建滔总部大厦深基坑支护与开挖工程之基坑支护设计施工分析

发表时间:2021/6/1   来源:《基层建设》2021年第3期   作者:李冠军
[导读] 摘要:现代大型工程中为了保证建筑的运行稳定度,往往会采用深基坑技术保障建筑的安全性能,而如果深基坑未能得到高安全度的支护,在施工阶段就容易发生严重的安全事故。
        上海舜恒建设(集团)有限公司
        摘要:现代大型工程中为了保证建筑的运行稳定度,往往会采用深基坑技术保障建筑的安全性能,而如果深基坑未能得到高安全度的支护,在施工阶段就容易发生严重的安全事故。本文以建滔总部大厦深基坑支护与开挖工程为研究对象,通过对工程概况的分析,研究了该工程施工中所涉及的项目,并且探讨了相关工作的完成方法,在此基础上分析了施工过程中的关注信息,以充分提升施工质量。
        关键词:深基坑;支护工程;基坑开挖
        引言
        深基坑的支护和开挖工程在实质性的施工中,尤其需要关注施工质量和施工安全的保障项目,必须要选用专业、完善的配套施工工艺,才可以全面保证该工程项目的施工质量不会存在未能得到审查和监管的安全风险。此外对于配套设施的利用中,也可以充分满足安全性保障的各类要求,也就是说,只有完全遵守建筑行业的相关要求,并采用专业施工技术的情况下,方可真正保障施工质量与施工安全。
        1. 工程概况
        建滔总部大厦建筑工程位于深圳市前海深港合作区桂湾片区四单元05街坊03地块,场地的西侧为梦海大道,北侧以及东侧为待建空地,南侧为桂湾三路。该建筑工程的南北方向上长度约为114.5m,东西方向上的宽度为55.0m,场地的总占地面积为5637㎡,基坑的深度为16.8~25.6m,安全等级设定为一级。场地的西侧为梦海大道,该道路的两旁含有电信以及给水管线,电信管线部分位于场地范围之内。建滔总部大厦的裙房基坑底部的标高为-10.55m,主楼基坑的底部标高参数为-12.55m,且建滔总部大厦的深基坑结构上还含有多个坑中坑结构,结构的深度为5~8.5m,场地的现场标高参数为5.98~10.4m,建滔总部大厦的地下部分为四层结构,地上部分为49层结构,地上部分的总高度为239m。
        该工程的设计过程中,根据建滔总部大厦深基坑工程的安全等级、周边环境、地质条件以及变形量的控制等多个方面的要求,最终确定该基坑的开挖深度为16.8~25.6m,该基坑的支护结构周长为323m,整个区域的占地面积为6237㎡,安全等级设定为一级。建滔总部大厦基坑结构的坑中坑挖深参数为5~9.3m,基坑的除核心筒电梯井的挖深参数为5.55~9.3m。基坑的顶端设置400(宽)×300mm(深)的排水阴沟,底部设置300×300毫米排水明沟。
        2. 深基坑支护与开挖工程基坑支护设计施工方案
        2.1施工测量工作
        施工测量工作中,首先需要完成场地平面控制网的布设工作,需要根据业主方所提供的城市导线坐标系,以及生成的坐标点,使用全站仪以及测距仪以进行测量,并且采用极坐标法取得结果[1]。其次要能够实现对标高控制网的布设,该过程需要根据业主方所提供的多于三个水准基点,采用三个水准测量精度进行控制。其三是实现竖向标高的传递,在施工过程中需要采用多个塔尺进行传递处理。其四是根据装备的释放以及控制桩体的装配位置,使用经纬仪设施的配置,在各类桩体的轴线交点上打上木桩,之后根据各类装备的几何尺寸,采用φ8×300mm的钢钉钉出桩体位置,并且在钢筋上的1/4处,使用红色尼龙带标注。最后是对于验线制度的利用,需要分析所有的定位点和定位线能否保持运行状态上的高度精准。
        2.2安全监测工作
        安全监管的项目中,首先是针对基坑设计方案的分析,要能够研究周边的物质环境和水文环境是否符合安全保障工作要求,其次要能够让所有施工组织内的人员在工作中,可以全面分析所有人员是否可根据实际的工作项目得到结果。最后是针对监控频率以及安全监管报警阈值的控制。其中对于监管频率来说,对于基坑的监测工作必须要贯穿到整个施工工作的全过程,要从基坑工程的设计过程开始,一直到地下工程全部完成为止。开挖期间内,开挖深度小于5m时,每2天监测1次;5~10m深度时,每天检测1次;大于10m时,每天要监测2次;开挖到基坑底部之后需要进行每日监测1 次,在底板完成施工后的前两周需要每周进行1次检测,之后一直采取这一频率,一直到土方回填施工操作,如果发生异常现象或者出现暴雨问题时,需要提高监测频率。
        监测报警值的设定过程中,需要全面考虑基坑的类别、地上和地下工程之间的周边环境,分析对基层参数造成的影响,并根据取得了的检测结果对监测频率进行调整。对于报警的对象,包括基坑的坡体位移、沉降、周边边缘区域的土壤塌落度等参数。
