深基坑开挖支护结构监测分析 吴建伟

发表时间:2020/9/8   来源:《基层建设》2020年第13期   作者:吴建伟
[导读] 摘要:深基坑支护作为当今高层建筑基坑工程中的重要组成部分,它确保深基坑内工作面以及周边相邻建筑、道路、地下管线等设施的安全,为地下工程建设提供合适的施工空间。
        浙江中材工程勘测设计有限公司  浙江省杭州市  310022
        摘要:深基坑支护作为当今高层建筑基坑工程中的重要组成部分,它确保深基坑内工作面以及周边相邻建筑、道路、地下管线等设施的安全,为地下工程建设提供合适的施工空间。但近年来,基坑工程安全事故频发,因此加强对基坑支护技术研究以及措施管理具有关键的作用。
        关键词:深基坑支护;常用支护技术;支护施工管理
        引言
        随着城市现代化的快速推进,建筑用地越来越紧张,现代建筑开始纵向发展,地上和地下楼层不断地增加,于是深基坑支护被广泛运用在高层建筑基坑支护的施工当中,随着深基坑支护技术不断地改进,其支护体系已经越来越完整。
        1深基坑支护技术
        1.1基坑支护设计要点
        根据住房城乡建设部办公厅《关于实施《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》有关问题的通知》附件内容,基坑工程属于危险性较大的分部分项工程范围,深基坑属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程范围。基坑工程的设计及施工必须满足《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》等规定和技术标准的要求。基坑支护设计需遵循安全性、可靠性以及经济性、施工便利等原则。在具体设计过程中,需根据基坑实际深度、水文地质、气候条件等方面进行综合的分析,并依据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012将基坑侧壁安全划分为三级,在此环节主要根据基坑支护选型所决定。在此基础上结合其安全等级、施工、气候环境、项目周期、造价等多方面的内容给予科学的选择结构类型。相同基坑不同类型侧壁可依据具体状况划分为不同等级,并依据结果制定相符合的安全设计策略。
        1.2深基坑支护的主要类型
        (1)放坡开挖
        放坡开挖是通过挖除部分土,放出的足够的边坡,实现基坑内的安全。缺点是回填土方较大。适用于场地开阔,周围无重要建筑物的工程。
        (2)土钉墙
        土钉墙工艺在应用过程中,其截图是对基坑边坡通过钢筋制作而成的土钉完成加固处理,在具体操作过程中,首先需对边坡的表层铺设一道钢筋网,并喷涂一层砼面层,在此环节需确保其余土方边坡能够相符合,增强加固的效果。可以与水泥土桩及预应力锚杆组合形成的复合土钉墙。具有稳定可靠、施工简便且工期短、经济性好等特点,适用于土质较好地区。
        (3)地下连续墙
        其利用原位连续成槽浇筑继而制备的钢筋混凝土围护墙,具备挡土、隔水按机制。一般其厚度保持在600mm、800mm、1000mm,亦包含1200mm厚度,通常与锚索或支撑构建锚拉式结构或支挡式结构。
       
        地下连续墙
        在项目具体应用当中其作为深基坑应用最为广泛的挡土结构之一,其具有成本高、施工机械要求较高,其主要适用于一定深度的基坑作业。
        (4)锚拉式支护结构
        锚拉式结构包含挡土结构与锚拉结构两部分。挡土结构可选取混凝土排桩、土钉墙、地下连续墙、SMW工法桩,而排桩+预应力锚索类型属于常见的结构,通常通过预应力锚索。锚拉式结构通常还需要设置腰梁以及冠梁。
        (5)支撑式支护结构
        支撑式结构包含挡土结构与内支撑结构其挡土结构可选取排桩、地下连续墙、SMW工法桩等。内支撑可运用钢支撑、混凝土支撑、钢与混凝土混合支撑。
         
