摘要:受城市人口密集和土地资源有限的影响,地下空间的开发和利用备受关注,使得深基坑工程越来越多,与之相关的支护工艺也在不断革新。对此,笔者阐述了建筑深基坑支护的重要性,分析了不同支护工艺的特点,并结合工程实例就其施工技术作了探讨,以供参考。
关键词:建筑工程;深基坑支护;施工技术;技术探讨
随着人们安全意识的提升,建筑工程中的深基坑支护问题变得日益凸显,无论是增加的基坑深度还是复杂的水文地质条件,都在一定程度上加大了深基坑支护的难度和风险。因此重视建筑深基坑支护,选择合适的支护结构,加强施工技术管理,是保证建筑安全优质的基本前提和重要条件。
一、建筑工程深基坑支护的重要性
就当下而言,充分利用地下空间已然成为建筑工程的一个发展趋势,从而使得深基坑支护方案变得愈加重要。这是因为建筑深基坑的开挖深度一般在5m以上,而且工程地质条件十分复杂,其不仅仅要保证自身结构的安全性,还要兼顾地下作业条件、周边建筑、管道道路等事物的使用功能,在满足该类要求的基础上尽可能的节约施工成本,以获得较高的综合效益[1]。加之深基坑工程具有较强的区域性、综合性、时空效应、环境效应以及工程量大、风险性高、施工周期长、质量要求高的特点,在施工过程中通常伴随着不易觉察或难以控制的变形,一旦控制不当造成变形过大极易引发安全事故,而合理有效的支护结构和规范的施工技术,有助于深基坑稳定性的强化和质量的提高,必须予以高度重视和严格落实,唯有如此,建筑工程才有更好的发展前景。
二、建筑工程中的深基坑支护工艺
由于建筑所处地区的地质条件不尽相同,所以深基坑支护形式也是多种多样,各有利弊和适用条件,因此对于建筑深基坑支护而言,因地制宜、合理选型至关重要。目前较为常见的深基坑支护技术包括:
1.土钉墙支护
土钉墙支护主要包括加固土体、土钉和混凝土面层,基于土体与土钉之间相互牵制的原理,利用土钉对土质内部的弯矩和应力加以限制,达到改善土体变形的目的,相对而言施工简便快速,容易控制施工质量,适用于土层或黏性土较好的土层,以及需要加固或维护的高层建筑。但必须事先进行土钉拉拔试验,确定钻孔深度合理的基础上再开展钻孔和注浆作业,其中注浆的水灰比需配比科学,以便凝结后更好的与土体形成一个整体,发挥增强深基坑结构支撑性和稳定性的作用。
2.钢板桩支护
钢板桩支护采用的是钢板桩与热轧型钢,借助其自身形式对土体进行加固和隔离,从而发挥稳定土体结构与挡水性能,通常适用于8m以内和软土质土的深基坑,因在施工结束后钢板可拔出重复利用,故具有节约成本、缩短工期的特点。但值得注意的是,在拔出钢板时应考虑对周边地表土和地基土的影响,以免产生较大的变形。
3.水泥挡土墙支护
重力式水泥挡土墙支护是通过搅拌桩基与土体对软土进行加固,并在形成的搅拌桩的重力作用下维持土压力和侧向力的稳定性,如此一来,维护结构的整体性、抗滑移性、抗倾覆性以及墙体变形等均能得到控制和保证,而且该支护技术无噪音、无振动、无污染,具有支护与止水的双重功效,但若设计不当可能会产生较大的变形,因此需要慎重考虑影响因素[2]。
4.地下连续墙支护
地下连续墙往往需要特定的挖槽设备,通过测量放样在深基坑四周划分槽段开挖沟槽,其中一字形的槽段长度基本在4-6m之间,必要时可经搅拌桩加固槽壁,因具有安全可靠、耐久性好的特点,在多数土层条件中均可应用,像无黏性土、黏性土、软砾石层等地层中成槽率高。
5.锚杆支护
锚杆支护在建筑深基坑中十分常见,具体有木锚杆、水泥锚杆、金属锚杆、
