深基坑开挖对支护结构的影响分析

发表时间:2021/6/28   来源:《工程管理前沿》2021年第7卷6期   作者:张少波
[导读] 随着经济的快速发展,在项目施工之前都会对基坑周边环境进行认真
        张少波
        湖南核工业岩土工程勘察设计研究院    湖南省 长沙市410000
        摘要:随着经济的快速发展,在项目施工之前都会对基坑周边环境进行认真勘查,然后制定相应的设计方案。地下的管线工程项目数量随着城市的规划改造在不断增多,而大多高层建筑的深基坑位置一般都位于密集的建筑群中,由于所处环境较为复杂,所以要想确保土方挖掘的便利性,不会对周围环境造成破坏,相关单位需要按照科学合理的设计原则,进行深基坑支护结构设计,根据项目工程的实际情况,选取科学合理的施工技术,同时加大基坑施工的监测力度,只有施工与监测两者相结合,严格把控,才能保障工程项目的支护结构的稳定与安全[1]。
        关键词:复杂周边环境;深基坑支护结构;设计要点;监测要点
        引言
        深基坑工程开挖对支护结构变形的影响,对其变形进行分析研究。在外界因素的影响下,对其变形的方式以及变形的大小进行研究,变形大的位置主要发生在深基坑开挖的长边中部,随着深度的加大,变形起初是增大的,到达一定深度变形最大,随后由于土体的约束作用使得变形减小。为保证深基坑开挖过程中的安全稳定,故应对深基坑开挖过程中的支护结构变形进行研究分析。
        1深基坑开挖风险分析
        深基坑工程在开挖的过程当中主要存在以下几类常见的施工风险:①围护结构失稳:围护结构失稳是深基坑开挖施工过程中最常见的施工问题,也是可能造成严重施工事故的潜在风险。多数的围护结构失稳是由于施工未严格按照要求进行,导致不同位置的围护结构所承受的周遭水土共同作用力不均匀,稳定性有所差别,从而导致了部分围护结构所承担的力过大而使得部分结构失稳破坏。②开挖基底隆起:基底隆起的现象主要出现在地下水位较高的软土地区。地基土的含水量大,地基土软弱且承载力低,从而很容易导致施工过程中支护结构的嵌入深度不足,同时,水头差导致的开挖面下方的水压力较大,从而导致基底的隆起,破坏整体的支撑结构。③路面开裂、坍塌:实际施工过程中,深基坑开挖工程的开展对周边地面的影响是十分明显的。由于在开挖施工过程中,路面一直处于受拉的力学状态,很容易产生路面裂缝。若遇到比较复杂的地质条件,还有可能发生涌水、涌砂的现象,严重时会引起路面部分坍塌。④支护结构施工质量问题。高层建筑施工过程相当复杂,会受到多方面因素的影响,质量问题依然存在。在施工过程中,如果材料选择不合理,施工过程偷工减料,施工方案不合理等,都会影响到施工的质量。另外,如果高层建筑施工中,搭建支护所应用到的材料如果选择不当,或者是所使用的挖槽工具不合理,使用方法不当等也会影响到深基坑支护的施工质量。不仅如此,如果施工程序设置不合理,建筑施工技术不达标,或者是技术条件不完善,也会影响到施工的质量。一些施工单位只顾眼前利益,偷工减料,在施工中水泥搅拌的深度不够,这些都影响施工质量。在图纸设计方面,如果设计不合理,对实际情况缺乏深入研究,施工质量也会受到很大的影响。如果对重要环节施工管理不到位,很容易出现支护围墙倒塌、滑移、支护不配套等问题,这些都会造成施工质量问题。
        2深基坑开挖风险管理的建议
        2.1支护方案设计要点分析
        结合该工程项目深基坑的开挖深度、周长及周围环境等情况,相关设计人员经过与施工技术人员、监理人员以及项目经理的共同协商后,最终确定基坑支护方案设计应按照“二墙合一”设计方案要求来进行,具体如下:将支护结构设计成厚度为800mm。地下连续墙结构可作为切实可行的方案。依照基坑结构灵活布设要求,钢筋混凝土具备较强的刚度,因此可在地下连续墙里进行布设,提升整体的刚度。

