深基坑支護技術在土建施工中的應用

邢大勇

(河南能源義煤公司,河南義馬 472300)

深基坑支護技術在土建施工中的應用

邢大勇

(河南能源義煤公司,河南義馬 472300)

伴隨著城市化進程的腳步不斷加快,我國的高層建筑越來越多,而在高層建筑的施工過程中,基坑支護工程作為高層建筑的基礎有著舉足輕重的地位。在建筑工程領域中,深基坑支護施工技術的運用使基坑工程呈現出面積緊湊、距離靠近、深度較大以及規模偏大等方面的顯著特征,使得基坑支護工程的可靠性,安全性大大提高,對于提高土建施工質量有著重要的意義。本文結合我國土建施工中深基坑支護技術的特點,施工方案的選擇,使用條件,深基坑支護具體施工技術展開了分析,對于提高深基坑支護技術,提高土建施工質量有一定的促進作用。

深基坑 支護 土建 施工 應用

隨著國民經濟建設的迅猛發展,高層及超高層建筑在大中城市如雨后春筍般的涌現,導致我國城鎮的土地資源嚴重緊缺,造成土地資源越來越少,土地的合理利用成為我國現階段必須攻克的難題。由于深基坑工程在高層建筑施工中具有重要的基礎性地位,深基坑支護施工技術在提高施工安全性與質量等方面具有顯著成效,能夠保證工程質量與進度,杜絕安全隱患,因此高層及多層建筑的地下室、地下商場、地下車庫、地鐵車站等工程施工,都會面臨深基坑工程,為了緩解這一壓力,在保障農業耕地面積的同時必須提高土地資源的合理利用,因此對深基坑的支護技術,以及支護施工的要求也越來越高,就目前形式而言,我國在深基坑開挖以及支護施工技術層面已累積了豐厚的設計與施工經驗,新技術和新結構以及新工藝也不斷被發現,通過這些方面可看出土建施工中合理運用基坑支護技術已成為施工過程中不可缺少的一步。

1 土建基礎施工深基坑支護特點分析

1.1 事故率較高

對于土建基礎施工中的深基坑支護來說,深基坑支護是一項風險較大的臨時工程,是為了地基基礎的施工做準備的,具有較高的事故率。與一般的工程相比,深基坑支護的不確定因素較多,建設單位投入的成本往往比較低,沒有做好完善的安全防護工作。另一方面,深基坑支護施工的周期比較長,從開挖的時候到完成整個地下的隱蔽工程,常常會碰到一些降雨等天氣的干擾,增加了事故發生的因素。

1.2 深基坑支護有很強的差異性

圖1

圖2

深基坑支護的施工常常受到地形和水文條件等的不同各有差異,一般條件下,自然條件不同,深基坑支護選擇的方案也不同。對于不同的工程,如房屋建筑工程,水利建筑工程等不同的工程來說,深基坑支護方案不同;對于同一個城市的不同地域,方案甚至也有差異。總之,深基坑支護施工方案的選擇一定要結合具體條件,因地制宜。

1.3 深基坑支護工程綜合性強

對于一個深基坑支護工程來說,一般要涉及到結構工程或者巖土工程等相關的施工技術,各種復雜的因素相互影響,所以,深基坑施工一定要考慮到各個方面,特別是土力學中強度、滲流以及變形這三個常見的課題,需要綜合處理。

2 深基坑支護施工方案

基坑是土建工程中的基礎工程,它對整個建筑的質量起到至關重要的作用。基坑支護設計必須滿足安全性、經濟性和可行性這三項基本要求,如何保證深基坑支護的質量安全以及基坑周邊環境的安全已引起了社會以及參與建設的各方主體高度重視。想要保證施工的安全性以及施工技術的可行性,就要設計出經濟、科學、適用的深基坑支護設計方案。然而基坑各側環境不同,其變形控制值也應相應變化,為了避免由于支護結構變形過大,造成周邊建(構)筑物、地下管線破壞,根據不同的地質環境應采取不同的支護施工方法,對于深基坑支護中的結構形式及適用條件如圖1所示。

