工民建深基坑开挖与边坡支护施工技术探讨

发表时间:2021/7/21   来源:《工程管理前沿》2021年3月9期   作者:1毛亮 2王冠雄
[导读] 城市化的快速发展推动了建筑工程的蓬勃发展,随着工民
       1毛亮  2王冠雄
       1河南卓越建设工程有限公司       河南郑州  450000
       2机械工业第六设计研究院有限公司   河南郑州  450000

       摘要:城市化的快速发展推动了建筑工程的蓬勃发展,随着工民建工程项目的不断增多以及城市用地日益紧张,深基坑工程施工变得非常普遍。其中深基坑开挖和支护技术发挥着不可或缺的作用,主要用于地基施工阶段。地基施工质量,深刻地影响着后续施工的安全性,以及建筑整体结构的稳固性。因此,该环节施工技术的应用至关重要,需要施工单位引起足够的重视。文章在阐述深基坑施工特征的基础上,结合实际案例深入分析了深基坑开挖与支护技术,为类似工程项目提供技术参考。
       关键词 :工民建;深基坑开挖;边坡支护
1 工民建工程深基坑施工特征
1.1难度大
       我国地域广袤,各地区地理特征都有着很大区别,随着工民建工程数量不断增多,深基坑的施工无疑会面临众多因素影响以及各种困难,实际施工难度较大。工程相关人员一定要对工程项目的地质水文条件进行科学分析,合理选取施工技术,科学开展施工活动,全面提升整个工程项目的施工质量水平。
1.2深度高
       随着城市化进程不断深入,城市人口数量急剧增加,使得城市用地日益紧张,为确保城市化发展持续进行,增加建筑高度是解决问题的重要方式。随着建筑高度的不断增加,对地基稳定性的要求越来越高,深基坑项目的深度也越来越深,深基坑的施工安全愈发重要。
2 工程概况
       某建筑工程由主楼与附属楼两部分构成,其中,主楼 1 栋,附属楼 2栋,工程总建筑面积约 1.74 万 m2,总建筑高度为 49.8m,设 1 层地下室,其建筑面积约 1500m2。该建筑工程基坑施工主要具有以下特点:基坑面积相对较小,没有土方堆放场地,基坑开挖产生土方需全部向外运输;为使基坑边坡保持稳定,基坑开挖应尽快完成,为此,需投入大量人力和设备,同时引入先进工艺技术,以满足工期方面的要求;基坑场地北西侧和北东侧是空旷地,而南东侧存在既有建筑,在施工中应保证文明施工,尽可能减少噪音,并保证周围车辆与人员的安全,同时要制定行之有效的防扰民方案,保证工程建设顺利完成。现围绕该工程实际情况,对其深基坑的开挖和支护施工技术作如下深入分析:
3 施工准备
3.1 技术准备
(1)对图纸进行认真的熟悉与了解,加强图纸会审。
(2)对全体施工人员开展技术交底,使其领会施组设计与施工方案详细内容。
(3)切实做好施工测放与定位,在基坑边坡的顶部设置沉降和位移的实时观测点。
(4)对场地范围内的地下障碍物进行调查,并根据调查结果做好相应的定位标志。
3.2 现场准备
(1)在深基坑开挖施工前办理特批批文,包括土方开挖、地下水降水、边坡支护等。
(2)取得场地周围居民的理解,做好防扰民相关工作。
(3)确定渣土消纳场地,与工地相距 3km 的距离,同时规划土方的运输路线。
4 施工技术
4.1 土方开挖
(1)根据施工现场实际情况,采用挖掘机和自卸汽车相配合的方式实施深基坑土方开挖,对于第一层土方,按照从西北到东南的方向进行开挖,形成一个标高为-1.5m 的平台,然后打设锚杆,同时喷射一层混凝土。
(2)对于第二层土方,从西北开挖至东南,形成平稳平整的作业平台,之后设置土钉和挂设稳定钢筋网,完成以上操作后用混凝土实施喷射。
(3)土方开挖时,不能和支护体系产生直接碰撞,基底保留约 300mm由施工人员清底,以免超挖。
(4)将基坑开挖至要求的深度以后,及时浇筑一层混凝土垫层,并将其振捣密实。在承台部位,要用人工来开挖施工。
(5)开挖产生的土应及时运走,现场的堆载应控制在 10kPa 以内,尤其是基坑周围不可超载堆荷。
4.2混凝土喷射
       将作业面修平以后,于放坡的位置进行混凝土喷射,于喷锚的位置要先进行钢筋网的铺设再对混凝土实施喷射。喷射时,混凝土配合比按水泥:砂:石=1:2:2 严格控制,其中,细骨料以中粗砂为宜,而粗骨料以碎(卵)石为宜,强度不低于 C20,水灰比选择为 0.4。

