基坑支护与降水设计在工程中的应用分析

发表时间:2021/7/27   来源:《基层建设》2021年第13期   作者:范可佳
[导读] 摘要:在深基坑施工中,可以选择性的采用各种支护方法。
        铁四院城地院地下工程所  湖北省武汉市  430063
        摘要:在深基坑施工中,可以选择性的采用各种支护方法。其中,由于各种支护方法的应用范围不同,所以其最终效果也明显不同。同时,由于建筑工程的复杂性,高层建筑规模的不断扩大和发展,基坑的建设也带来了新的问题。因此,有必要根据建设项目的实际情况合理选择深基坑支护技术。
        关键词:基坑支护与降水设计;工程;应用
        引言
        在经济建设步伐加快、城镇化程度加深的大背景下,建筑行业得到了飞速的发展,随着建筑项目种类越来越多样化,开发地下空间的项目越来越多,就要求更加稳定和完善的基础工程施工。在基础工程施工中,深基坑支护技术是很关键的一部分,其技术质量的高低直接影响建筑工程基础施工质量和基础造价,因此对该技术进行研究,对其不断进行完善和优化,具有重要的现实意义。
        1、基坑支护在工程当中应用的特点分析
        针对于基坑支护工程来说,其在工程当中属于一项临时工程,所以对于基坑支护当中所涉及的安全储备可以相对小一些,在实际当中其与地区性关联较大,不同地区的地质条件以及特点都是各不相同的,所以在实际应用的过程当中需要综合考量工程的地质条件问题,所以从本质上来说,基坑支护工程当中集合了岩土工程、结构工程以及施工技术等多方面学科的交叉应用,属于一项多种复杂因素相互影响的工程类型。造价高也是基坑支护工程的一个重要特点,主要是由于开工的数量比较多,也是各个工程需要重点完成的工程类别,在工程当中所涉及到的工程技术较为复杂并且涉及到的范围广泛,同时也会由于地质环境因素的不同而产生相应的变化。一旦处理不当便有可能造成施工安全事故,所以就决定了基坑支护工程难度大的问题,需要对多种施工技术进行综合应用,因此基坑支护相对来说造价较高。在基坑工程当中,城市的主要高层以及超高建筑大多集中在建筑密度较大以及人口密集、交通拥挤的狭小场地当中,这便导致了基坑工程施工的条件很差,同时在工程的附近经常会存在保护难度比较大的永久性建筑以及市政公用设施,所以,在施工的过程当中不能简单采用放坡开挖的方式,这对基坑的稳定性以及位移控制要求都是比较严格的,一旦基坑支护设计不善,就有可能造成非常严重的不良的后果。
        2、工程概况
        某项目基坑支护、降水项目,该基坑整体呈不规则状分布,南北长140.0m~250.0m,东西宽40.0m~160.0m,开挖深度16.2m~16.8m,开挖基底标高1503.6m(局部1503.1m),基坑四周均紧邻既有建筑。依据该项目地勘报告从上至下土层分布为:(1)杂填土层,层厚0.5m~3.9m,层底高程1515.80m~1519.46m;(2)粉土层,层厚1.0~5.0m,层底高程1513.82~1516.91m;(3)细砂层,层厚0.6m~2.5m,层底高程1512.17m~1515.78m;(4)卵石层,层厚3.5~8.3m,层底高程1507.56m~1510.70m;(5)强风化砂岩层,桔红色,层状构造—钙泥质胶结,层厚4.6m~6.3m,层底高程1501.72~1505.11m;(6)中风化砂岩层,桔红色,未穿透,层面标高1501.72m~1505.11m。场地地下水类型属孔隙潜水,主要含水层为卵石层和强风化砂岩层,流向由南向北,勘察期间水位高程1514.25m~1515.23m。
        3、基坑支护的要点
        3.1、锚点支持
        这种支撑技术主要是利用现浇桩和锚杆来堵住深基坑周围的地面。它广泛用于某些土壤质量较差或需要深基坑支护的建筑区域。在实际的施工过程中,锚杆的安装可以大大提高周围土地的固定能力,而不受周围地下建筑物的干扰,因此应用范围比较广。桩锚支护技术也常用于建筑工程的深基坑施工中。它适用于软土、薄土、良好土壤性能和良好土壤质地的地基。例如,当深基坑长度小于40m,水平角为2°至45°,设计轴向拉力小于750kN时,可以采用桩锚支护技术,可获得理想的支护效果。