树脂锚杆等多种形式,有着施工简单快速、用料省、支护效果好的优点。如土层锚杆的使用,可通过紧密结合土体承受拉力来保证结构的稳定性,并在一定程度上控制基坑变形,主要涉及土层成孔、插入锚杆、灌浆以及张拉锚固等工序。首先利用旋转冲击式、螺旋式或冲击式钻孔机的作用下利用压水钻进工艺完成土层钻孔,保证钻进、出渣、清孔等操作一次性完成。其次在拉杆安放前需先除锈,并清洁钢绞线油脂,至于锚杆长度可根据实际要求选择,通常在10-30m以内[3]。再者在灌浆环节,无特别要求尽量选用普通硅酸盐水泥制成的纯水泥浆作为锚杆灌浆,若地下水含有腐蚀物质,建议选用防酸水泥,水灰比适宜控制在0.4左右,为防止干缩、泌水等情况的发生,可将0.3%的木质素磺酸钙加入其中,使用一次灌浆法进行灌浆,待浆液到达孔口即将流出时塞入水泥袋,并用湿粘土对其毛孔进行堵塞,经严密捣实和补灌后予以稳压数分钟。最后进行预应力张拉锚固,可基于0.1-0.2倍的设计轴向拉力值预张锚杆1-2次,使其每个部位保证紧密直至杆体完全平直。
此外还有诸多深基坑支护技术,在此不再一一赘述,值得一提的是,无论选择何种支护工艺,均应从建筑深基坑实际情况出发,而且在实际施工中,往往需要综合选用多种支护技术来保证施工质量,这就需要施工人员对工程特点、地质条件、技术工艺、经济条件等多方面进行全面分析和综合考量,以提高深基坑支护方案的安全性、可行性、高效性、经济性。
三、建筑工程中的深基坑支护施工技术
为更为深入的了解建筑工程中的深基坑支护施工技术,在此结合某工程实例加以分析。已知该建筑工程属于住宅项目,包括7栋住宅,楼层为18、22层不等,地下开挖深度在12m左右。在探清地下管线分布、地质条件、水文条件后作了如下设计与施工:
1.围护体系与坑内加固设计
该深基坑工程的围护体系综合采用了三轴搅拌桩止水帷幕、2道钢筋混凝土水平内支撑配以钻孔灌注桩的形式,其中两轴水泥搅拌分别设于深基坑的东侧与南北侧坑边,在加固裙边的基础上用高压旋喷桩加固基坑落深区,内支撑为对称与局部角撑的形式,要求基坑全部采用明挖顺做法。对坑内加固中的裙边设计的是双轴搅拌桩,从坑底以下4m便就开始加固直至第2道钢筋混凝土支撑,以防围护结构变形,坑中坑加固选用的是高压旋喷桩,要求整个支护范围内一律进行压密注浆,水泥掺量设定的是10%,标高设定的是-2.4-19.4m。
2.各个环节的施工技术要点
一在三轴搅拌桩施工期间,为保证裙边被动土得到良好的加固,采用了搭接的施工方法。二在高压旋喷桩施工过程中,先检查打桩机性能良好后拔出一部分套管,使其高于旋喷高度后拆除上段套管。三在围护桩与立柱桩施工中,要先测量放线再埋设护筒,待钻机就位后钻孔,配以及时清孔以免遗留杂物,在制作与放置钢筋笼过程中必须严格遵守设计要求。四在内支撑施工中,先用C30早强素混凝土作为支撑垫层,待混凝土强度达标后铺设木板保证下层土方安全开挖。通过采用先进的技术手段监测该基坑变形后发现,上述支护方案可靠有效。
结束语:
总之,深基坑支护作为建筑工程不可或缺的组成部分,既是施工重点,也是管理难点,因此为进一步提高建筑施工质量,就必须基于科学全面的地质勘察,结合施工标准和工程实际,制定并切实优化深基坑支护方案,配以严格规范的施工,减少质量隐患,为建筑功能的发挥奠定良好基础。
参考文献:
[1]胡静.建筑工程深基坑支护施工技术的分析[J].科学技术创新,2019(20):102-103.
[2]曹野.土木工程基础施工中的深基坑支护施工技术[J].建材世界,2019,40(03):77-79.
[3]陈剑.建筑工程施工中深基坑支护的施工技术探究[J].四川建材,2019(06):97-99.