摘要:随着我国社会主义经济的不断发展,城市化建设正处于不断完善的过程之中,在此背景下,市政工程施工的任务越来越多。从现有的市政工程来看,地下建筑工程的数量正在逐渐上升,为了更好地应对地下建筑施工,深基坑施工技术必须得到提高。现阶段,在市政工程的实际施工过程中,影响地下建筑施工的因素还有很多,与深基坑有关的问题占比较多,因此,笔者将会针对深基坑施工技术展开探讨,希望能够给市政工程施工人员带来帮助!
关键词:市政工程;深基坑;施工技术
一、深基坑技术的分类
(1)逆作法,又称逆筑法,兴起于20世纪30年代的日本,这种施工方法讲求地上地下同时施工,主要优点在于缩短工期、整体基坑变形程度小、施工成本较低,是一种比较合理的建筑方法,我国现在已有60多项工程项目将逆作法运用于地下结构,如上海仲盛商业大厦、广州新中国大厦等。
(2)冻结法,这种方法利用了人工制冷技术,将天然土转变为冻土,形成一道冻土墙,从而在地下进行施工。这种技术最早出现于19世纪的德国,一般容易受到现场、工程项目及设计要求的限制。
(3)型钢搅拌桩墙,又被称为SMW工法,主要方法为:在水泥搅拌桩内加入劲性型钢,然后通过搅拌而形成围护结构墙体,这种墙体还具有组合结构的特点。这种施工技术的适应性较强,但是造价比较高,在我国还没有得到广泛应用,比较有代表性的工程是上海申海大厦。
二、市政工程施工中深基坑施工技术的特点
(1)区域性。这是深基坑技术最具代表性的特点,因为不同施工环境的地质构造不同、市政与人文的差异,导致不同区域的深基坑技术呈现不同的特征。考虑到这一特点,施工前要放平心态,施工人员不能施工经验为主,要对施工区域进行全面、详细的考察,然后再因地制宜地进行图纸设计。
(2)环境性。深基坑施工的开展,在一定程度上会影响周围的生态环境,比如水位发生改变、引起土层的变化,时间久了还会引起基坑变形、对周围的环境造成影响。
(3)临时性。深基坑的支护维护系统不是永久性的,而是临时搭建,所以在稳定性和安全性方面存在着不足,安全隐患还是存在的。因此在施工时要加强对深基坑施工的监督与管理,要提前制定一整套完善的预警、应急策略,从而能够有效应对工程中出现的突发状况并及时作出有效处理,保证工程的顺利进行。
(4)制约性。由于城市地面环境不同,地面抗性、周边建筑环境、市政设施等存在着明显的差异,这些因素在一定程度上对深基坑施工技术都具有一定的制约作用。所以,在制定施工方案前一定要对施工区域进行全面、详细的考察,从而使施工方案更合理、更科学。
三、市政工程施工中的深基坑施工技术
3.1土方开挖
这一技术是深基坑施工中最为初始的一种施工工艺,主要强调重视开挖顺序。在土方开挖时,原本土体会受到一定程度的影响,土体应力结构很容易被破坏,有时还会出现空载问题,在这种问题中,相应的上部土体会因支撑消失而出现不规则下塌,当出现这一问题的土方范围比较大时,很容易出现土体大面积塌陷,周边人员都会受到较大的安全威胁。考虑到这一问题,在土方开挖工作中,要提前采用勘察技术全面地分析对实际土体应力,要针对应力进行大小与分布分析后,对应力表现较好的土体优先进行开挖,这是确认土体开挖顺序的基础。
基坑开挖深度达到一定水平之后,坍塌隐患仍然存在,在这一阶段施工人员必须在深度达到20m时做好支护工作,比如说,可以通过在土体边坡处挂放钢筋网片并喷浆处理的方法来进行支护,这一方法要注意浆液混凝土的强度大小,在选取材料上一般选用C20、C30细石混凝土,喷浆厚度一般要控制在10cm左右。
3.2土方处理
堆积土方是深基坑施工过程中经常出现的一种土方,这些土方在施工的初期阶段没有用处,但后期施工时要借助这些土方进行回填,因此在条件允许下,堆积土方可以按照就近安放原则进行安放,但一般的施工现场不具备这种优良条件,要针对这些土方进行运输处理,在运输之前,要遵照“就近原则”在施工现场周围选定堆积点,然后再选取运输车进行运输,运输过程要避免较大晃动以预防土方泄漏问题及其他问题,后期进行回填时要依照同样的过程再进行运输。
