王燕京 閆磊
哈爾濱廣宇房地產開發有限責任公司 150070
試論建筑深基坑施工中問題及措施
王燕京 閆磊
哈爾濱廣宇房地產開發有限責任公司 150070
在現代化社會發展的今天,建筑行業、房地產行業借著高新的施工技術而發展起來,此時高層建筑已成為城市中一道靚麗的風景。但高層建筑的空間仍然不能夠滿足人們的要求,于是開始將地下室利用起來,這就要求對建筑工程采用深基坑進行施工。本文就建筑工程深基坑施工中的問題進行分析,并采取有效的解決措施,以保證建筑工程的質量與穩定性。
建筑工程;深基坑工程;施工技術;問題;措施
隨著經濟的發展以及城市化進程的不斷加快,高層、多層、地下建筑不斷增加,為了將地下空間充分利用起來,我們開始對各種建筑采用深基坑工程進行施工。所謂深基坑工程也就是從地面開挖深度大于5m或者有地下室三層以上工程,有些雖然深度沒有達到5m但是周邊條件相對比較復雜的工程也可稱為深基坑工程。在深基坑工程施工過程中,一旦失誤或者沒有按照規定進行施工,那么就會在很大程度上影響到整個工程的質量。因此我們需要對深基坑工程進行認真施工,嚴格管理,以保證建筑工程的質量。
要想保證基坑開挖的穩定性,就需要對基坑進行支護。如果當地的土質條件比較好,基坑比較淺,那么施工人員可以直接進行放樣測量之后就進行開挖,此時周邊的土壤就有一定的固定作用,但是如果是在一些較深的基坑,那么我們必須要對其采取支護措施,否則基坑就會出現坍塌事故。過去施工單位采用的方法也就是采用砌石來起到支護作用,但是這一方法一般適用于基坑較淺并且土質條件比較好的基坑,那么在一些高層建筑的撒很基坑當中,這一方法并不夠合理,因此我們可以采用其他比較簡單的方法,例如草袋、土工織物等進行施工。目前,傳統的支護措施已經無法滿足現代建筑的需要。因此我們必須要通過實踐發現出更多支護方法,例如灌注樁、攪拌樁等,這些在很大程度上起到了固定作用,保護了深基坑。如果樁徑達到了4m,此時深基坑的承載力也會達到1000kN。
1、支護結構設計計算問題。在深基坑工程施工過程中,施工人員仍然采用極限平衡理論來對支護結構的設計進行計算,但是我們需要注意的是,深基坑工程中支護結構的受力情況是非常復雜的。因此在實際工作中,采用這一計算方法雖然能夠保證其安全系數,但是仍然會在一定程度上破壞結構;有些工程采用這種方法進行計算,雖然安全性并沒有達到設計的要求,但是他卻能夠在實際工作中保證結構的穩定。
極限平衡理論也就是對深基坑的支護結構進行靜態設計,但是經過開挖后的土體結構確實一個動態的過程,隨著時間的推移,土體結構的強度就會逐漸下降,最終出現變形或者探討,因此在設計過程中必須要考慮到這一點,這樣才能夠保證工程的穩定性,但是實質上,這一計算往往會被施工人員或者設計人員忽視。除此之外,在對支護結構設計的過程中,還應該考慮到土體中孔隙水的壓力情況以及土體的各種物理性質指標。一般來說,施工人員可以等到深基坑樁工程施工完畢之后,對土體結構進行一定的測試,這樣土體結構的物理性質指標的取值也就比較精準,才能夠在施工過程中保證工程的質量,防止各種安全事故的發生。
2、支護結構空間效應問題。據相關數據表明,深基坑工程周圍所發生的位移情況一般是中間較大,兩邊較小,而深基坑如果出現結構失穩的情況,一般就是在基坑的較長邊的中間位置,因此我們斷定在神基坑工程施工過程中,空間問題也是其重要影響因素。目前,支護結構中支撐的形式很多,但主要有兩類:內撐式和拉錨式。對于拉錨式,每根錨桿單獨作用,靠土體的錨固作用形成水平承載力,錨桿之間僅靠腰梁聯系,維持圍護樁墻的平衡。然而,目前在支護結構設計中,完全沒有考慮內撐式支護結構的這一空間效應,將內撐式和拉錨式同等看待,即僅僅提供一個水平支撐力,是不合理的。
