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深基坑支护技术在岩土工程施工中的应用探究

2022-03-31宋炳SONGBing

价值工程 2022年10期
关键词:土钉深基坑岩土

宋炳 SONG Bing

(杭州坤博岩土工程科技有限公司,杭州310012)

0 引言

深基坑支护结构的稳定性是基坑工程在施工过程中的安全保障,也是工程正常实施的前提和基础,同时支护结构在基坑开挖过程中也保障了深基坑支护结构的稳定性是基坑工程在施工过程中的安全保障,也是工程正常实施的前提和基础。由于基坑较深、地质条件及周围环境较复杂的基坑,单一的支护方式往往难以满足施工条件的要求。因此合理的选择深基坑支护结构对工程施工的安全性有着决定性的影响。只有统筹做好各项工作,实行精细化的支护施工管理,才能保证岩土工程高标准建设完成。本文以工程实例,通过工程的方案优化,归纳总结岩土工程深基坑稳定性控制,以期为类似工程提供参考。

1 岩土工程施工中深基坑支护技术特点

在岩土工程的实施过程中,对于深基坑支护施工需要确保其支护结构或者支护深度达到5m以上,才能确保深基坑技术能够发挥正常作用。对于深基坑施工过程的设计方案需要进行合理科学地检测和规划。通过多次准确测量来确定其基坑的深度和相关参数,这对于基坑支护工程来说是非常重要的环节,其能够保障深基坑的施工质量和安全,另外还需要结合周围的建筑环境,合理安排建筑结构,以保证在不破坏相应的环境设施的同时,保障建筑结构的稳定性和安全性,所以,深基坑支护技术对于相关的技术人员和管理人员提出了更高的要求,其是一项复杂的高难度工程,深基坑深度会随着建筑物的高度而变化,并且其能够承受的压力也会不断上升,对此必须从施工需求出发,依据合理科学的深坑支护技术,不断完善施工过程。

2 岩土工程施工中深基坑支护技术的应用要求

在岩土工程施工深基坑支护技术的实际应用中,应按照适当的要求实施,并强调以下要求:首先,注意地质和水文条件的应用。在深基坑支护的实际应用中,要密切联系工程建设的地质和水文条件,为了改善支护结构质量,促进顺利施工,结合荷载承载力和水文条件的地质评价,选择适当的支护方法。然后,支护建设质量的有效控制。在住宅建设中科学应用支护技术,应更加注意支护施工质量的管理,保障支护技术的应用和住宅建设要求,积极优化支护技术,全面提高质量管理水平。同时,我们要做好支护的监测工作,以避免质量问题。

3 深基坑支护技术在岩土工程施工中的应用

3.1 土钉墙支护技术

土钉墙是一种加固支护主体结构形式,即在基坑主开挖的整个施工过程中,在其他现浇边坡土体支护结构中,细长钢筋是均匀、紧密的。与此同时,在其他的边坡墙体表面上均匀地重新布置了一层钢筋网并对其墙体进行了钢筋喷射,即钢筋喷锚。然后,再通过人工使用混凝土体、砼和橡木地板钉以及墙体喷射防水混凝土等将结构物与表层材料进行紧密联合加固保护,形成一个紧密复合的混凝土体。这种新型支护性凝凝土结构能够有效缩短支护施工持续时间、降低施工造价,一般被广泛应用于建筑基坑内部相对开挖挖掘深度不大且其基坑周边没有毗邻的其他建筑物或对在墙体沉降、位移等特殊条件下防护要求较低的建筑基坑内部进行支护。其中一个需要特别注意的一点就是针对该工程支护主体结构在设计进行工程施工时,必须从工程施工第一阶段的设计开始至最终施工结束不间断地对其设计进行现场工程监控及检查系统工作,并通过现场监控检查系统在工程施工的进行过程中所实时收集获取到的即时工程资料数据来进行判断和分析,解决其中存在的技术问题,并对其设计进行及时的检查反馈,再对具体设计方案内容作出进一步设计修改。