3.3深基坑排水技术
水体是深基坑施工中不可忽视的一种影响因素。水体与土体接触后,会形成软土地基,这种地基的应力较差,对工程质量具有不利影响,同时地表水可能流入基坑中不断积累,从而导致施工工期延长,因此必须做好排水工作。明沟是深基坑施工中比较常见的一种排水设施,明沟形式必须要得到控制,一般来说只要环绕着深基坑即可,此外还要重视其他排水设施,比如说排水沟、排水井等,要充分降低水体对坑壁的渗透影响,从而保证施工质量与安全。
3.4支护施工
目前普遍采用的支护模式包括重力式支护结构、锚杆支护结构与悬臂式支护结构等,施工人员需要结合城市实际情况来选择施工方式。
就锚杆支护来说,要事先在土体内部进行钻孔,当深度到达施工具体要求时,开始进行扩大面积施工,将钢丝束、钢管、钢筋、钢绞线等放入钻孔内,注入化学泥浆或水泥。使所有材料紧密结合,形成高强度的锚杆。在施工过程中需要随时调整锚孔的位置,保证精确,接杆前需要清理杂质。钢筋等材料需要经过严格的检验,质量合格后才能够使用,严格检查注浆管,避免出现腐蚀或裂缝问题。灌注的过程中控制好压力,发现异常情况应当立即停止灌注。考虑到工期的问题,开挖工作一开始就要进行支护,施工结束后要在第一时间内检查锚杆深度与注浆比例、钻孔角度等指标,从而保证支护质量。
重力支护利用水泥和土层形成的重力挡墙进行支护,也属于基坑内壁的加固技术,在支护完成后再进行后续开挖施工,这种模式在市政工程中的应用范围是比较广泛的。
悬臂式支护依靠基坑底板的岩石土层进行支护,这种方法对岩石的厚度的要求相当严格,容易受基坑深度与地质条件的限制,通常要求开挖深度不高于10m。
3.5深基坑监测
监测技术在深基坑支护施工技术中的地位不容忽视,不但深井坑的渗流情况需要得到实时监测,而相关应力指标与井壁位移的也需要实时监测。常用的监测技术主要有:
(1)采用专业的传感器和监测设备,结合传感器和监测设备监测深基坑内的水分变化,以及坑内的应力和位移可以使用壁式压力传感器和红外准直传感器进行监测;
(2)科学、有效地处理深基坑监测资料,可借助计算机软件绘制深基坑的时间与变化的相应曲线,然后就可以直观地获得监测结果。实时动态化观测基坑状应力对排除安全隐患具有积极意义。
4.应用案例
螺城河调蓄池工程,位于福州市螺城路东侧、螺城河西。调蓄水池是钢筋混凝土框架结构,混凝土等级为C35,抗渗等级为P8级,纵向11轴,横向5轴,结构由地梁、底板、四混凝土边墙、柱、梁、顶板组成的结构体系。本工程深基坑在支护结构施工前已经完成场地清障及整平夯实作业, 基坑安全等级为一级。根据支护施工图要求,本工程基坑围护支护围护桩由钻孔灌注桩+止水帷幕的搅拌桩+内支撑的围护结构形式组成。基坑支护平面布置详见下图1。
本工程采用止水帷幕、降水井、结合集水明排措施。降排水系统施工进度应与土方开挖施工进度相适应,以便及时排除坑内积水。调蓄水池基坑围护采用钻孔灌注桩外加一圈高压搅拌桩+内支撑的结构围护形式,围护桩桩顶设置冠梁兼压顶梁把围护桩体连成一个整体。
图1 基坑支护平面布置图
四、结语
总的来说,在城市化建设快速推进、科学技术不断进步的背景下,市政工程建设规模日益扩大,而深基坑质量关系到市政工程的安全、质量,因此,需要对深基坑施工加强重视。首先要全面分析现场情况,然后制定妥善开挖支护方案并有效实现,从而有效保障施工安全,提高施工质量,希望深基坑施工人员能够给为创造经济效益、社会效益做出贡献。
参考文献:
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