        钢支撑+排桩支护现场图         混凝土支撑+排桩支护现场图
        支撑式支护结构在工程当中应用非常的普及,适用于不同土层以及基坑深度项目,并被广泛应用在安全等级相对较高的项目当中。
        2深基坑支护施工中需进一步完善的要点
        在实际施工中我们发现,土体压力大小会直接影响深基坑支护结构的安全性,并且地质情况的变化具有一定的不确定性,所以需要适合的土体物理力学参数对实际土体压力进行精确的计算,这对于当前的技术来说还具有一定的难度,特别是含水率、摩擦角和粘聚力等参数,会在深基坑开挖后发生变化,支护结构的实际受力难度就会增大。深基坑支护的设计是首要前提,既要保证整个支护结构在施工过程中的安全,同时还应控制支护体系及周边土体的变形,因此,深基坑支护设计之前要进行地质勘探,对地基土层实施取样和分析,这是设计深基坑支护的重要环节。因为地质情况比较复杂,并且土层样本通常采用随机取样,所以支护结构设计有时不能准确反映基坑的实际地质情况。
        2.1 设计方面
        (1)格构柱的设计应避开主次梁,尽量设计在板中,在地下室顶板处,应设计止水措施,以便减少板顶封堵后造成的渗漏的现象;
        (2)多层地下室的内支撑梁,应设计在楼层板顶上100~200mm处,在底层排架未拆除或板砼达到强度后,在板顶面使用水刀切割技术,同时用塔吊或叉车辅助拆除砼内支撑梁,这样可避免先搭设排架再拆除内支撑,然后再施工楼层板,这样既可以方便施工,同时也能减少施工中的安全隐患以及噪音和扬尘污染;
        2.2 施工方面
        三轴深层搅拌水泥土止水帷幕,就是以水泥作为固化剂,通过施工三轴搅拌机械进入土体后把土体和水泥进行充分的拌合,搭接两者后,两者会发生物理化学反应之后硬化,并到达基坑支护墙的强度,这种支护结构可以隔水,还可以挡土,对于淤泥、黏土和淤泥质土来说,这种深基坑支护要更加适用。
        (1)施工中常常存在止水帷幕施工至最后浇圈时会出现模数不符合的现象,应在设计时充分考虑到施工机械的幅长,保证最后的止水帷幕闭合效果。
        (2)深层搅拌桩施工前,要对施工机械进行维护保养,确保施工的连续性,如果因机械设备故障停止作业12h以上,应对该部位进行重叠施工,减少新旧水泥土固化时间不一致造成的渗漏现象。基坑桩体的支撑结构主要是使用内支撑与锚杆,此设计方案具有刚度大、变形小的特征,用于控制基坑变形,确保基坑的稳定性和安全性。
        (3)在深基坑支护施工过程中,往往会出现围护桩桩径偏大、桩位偏差等现象,造成在施工预应力锚杆张拉端的槽钢腰梁的过程中无法保证腰梁位置在同一受力平面上,形成受力不均匀现象。所以在施工槽钢腰梁的过程中,应对围护桩的表面进行处理,剔除涨出的以及桩位偏差的部分,或使用同强度的混凝土填塞,保证每一根桩都与槽钢腰梁紧密贴合,形成均匀受力的状态。
        2.3 监测方面
        基坑监测是在整个地下工程施工过程中,对土壤性状、支护结构变形变位以及周边建筑物的环境变化,通过先进的检测仪器,对各项观测数据进行定量分析,将检测数据及时反馈参建单位,对基坑支护安全进行动态控制,以指导设计和施工,保证工程顺利完成。因此,监测应计划周密并留置周边环境及建筑物的相关影像资料,根据监测数据及时调整各项施工参数,对重点部位以及开挖至设计标高后,应加大监测频次,并及时反馈到相关责任主体,使施工处于最佳状态,确保该基坑工程及周边环境在施工期间的安全稳定。在基坑土方开挖和地下工程施工过程中,目测巡视往往是最容易发现险情预兆的,因此目测巡视必须要作为基坑工程施工过程中确保安全的一个重要管理手段来贯彻执行。
        3结论
        深基坑支护作为当今高层建筑基坑工程中的重要组成部分,它保证了深基坑内工作面和周边相邻建筑、道路、地下管线设施等的安全,为地下工程建设提供合适的施工空间。为保障建筑物的质量、安全,各施工人员必须要提高认识,加强深基坑支护施工管理,采取措施确保深基坑支护的稳定性。
        参考文献:
        [1]彭勃.刍议建筑工程施工中深基坑支护的施工技术管理[J].科学技术创新,2019(03):115-116.
        [2]王耕.探究建筑工程施工中深基坑支护的施工技术管理[J].绿色环保建材,2019(01):129-130.
        [3]于朋.试论高层建筑深基坑支护施工技术[J]. 科技创业家,2012(23):23.
        [4]裴翔宇.论现代建筑工程深基坑支护施工技术控制[J].中国新技术新产品,2012(09):172.
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