惠阳建筑工程总公司 广东惠州 516001
摘要:新时期我国大力推动城乡一体化建设,各大都市圈逐渐发展成型,高层建筑投资建设不断增多,深基坑支护施工应用逐步推广成为一大技术主流。本文对深基坑支护的技术特性进行阐述,对深基坑施工技术工艺应用进行分析,提升施工技术在新时期下的应用水平。
关键词:建筑工程;深基坑支护;施工应用;特性;措施
一、引言
我国在新时期下根据经济发展需要,利用城市建设发展程度不同类型规划各自的都市圈,国民经济发展进入深层次发展模式,高层建筑成为各大都市圈核心区域重要经济发展名片之一,随着高层建筑地下空间功能不断增加拓展,深基坑工程在建筑工程中越来越常见,支护技术在不同气候中、复杂的地下空间环境条件实施难度较大,需要现场参建各方密切协调共同作业,注重施工现场基坑状态监测,选择实施适宜的支护技术才能保证深基坑开挖过程安全性、稳固性。因此,施工单位对深基坑支护技术实施应用及时总结并引入新工艺,致力提高深基坑施工质量。
二、深基坑支护主要技术特性
深基坑支护技术在基础工程施工中往往组合多种不同条件适用的条件,技术特性有以下几个方面:
1、支护技术施工往更深地下扩展
随着近年来城市地下空间功能要求不断增多,高层建筑立体式利用空间最大化成为一大主流,尤其是部分高层建筑邻近有地铁站、高铁、重要建筑物等,地下空间开挖往深层扩展过程中往往越来越大,更好地与其它重要地下空间互连互通,形成立体式地下空间,支护施工技术复杂程度越来越大。
2、深基坑支护技术综合运用较多
随着深基坑往更深地下开挖,地下土层不同的特点需要采取不同形式的支护技术手段,大大增加了对土体稳定支护技术难度,深基坑支护技术众多,仅供一两种技术难以达到支护安全稳定性的要求,需要针对土体不同特性采取综合性支护系统才能达到制定的质量目标。
3、深基坑施工条件比较复杂
随着高层建筑大量集中式建设,往往在同一路段成片开发建设,同步开挖的深基坑容易发生沉降大、地下水流失过多加上土层内部性质相差较多,周边大型建筑物众多和核心区域交通流量大,在诸多高层建筑物包围中实施有效的支护技术手段成为施工单位必须面对的重要难题。
4、深基坑暴露时间长、受气候影响大
深基坑支护技术作为临时性对内部土体支撑,应用技术环境往往是临时性的,基坑回填后大部分支撑体需要拆除。由于深基坑开挖难度大,支护结构复杂,暴露在外界环境中时间较长,一旦遇到恶劣的天气如暴雨、台风等情形,土体经过长时间浸泡性质往往发生较大变化,支护结构容易发生失稳,一旦发生紧急情况往往需要采取快速补救措施,给基坑周边带来较大的危险。支护技术在恶劣气候条件变形走位,非常容易发生基坑坍塌事故。
三、深基坑支护工程施工技术应用有效措施
1、以深基坑支护应用系统性为出发点制定方案
深基坑支护技术方案的制定要以科学性、适用性、综合性作为综合性地下土层稳定的支撑整体系统。首先要有勘察报告、设计图纸、准确的地下管线分布图、现场周边建筑物、交通运输路线、历年的天气情况分析报告、地下水深度等详尽真实的资料。其次有专业性强的深基坑监测方案,信息化的监测设备和足够的监测专业人员,针对基坑的水平位移、沉降、变形等重要参数实时记录。最后要配备足够的应急救援队伍和足够的应急手段,设置救援机构,防范基坑突发事故发生。只有通过系统性实施深基坑支护施工才能保证基础工程的安全性、稳定性。
2、锚杆支护技术应用
深基坑开挖过程中随着深度的增加,基坑内部的土体一旦未及时支护,内部摩擦力随之向下滑移形成不稳定土层,在超过平衡稳定点后会产生滑坡甚至坑内坍塌。利用锚杆支护技术进入土层中形成稳定土体抗滑移支撑体,再通过注浆加固促进锚杆与周围土体形成牢固整体加强支护效果。锚杆可选择不同材料如高强无纵肋树脂等材料,改良支护结构的间距方式,以提升锚杆打入土层后形成较好的承载力结构层。
3、土钉墙支护技术应用
土钉墙支护技术在深基坑施工过程中较为常用,应用土钉墙支护技术实施前要做好基坑排水设施的设置,依照施工开挖土体坡度、开挖深度、地下水分布选用明沟排水、不同梯级井点降水等形式进行降排水,避免土钉墙长时间受到水冲刷或浸泡降低支撑结构的效果。土钉支护的钢筋通常宜为16—32mm,土钉要求直径满足设计要求、强度性能好,当通过电焊机进行土钉与托架焊接过程中,对土钉进入土体钢筋的深度、斜角、水平及垂直位置、钢筋间隔、注浆数量均要严格控制,土钉必须与加强筋焊接牢固,钢筋使用专用机械除锈并调直。由于土钉的排数数量多少对支护结构整体强度有直接影响,选择打入的排数与施工条件、挖进的深度、邻近建筑物距离、基坑坡度等参数密切相关,需要综合考虑再确定打入土钉的排数。土钉墙施工顺序自上而下,当上方土钉钻入、注浆液等工序未完成前不能实施下方土钉钻入、注浆工序。当打入的土钉的长度碰到外部墙体、对基础开挖不利部位、绕开地下管线、管道时需要适当减少长度以避免破坏墙体或管线。土钉作业时先钻入钢筋后再实施注浆,注浆压力控制在0.4-0.6MPa之间,在确保浆液的足够多前提下实施二次注浆,初次注浆待30min后实施再次注浆。