同时,如果软土层的厚度小于1.2m,则土层条件并不复杂,基本上是相同类型的土,也可以选择桩锚支撑。桩锚支撑技术的最大优势在于其结构简单。受拉构件的一端固定到基坑的稳定地面上,而受拉构件的另一端连接到保持桩,从而可以通过保持桩来实现传递,引导力可确保维护结构的整体稳定性。在桩锚支护技术的实际应用中,有必要调查建筑面积的实际情况,标记和测量竖向和水平位置,使基坑底板与支护结构之间的夹角为20,如果基坑边缘的总长度大于140m或一侧的长度大于40m,则必须严格控制锚杆的轴向拉力,使其在700kN至800kN之间。
        3.2、钢筋加工支撑技术
        钢筋加工支撑是整个工程的重要部分,直接影响了工程的稳固和安全性。进行施工时,为了保证钢筋具有符合要求的强度和硬度,工作人员要科学地处理钢筋材料,尤其要注意封膜绝缘操作环节。这是整个工程中必不可少的部分,采用绝缘胶对钢筋进行封膜,再进行钢筋表层缠绕,从而保证较高的密封性,然后对胶带、钢筋之间进行检查,避免存在缝隙,造成钢筋强度的降低。通过一系列操作,保证钢筋满足施工标准和要求之后,才能运用到施工中。
        3.3、预应力锚索施工
        (1)根据长螺旋钻孔压灌桩及坡顶建筑物的分布情况设置预应力锚索,预应力锚索采用s15.24钢绞线,单束钢绞线强度标准值为fak=1860MPa,施工倾角按各剖面段支护设置,成孔深度要求比锚索设计长度长200mm。(2)锚索孔距垂直方向偏差应不大于50mm,水平方向偏差应不大于100mm,钻孔倾斜度偏差在5%内。(3)杆体锚索每隔1.0m设置一个对中支架,以确保锚索处于钻孔中心位置。(4)注浆锚固体采用纯水泥浆水灰比0.45~0.55,普通硅酸盐水泥等级为P•O42.5。(5)锚索自由段包裹塑料、套波纹管,两端用铁线扎牢。(6)待锚固体达到设计强度70%且大于15MPa后方可进行锚索张拉,一般在注浆完成约10d后张拉锁定(应根据试件强度测试结果确定)。(7)预应力锚索张拉锁定后方可进行下一层土方开挖。
        4、基坑降水设计在工程中的应用
        第一,场地条件:基坑降水设计会受到场地条件的制约,其主要包含工程周围已有建筑物的高度分布以及结构,同时周围建筑物与基坑之间的距离也会对基坑降水设计的方案造成一定影响,此外还需要重点关注工程周围的地下设施,例如:排水管道、光缆电缆等方面。第二,地质情况:在开展基坑降水设计的过程中需要充分调查地质情况,即做到充分掌握基础分层地质柱状图以及地质剖面图,明确各层岩土所拥有的物理力学性质,了解地下水的类型以及埋藏情况,并且也需要充分掌握施工现场的水文地质情况以及水质分析结果,知晓土层的渗透性,由于土层的不同深度以及不同方位的渗透系数都是各不相同的,所以渗透系数计算结果的真实性会对于降水设计方案的质量造成一定影响。在通常情况下,由勘察人员所提供的勘察报告中数据大多是在室内所完成的测试数据,有可能会产生一定的误差性,所以设计人员在开展降水设计方案的过程中只能对该数据进行参考,实际开展降水设计的过程中往往需要深入到工程现场进行抽水试验,从而确定基坑降水设计的方案。
        结束语
        深基坑支护工程对于整改建筑工程的稳定性和安全性具有非常重要的意义,其工程质量的高低直接关系到整改项目的基础稳定性和意外事件的发生概率。
        参考文献:
        [1]吴纪元.基坑开挖过程对邻近既有道路变形影响研究[D].安徽建筑大学,2020.
        [2]李斐.深基坑桩锚支护结构受力与稳定性分析[D].山东大学,2020.
        [3]冯志魏.复杂地质条件下综合管廊基坑技术方案管理研究[J].工程建设与设计,2020(11):139-141+144.
        [4]高文根.兰州临黄河地区咬合桩支护体系模拟研究[D].内蒙古科技大学,2020.
        [5]王伟.市政施工中深基坑支护技术施工的难点与突破途径[J].技术与市场,2020,27(06):88-89.
 
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