3.2 深层搅拌桩支护技术

在岩土工程施工中,深层搅拌桩支护技术是利用搅拌设备对固化剂进行搅拌,促使固化剂产生固化现象,从而形成坚固性较强的桩体。通过将水泥、混凝土和原土按照相应的比例进行调配,提升桩体的坚固性,从而加强深层搅拌桩支护技术的支撑效果,并且由于深基坑没有侧向的作用力,对基坑周围的建筑物的压力也不会产生较大的影响。除此之外,深层搅拌桩支护技术具有一定的灵活性,能够根据施工环境的地势条件灵活调整桩体的形状、大小和强度,并且该技术对环境的污染也较小。在使用深层搅拌桩支护技术过程中需要施工人员了解基坑的形状、大小等地势条件,然后遵循调配比例降水和灰进行调配和搅拌。需要施工人员注意的是,调配过后的桩体会因为水分的蒸发而凝固形成坚固的桩体,所以搅拌的时间和等待的时间需要进行严格的把控。搅拌的次数越多,桩体颗粒越小,强度也就越高,因此在施工过程中需要施工人员用最快的速度进行搅拌,并且搅拌时计算好时间,以此保证桩体的强度最大化。

3.3 土层锚杆支护技术

为了能够提高岩土工程质量,其中对于土层锚杆进行施工,需要准确预测钻孔深度,并且钻孔后进行注浆操作,水泥浆的作用能够保护工程材料的性能,另外还需要钢丝绞线进行多次重复注浆操作。首先,该过程是通过测量人员准确测量钻孔的深度情况进行位置条款的操作保证锚杆的准确插入,再进行相应的钻孔操作,其中必须确保钻孔深度的准确测量和设置,并对于其中存在的问题进行检测,并做好相关的记录,根据相关的情况变化,作出相应的判断,当遇到障碍物时,需要及时停止钻孔操作,并采取相关的补救措施,来推动其他环节的高效进行。其次,对于水平方向锚杆产生的误差需要将误差控制在50mm的范围内,并且垂直方向的误差需要保证在1000mm以下,否则将会严重影响建筑物的建设过程,最后,注浆和混合配比方面需要着重进行操作,依据规范的注浆标准和配比要求,进行注浆液的选择,同时在进行土层锚杆施工时,也要加强对混凝土进行强度的改善。

3.4 锚喷支护技术

锚喷支护技术在基坑支护工程中得到了广泛的应用,它对提高基坑支护工程的安全稳定起着重要的作用,具有很大的应用优势。锚喷支护技术在深基坑支护工程中有广泛的应用,是一种最为主要的施工技术,其在深基坑支护工程中应用的优势体现在2个方面。具体来说,在应用锚喷支护技术施工时,施工人员需要使用高压喷射的方式将混凝土喷射到岩层上,在这一过程中,混凝土可以与锚杆结合起来,达到对岩层加固的目的,能够为后续施工奠定良好的基础。在长期的实践应用过程中发现,锚喷支护技术不仅有着良好的黏结性,而且有很强的及时性,在完成土方开挖后的几个小时便可以进行锚喷施工,此时可以形成保护层对围岩进行加固,对提升围岩的稳定性有重要的意义。另外,在锚杆安装操作过程中,锚杆可以顺利嵌入岩层内部,在不破坏岩石强度的基础上调整岩体应力,且锚杆可以在岩石拉力作用下完成岩体的加固,此时,锚杆嵌入深度可以大大增加。