        2.3支护桩构造
        支护桩的构造中,需要完成测量放线工作,要求在施工之前,采用全站仪或者经纬仪设备,对于支护桩的中心轴线进行定位,之后在其中设定专业的标识,通过对导墙的位置,同时将取得的测量结果直接上报给监理和测监单位并让其复核,以保证主体结构的墙体厚度、柱体的安装位置精度符合要求。此外根据已经取得类似工程施工经验的分析,之后对于墙体轴线,需要按照设计的位置向外扩大8cm。
        在导墙的施工中,需要测量出桩体位的中心主线之后设置导墙的沟槽,从而使得导墙的基底,处于密实度较高的地基结构上,以保障导墙结构的稳定度。此外对于支护桩的导墙厚度为300mm厚度,要采用C25钢筋混凝土材料,配置Ⅰ级钢筋,让导墙的每边宽度保持1800mm,厚度为300mm,每间隔20m处设置一条施工缝。此外导墙的内径需要大于设计值80mm,垂直度的偏差值要控制在正负2%以内。
        2.4混凝土灌注工作
        在钢筋混凝土灌注桩的灌注处理过程中,一方面要能够全面遵守施工工艺,另一方面要能够对施工方法进行全面的处理。对于施工工艺,需要完成平整场地工作、测量放线工作、桩体定位工作、钻孔机就位状况分析工作、清孔工作、安装下放钢筋笼工作、安装导管工作、清孔工作、混凝土灌注工作以及填充低标号混凝土工作。所有的工作都要求专业的人员需要经过素质考察,分析其是否能够满足相关工程的施工要求,只有发现该人员的从业素质符合这一标准时,才可以让其参与正式的施工[2]。
        对于施工方法的管理,需要完成测量放线工作,此时要完全根据设计标准,对于相关要求的间距参数以及其他的各类排距参数进行有效的维持,同时针对施工企业和施工工艺需要同时配置。
        2.5钢筋土钉配置
        在钢筋混凝土钉的配置过程中,需要在开挖之前对工艺结构面进行有效的整合和处理,要求针对局部的坑中坑采用混凝土钉直接进行喷浆护坡处理,同时为了能够均衡施工,需要在坑中坑部分开挖土方并且设置土钉,这两项工作需要穿插进行。每层的土方开挖时,必须要能够在做成土钉施工工作面之后落实下层土方开挖工作,每层工作面扒开之后,需要立即落实削坡处理工作,将浮土彻底清理,发现存在渗水点时,需要直接安装排水管道,防范流水对结构面造成冲刷效果。对于出现了局部塌方的区域,如果内部的垮塌面积过大,则在垮塌区域需要放置少量沙袋,如果面积较小可不予处理,只需要在喷射混凝土材料时对其进行喷平即可。


        对于杆体的结构制作过程中,优选项为钢筋土钉,在填土和砂层中无法成孔时,需要采用钢花管土钉,土钉错筋采用φ14螺纹钢筋,并根据图纸的要求配置支架,钢筋的土钉尺寸为L=1m,间距为1m×1m。
        2.6冠梁与支撑梁配置
        冠梁与支撑梁的配置过程中,首先需要完成测量放样工作,该项工作中必须根据相关图纸所提供的配置参数以及其他的测量参数对其进行放样处理,并且对放样结果进行高精准的记录[3]。其次要完成钢筋捆扎作业,钢筋的加工阶段必须根据不同的钢筋品种标号参数以及相关等级设立独立标识,之后将钢筋进行工棚内的堆制处理,并且对其进行捆扎,同时要保证钢筋的表面必须具备极高的洁净度,使用之前采用油漆、漆皮等工艺进行处理,且钢筋必须要能够水平放置,防止由于存放区域问题,而导致钢筋经过错误操作之后对钢筋捆扎程序不合理。该过程要求先铺垫2cm砂浆并进行平整调整,之后进行钢筋的制作安装。对钢筋的定位过程需要实现对每根钢筋的处理,在所有的交叉点区域进行捆扎处理,此时需要对钢筋错开放置,同时确保同一截面的接头数目不可超过总数量的1/2,在钢筋整体成型之后,需要安装保护垫块,以免后续由于钢筋材料存在变形而出现装配困难问题。最后是对于各类模板的制作和安装。
        2.7混凝土喷射
        混凝土的喷射作业中,其中的主要原材料包括水泥、骨料和水,其中水泥材料需要使用符合我国相关标准的水泥材料,并且需要具备水泥材料的出厂质量证明。对于骨料材料需要能够具备坚硬度和耐久性的粗砂和中砂,细度模数值不宜小于2.5,对于含水率参数,需要将其控制在5%~7%范围内。粗骨料需要使用具有更高耐久性的瓜米石、卵石或者碎石,粒径参数不得大于15mm,石子的含水率要保持在2%~3%范围之内,回弹的骨料不可以对其进行重复性的使用。对于水资源需要符合《混凝土拌和用水标准》中的相关规定,未经处理的工业废水不可进行直接性的事情,当然如果这类废水已经经过了专业的净化处理时可以使用,在水资源的加入中,要对水灰比参数进行精准控制。
