市政工程深基坑施工工艺及质量控制研究 黄成

发表时间:2020/7/14   来源:《基层建设》2020年第8期   作者:黄成 程光奇
[导读] 摘要:随着中国城市化的快速发展,应深入研究深基坑技术,更好地利用深基坑技术进行施工。
        杭州临安东航建设工程有限公司
        摘要:随着中国城市化的快速发展,应深入研究深基坑技术,更好地利用深基坑技术进行施工。中国深基坑技术起步较晚,发展缓慢。与发达国家相比,还有许多方面需要改进。在深基坑开挖过程中,水位和其他环境的影响往往会造成事故,因此应挖掘深基坑技术的优势,充分发挥其作用。
        关键词:市政工程;深基坑;施工工艺;质量控制;研究
        1深基坑技术概述
        1.1深基坑技术的应用范围
        市政工程深基坑技术是针对几类特定的情况而适用的技术,它的应用范围有三种:
        1.1.1当需要挖掘的坑的深度≥5m时,可使用深基坑技术。
        1.1.2如果挖掘深度没有超过5m,但是地质、环境因素影响较大,地下管网错综复杂的情况也可用深基坑技术。
        1.1.3当建设3层以上地下室时也可以用深基坑技术。
        1.2深基坑技术的特点
        1.2.1区域性
        市政工程深基坑技术的可行性随着地质、人文环境、市政特点等因素的变化而变化,具有较强的区域性、不同环境的深基坑施工方案也各不相同。在施工前,要对当地的情况进行仔细调查,反复试验,最后制定出一个可行的方案,不能凭空捏造,机械复制。
        1.2.2临时性
        市政工程深基坑围护体系通常是临时设备,其安全性不保证。因此,我们应该对维护系统进行实时监控。如有异常或危险,应立即补救或及时排除。
        1.2.3制约性
        市政工程深基坑受到周围建筑物、地下复杂的管道网络、水位、施工设备等因素的影响,应该综合这些制约因素制定计划,尽量使计划最优化。
        1.2.4环境性
        环境对市政工程深基坑施工有很大的影响。在深基坑施工过程中,地下水位和土体应力场发生变化,使深基坑变形。一旦周围土壤的平衡力发生变化,相关建筑物和地下管道将受到破坏。建筑物倾斜、路面裂缝、地下管线断裂等危害时有发生。这种安全事故不仅会造成巨大的经济损失,而且会严重影响我国的建设进度,另外,社会上还会掀起一番议论,影响及其恶劣。控制地下管线位移最好的方法则为基坑内被动区土体压力加固法。坑内土体被动区土体加固能够同时大面积降低地下管线竖向、水平位移量,加固效果和加固范围的宽度、深度相关。所以,应当细致观察,科学设计,依照顺序有效施工。
        2市政工程深基坑施工工艺
        2.1 施工准备
        市政工程是城市化建设中的关键项目,深基坑施工工艺是市政工程建设中的重点内容,市政部门必须做好施工准备工作:(1)将各项施工工艺落实到个人,明确施工人员的岗位职责,使其认真履行自身的义务和职责。(2)市政施工人员需要掌握本工程的施工方案和技术手段,在施工准备阶段认真核对施工技术图纸,合理选择施工地点,明确施工技术标准和施工工艺,做好建筑材料、机械设备等的准备工作,因此,深基坑施工准备在市政工程中起着重要的作用,有助于提高市政工程的施工质量和效率。
        2.2 土方开挖
