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隨著國家城鎮化進程的推進,城市中可利用的土地空間越來越小,而民用建筑越建越高,同時基坑越挖越深,這就給深基坑建設帶來很大的難度。深基坑處理技術作為一項重要的工程技術其自身存在著一定的特殊性。以下從幾個方面出發,對深基坑處理技術進行了概述。
深基坑工程的支護體系涉及到較深的土方開挖,保證基坑相鄰建筑物和地下管線的安全及正常使用,又要有阻斷地下水向基坑內滲流、保證基坑內施工作業面干燥的功能。
技術特點的有效分析是深基坑處理技術應用的基礎和前提。深基坑工程具有的特點:一是深基坑工程的支護系統是臨時性,難以起到安全保障的作用;二是深基坑的區城性及針對性較強,因此要因地制宜;三是深基坑施工過程中計算過程相過較為復雜,涉及結構力學、土力學、水力學等多學科,有較強的綜合性;四是深基坑平面形狀與深度、具有的蠕變體土體等使深基坑工程的時空效應較強;五是深基坑工程是包括設計支護體系、土方開挖、監測等多方面信息化施工知識的系統工程;六是開挖深基坑對相鄰建筑物具有較大影響,具有較強的環境效應;七是工程量大及工期較緊、較高的質量要求。
通常來說深基坑處理技術往往是由兩個部分組成的,一是支護技術,即通過在基礎外圍進行灌注樁或預制樁的施工來促進房屋建筑工程整體強度的有效提升。二是止水體系,即排水工作。應當確保技術應用的針對性和合理性,即在保障技術應用不會受影響的前提下促進房屋建筑工程整體水平的有效提升。常采用連續密排的水泥攪拌樁、高壓旋噴樁等形成阻斷地下水向坑內流動的隔水帷幕。
某商業住宅小區工程,總建筑面積78635平方米,其中地下二層、地下室建筑面積為11683平方米,基坑開挖深度10.5m。該工程深基坑施工過程中,房屋建筑工程的東側、南側均為市政道路并且該房屋建筑的預定使用定位是商業建筑,因此該商業建筑的A區和B區是通過地下室F進行聯結的,即該房屋建筑工程是上面獨立,下面相連的連體結構。該工程的在深基坑開挖過程中發現主要土壤為粘性土并且局部夾粉細砂和碎石,根據相關土壤實驗報告可以發現該土壤屬于中~高壓縮性土層。該工程在排水作業過程中發現其地下水的主要成因是淤泥層較厚并且上層滯水情況較為嚴重。
施工準備的有效進行是深基坑處理技術在房屋建筑工程中的應用的基礎和前提。(1)圖紙會審。接受施工圖后,及時組織技術人員熟悉圖紙及會審,提出疑義及合理化建議提交各參建方;根據實際情況和合同要求,劃分工作、明確職責。(2)注重對施工方案、施工機械設備及材料進行有效、合理的選擇,從而節約施工成本。(3)編制施工質量計劃、施工質量策劃,明確質量目標,分析質量目標可能無法完成的各種影響因素,針對這些影響因素制定有效的預防措施,防范于未然。(4)施工方案編制中,所有參加施工的管理人員應充分發表自己的意見,集思廣益,反復探討而得到的施工方案,才是最科學合理、最切合實際的優秀施工方案。
(1)挖土順序與土層厚度的影響。挖土順序不當會引起基坑局部變形,位移過大,導致基坑坍塌。如果某局部挖土過深,容易造成這一處支護結構應力較為集中,導致支護結構破壞,從而引起基坑坍塌;挖土層厚度選擇不當,引起基坑坍塌。
(2)支護結構穩定性的影響。支護結構自身的破壞導致邊坡失穩。主要原因是支護樁的嵌入深度不足,樁徑選用過小,鋼筋籠配筋偏小,圈梁設計不合理,支撐布置不合理;支護結構發生變形、位移引起鄰近建筑物破壞。由于擋土結構局部荷載較大,造成支護結構局部變形,位移過大,引起鄰近建筑物過大變形或結構破壞。
(3)地質條件的影響。砂層及流砂層一般是含水層,土層的粘聚力很低,對基坑壁產生的側壓力較大,同時在支護樁縫見極易發生涌砂、漏砂現象,從而引起基坑周圍地面下沉;可塑性很強的流塑淤泥土層,雖含水性比砂層差,但粘聚力、內磨角都很小,也是引起基坑不安全因素之一。
