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摘要:本文阐述了高层建筑群包围中的大型深基坑施工的重要性,对高层建筑群包围中的大型深基坑施工难点进行说明,做出高层建筑群包围中的大型深基坑施工技术分析,希望对我国高层建筑群包围中的大型深基坑施工技术的发展有所帮助。
关键词:高层建筑群;大型深基坑;施工技术
一、高层建筑群包围中的大型深基坑施工的重要性
基坑工程主要包括基坑支护体系设计与施工和土方开挖,是一项综合性很强的系统工程。它要求岩土工程和结构工程技术人员密切配合。基坑支护体系是临时结构,在地下工程施工完成后就不再需要。总结起来,基坑工程具有以下特点:1)基坑支护体系是临时结构,安全储备较小,具有较大的风险性。基坑工程施工过程中应进行监测,并应有应急措施。在施工过程中一旦出现险情,需要及时抢救。2)基坑工程具有很强的区域性。如软粘土地基、黄土地基等工程地质和水文地质条件不同的地基中基坑工程差异性很大。同一城市不同区域也有差异。基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖都要因地制宜,根据本地情况进行,外地的经验可以借鉴,但不能简单搬用。3)基坑工程具有很强的个性。基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖不仅与工程地质水文地质条件有关,还与基坑相邻建(构)筑物和地下管线的位置、抵御变形的能力、重要性,以及周围场地条件等有关。有时保护相邻建(构)筑物和市政设施的安全是基坑工程设计与施工的关键。这就决定了基坑工程具有很强的个性。因此,对基坑工程进行分类、对支护结构允许变形规定统一标准都是比较困难的。4)基坑工程综合性强。基坑工程不仅需要岩土工程知识,也需要结构工程知识,需要土力学理论、测试技术、计算技术及施工机械、施工技术的综合。5)基坑工程具有较强的时空效应。基坑的深度和平面形状对基坑支护体系的稳定性和变形有较大影响。在基坑支护体系设计中要注意基坑工程的空间效应。土体,特别是软粘土,具有较强的蠕变性,作用在支护结构上的土压力随时间变化。蠕变将使土体强度降低,土坡稳定性变小。所以对基坑工程的时间效应也必须给予充分的重视。6)基坑工程是系统工程。基坑工程主要包括支护体系设计和土方开挖两部分。土方开挖的施工组织是否合理将对支护体系是否成功具有重要作用。不合理的土方开挖、步骤和速度可能导致主体结构桩基变位、支护结构过大的变形,甚至引起支护体系失稳而导致破坏。同时在施工过程中,应加强监测,力求实行信息化施工。7)基坑工程具有环境效应。基坑开挖势必引起周围地基地下水位的变化和应力场的改变,导致周围地基土体的变形,对周围建(构)筑物和地下管线产生影响,严重的将危及其正常使用或安全。大量土方外运也将对交通和弃土点环境产生影响。
二、高层建筑群包围中的大型深基坑地下室排水系统
在以往的大型深基坑施工过程中,始终有一个最大的难题围绕着我们,就是地下室的积水很难清理,往往都是派专人进行清扫,然后用水泵在就近的集水坑中抽水。此种方法耗费了大量的人工,而且需要大量的水泵、水管等进行抽水,水泵的水管排布在地下室内,既影响美观,也影响施工。