喷头位置在同一分段内要由下方往上方实施移动喷射水泥砂浆,喷头使用范围在钢筋网附近80mm-150mm之间,初次喷射水泥砂浆后30~50mm进行挂网,挂设的钢筋网搭接长度至少超过300mm,之后再喷上第二层水泥砂浆。喷射水泥砂浆终凝2h后进行表面喷洒清水实施养护,喷射后的墙体养护时间为3~7d,根据现场气温条件确定。
4、护坡桩支护技术应用
护坡桩支护需要制定专项技术方案并实施详细技术交底再实施。护坡桩采用商品混凝土,坍塌度控制在180—220mm,泵送的混凝土连续供应避免桩体内出现离析、分层,浇灌的第一盘混凝土前提前用清水冲洗泵送管道,提前检查泵管密封程度防止出现漏浆情况,连续浇灌时要控制好桩体底部质量,待灌注的混凝土要浇入钻杆后一定位置才能提起钻头,提钻时要注意钻头尖要埋入混凝土中避免出现断桩现象,超灌桩底部混凝土至少达到50cm,泵送混凝土与桩孔内搅拌互相密切配合,控制浇灌桩体时间避免过长。当成桩后对桩头加以保护,24h不能对桩头有外部扰动。
钢筋笼制作过程中注意焊接质量,对主筋搭接的部位的焊接应加强,可采用近上部接三分之一处加焊两道直径16mm加强箍筋并作为有效吊点,对于主筋采用两面搭接焊,焊缝连接长度应达到5d。现场起吊、下放安装钢筋笼由专业指挥起重司机及操作工配合作业,起吊后的钢筋笼由4个工人扶住笼体缓慢移动,安装过程中要对准桩孔中心点,测量人员对中心线、垂直度进行反复核对。12h制作一组混凝土试块进行同条件养护。护坡桩较适用施工现场条件复杂的支护工程,坍孔少,成桩后支护效果好。
5、基坑内部降水、止水控制
深基坑容易出现裂缝、失稳、坍塌事故离不开水对内部土体冲刷、浸泡导致土方变软,受力变化过大发生坑体内部变形。在大面积开挖过程中坑内容易发生积水,需要采取积极排水措施,配备足够的抽水机,梯度过大的深基坑分级抽排水,可采取明沟排水、积水井降水对坑内的地下水进行处理,抽水过程中三班倒轮流作业,每隔2h专人观测水位情况并作好记录。
止水手段通常有钻孔压浆桩、压力注浆、高压旋压喷浆、扩喷搅拌桩等,如采用扩喷搅拌止水桩,这类止水桩综合了钻孔桩、搅拌桩、旋喷浆等多方面的特点,止水桩与支护桩共同结合形成整体护坡和止水结构墙体,利用水泥浆作为主要原料,先定点喷一次,提升钻杆再投入石材后反复补足浆液形成桩体,高压定点喷浆能较好地排除桩与
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图1 素混凝土地下连续墙
桩之间因施工位置产生的缝隙,钻入缝隙的土体经过高压喷浆注入后结合成规则密度的水泥浆桩体,连成一片止水结构墙体达到了止水效果。近年来还发展了素混凝土地下连续墙(图1)、压浆止水帷幕等施工工艺,地下连续墙具有很高的强度,既能挡土又能止水,直接阻隔断基坑内外潜水联系且抗渗能力强,满足强大的承压水对基坑的土体产生的内部应力。当地下水位高于基坑底部,上层滞水量多或易出现流砂管涌等现象时,周边邻近较重要的建筑物时,深基坑工程可选用竖向、水平方向止水帷幕,止水帷幕止水效果显著、防坑体变形能力强,缺点是工程造价高。
6、深基坑支护安全技术应用
深基坑支护过程中安全施工技术的应用与质量控制共同协调,只有支护安全得到充分保障才能确保支护应有的实际效果。施工单位需要制定可行的支护技术安全施工方案,规划合理安全的泥土运输车辆进出路线并有车辆洗消专业设备,泥浆施工有专业安全防护设施,基坑边沿禁止堆载过量泥土,成水安全应急救援专业队伍,配置足够的安全防护设施。
四、结语
随着我国新一轮城市化发展进程的开始,高层及超高层建筑在工程投资建设中不断涌现,深基坑施工不断增多,加强深基坑施工技术应用力度成为施工过程中重要工作内容。施工单位需要根据现场实际条件以及图纸、勘察、管线等资料制定严密的深基坑施工方案,选择适用的深基坑支护技术,深基坑支护施工技术作为具有极强专业化的技术之一,施工中注重控制坑体内部结构变形和周边建筑物沉降、位移,防范和避免基坑质量、安全事故发生,做好科学基坑监测,加大支护技术研究力度,努力提升我国建筑工程技术应用质量。
参考文献:
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