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建筑市政工程深基坑施工处理关键技术分析

2023-11-27王平勇深圳建投置业集团有限公司广东深圳518103

中国房地产业 2023年32期
关键词:深基坑锚杆预应力

文/王平勇 深圳建投置业集团有限公司 广东深圳 518103

引言:

建筑市政工程活动的开展,其主要目的就在于建设、发展城市居住空间,为居民提供更加舒适的生活环境,提高国民幸福指数,同时更进一步促进地区经济发展,为精神文明建设奠定物质基础。为此,在开展市政工程建设活动时,还需针对工程施工技术的应用予以高度重视,从保证工程施工安全及施工质量的角度,考量各项技术应用的效果。如各类深基坑支护技术的应用,是为保证在施工过程中,阻挡地下水及土体等对施工环境造成影响,同时降低工程施工对周围环境造成不利影响。为确保此项工作得以顺利进行,需对体系中,各项技术予以充分了解,以便能够更好地掌握技术要点,在具体的施工应用中,能够切实发挥出技术优势,保证工程基础施工安全,保证工程基础施工质量,实现建筑市政工程建设目标,体现工程建设的社会价值。

1.建筑市政工程深基坑支护技术概述

建筑市政工程深基坑支护技术是指,为保证地下结构施工安全,保证施工周围环境安全,采用相应的手段,对基坑侧壁采取支挡以及加固等保护措施。深基坑支护技术一般应用于基坑深度在5m 及5m 以上的地下结构施工中,以保证地下结构整体的稳定性及施工安全。

2.工程中深基坑支护技术要求及特点

工程中深基坑支护施工具有高危性、地域性等特点,安全程度要求高。因此要求依据合理的施工设计进行,且要有效解决地下水的影响问题,尤其在土方开挖等过程中,要保证挖土机间距合理,且由上而下逐层挖掘,注意控制超挖或者不足等问题。此外,还要注意设计把控施工、材料、设备堆放及管理、关键部位处理以及技术人员跟班作业等内容,以确保工程施工安全。

3.工程深基坑施工处理关键技术分析

工程深基坑施工处理过程中,关键技术主要有以下几种,现就其具体情况以及施工要点等内容,予以更为深入地分析,以便更好地掌握工程深基坑支护的技术应用先进性。结合具体的施工需求,更加合理地运用各项深基坑支护技术,确保基坑支护作业安全,确保基坑支护施工不会对周围环境造成不利影响,失去支护施工的优势作用。

3.1 预应力锚杆支护技术

预应力锚杆支护中,预应力锚杆主要由锚头、杆体以及垫板等结构组成,利用锚头产生锚固力,继而对围岩施加一定预压应力,由此达到主动加固围岩的效果,是整个技术的核心。预应力锚杆类型众多,如机械胀壳预应力锚杆、水泥药卷预应力锚杆以及树脂预应力锚杆等。其中机械胀壳预应力锚杆,是利用锥形端部,于螺纹旋转时,胀开带有倒钩的外壳,将其压紧于岩壁,从而产生锚固力,达到锚固效果。具有立即发挥支护作用的优势,但同时具有预应力支撑作用随着毛骨松弛逐步弱化,杆体容易被锈蚀等缺点,通常仅作为临时支护使用。相对来说,水泥药卷预应力锚杆、树脂预应力锚杆则具有更多的优势体现,如树脂预应力锚杆,承载快、安全可靠且操作较为简便,同时具有锚固力大以及适用范围广,能够控制围岩位移等优点,此外其抗震性能良好,极适用于Ⅰ-Ⅳ类围岩主动支护施工中;水泥药卷预应力锚杆,则具有制作简便、成本低,且材料来源广泛、便于机械化操作,整体的安装速度非常快,可避免无粉尘危害等优势,同样适用于Ⅰ-Ⅳ类围岩支护。

在具体施工中,此类施工技术的要点在于高强度精轧螺纹钢、水泥浆体材料(普通硅酸盐水泥)、塑料套管材料以及隔离架、防腐材料等结构材料、构件的质量;在于预应力试验、钻孔机具使用以及锚孔钻进方式、稳钻时间控制、锚孔成孔检查、锚杆杆体的组装及其安放、锚孔注浆、终极检测等诸多内容。如采用无水干钻方式;钻孔深度达标后,稳钻1-2min;杆体组装时,需保证锚杆钢筋平、顺、直以及除油除锈,杆体不应扭曲,或者被压弯,注浆管应与锚杆同时放入孔内,且管端应与孔底保持50-100mm 的距离;采用常压注浆以及孔底返浆法施工,做好注浆记录,锚杆张拉要达到轴向拉力值1-1.1 倍的程度,若土质是砂土,则需保持10min 左右,若土质是黏性土,则保持15min 左右,达标后卸荷达到锁定荷载才可[1]。此外,在注浆等所有作业结束后,还需做预应力抗拔力检测、锚固工程质量抽检等工作,检测合格后,才能准予使用。

