倪兆莊
(福建省永富建設集團有限公司)
淺談建筑工程中的深基坑支護施工技術
倪兆莊
(福建省永富建設集團有限公司)
隨著國民經濟的發展,建筑工程項目逐漸增多,而且高難度、高層數的建筑項目不斷增多,深基坑的應用也逐漸增多。本文對于建筑工程中的深基坑支護技術進行研究,探討當前常見的深基坑支護技術,分析當前的支護技術中存在的問題,為促進深基坑支護技術的發展提出建議與意見,期望為相關研究提供參考。
建筑;深基坑;支護技術
隨著社會的發展,土木工程中頻繁需要使用基坑工程技術,我國從改革開放以后,工程建設不斷發展,基坑工程技術數量不斷增多,技術上也有了長足的進步。為了適應建筑工程的需求,深基坑工程技術的應用逐漸增多,當前深基坑工程的深度通常為6~15m為高層建筑與超高層建筑提供基坑支持。但是深基坑技術主要適用于城市之中,需要遇到多種復雜的工程地址和水文地質條件,施工難度大。本文對建筑工程中的深基坑支護技術進行研究[1],為深基坑支護工程中遇到的問題進行分析,探討優化深基坑支護技術的方法。
2.1深基坑工程的主要內容
深基坑支護工程主要包括以下的內容:①勘查與工程調查,主要是對鄰近建筑物、相鄰的地質條件、城市道路施工的現狀等進行勘查研究,為下一步支護工程提供依據;②支護結構設計,按照建筑工程的需求以及地質勘查資料,確定支護結構,包括擋土墻維護、土體加固等結構;③施工,主要包括基坑開挖和支護的施工等內容,施工需要與工程組織相適應;④地層位移預測,為了確保工程的穩定性,需要對土體和支護結構的性能進行分析,如果預測的位移或變形超過極限,需要更改設計,并且采取專門的加固保護措施;⑤現場測量與監控。
2.2深基坑工程特點
深基坑工程主要具有以下特點:①具有區域性,深基坑工程需要與周圍的地質條件相適應,比如黃土地基、軟粘土地基、沙土地基等說不同地基的影響,深基坑技術也有所不同,為了確保深基坑工程的穩定性,需要對地質條件與水文條件的復雜性與不均勻性進行認識,避免照搬外來的經驗;②具有很強的個性,在深基坑工程的設計中,除了考慮到土質條件與水文條件之外,同時需要考慮到周圍的環境,包括相鄰的建筑物、地下管線等環境,視環境進行具體的設計;③具有很強的綜合性,深基坑支護工程建設過程涉及到多方面的內容,主要包括土力學強度、變形和滲流三個課題,為了確保深基坑的穩定性與專業性,需要對相關學科進行研究,從而確保基坑周圍穩定,并且滿足建筑支護的需求;④工程量大,具有較大的風險性,相比于淺基坑而言,深基坑開挖深度大,工程量大,施工工期緊,施工周期長,而且深基坑工程是一個臨時工程,風險性較大,常常會受到降雨、周圍環境、振動等不利因素的影響,事故具有突發性,一大發生事故,造成的經濟損失較大。
傳統的基坑支護相對比較簡單,但是隨著建筑結構越來越復雜,當前基坑深度和體量不斷增大,支護幾乎也不斷提升。按照深基坑支護的功能,可以將深基坑支護分為擋土系統、擋水系統與支撐系統,具體而言,當前的深基坑支護包括地下連續墻、土釘支護、排樁支護等多種支護類型。
3.1地下連續墻
地下連續墻適用于相對復雜的施工環境,具有整體剛度大、止水防身效果好的優點,在國內外的地下工程中具有廣泛的應用價值。對于深基坑支護而言,地下連續墻能夠作為擋土圍護結構與主體結構砌墻,在粘土、砂土等施工環境中,能夠控制軟土底層的變形,從而確保支護的結構穩定。
但是地下連續墻在堅硬土體中的開挖困難較大,而且施工環境惡劣,施工現場管理難度較大。當前通常采用逆作法施工的方法進行施工管理,為了減少支護結構變形,需要優化當前的施工技術。預應力地下連續墻技術是新發展起來的地下連續墻技術,采用該技術能夠減薄墻厚,提升整體剛度,減少圍護機構,消除裂縫,具有較好的應用前景。
3.2土釘支護
土釘支護主要是用于土體開挖和穩定的一種擋土技術,該技術具有施工快速簡便的特點。根據《建筑基坑支護技術規程》(JGJl2021999)的要求,土釘墻支護主要適用于二、三級基坑、基坑深度不宜大于12m。土釘支護要求土體具有自穩能力,而且具有施工效率快、造價低的特點,因此在我國得到了迅速推廣和應用。而且土釘支護能夠緊貼已有的建筑物結構,能夠節省樁體和墻體的地面。