        针对喷射处理中的机械设施和管路要求,要能够使用喷射机以及混凝土的搅拌机,确保在各类设备使用之前,必须要能够经过运行质量方面的检查,并且进行施工之前的试运行操作。对于各类管路以及结构,要保持高气密性以及接头强度良好,要求风管不可以漏风,水管不可以漏水,风管和水管每40~50m处加装一组阀门。
        3. 深基坑支护与开挖工程基坑支护设计施工要点
        3.1施工参数调整
        深基坑的支护与开挖工程基坑支护设计施工过程中,要实现针对施工参数的全面调整,比如针对各类专业结构,就可以根据实际取得了处理方案和设计图纸,实现针对相关参数标准的遵守,对其做出适当的调整,当然在施工过程中,这类参数是否可以经过相应的调整,还需要得到项目经理以及其他各类专业人员的分析,如果发现该参数如果经过了调整很可能会无法保证安全性、可靠性与系统的运行稳定性时,那么这类调整不可实施[4]。
        3.2施工组织规划
        对于施工的组织规划,可以将其主要分为管理类人员、一线施工类人员和设备操作人员,所有的人员在具体的工作阶段,都必须要全面了解个人所需要完成的工作任务,之后对相关工程任务书在建设过程中所必须要完成的工作任务、工作要求和工作有效性进行全面细致的了解,如果发现从现有的分析结果来看,个人的工作能力和需要完成的工作任务存在不匹配问题时,那么该人员就不可让其参与到实际的施工过程。另外对于施工现场内所配置的各类管理类人员,尤其需要做好素质方面的管理工作。
        3.3气候环境监控
        深基坑的施工工作通常会消耗较长的时间,而如果在该过程中,未能实现对气候环境的全面监测,那么很可能会由于环境参数的突变,导致施工现场内所取得的进展延后,甚至于造成质量方面的严重影响,因此在环境的监控过程中,必须要能够完全根据当地气象部门所提供的相关数据和信息,实现针对各类参数的全面监管。此外对于发生降水天气时,更是需要做好对这类气候环境的有效防范,唯有如此才可以确保在后续的工作过程中,通过对气候环境的有效监管,以采取适当的方法,有效规避目前工作中可能存在的质量影响因素。
        3.4施工文明保持
        在工程项目的施工中,通常会对周边的环境和区域造成一定程度上的影响,因此要求施工阶段,必须要能够采取文明施工的方法最大程度降低负面影响,要求对施工时间方面做出全面的控制,防范施工过程中产生过大的施工噪声,从而对周边的居民区以及人们的生活做出严重的干扰[5]。此外对于周边环境来说,在土壤方面、地质环境方面以及施工项目方面所造成的影响,也都需要得到同期性的控制,只有在所有的控制因素都得到了有序、专业和完善的处理之后,才可以确保在实际的施工过程中,所有类型的工作人员都可以完全根据新的工作要求和工作规范完成所有的任务。
        3.5施工安全管理
        使用安全管理中,一方面是针对人员的管理,另一方面是针对整个工程项目中各类硬件设施的管理。对前项工作,要求施工人员在正式进入施工现场之前,必须要能够佩戴专业的安全防护设施,同时具备安全防护思想,才可以保障人员可以通过各类设施的使用以及管理思想的利用,全面保障个人处于安全的工作环境。对于后项工作,则主要是要能够防范在施工过程中,由于施工设施的配置不到位,导致对工程问题的本身解决方法做出不利影响,比如要求重型施工器械,就需要距离基坑的边缘区域一定距离。
        结论
        综上所述,大型建筑工程的深基坑支护和基坑工程设计施工过程中,需要完成的管理项目包括深基坑系统的本身设计,并构造支护体系,以实现对于施工体系的安全管理。要求所有的管理项目在实际的建设和分析过程中,都必须要能够完全按照相关的规定和要求完成所有任务,全面保障该系统的施工安全性、科学性与稳定性。
        参考文献:
        [1]曹国雄.岩土工程深基坑支护的设计及施工探究[J].江西建材,2021(02):113+115.
        [2]张晓瑞.岩土工程勘察对基坑支护施工的影响探析[J].江西建材,2021(02):135-136.
        [3]吴连祥,贾华,张正贤,等.软土深基坑工程单道外锚支护技术研究及应用[J].江苏建筑,2021(01):100-104.
        [4]韩秀茂.岩土工程深基坑支护的设计与施工分析[J].建筑技术开挖,2020,47(13):159-160.
        [5]王瑞军.岩土工程深基坑支护的设计与施工分析[J].建筑技术开挖,2020,47(09):161-162.
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