喷射方法为干喷,将空压机的风量设定为 9m3/min,防止堵管,喷头部位压力不能小于 0.15MPa。为加快凝结速度,可添加一定量的速凝剂。结束了喷射,同时终凝的时间超过 2h 后,进行洒水养护,确保混凝土表面一直处在湿润的状态,养护持续时间必须达到 5-7d。在混凝土的强度符合要求后,开始对下一层实施开挖与支护。
4.3 喷锚支护施工
       按照分层分段的原则对钢筋网进行铺设,钢筋网需要和边壁之间牢固的固定,位于边壁处的钢筋网,需要延伸到地面,长度按 0.5m 控制。在搭接钢筋网时应采用绑扎的方法,上段和下段钢筋网之间的搭接长度需达到 300mm 以上,同时在水平方向上应搭接 20 倍钢筋直径。
4.4 土钉墙施工
4.4.1 施工工序
       按照从西到东的方向开挖深度为 1.5m 的基槽,然后设置第一排土钉,再按照从西到东的顺序继续开挖,设置第二排土钉,之后即可进行大面积的开挖施工。
4.4.2 施工流程
开挖应分层分段进行,并保证均衡,具体的施工流程为:
(1)将首层土方挖好后,由西至北对基槽进行开挖,槽宽 6.5m,开挖时安排施工人员随时修坡,并进行混凝土的喷射,之后打设锚管和混凝土喷射。对于次层土方,一样由西至北对基槽进行开挖,槽宽 6.5m,将锚喷落实好后,大面积挖方,以此确保自卸车可以行驶到挖掘机的旁边进行装载和运输。
(2)在分段开挖施工过程中,需采用跳槽开挖的方法。对下一层土方进行开挖前,应确认上层混凝土强度是否达到要求;当采用挖土机进行开挖时,需安排专人在旁边检查和监督。
(3)将基坑挖至要求的深度后,浇筑垫层,并将其振捣密实,对于承台部位,要用人孔来开挖,开挖时产生的所有土方都要使用塔吊运输走。
(4)完成土方开挖施工后,立即开始排水与清污,使基层保持平整,满足设计要求。对于电梯井等面积较大的承台,其土方需分层与分次开挖,开挖的坡度可适当的放陡,布置好砂袋后利用钢管桩予以锚固,对于砖胎膜之后的空隙,可使用砂将其填实。及时对砖胎膜实施砌筑,当深度小于 500mm 时,砌筑采用 120 墙实施;当深度处于 500~1200mm 时,砌
筑采用 180 墙实施;当深度处于 1200~2019mm 时,砌筑采用 240 墙实施;对于深度超过 2019mm 的砖胎膜,因土体侧压相对较大,所以应利用370 墙,另外,为了防止产生垮塌和变形,需按照 2m 的间隔距离布置附壁砖柱。
4.4.3 锚管支护
       锚管使用直径为 48mm 的钢管,其壁厚为 3mm,将端部设置成圆锥形。在锚管的管壁应按照 30cm 的间隔距离开出 8~10mm 的孔眼。将锚管加工好后,利用冲击锤将其打设到土层当中,钻孔的深度应满足设计要求,允许偏差为 50mm,钻孔之间的距离的允许偏差为 100mm,倾角的允许偏差为 5°。
4.4.4 注 浆
       在锚管注浆之前,先用清水对管体进行清洗,到管中流出的水达到清澈。注浆的方法为底压注浆,浆材为水泥净浆。为加快凝固的速度,可掺加一定量的早强剂,将注浆压力控制在 0.35~0.50MPa 范围内。
4.4.5 开挖轴线和标高的控制
       对边坡进行开挖前,检查并符合轴线和实际标高。将开挖区域中各水准点与轴线桩均引出至作业段以外,设在和建筑物相距较远的位置,并加以有效的保护。基坑实际挖深要采用标识设置方法进行控制,并在基坑旁边结束支护的坡面进行控制线的设置。
4.5 排水施工
(1)基坑开挖过程中,应加强截水与排水,进行截水沟的开挖施工,于基底与各边均按 20m 进行集水井的布置,并设置设置污水泵进行抽水。
(2)因基坑开挖进入淤泥层,所以必须加强基坑降水,确保水位降低至承台以下 0.5m 的位置。管井实际深度不可过大,并在喷锚时保证支护结构位于地下水位以上。在局部承台深度相对较大的位置,可通过轻型井点的设置来降水。
(3)为使施工在雨期仍能顺利进行,在雨期施工中应做好防水、排水和挡水。进入雨期之前,准备好所需的所有材料与设施;做好场地路面硬化,在基坑的周围开挖排水沟;现场的机械设备存放处应搭设防雨棚;在施工开始前,准备一定数量的潜水泵,在降雨后立即进行抽水,以免积水长时间浸泡基坑底部。
结束语
       综上所述,该工程深基坑开挖和支护施工顺利完成,整个施工过程基坑及其边坡都保持安全稳定,说明以上开挖和支护施工技术合理可行,可为类似工程项目提供参考借鉴。
参考文献:
[1] 许业勇 . 工民建中深基坑开挖与支护施工技术的探讨 [J]. 安徽建筑 ,2019,26(1):132-133.
[2] 姚海星 . 工民建中深基坑开挖与支护施工技术探析 [J]. 住宅与房地产 ,2019(27):186
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