常見的深基坑支護方案有：土釘墻支護,水泥土攪拌樁擋墻,鉆孔灌注樁以及噴錨支護。針對不同的支護施工的要求,需要注意采取不同的支護方式。例如水泥土攪拌樁擋墻采用水泥作為固化劑,通過攪拌機械將地層深處的水泥和土強行攪拌,使水泥和軟土之間發生一系列的物理化學反應,逐步硬化為具有整體性、水穩定性和一定強度的水泥土樁,特別針對深基坑施工過程中需要防水袋情況。同時值得注意的是深基坑噴錨支護施工技術是較長采用的深基坑支護施工技術,它是采用嵌固于土體滑移外的錨桿加固依次超前縫合優勢滑移控制面的裂縫并通過錨桿將形變的涂層介質和滑移面的穩定介質連在一起,從而形成一個整體的自穩能力,它是在深基坑邊壁發生整體滑坡失穩前所采取的行為方式。 一般來說,深基坑支護方案的選擇要結合具體的地形和施工條件進行選擇。

3 深基坑支護工程存在的問題

3.1 支護結構設計計算與實際受力不符

對于深基坑支護結構的設計,國內外至今尚沒有一種精確的計算方法,同時由于土體結構的情況一般比較復雜,且容易隨環境發生變化,因此在施工前的實際階段很難做到在實際施工中精確計算,總的來說現階段的深基坑受力計算方案多數是處于摸索和探討階段。但值得注意的是在深基坑支護的實際施工過程中,深基坑支護設計時對各因素的受力情況分析不明確,容易致使整個支護系統的受力參數達不到實際的要求,從而在高層建筑的工程施工中易發生危險,為了杜絕這類事件發生應該對設計時加強實際的考察和各種因素的分析,確保支護系統的承受能力滿足實際受力要求。

3.2 基坑開挖過程中的問題

根據實際施工過程中深基坑開挖中大量的實測資料表明：基坑周邊向基坑內發生的水平移動是中間大兩邊小。因此會導致深基坑邊坡的欠穩,是對深基坑施工過程的潛在威脅。可以斷定說深基坑支護設計施工是一項綜合性很強的工作,針對不同的突發狀況應冷靜對待,切實想出解決措施,以減少經濟損失。因此深基坑支護設計前一定要對建筑范圍內的土質、地下水情況,以及建筑周邊環境的充分了解后選定合理的方案。而對于地下水位的變化明顯或者地基總是位于地下水位以下的情形,我們在開展深基坑施工之前,應該進行基坑的排水工作,以確保施工正常開展。對于可能會出現流沙或者管涌的基坑,事前要備好應急的預案舉措。在現場開挖過程中也需要采用分層開挖,隨挖隨外運,并配合人工清土,挖至設計標高。挖土速度必須隨圍護監測結果的變化而變化,發現異常情況,應立即停止挖土,同時在基坑開挖過程中,應該確保施工的連貫性,避免出現支護實際過長的現象,嚴格按照相關規定進行基坑周圍建筑的管理,降低基坑所受到的壓力,合理的堆放基坑挖出的泥土。同時,在基坑開挖的過程中,一定要注意過程控制,整體把握基坑開挖的質量。(見圖2)

4 深基坑施工中的注意事項

4.1 重視施工過程的觀測

深基坑的巖土工程即土方開挖前,需仔細定奪挖土的方案以及施工組織情況,并按照“開槽先支撐,先撐后挖,分層開挖,嚴禁多挖”的施工要求,面對突發情況,良好的觀測體系能有效地保障施工的安全性。在施工過程中要時刻深基坑邊坡的變形大小、周圍建筑物及地下管線變形大小等,對超過設計允許范圍內的情況應立刻停工檢查,避免潛在的危險進一步擴大。

4.2 施工質量的監督

深基坑支護系統的施工質量,對整個系統的工作狀態是否正常有著重大的影響,但由于基坑工程特別是土釘墻和噴錨工程專業特殊性強,許多施工單位缺乏巖土工程專業工程的相關經驗,出于利益的驅使,偷工減料的現象時有發生,這是對施工的安全的不負責,因此土建深基坑的施工過程中,應對負責人權責明細,以此杜絕此類事件發生,保障施工安全與施工質量。

5 結語

隨著我國經濟的不斷發展,人口的不斷增加,我國城市的土地資源越來越匱乏,對于這一問題備受人們的關注,土建深基坑施工技術從一定程度上緩解了這類問題。但由于建筑基坑的開挖與支護結構是一個系統工程,涉及工程地質、水文地質、工程結構、建筑材料、施工工藝和施工、管理等多方面,目前的深基坑施工技術需要不斷進行革新以滿足實際的需求。從客觀的角度來說,深基坑施工技術不僅可以實現地面空間的充分利用,還可以大量開展地下空間,對目前土地資源緊張的形式來說具有重要意義。

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