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摘要:现阶段,我国城市化建设的步伐越来越快,地下空间的开发和利用已经普遍受到人们的关注,深基坑工程施工也逐渐增多,而深基坑支护工程深刻影响着周边的建筑物、地层以及构造物,若得不到妥善处理,将会发生严重的坍塌事故。所以应该对深基坑支护的主要方式进行掌握,并对常见的施工问题进行分析,通过有效的处理措施来解决施工问题,从而保证深基坑支护工程施工得以顺利完成。
关键词:深基坑支护工程;施工;问题;处理措施
深基坑支护是工程建设过程中的重要内容,是常见的加固方案,在深基坑支护施工过程中,必须确保边坡的稳定性,同时还要满足变形的控制要求,确保深基坑内的作业安全,防止基坑及坑外的土体移动,确保深基坑附近的建筑物、道路、管道等都可以正常运行。随着支护结构的逐渐完善,也产生了很多全新的支护结构形式以及边坡稳定方法,有效提高了深基坑支护施工质量,降低成本。但是在深基坑支护施工过程中依旧存在一些问题需要解决。
一、深基坑工程的主要内容
1.对岩土工程进行勘察与调查在深基坑工程施工过程中,必须确定岩土的参数和地下水参数,对相邻建筑物、周围的各种地下埋设物等进行勘察,做好深基坑支护方案的设计。
2.支护结构设计深基坑支护结构是深基坑支护施工过程中最关键的部分,深基坑支护结构包括挡土墙围护结构、支承体系、土体加固等几个重要部分,支护结构的设计也必须与深基坑支护的施工方案紧密结合,确保土体结构的安全性。
3.基坑开挖与支护施工在深基坑支护施工过程中要加强土方工程施工管理、工程降水以及工程施工组织设计。
4.地层位移预测与周边工程保护深基坑支护施工过程中可能会出现地层位移,位移的程度主要取决于土体以及支护结构的性能和地下水的变化情况,也取决于施工工序以及施工过程。在施工过程中要做好地层位移的变化预测,并且及时修改支护结构设计和施工方案,确保施工方案科学合理。
二、深基坑支护选型和应用技术
1.排桩支护技术
排桩基坑支护,作为支挡式结构,常用于垂直开挖较深的基坑。根据土层性质等可选择混凝土灌注桩和钢板桩等,较大型基坑支护以混凝土灌注桩更为常见。当基坑周边存在地基变形敏感的建筑物和管线时,不应采用挤土效应明显、易塌孔和缩颈或振动较大的桩型和施工工艺,宜采用间隔成桩施工顺序,对松散易坍塌地层采取改善泥浆性能等措施。冠梁施工应注意将桩顶浮浆或低强度混凝土清除,桩纵向钢筋锚人冠梁35d,加强整体刚度。
2.锚杆支护技术
锚杆基坑支护作为锚拉式支护结构,允许支护结构适量变形和位移,深基坑中多采用预应力钢绞线锚杆。锚杆施工应注意避免超过用地红线或对周边建筑物基础造成损害,锚固段不宜设置在淤泥等软土和松散填土层内。锚杆一般结合混凝土腰梁进行支护,须当锚固体强度和混凝土梁强度达到规定要求时方可进行张拉锁定,然后进行下一层土方开挖。
3.土钉墙支护技术
土钉墙支护应用于安全等级为二、三级的基坑,支护结构位移稍大,当基坑周边有重要管线时不宜采用。深基坑支护中常结合水泥土桩、钢管微型桩等组成复合土钉墙并可适当放坡。土钉间距不宜大于2m,喷射混凝土面层宜为80mm~lOOmm,面层中配置通长加强筋并宜以土钉焊接,根据土钉层数分层开挖土方,喷射作业应分段依次进行。
三、深基坑工程施工中发展现状和存在的问题