(4)地下水方面的影響。降低地下水位,引起地面沉降。
(1)精心設計。查明工程周圍場地的工程地質、水文地質特征、基坑周圍建筑物情況,精心設計基坑支護方案,并預測可能產生的變化及其后果,做好防范工作。
基坑土方開挖時,應結合現場地質狀況及基坑特點,選擇合理的開挖順序和挖土厚度,對稱開挖一定要從兩邊同時開挖,或由中心向兩邊、四周開挖,以使應力通過支撐相互抵消。深基坑挖土應分層開挖,每層挖土厚度根據地質狀況而定,不可一次挖土過深或者超過,以免造成被動土壓力迅速減小而主動土壓力迅速增大,使支護結構破壞,導致基坑坍塌。
基坑支護應結合防滲、截滲要求綜合考慮。基坑開挖時,為了改善巖土的性質及滲透水流的水動力條件,對坑壁進行支護,同時要考慮防滲、截滲措施。支護結構有多種類型,以加固型為主,如水泥攪拌樁、高壓施噴樁、注漿加固等,還有支擋型,如排樁、地下連續墻、沉井等,它們有各自的適用條件,要根據水文地質條件,結合工程性質、規模等進行方案比較,選擇既可擋土又能防滲的支護結構,以達到節約工程造價的目的。
合理選用地質報告各土層的參數,對土體的粘聚力及內磨擦角用不同的土壓力模式分別計算,選用合理,經濟、可行的計算結果。
(2)嚴密監測。對基坑開挖進行嚴密監測是信息化施工的重要手段,也是基坑正常順利開挖的重要保證,做到防患于未然。常見檢測的主要內容有:
支護結構及周圍建筑物的水平位移及沉降觀測、住戶結構的深層位移監測、基坑圈梁及支撐的應力觀測、基坑向外側水位及水量觀測。在監測過程中應連續觀測,同時將數據及時整理反饋,以便指導施工。當監測數據達到報警值時,應立即停止開挖并采取相應的應急措施,處理好后方可繼續開挖。
合理選用排降水方案,基坑排降水的方法有:明溝排水、井點降水、大口徑管井排水等,這些方法都各有技術優勢和適應條件,但必須根據工程特點、地質狀況、水文條件,選用合理、經濟、可行的排降水方法,同時配以有效的輔助措施,才能預防地下水帶來的不良影響。
在排水前應當根據地質勘探報告提供的數據和地質參數來做好排水的準備工作,而在排水方式的選擇上應當以明排水方式和集中排水方式為優先考慮的排水方式。除此之外,在深基坑處理技術的應用過程中,雖然有相應的排水工作和止水防滲措施,但在所難免會出現坑壁滲水的現象,因此可以通過堵、疏等方法的配合利用,滲水較小時,采用干海綿、導流管將滲水排入排水坑;滲水較大時,應將該處的土體進行暫時保留,再進行壓實,然后使用注漿的辦法將滲漏部位封住,保證排水工作的有效控制。
確保工程人員的安全是深基坑處理技術在房屋建筑工程中應用的重中之重。通常來說施工安全是一項系統性工程。需做好:(1)在土方開挖前有效確認通過施工區域內地下管道、電纜、光纜等地下設施。(2)確定基坑的挖土施工范圍,在基坑四周嚴禁堆放任何物品,施工車輛嚴禁靠近。(3)施工人員上、下基坑應走安全通道,安全通道搭設應規范。(4)基坑四周必須設置安全防護欄桿,安全防護欄桿應由上、下兩道橫桿組成,并加安全圍網。(5)夜間安全防護欄桿四周應設置安全照明。(6)進入施工區域的施工人員應戴好安全帽。(7)做好基坑周圍的排水工作,防止基坑因雨水浸泡造成塌方。
隨著我國國民經濟整體水平的不斷提升和房屋建筑工程發展速度的持續加快,在房屋工程中深基坑處理技術的應用取得了良好的實踐效果。因此房屋建筑工程人員在工作中應當對深基坑處理技術有著清晰的了解,并在此基礎上通過工程實踐的進行促進我國房屋工程整體水平的有效提升。
[1]梁憲雨.淺談深基坑處理技術在房屋建筑工程中的運用[J].科技致富向導,2013,12(29):55 -57.
[2]張洪金.關于房屋建筑工程中深基坑處理技術運用的研究[J].江蘇商報,2013,3(15):31-34.