3.2 柱列式灌注桩排桩支护技术

柱列式灌注桩排桩支护实际是改良后的地下连续墙支护形式,传统地下连续墙施工,成本高,施工设备笨重,不是同一需求下深基坑支护的首选。经过改良后,使用小型钻机,或者是冲扩桩机等,间隔布置柱列灌注桩,保证桩、桩间有一定净距,疏排、密排形式相结合,既能够达到地下连续墙的高强支护作用,又能够有效节省工程造价,缓解施工压力,如图1 所示。

图1 柱列式灌注桩排桩支护

柱列式灌注桩排桩支护体系,刚度适宜且良好,适合作挡土围护结构。而桩与桩之间,因有连系差,需在桩顶位置,采用混凝土浇筑的大截面钢筋帽梁,巩固连接,才能保证桩与桩之间保持良好的衔接性、稳固性。灌注桩施工相对更加简便,机械钻孔、人工挖孔方式均可,且可适当交叉使用,但其成本却远低于地下连续墙,可使用无打入桩噪声的合适小型机械,同时防止由机械振动或者是钻孔等挤压施工处周围土体,造成施工安全隐患。且人工挖孔整体费用较低,尤其是多组并行作业的情况下,施工效率有保障,成孔精度高。

为保证该支护技术应用合理,且能够最大限度发挥出支护作用,还需注意在各相应要点方面予以充分关注。如为有效防止地下水渗入,还需在桩间,或者是桩背位置,利用高压注浆、旋喷桩以及设置深层搅拌桩等方法,做进一步的防护。此外,灌注桩围护结构,是于建筑主体结构外墙位置设计使用,因此,还可将其视为参与受力的“外墙结构”,这就要求灌注桩与主体侧墙结构之间,不设拉结筋,同时还需用防水层等隔开,以此保证发挥其分解测压的作用。

3.3 深基坑支护施工技术

深层搅拌支护一般应用于软地基支护施工中,相对属于一种较为新型的施工技术。具体是将地基软土与固化剂充分搅匀,待固化剂凝固,地基整体的强度也会随之增强,属于一种能够强化地基的加固方式。而固化剂的使用,需要注意水泥及石灰等的选择,主要因水泥或者石灰等材料强度、硬度较高,且市场价格相对较低,整体的性价比非常高。这两种材料还具有非常好的抗渗透性,可防止地下水等的渗透以及降低能耗。

此外,实际施工中,还应注意材料配比,确保材料配比合理,产生的水热反应不会过强,致使结构内外的温度不均衡,造成结构稳定性影响[2]。搅拌设备的使用也极为关键,且该技术应用的灵活性要求较高,需要施工人员依据施工要求,结合施工现场的实际情况,灵活进行方案调整,以达到方案施工要求。如对地形地貌等特征变化的了解,能够很好地把握桩体形状、尺寸,以有效降低对周边环境的影响。还可以结合基坑外形结构特点,结合相关技术要求,合理控制材料配比,使其达到与结构外形相适应的效果。过程中,注意搅拌速度、搅拌时间等的控制,以确保支护结构稳定性以及安全性。

3.4 土层锚杆支护技术

土层锚杆支护,是将水泥浆注入钻机内,插入钢绞线,在钻机外壁持续灌注泥浆,形成一层坚固保护膜的方式。土层锚杆支护技术的应用,需要注意的是,倒入泥浆之前,应运用锁定方式,对比设计与实际情况,准确测量确定钻机位置,合理控制设计偏差的问题。尤其是锚杆钻机的位置确定,需结合实际需要进行合理的调整,达到使用要求,且保证桩基位置能够与施工需求相匹配。

此外,还应就锚杆其他方面予以充分检查,以保证钻孔深度控制合理。保证现场测量质量、精度,检查土层内障碍物等的有效清理,若确定土层中有相应的障碍物,还需即刻停止挖掘,且立即清除障碍物后,再进行相应的挖掘。

3.5 高压旋喷止水桩施工技术

高压旋喷止水桩施工,是利用高压旋转喷嘴,把水泥浆喷入土层,使其与土体混合,由此形成连续搭接的水泥加固体,形成有效的支护体系的一种方式。高压旋喷止水桩施工技术,主要适用于淤泥、流塑、粉土、黄土以及软塑、可塑粘性土等的地基施工中。在土中含有大量大粒径块石、植物根茎或者属于坚硬黏性土时,可利用该技术提高土体整体的强度、坚硬程度。

如某工程施工中,将三管高压旋喷桩,用作止水帷幕,在施工前,已经将所有机械设备准备就绪,且对于施工中使用的水泥材料,进行规范检验[3]。在三轴高压旋喷桩施工环节,要求依据图纸设计,对桩位进行复核,且将桩位打入木桩,或者是短钢筋,以作标记使用。高压旋喷桩的使用,需利用高压旋喷嘴,将水泥浆喷射至土壤当中,使其与土壤充分混合,以形成具有连续性和重叠效果的固体结构。具体按照平整地块、测量定位(施工轴线与孔位偏差不超过50mm)、钻机就位,整体开工的顺序进行施工。

