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建筑施工中深基坑支护的施工技术

2020-10-20陈秀玉李根阳

砖瓦世界·下半月 2020年10期
关键词:深基坑支护建筑施工施工技术

陈秀玉?李根阳

摘 要:深基坑支护施工是建筑基础工程中的重要环节,是整个建筑工程质量的重要保障。本文从深基坑支护施工及其技术的特点为切入点,分析了深基坑支护的基本要求和常见的深基坑支护的施工技术,阐述了各种基坑支护结构的特点及其适用条件。旨在解决深基坑支护施工过程中存在的问题,优化深基坑支护施工技术,降低其施工成本,提高施工企业的经济效益,促进深基坑支护行业的可持续发展。

关键词:建筑施工;深基坑支护;施工技术

随着我国社会经济的快速发展,城镇化进程速率逐年加快,建筑形式越来越多样,高楼大厦的数量也逐渐增多,同时对地下空间的利用要求也越来越高。在此背景下,对基础工程施工质量的要求日益提高,深基坑支护技术是基础工程施工中的重要环节,其支护方式和方法对建筑工程基础施工质量和基础造价有较大的影响,因此有必要对深基坑支护施工技术进行研究,结合实际情况选择经济合理的支护结构形式,同时优化创新深基坑支护技术,降低深基坑支护的施工成本,提高施工企业的经济效益,推动基础工程现代化发展的进程。

1 深基坑支护施工技术概述

1.1 深基坑支护施工概况

基坑工程是基础工程的重要组成部分,主要包括基坑勘察、设计、开挖、支护、监测、浇筑和回填等工序,其目的主要是为了保证建筑的稳定性和安全性,做好建筑基础工程,构件地下空间,需要对基坑周围的岩土体进行加固和保护。目前国内超高建筑物越来越多,地下空间需求越来越大,所需的基坑深度也越来越大,对基坑支护施工技术提出了严峻的考验。基坑支付是地下开挖作业,其施工环境复杂,施工难度较高,必须针对基坑施工中出现的问题及时分析解决,以确保整个基坑工程的稳定性和安全性。基坑工程一旦出现事故,处理起来十分困难,所耗费的资金也是难以估计的,并且容易造成严重的社会影响,因此对基坑支护工程一定要引起重视。

1.2 深基坑支护施工技术的特点

深基坑支护施工技术具有施工环节多、施工周期短、受周边建筑物及地下管线影响较大等特点。基坑支护施工要综合考虑基坑周边环境、岩土层力学性质、地下水位情况等众多因素,其工程规模一般较大,但施工周期较短,施工环境复杂,给施工带来的一定的困难。在基坑工程施工前,首先需要对基坑进行勘察,探明基坑及周边的岩土层分布特征及物理力学性质,然后对基坑支护进行设计,选用合适基坑支护方案,合理的基坑支护方案能够极大的降低施工难度,降低施工成本,加快建筑施工的进度。基坑开挖是基础施工的主要环节,开挖方式对周边岩土体稳定性影响较大,因此要求施工人员必须严格按照规范要求施工,加强对施工人员的监管,定时对基坑进行监测及检查,提高基坑施工質量,减少事故发生率,降低施工成本。

1.3 深基坑支护的基本要求

深基坑支护结构必须要求一定的承载力和稳定性,其目的是保证基坑边坡的稳定性,避免支护结构遭受破坏、基坑周围岩土体失稳、止水帷幕失效等问题;在设计时要结合基坑周边岩土层物理力学性质、地下水位及变化情况等环境因素,保证支护结构对岩土体失稳、变形具有约束作;基坑支护允许有一定的变形,但其变形参数要在规范规定的安全范围内,同时保证位移不对周围的建筑物、地下管线、道路等周边构筑物产生变形和破坏。

2 建筑施工中深基坑支护的施工技术

深基坑支护结构多种多样,常见的有桩锚支护结构、地下连续墙支护结构、排桩加内支撑支护结构、水泥挡土墙支护结构、钢板桩支护结构、土钉墙支护结构、SMW工法等支护形式,具体基坑要根据场地地质条件、周边环境要求、施工工艺及经济性等综合考虑,因地制宜的选择最适宜的支护形式;不同的支护形式其对应的施工技术及要求也各不相同,下文对不同的深基坑支护形式进行分析。

2.1 桩锚支护结构

桩锚支护结构是钻孔灌注桩加锚杆的综合性支护形式,同时采用钻孔灌注桩和锚杆对边坡提供拉力,阻止边坡破坏的支护形式(图1)。其中桩为挡土结构,锚杆为支撑结构,锚杆由拉杆、锚头、锚固体等三部分组成,在基坑水位比较高的情况下,还需要配合降水井或止水帷幕使用。桩锚支护结构在基坑支护中比较常见,用锚杆提供拉力,减少了基坑内部的内支撑结构,增大了基坑开挖空间,能有效的缩短基坑施工时间,节约施工成本,大多应用于复杂施工场地及对工期要求严格的基坑工程。

2.2 地下连续墙支护结构

地下连续墙是利用机械在基坑周边挖槽后,使用钢筋笼和混凝土浇筑的连续墙体,可以起到截水、防渗、支撑的作用。多用于基坑开挖深度大于10m的基坑工程,基坑周边具有较高的建筑物,对防水、防渗有较高要求的基坑工程,或基坑内空间有效、地下室外墙与红线之间距离近等情况下的基坑工程。地下连续墙具有施工效率高、施工周期短、工程质量可靠、经济效益高等优点,其施工时噪音低、占地小、防渗性能良好、适用于多种地基条件、还可以作为刚性基础等,在城市基坑工程中被广泛采用。