当前,深基坑支护工程设计主要基于传统的朗肯土压力和库伦土压力理论,得益于计算机和软件技术的发展,深基坑支护设计逐渐成熟,各地区也掌握了较多岩土层设计经验参数,行业规范不断修编,深基坑工程施工也随着各种施工工艺的不断发展和成熟积累了较多地区施工经验,在一定程度上较好地保证基坑支护工程的安全。然而,实际基坑工程施工中仍存在一些问题,需要不断改进和完善。
1.基坑工程设计与施工存在差异
基坑设计中所采用的岩土参数是以勘察报告为依据的,基坑规范对土的抗剪强度指标建议采用三轴抗剪强度指标,该指标较符合土层的实际性状,但由于直剪试验在工程中积累了大量经验而且试验时间短,勘察单位常提供直剪强度指标尤其是非软土。由于土体强度试验指标与实际土层存在较大差异,支护结构所受土压力与实际情况差异较大,基于理论情况的设计与实际施工不相一致。
2.土方开挖与支护不协调
深基坑工程土方开挖深度较大,若考虑大面积承台或筏板基础开挖,基坑支护高度加大,支护结构土压力和水平位移较大,基坑设计所需工程措施造价较大,建设单位往往难以接受。实际工作中设计单位对基坑支护高度一般不考虑承台基础开挖深度,而要求施工单位采用分段跳挖的方式施工基础承台。基于施工效率、施工成本、施工便捷度等多方面的原因,施工单位往往未能完全按设计要求采用跳挖方式施工承台基础,甚至出现超挖现象,导致土方开挖与支护不相协调,当土层力学性质较差时容易引起基坑失稳。
3.基坑工程时空效应明显
所谓基坑工程的时空效应,是指基坑开挖和支护的过程中,支护结构和周边土体的变形和位移随着基坑开挖的时间尺度和空间尺度而有不同影响。淤泥和淤泥质土等软土地层具有灵敏度高、孔隙比和压缩性大、抗剪强度低、触变性等特点,此类地层的基坑开挖和支护具有很强的时空效应。
四、深基坑支护工程施工问题的处理措施分析
1.深基坑支护设计阶段的管理
深基坑支护设计是支护施工的依据,设计的合理性与深基坑支护施工的质量有着密不可分的关系。因此,必须重视深基坑支护设计阶段的管理。一方面,深基坑的支护设计涉及众多的学科领域,涉及地质、水文、力学等,这对支护设计人员的综合水平提出较高的要求,他们不仅需要掌握深基坑支护设计所涉及的众多学历领域的专业知识,而且还需要具备较为丰富的深基坑支护设计经验。只有深基坑支护设计人员的综合水平达到要求,才能为保障深基坑支护设计的科学性与合理性奠定重要的基础。另外,在深基坑的支护设计阶段,还应该注重与施工现场的考查。
2.深基坑支护施工阶段的管理
第一,严格施工原材料管理。首先,对进入现场原材料进行检测,建立专门的质量监督员。当材料进入现场时,检查人员需检查材料质量,并对不合格或不符合要求的材料进行严格清理;另外,对施工现场的原材料进行分类管理。第二,合理选择支护方案。通常,深基坑支护工程的支护方式有悬臂、重力和混合等类型。悬臂式悬臂梁在岩层帮助下,对稳定结构起到保护作用,悬臂式仅适用于浅层开挖和较好的施工环境。对于挡土墙支护措施,主要由天然边坡或人工边坡支护,以保持土体的稳定性和墙体结构的施工。第三,实时检测工作。由于基坑本身的强时效性和地下土体的不确定性,通过科学合理地设置相关围护、支护、土层、水位,可在很大程度上为基坑支护安全提供可靠的数据支持。并及时对基坑的土质进行监测和基坑的开挖。为防止和规避周围管道及周围环境风险提供了有利条件。
五、结语
深基坑的支护施工对于保障地下结构和周边环境的安全有着不可替代的作用。因此,必须对深基坑的支护施工管理引起足够的重视,确保深基坑地下工程的施工能够在安全、可靠的环境下进行。
参考文献
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