3.5 地下连续桩支护技术

地下连续桩支护是指在开挖前,用专用机械设备在保护臂上开挖一定长度的沟槽,并以加工后的钢筋为主。并在泥浆软化作用下使用机械与设备对沟槽进行开挖,将预先配比搅拌好的混凝土由底部向上浇筑,在混凝土浇筑完成后,泥浆也会逐渐被置换出来。地下连续桩支护技术具体流程,首先,制作导墙与泥浆,在制作导墙时,应确保基地能够平整,混凝土浇筑也要拥有一定的模板和木板作为支撑,并使用插入式振捣器实行振捣功能,制作的泥浆质量则会直接关系到地下连续桩支护质量,要求其要严格按照技术规范实行泥浆的配比。其次,实施挖掘施工的过程中,其主要分为土层成槽和岩层成槽。最后,在成槽后,应及时对草地的沉渣进行清理,利用导管实行反复清理,并将泥浆进行置换。

3.6 护坡桩支护技术

在岩土工程施工中,护坡桩支护技术应用的主要目的在于避免深基坑边坡出现坍塌问题,具体实施过程中,可以从这几方面进行:①钻孔时需做好速度控制,并且对钻井周边和上部土层稳定性进行观察,结合实际情况对相关方案进行调整,进而使钻孔工作得以顺利进行。②制作钢筋笼时,需将设计方案具体要求作为依据,合理选择焊接方式。一般情况下,弯曲主筋会在钢筋笼上的中心线集中,在主筋和弯曲主筋之间展开焊接工作,进而使钢筋笼在坚固性上获得充分保证。③在安装时,需由专业人员指导,钻孔在完成之后,需将钢筋笼及时放入其中,并且在放置时需对速度、角度进行有效控制,避免其出现变形问题,保证其整体稳定性。④选择混凝土材料过程中,需和施工方案结合在一起,在施工质量得以保证情况下使用性价比较高的材料,减少施工中产生的成本。⑤通过泵运输混凝土时,需运用合理方式防止混凝土出现分层情况和失水问题的发生。如果在运输时出现上述情况,需展开二次搅拌工作,保证混凝土整体强度。⑥混凝土进行浇筑时,需对时间进行合理控制。

4 深基坑支护技术在岩土工程施工中的应用策略

4.1 制度方案优化设计

在实际施工阶段的准备工作中,即在深基坑土方施工开始之前,有关单位和主管部门需要进行全面检查,调研周边道路上的建筑物、地下管线等的详尽资料,然后拟订出具体、可以实际操作的施工方案和计划,该项目的选址应由不少于5名工作人员进行分析和论证,确保其选址符合实际施工情况。如果深基坑存在较强渗透力,会增加底部裂缝的发生风险,为了避免此类情况的出现,要做好防水设计,做好二重管的设置和防水系统的安置。在施工的过程中,必须按期完成减排水系统的施工,并对支护结构、地下水位和防洪流域等周边各种可能造成的影响其施工效果的环境因素做好定时、定量的监督和检测,保证其施工质量。设计、施工方案经审核论证后方可实施。

4.2 基坑工程内部结构优化

①明确配套建设目标,建立完善的项目管理体系。施工单位应重点划分支护施工的时间阶段,按照任务总量和推进工程难易程度以及物资准备情况,将支护施工的操作环节分为勘察测量、设计规划、进场排序、施工操作、修正调整、监察防控和审核验收等步骤,强化各分环节之间的对接,增强实施技术程序的连贯性。②调整内部管理组织结构。施工单位应以安全施工、质量第一为原则,优化技术应用机构管理,不断简化对支护技术类型的审批程序。第③加强内部管控,建立施工管理责任制。施工单位应建立完善的施工管理责任制,包括岗位安全责任制、施工操作安全规范等内容,明确各施工人员的具体责任,严格遵照相关条例进行作业。例如:应当依照支护设计标准要求对供应原材料的型号、性价比进行筛选,同时参考工程方案控制钢筋、混凝土等物料的进场次序和总量。

4.3 定期排查形态异常问题

为了保证岩土工程深基坑结构的支护效果,需要在施工过程中定时排查基坑结构形态异常的问题。若在施工过程中,基坑结构出现异常,技术人员要及时排查问题并解决问题,保证深基坑施工操作能够顺利进行。对于如何定时排查深基坑形态异常问题,施工人员应该注重围绕这深基坑结构、施工环境周围建筑物以及建筑物之间的间距设立监测点,以便于施工能够及时准确掌握深基坑结构的形态变化情况,若发现其中一个位置监测点的监测值超出工程规定监测范围,那么施工人员应该及时寻找问题原因,及时处理,保障岩土工程项目安全进行,避免造成巨大损失。