合理选择连接方式,例如,针对建筑的主体结构,则可以选择连接底板边梁、楼层梁柱、楼板等部件。针对地下室的特殊性,可以选择十字钢板用于地下的连续墙结构。地下室相对于地上的空间会比较湿冷,在地下连续墙内部再增加设置一道内衬墙,保证地下室的干燥性,还可以作为排水和集水的主要处理场所,节省地下空间面积。地下连续墙底部所处的位置,其土层特性具备穿透性低、性质较好,连续墙的预埋件容易遭到腐蚀。鉴于此,为了防止这类问题的出现影响到施工质量,可采取如下的措施:在连续墙钢筋笼内敷设一定数量的注浆管,并选择在符合要求的特定压力的作用下均匀注浆,以避免注浆过程对混凝土产生的影响,待注浆完成后,就可以永久密封,不仅解决了预埋件腐蚀问题,还提升了连续墙体的整体承载能力,承载能力的提高意味着稳定性也会提高。
        2.2基坑支护的监测
        在建筑深基坑支护的施工里,应当加深基坑支护的监测,有关管理人员应全方位了解建筑深基坑支护施工进度及过程,尤其是对建筑深基坑支护结构变形、位移、强度和完整等标准进行重点的监测,要做到及时发现问题,及时解决问题。同时,技术员应该做好建筑深基坑支护施工指导的工作,明确与深基坑支护施工质量的目标有关的施工要求,加深对施工现场的控制及管理,持续提升建筑深基坑支护施工方面的质量。另外,对该建筑工程深基坑支护施工里,在恰当的位置设立多个监测的点,做到全面监测支撑立柱位移、地下管线、支护支撑应力、地下水位、支护桩水平位移及道路沉降等状况。
        2.3对深基坑支护进行严格的监管
        在深基坑支护过程中,要到严格监管。深基坑施工质量受到地质情况的影响,相关人员需要对地质情况进行动态化监控,对施工情况进行及时了解,这样才能及时发现偏离问题,对其进行控制,避免不必要的损失。另外,在深基坑支护过程中,相关人员要明确检测要求,在工程开始后的几天内,就需要开展实时监测工作,检测之后,还需要做好相关数据的记录,对数据进行合理化的分析,及时发现问题解决问题,通过严格的监控,保障深基坑支护操作的质量,避免危险事故发生。
        2.4支护结构的水平位移
        不同监测点在不同开挖时期的位移变形图可知,支护桩的水平位移最大处是在深基坑开挖的中部,随着基坑深度的不断增大,支护桩的水平位移就不会变得那么明显,反而有向下发展的趋势。由于深基坑开挖过程中外部土体会对坑内有土压力的作用,所以会导致基坑开挖结束后,支护桩最大的变形处下移,最终在-7m左右处达到桩体位移最大值。由于土压力的作用使得支护桩的变形先是由小变大,随后又是由大变小,一开始土体的土压力对支护桩是向内的推力,导致变形不断增加,中部的时候接近于平衡使得支护桩的位移到达最大值,到坑底时,底部的土体对支护桩有约束的作用,使得支护桩的变形明显减小了。总之,支护桩的变形是中部大,顶部和底部小,结论符合支护结构的变形规律。深基坑开挖过程中的最大变形处还是位于深基坑的中间段并随着深度的增加,变形的对比更加明显。
        结语
        总之,如果能够科学利用深基坑支护技术就能够有效提升高层建筑的施工质量,我们要加强深基坑支护技术的研究工作。目前,在深基坑支护施工过程中还存在一定大问题,在开挖深基坑过程中,基坑周围土体的载重、临空面暴露时间以及基坑开挖速度等都会对锚索张拉力起到一定的约束作用。因此,只有在施工过程中对该工程深基坑地基进行科学合理的加固处理,在基坑周围外侧相应位置处设置排水沟,这样才能便于基坑开挖,工程项目的整体稳定性和安全性才能得到保证[2]。
        参考文献
        [1]余肖锋.高层建筑深基坑支护施工技术研究[J].四川水泥,2019(12).
        [2]陈兆伟.高层建筑深基坑支护施工技术探讨[J].河南建材,2020(03).
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