2.3 排桩加内支撑支护结构

排桩加内支撑结构多用于无放坡和拉锚空间的基坑工程,使用内部对撑、斜撑等方式对排桩进行加固受力。内支撑结构多为现浇的钢砼结构或钢结构,现浇钢砼的刚度较大,强度有保障,施工方便,整体性能良好,平面布置形式灵活,但其施工周期较长、自重较大、支撑拆卸难度大;而钢结构支撑安装拆卸方便、本身自动小、施工速度快,材料可循环使用,但其施工工艺要求较高,整体性较差。

2.4 水泥挡土墙支护结构

水泥挡土墙支护结构属于重力式挡土墙,通过高压旋喷将固化剂和地基土进行搅拌形成的连续的挡土墙结构,靠其自身的重量及强度抵抗土压力及水压力。水泥挡土墙结构多使用于基坑开挖深度不超过7m的基坑支护,具有施工方便、工程造价低、施工进度快、防渗性能好等特点,但水泥挡土墙使用范围较为有限,对基坑周围岩土体条件要求较高,基坑顶部的位移量较大,对周围建筑物和地下管线、道路等构筑物的影响较大。

2.5 钢板桩支护结构

钢板桩支护结构是利用钢板桩在施工过程中达到基坑支护的目的,在基坑施工结束后,可将钢板桩采用一定的手段拔出并重复利用。钢板桩支护结构适用于深度较浅,周边岩土为粘性土、砂土、淤泥土等软弱地层,在正式施工前需要试桩,数目不小于10根。钢板桩是使用前,要对其表面缺陷、长宽规格、厚度、高度、平直度、锁口形狀等进行检验,对不符合要求的钢板桩进行矫正处理,使桩身的垂直度、弯曲度、齿槽平直度、桩长等参数满足设计要求。在打入钢板桩时,要对准锁口,并使用振动锤均匀锤击,保证桩顶不被破坏和桩的垂直度。

2.6  土钉墙支护结构

土钉墙支护结构是利用钢筋制成的土钉对土体的加固,边坡表面铺设钢筋网后在喷射混凝土面层的原位土体加固方法(图2)。其主要是利用土体本身的结构稳定性,采用土钉和岩土的协同作用,加强土体的整体刚度,弥补土体抗拉、抗剪强度低的缺点,提高了整体稳定性。经土钉墙加固的边坡,不会发生突发性破坏,延伸了边坡破坏的塑性变形的阶段,多表现在渐进变形和开裂,很少发生整体性滑塌。土钉墙支护结构具有结构轻、柔性大、延性好、密封性好、抗震性能优良等特点,

其施工时所需场地小,移动灵活,支护结构不占空间,施工速度快,施工工艺简单,工程量小,基坑造价较低。土钉墙支护结构适用于有一定粘结性的填土、粘土、粉土等,地下水低于开挖标高的基坑工程,基坑深度一般小于15m。

2.7 SMW工法

SMW工法是在混凝土桩内插入型钢以承受荷载,同时起到防水防渗的水泥土搅拌桩法,。其施工时对周边环境影响较小,基本无噪音,结构强度较高,适用场地类型广泛,对以粘土和砂土为主的地层尤为适用,多用于深度小于10m的基坑支护。利用SMW工法形成的地下墙体强度高、连续性好、无缝隙,其防水抗渗性能良好,配合内支撑结构可以用于深度较大的基坑,发展前景较为广阔。

3 深基坑支护的施工技术优化措施

建筑工程中深基坑支护需要加强对施工过程的管理,提高对施工质量的重视程度。深基坑支护施工复杂,涉及较多的施工技术,因此必须要重视对施工过程的管理,掌握好施工环节,确保基坑工程的稳定性和安全性。同时还需要从技术上、理念上重视施工质量,定期对深基坑施工人员进行技术和安全培训,提高相关人员的专业技术水平和安全意识,严格按照规范和设计要求进行施工,从根本上提高对施工质量的重视程度,在具体工作加严加防范质量和安全隐患,进而提高基坑工程的质量。

4 结语

综上所述,基坑工程作为基础工程的重要组成部分,在基坑设计及施工中,需要结合基坑场地实际地质条件、地下水位情况、当地的施工工艺等,选择经济可行的支护结构形式,对基坑施工中出现的突发性问题,要及时有效的解决,以确保基坑工程的稳定性和安全性,进而降低深基坑整体支护的施工成本,提高施工企业的经济效益,推动基坑工程施工的健康可持续发展。

参考文献:

[1]林志猛,张之跃,安建业,孙志岩,袁伟凯.建筑工程中的深基坑支护施工技术分析[J].建筑技术开发,2020,47(05):131-132.

[2]李科增,孙广臣,杨焕白,刘慧芬.地连墙与内支撑组合在地铁车站深基坑工程中的应用研究[J].佛山科学技术学院学报(自然科学版),2020,38(02):11-18.

[3]宋利文,谭燕秋.基于施工工况下冗余度的深基坑支护体系研究[J].地下空间与工程学报,2019,15(S1):321-326.

作者简介:陈秀玉,1984.1,男,山东省烟台市人,汉,本科,助理讲师;

李根阳,1992.1,男,山东省东营市人,汉,本科,助理讲师。

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