4.工程深基坑支护技术的优化措施

工程深基坑支护技术应用质量的保障,还需从以下几项施工优化的角度出发,确保现场勘察质量,保证勘察数据精度及可靠性,保证基坑工程内部结构设计合理以及稳定。施工材料选用适当,与工艺技术之间的匹配程度高,同时能够及时发现并吃力异形问题,合理控制地下水等,才能够真正确保深层支护施工技术得以充分利用。

4.1 加强工程施工条件的勘察

现场勘察最为关键的即数据准确,相应测量数据的可靠程度越高,施工设计方案的合理性也就越强,所产生的施工指导作用也就越强,一起保证工程施工安全、施工质量合格。这就需要在现场勘察阶段,合理使用相应的勘察技术,结合地理信息系统,有效、准确记录勘察数据,并将其汇总、整理出来,保证工程施工质量。如利用地理信息系统,采用现代GPS、RTK 等技术,有效探测施工具体位置的水文地质环境,资源类型以及土质、土体结构等,及时做好相应的数据记录,同时为后期图纸设计提供可靠的数据参考。在现场勘察阶段发现任何异常情况,都应采集样本,做好及时上报工作,且配合复核人员,做好施工现场复测等工作,以进一步确定施工不利因素的具体位置或者具体类型,以便在施工设计以及具体施工前,扫清一些障碍,保证工程施工安全。

4.2 优化基坑工程的内部结构

基坑工程内部结构的优化,主要考虑基坑工程内部结构对建筑主体结构整体稳定性以及安全性的影响,考虑从质量、管理框架、责任制度等角度,具体落实相应工作,以确保基坑工程结构设计及施工没有问题,保证整体的施工安全。

如结合现场施工情况,合理搭建质量管控体系,敦促参建单位,加大自身的质量管控力度,确保工程结构施工设计合理、施工安全,质量有所保障。在满足工程工期要求的基础上,还能保质保量地完成各项地基施工任务,保证地基施工科学合理。且还应结合施工要求,做好相应的准备工作,确保施工过程不会因施工物资中断等造成工程延期,或者施工质量难以得到可靠保障等问题。

管理框架的搭建,则要结合施工质量及施工安全的双重要求,在技术体系、技术先进性以及施工操作规范性、稳定性等方面予以高度关注。依据相应的技术要求、质量要求以及施工安全要求等,具体制定施工管理要求及管理方案,并严格依据方案执行,保证管理规范。

责任制度的贯彻与落实,还需集合管理框架搭建,对管理制度及管理方案等的制定了如指掌,建立配套的责任制度体系,同时以责任制度,敦促管理人员、施工人员、现场技术人员等,提高施工重视程度,从保证施工质量及安全性的角度,规范自身行为,认真对待管理、施工、技术指导等工作,确保以自身的专业性,保证施工可靠性,提升工程施工质量。

4.3 严格把控施工材料质量

严格把控施工材料质量的问题,主要强调施工材料对工程施工的影响。如水泥、石灰以及钢筋等材料的规格、尺寸以及强度等,直接影响混凝土强度、支护体系强度[4]。因此,为保证支护体系的强度以及硬度,还需充分关注施工材料以及施工设备等的质量。如建立现场检查机制,对现场的施工材料及其使用予以高度重视,定期进行抽检,对材料数量、材料质量以及相应参数的合格率、设备性能等予以有效调查,保证材料及设备的使用合理,切实满足工程施工需求。此外还应就材料采购、合同签署以及入场验收等各个环节予以充分关注,以保证在层层把关下,工程质量得以充分保障。

4.4 定时排查形态异常问题

形态异常主要是指支护结构整体的形态是否存在异常的情况,从形态异常角度,分析支护结构整体的稳定性以及安全性。若发现支护结构存在异常情况,需立即停工,并找出形态异常的原因,针对原因进行处理,保证支护结构稳定性,确认无误后,再行施工[5]。此外,还应引进相应的高精度检测设备,保证在工程施工过程中,在不同的施工阶段结束后,对相应的施工成果予以合理测试,以保证工程各个环节施工安全、质量达标,以此保证整体的施工效果。

4.5 科学地处理地下水技术

地下水处理不当,会对深基坑支护施工造成不利影响,如结合整体的稳定性难以保障等。因此,还应做好排水处理。利用调整水压的方式,定期检测水位变化情况,制定合理的排水方案,结合工程实际施工情况做好排水处理,以保证支护施工安全,保证支护结构稳定。

结语:

综上所述,深基坑支护技术的应用,应该从关键技术的应用要点出发,在充分了解深基坑支护技术及其应用必要性、技术要求等内容后,就关键技术的具体应用要点予以分析,便于更加充分地把握技术要点,为技术应用提供有力保障。此外,为进一步提升技术应用可靠性,发挥深基坑支护施工技术优势,还需从现场勘察、内部结构优化以及施工材料质量的把控、形态异常情况及时排查、地下室合理处理等角度,强化对技术的把控,确保技术整体应用合理,与建筑工程施工之间保持较好的衔接性,以此确保建筑工程整体施工的可靠性、结构稳定性,确保工程投入使用后的安全性。且就当前的技术先进性、应用情况来看,还需就技术进一步研究、优化予以高度重视,以持续提高技术先进程度,促使其能够为建筑工程施工提供更为有力的保障。

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