5 案例分析

5.1 工程概况

①本工程设计地面标高按绝对标高22.000~37.900m。工程施工前,基坑周边15m范围内场地标高应平整至设计标高。②本工程为一层地下室,基坑开挖深度分别为:1.15~15.70m,基坑总周长约626m。基坑采用顺作法施工。

5.2 土钉墙做法

①土钉采用机械成孔,成孔直径为110mm,孔深允许偏差为100mm,孔径允许偏差为5mm,孔距允许偏差为100mm,土钉钢筋保护层厚度不宜小于30mm,土钉掏孔完成后应及时安设土钉以防坍孔。②钢筋土钉的主筋上应设对中支架,对中支架的间距应不大于2.5m。③土钉墙面层采用C2O喷射混凝土,厚度为80mm,混凝土配合比(重量比)为水泥∶砂∶碎石=1∶2∶2.5,配双向钢筋网片Φ6.5@200。喷射混凝土采用干喷法,分二层施工。喷射第一层厚度30~50mm混凝土完成后,成孔、安装土钉、绑扎钢筋网片,然后喷射第二层混凝土至设计厚度。横向加强连接筋的搭接采用焊接,钢筋网片钢筋的搭接长度为300mm。④水泥砂浆配比:灰砂比为0.8~1.5,水灰比为0.38~0.50,浆体强度不低于3OMPa;水泥砂浆应拌合均匀,随拌随用,一次拌合的砂浆应在初凝前用完,并防止石块、杂物混入。⑤土钉应选取总数的1%做现场抗拔试验,且应在各开挖深度分别选取。土钉抗拔力应不小于10.0kN/m。

5.3 分析基坑稳定性

基坑围护结构是深基坑支护结构稳定性分析的重点,涵盖抗滑移稳定、抗倾覆稳定等问题的分析。通过围护结构抗倾覆稳定的计算,能够间接得到围护结构的厚度,但是由于围护结构需要承受较多的被动土压力,在计算时可假设土压力的作用方向为水平的,然后利用科学的计算公式对深基坑稳定性进行全面分析,在得到基坑设计安全系数之后,可明确主动土压力合力作用点、墙底孔隙水压力合力作用点到墙底内端的水平距离,进而确定深基坑开挖深度,以此保证建筑施工深基坑支护工程的稳定性与安全性。

5.4 监测基坑数据信息

通过监测深基坑的数据信息,可以实时了解深基坑的状态,及时发现基坑的变形问题,并采取有效的措施来处理,从而保证基坑施工的安全。(基坑变形控制标准见表1所列)。在工程实践中,首先,应在基坑周边选取适宜的监测点,选择土层性质稳定和施工活动不存在冲突的区域布设监测点,然后,对监测点进行编号,以便于其后对监测数据的有序整理。其次,借助于GPS技术对基坑施工状况的全天候监测,收集到的监测信息被同步上传到计算机终端系统内,再使用软件对数据加以整理,得出当前深基坑形变状况的走势图。最后,在系统内预先设好预警数据,当形变量超出预警值时,系统便会立即发出警报,提醒有关工作人员对其采取处理措施,进而提升施工作业中的整体安全性。

表1 基坑变形控制标准

6 结束语

综上所述,深基坑支护技术直接影响岩土工程施工质量,深基坑的安全可靠直接影响岩土工程施工过程的稳定性和安全性。同时,支撑结构的强度决定了施工过程对周围建筑物的影响。为了保证人们对岩土工程的高质量要求,建设者应密切联系岩土工程和深基坑支护技术,控制岩土工程施工的深基坑支护技术,以确保住宅建设的高质量和稳定。

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