地下室自排水系统设计。1)地下室大底板钢筋绑扎过程中,我们将每个区域的集水坑用φ100mmPVC管进行连通。本工程最深的集水坑坑底标高为-20.2m,其余的集水坑或后浇带底部预埋的PVC管设置一定的坡度,水将自动流向最深的一个集水坑。地下室施工完成后,只需在最深的集水坑放置水泵进行抽水,既节省了水泵、水管等材料费用,也节省了水泵管理的人工费用。若地下室面积过大,可设置多个较深的集水坑进行定期抽水。2)地下室基础底板、楼板浇筑过程中,严格控制板面标高,将集水坑四边、后浇带边等降低2cm,且整个区域的板面斜向后浇带或集水坑,使板面形成自然坡度,水自动流向后浇带或集水坑。本工程板面标高的控制采用2种方式:一是带线随时量取混凝土浇筑标高,二是采用激光测平仪进行标高控制。这样既控制了排水标高问题,又使板面平整度得到了控制。3)地下室基础底板、楼板在收光前,用长6m钢管在板面上压出圆弧槽,槽口形成网状,将水引流至集水坑内。
三、高层建筑群包围中的大型深基坑施工技术
1、地下室后浇带的换撑、顶撑。顶撑是后浇带顶撑以往是采用脚手架分开搭设的方式,支模排架拆除后,后浇带部位脚手架不拆,直至后浇带封闭后再拆除。此种方式无形中增加了钢管租赁费用,且后浇带部位模板无法拆除,需配置多套模板。且后浇带部位脚手架对材料运输、人员通行等都带来诸多不便。采用本种工艺,后浇带部位模板可随意拆除,无需配置多套模板,后浇带部位对材料运输、人员通行影响较小。换撑,本工程地下室底板、楼板后浇带部位换撑,均采用
300mm×300mm的H型钢预埋,每边深入混凝土内不小于500mm,型钢沿后浇带长度方向间距3500mm。楼板有梁部位必须设置型钢换撑,无梁区域按间距3500mm设置。
2、超厚基础底板钢筋支架的制作。底板钢筋支架采用槽钢及角钢焊接。为防止地下水沿支架立柱底部渗透上来,在立柱下垫一混凝土垫块、砂浆垫块或水泥砖,厚度应该与底板保护层相同。垫块下设预埋铁直接固定在垫层上,从而避免了垫块移动,影响支架架设。立柱长度≤1.5m的基础底板钢筋支架制作,采用φ28mm钢筋马凳架设。H=底板厚度-下层钢筋(钢筋直径+保护层厚度),马凳采用φ28mm钢筋制作,通长设置,马凳间距2000mm。
3、内爬塔吊基础节施工。为满足工程施工需要,本工程选用3台TC6515B-12E塔机作为垂直吊装工具,最大工作幅度65m,独立高度60m,最大起重质量12t,末端起重质量1.5t,额定起重力矩为1600。1)大底板施工前,塔吊基础采用“灌注桩+格构柱+钢平台”的形式,桩间距为2.2m。本工程为混凝土灌注桩基础,为减少机械进出场费用,节约施工成本,塔吊桩亦采用钻孔灌注桩。(1)灌注桩。根据工程地勘报告提供的数据,对比塔吊定位处地质情况,经计算塔吊桩共4根,直径为900mm,主筋采用16φ25mm,箍筋为φ8mm@200mm和φ16mm@2000mm,底板底往下3m范围内为φ8mm@100mm,桩长30m。(2)格构柱。所有塔吊利用钢格构柱连接塔吊桩和混凝土承台,采用4根180mm×18mm的角钢及450mm×300mm×16mm的缀板进行组合拼装,四面加焊,间距为700mm。钢格构柱插入塔吊桩4m,同时将格构柱角钢与立柱桩主筋焊牢。角钢和缀板的材质均为Q345B,格构柱截面为510mm×510mm。(3)钢平台。钢平台采用3m×3m的十字钢架,其钢梁主肢采用400mm×400mm×13mm×21mm的H型钢,材质为Q345B。3台塔机的格构柱顶标高均为+2.20m。
四、总结
大型深基坑施工难度较大,安全隐患多,其中,超厚底板钢筋绑扎、后浇带顶撑、后浇带换撑、大型机械塔吊基础的设置、地下室的排水等均是施工的关键节点。基坑面积大、开挖深、支撑体系复杂、周边施工条件差,但由于基坑支护方案设计合理,施工方案考虑因素充分、操作性强、措施得当,确保了基坑安全、节约了工期,使其成为大型深基坑设计、施工的成功实例,为后续同类工程提供借鉴。
参考文献
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