在支護結構中,支撐的形式及位置對結構的變形和內力有顯著的影響。選擇合理的支撐形式及位置,對圍護結構的穩定性,減少位移及降低造價有很大的作用。一般的支護結構中,圍護樁墻的頂部都設有壓頂圈梁,壓頂圈梁不但將各單樁聯系起來,增強樁間的整體性,而且作為施工人員的通道,為施工提供方便。對排樁墻來說,壓頂圈梁加角撐作為第一道水平支撐,與一般水平支撐梁不同,它主要靠梁的抗彎剛度而不是靠鋼筋混凝土的抗壓剛度提供支撐力。如果基坑的平面形狀接近圓形和正方形,則將壓頂圈梁及腰梁設計成圓環形是最適合的,這樣可以改善支撐梁的受力條件,將彎矩轉化為軸力,充分利用混凝土的抗壓強度,從而大大降低工程造價,同時擴大坑內的施工空間,方便了施工。
3、支護墻的滲水與漏水問題。土方開挖后支護墻出現滲水或漏水,對基坑施工帶來不便,如滲漏嚴重時則往往會造成土顆粒流失,引起支護墻背地面沉陷甚至支護結構坍塌。例如某銀行,基坑開挖深度為7.4m,支護樁為鉆孔灌注樁¢800@1000,樁長13m,其后設直徑0.3m的旋噴樁作止水帳幕,地下水位在地表下1m處。由于鉆孔樁和止水樁質量差,未形成止水帳幕,基坑開挖后,樁間出現大量涌泥和流砂,支護樁向基坑內側傾斜達200mm以上,樁后形成的地面裂縫達50~100mm,邊坡滑移,嚴重開裂破壞,被迫停止拆除。
對滲、漏水量很大的情況,應查明原因,采取相應的措施:如漏水位置離地面不深處,可將支護墻背開挖至漏水位置下500~l000mm,在支護墻后用密實混凝土進行封堵。如漏水位置埋探較大,則可在墻后采用壓密注漿方法,漿液中應摻入水玻璃,使其能盡早凝結,也可采用高壓噴射注漿方法。采用壓密注漿時應注意,其施工對支護墻會產生一定壓力,有時會引起支護墻向坑內較大的側向位移,這在重力式或懸臂支護結構中更應注意,必要時應在坑內局部回填土后進行,待注漿達到止水效果后再重新開挖。如現場條件許可,還可在坑外增設并點降水,以降低水位、減小水頭壓力。
4、斷樁及漏樁問題。在成樁過程中有時會遇到無法清除的地下障礙,使支護樁形成斷樁或漏樁現象,在鉆孔灌注樁施工中也會遇到坍孔等原因造成斷校。這對支護墻的受力會帶來影響,斷樁或漏樁處也易造成嚴重漏水。
對于施工過程中已知的或懷疑可能發生的斷樁或漏樁,在基坑開挖前,應先行對該樁位及樁背進行壓密注漿或高壓噴射注漿,保證其在開挖后不發生嚴重漏水,以便開挖后處理。斷樁如發生在基坑底面以上,則在開挖后,可將斷樁部位的泥漿、粘土、浮漿及不密實的混凝土鑿干凈,支模后用混凝土補澆填實。如樁發生在基坑底面以下,則應在基坑開挖前在該被前或樁后,增加2~3根樁,樁徑可比原校適當減少,樁長一般與原樁相同。
對于施工過程中未知的斷樁或漏樁,開挖發現后應先進行止水處理,再用混凝土補澆填實,如止水有困難,也可采用“引流一修補”的方法,先在斷樁處設一引流管,再將斷樁修補,混凝土修補時可將引流管埋入其中,但引流管兩端不可封死,應保證引流暢通,防止壓力水對引流管邊修補的混凝土產生微裂縫。在混凝土達到強度后,可封住引流管。施工階段未知的斷樁,其位置又發生在基坑底面以下,一般很難發現也難以修復。
綜上所述,隨著目前深基坑施工中出現問題增多及未來城市化進程會進一步加快,而隨之而來的房產開發將會出現更棘手的問題,從本文我們大概可以預測到未來房產建筑的發展方向,可能出現的問題,有助于防患于未然,使得以后的高層建筑施工中的深基坑問題得以更快、更有效地解決。
[1]聶淼,鄭玉元.貴陽某深基坑土釘支護設計研究[J].山西建筑,2009.
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