        土方开挖的重点是基坑土方机械分层开挖,常用的挖土机械是挖土机、推土机和自卸汽车,每层土方开挖的厚度一般在30cm,基坑机械开挖需要和基坑护壁交叉进行。首先,在土方开挖之前,相关人员需要及时清除并处理施工区域的障碍物,合理绘制开槽灰线,准确定位控制线和控制桩。其次,在危险区域设置明显的标志,合理安排开挖顺序,分层、分段依次开挖,将其修筑成合理坡度,为泄水提供便利。同时,技术人员还需掌握施工图内容,做好技术交底。第三,在管道沟槽和基坑开挖过程中,市政技术人员需要明确开挖顺序、开挖路线和开挖深度。根据工程地质和水文特点,合理降低地下水位,一般在开挖面以下0.5m进行开挖。最后,要遵循因地制宜的原则,合理选用施工机械设备,对机械设备不能工作的部位,安排有关人员进行边坡矫正和槽底清理。
        2.3支护施工
        目前市政工程深基坑施工支护方法主要有悬臂支护、重力支护和锚杆支护。市政施工技术人员需要根据工程实际情况合理选择施工方法。其中,在锚杆支护过程中,市政技术人员需要先打土。当钻孔深度满足施工要求时,需要进行大规模施工。他们需要在钻孔中放入钢丝束、钢管、钢筋和钢绞线,并注入化学泥浆和水泥,以确保各种材料紧密结合,形成高强度螺栓。在实际施工过程中,技术人员还需要及时调整锚孔位置,做好连杆前的杂质处理,钢筋等施工材料必须经过检验,质量符合要求后方可投入使用。技术人员还需要检查灌浆管,以减少腐蚀和裂缝的发生。在灌注过程中,技术人员需要合理地控制压力,出现异常问题时必须立即停止灌注。同时,为了确保施工进度,技术人员需要在基坑开挖的过程中做好支护工作,在施工结束后对锚杆插入深度、注浆比例和钻孔角度等参数进行检查,提高基坑支护的整体质量。重力支护主要是由水泥和土层共同形成的重力挡墙支护模式,用于基坑内壁的加固,支护完成后,需要进行后续开挖施工,这种模式在市政工程深基坑开挖过程中得到了广泛应用。悬臂式支护方式主要是对基坑底板岩石土层进行支护,这种模式对岩石厚度提出了更加严格的要求,适用于基坑深度浅、地质条件优越的基坑中,一般情况下开挖深度需要控制在10m范围内。
        2.4 深基坑降排水处理
        在市政工程深基坑开挖过程中,当含水量丰富的地区含水层受损时,地下水会流入基坑位置。为了保证基坑的承载能力满足相关要求,实现边坡结构的稳定性,相关部门需要做好减水排水处理。在深基坑降水排水过程中,技术人员可根据水文地质条件实施防渗脱水策略,有效控制排水管道的质量,并沿管段设置定位器,保证降水井与成都垂直,满足相关要求,还要在人工开挖2m后搭设井点,完成钻孔后进行深度测量,一般深度需要控制在管埋深以下约1m。另外,市政技术人员需要做好施工现场管理工作,合理检查降水部件,实现水泵运行的稳定性,确保排水工作的顺利完成。


        3市政工程深基坑施工工艺的质量安全控制对策
        3.1构建安全、合理的质量责任体系,约束现场操作行为
        为保证深基坑施工质量符合施工规范要求,建议施工单位对原质量责任制不健全或完善的问题进行安排和规划。建立科学合理的质量责任制,努力从多个方面实现深基坑施工技术的科学管理。此时,现场施工人员可以根据深基坑质量责任体系的内容安排施工,保证现场施工的质量和安全。与此同时,对于深基坑现场施工存在的不足问题建议施工人员应该予以高度重视与重点处理。需要注意的是,执行开挖工作之前现场施工人员应该事先深入现场当中,明确现场基坑情况并做好基坑监测工作。如明确埋设基准点等内容,并根据现场实际情况做好相关规划与部署工作。
        3.2健全与优化施工组织机制,落实各项安全管理内容
        为进一步确保现场安全管理的实施,现场人员必须严格遵守项目施工规范和内容,严格按照安全管理原则和要求,实现对现场施工过程的全面控制。在此期间,建议现场管理人员勇于承担自己的管理责任。根据安全管理责任制的内容,应注重现场监理责任的落实,加强对基坑上部土体的监督,确保基坑围护施工的安全。必要时,可以在施工区域周围设置照明设施或者警示牌,避免对现场施工造成不良影响。需要注意的是,施工前期建议现场施工人员应该重点贯彻与落实支护工作内容,一旦发现后续施工与设计出现不协调等问题时,现场施工人员必须及时上报到上级单位当中,经审核之后,进行整改,尽可能地确保现场施工质量安全。
