为土木工程。

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