        3.3锚杆施工质量控制
        在桩锚支护系统中,锚杆是一个非常重要的组成部分。锚杆和护坡桩的质量在很大程度上直接决定着锚杆支护体系的质量。锚杆产生的抗拉力一方面与土层的地质环境有关,另一方面与施工工艺有很大关系。例如,在同一地质环境下,采用普通锚杆钻机和套管随钻钻机施工的最终效果明显不同,抗张承载力相差较大。另外,灌浆和二次灌浆的施工工艺水平,以及灌浆压力的合理选择,都会造成抗拉承载力的较大差异。所以,在一些关键的深基坑施工中,在施工初期,就需要对锚杆进行基本实验,进而确定出锚杆受拉承载力的合理设计值,以此为设计方案的正确调整提供参考依据。在实际施工现场,施工人员和施工设备都会影响到施工质量的稳定性,当完成施工工序后,就需要根据相关标准进行验收试验,确保锚杆的真实状况符合标准。
        在施工现场,存在一个关键的问题经常被忽视,即是在处理锚杆的自由段时,未在塑料套内均匀地抹上黄油。这就会导致在压力注浆环节产生非常大的拉力,而锚杆的受力机理则是在稳定土体内产生抗拉能力,但是自由段都是在边坡的圆弧滑动面内,所以自由段所产生的拉力就会起到反效果,使坡体的滑动更快。因而,在施工过程中,务必要监督施工人员对自由段均匀地涂抹黄油。
        3.4 降水井施工质量控制
        在市政道路工程深基坑施工中,根据现场需要设计合理数量的降水井进行基坑降水,降水井施工质量控制包括降水井的深度、间距、井径及降水井中投入的碎石滤料等。
        井深、管径以及管的质量容易目测和量测,而比较难以控制的是在下井管的过程中怎样确保垂直居中,假设井位出现偏斜,则会造成滤料的分布很不均匀,导致井管因淤泥堆积而堵塞或抽水含砂量过大而很难使水顺利排出。为了处理井位偏差,必须严格控制井眼的垂直度和孔径。经常发生的是钻孔某些位置的缩颈,这需要对钻孔进行检测。如果井眼垂直度和孔径符合标准,在下井过程中可采用沿管长设置限制器的方式,以保证垂直中心。在基坑开挖过程中,过滤材料本身的质量和充填质量是主要影响因素,必须严格控制。过滤材料的最佳选择是级配好的豆子石,当然其成本也很高,所以在很多情况下,采用碎石,假设采用圆度好的坚硬岩石,也会有很好的效果。施工现场使用的许多豆子碎石呈粉状、针状、片状,必须严格控制。这类砾石是导致降水井质量差的关键原因,甚至有大量降水井失去正常功能。
        评定降水井的质量是否符合标准,其最终也要靠抽水是否顺畅来判定,质量好的降水井能够起到非常大的排水效果,从而降低降水井的数量,也为施工单位节省施工时间和施工成本。此外,判定降水井质量的好坏也能从出水的含砂量上反映。基坑工程发生事故大多都是由于水造成的,对相邻区域的道路、地下管线以及建筑物构成危害的主要原因一般不是降水量而是降水中的含砂量。若在抽水过程中,不能很好地控制含砂量,就造成相邻区域道路沉陷过大、地下管线断裂以及邻建倾斜,严重的会直接导致降水井坍塌。
        4结束语
        深基坑施工是城市基础设施建设的重要组成部分,中国深基坑支护技术需要进一步完善。在深基坑施工过程中,有必要加强施工人员的培训,在充分认识深基坑技术和技术的基础上,协调人员之间的沟通。制定可行的标准工艺文件,按工艺施工。最后,要确保施工质量,通过对施工各方面的有效监控,确保施工顺利安全。
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