在土釘支護施工過程中,影響土釘墻主要作用是水的作用,施工過程中的水會對土釘支護造成軟化,從而引發結構的破壞,因此施工中需要做好降水。土釘支護中的土釘群、加固土體與噴射的混凝土面層形成支護體系,為了保持土體強度,采用隨挖隨支的方式進行施工,能夠減少對土體的影響,確保施工質量。20世紀90年代以后,東南沿海一帶的建筑物廣泛使用土釘墻支護,為了適應淤泥的地質特征,發展得到了復合土釘支護技術。該技術采用H形鋼為核心制作加筋泥水墻,具有良好的擋土和止水防滲效應。
3.3排樁支護
排樁支護是采用柱列式鋼筋混凝土挖空與灌注樁作為擋土結構,該支護類型中的柱列式間隔不知的混凝土樁具有良好的剛度,為了確保施工的安全穩定性,需要在樁間或樁背采用高壓注漿,或在樁后專門構筑防水帷幕。灌注樁的施工簡單,施工成本較低,而且成本較地下連續墻低,具有較強的應用前景。
排樁支護主要包括支錨式和懸臂式兩種方式,支錨式適用于一、二級基坑工程,懸臂式住列樁適用于三級基坑,排樁支護適用于基坑深14m左右,周圍環境要求不嚴格的支護。當周圍環境保護要求嚴格時,需要在采用水泥攪拌樁對基坑底灌注樁進行加固,減少支護結構的變形。
4.1深基坑支護存在的問題
深基坑支護技術主要存在以下的問題:①土層開挖與邊坡支護不配套,土方開挖相對較為簡單技術含量低,但是深基坑支護工程中的土層開挖的要求較高,工序相對復雜,因此一般是專業施工隊完成土方和擋土工作,土層開挖的工期緊、開挖順序亂等對工程影響較大,尤其是雨期施工會影響施工進度,對支護工程先生影響;②邊坡修理達不到要求,因為施工管理的問題,施工中的技術交底不規范,操作手的操作水平不高等導致邊坡表面不平整,造成擋土支付后的超挖和欠挖等現象;③成孔注漿不到位,土釘或錨桿受力達不到設計要求,深基坑支護對于錨桿要求較高,鉆孔的土層質量不同,因此在鉆孔過程中,需要認真研究土體質量,避免因為出渣不盡而影響注漿質量,甚至引發成孔困難、空洞坍塌等;④噴射混凝土厚度、強度達不到設計要求,當前加注工程中常用干拌法進行噴射,干拌法上操作簡便、可連續噴射,但是對于操作手的要求較高,施工管理不嚴格容易引發混凝土回彈嚴重,噴射混凝土厚度、強度達不到設計要求;⑤施工過程受影響因素多,深基坑支護施工過程受到多種因素的影響,深層攪拌水泥摻量會引發泥土裂縫、而且施工計算與實際情況有所偏差,因此在施工過程中會與設計有所差異,與實際情況的差異較大,這些都是支護施工需要面臨的問題。
4.2深基坑支護施工完善措施
為了提升深基坑支護質量,滿足建筑工程的需求,需要采取以下方式完善深基坑支護施工技術:①合理選擇深基坑支護選型,在施工設計前,對于底層環境進行勘查,著重考慮深基坑土的類別、地下水位的高低以及周圍環境的影響,確保支護結構型式合理;②合理運用新技術,當前的深基坑新技術包括土層人工凍結圍護深基坑技術、SMW特殊工法等新技術方法,在施工設計中,需要對新技術進行研究,根據深基坑環境合理的選擇新技術,適應國外的施工技術,從而促進我國基坑工程技術的發展;③合理的運用動態設計和信息化技術,深基坑工程技術施工過程必須遵循國家現行的規程、規范,并且進行動態管理,合理的運用信息化技術對施工進行監督管理,逐步實現工具化、模數化與系列化管理,確保深基坑支護工程質量。
當前城市建筑深基坑以支護開挖為主要形式,為了滿足建筑工程的發展,深基坑支護工程需要滿足以下的功能:①主體地基以及樁基安全,為建筑工程提供良好的支護效果,主要以穩定性為主;②地下工程施工安全與環境安全,因為深基坑支護屬于永久工程的一部分,基坑工程建設中,需要以穩定性為主,對于基坑的允許變形、水平和垂直等進行有效計算,避免發生失穩等情況。為了滿足建筑工程的需要,需要按照深基坑工程規范,加強施工管理,提升施工質量。
[1]晁得祥.建筑工程深基坑支護方案的設計[J].中國住宅設施.2011,4(06):71~73.
[2]王雋.建筑工程中深基坑中支護施工技術分析[J].安裝.2013,09(15):30~31.
[3]富 華.淺議軟土地基的深基坑支護形式的選擇[J].科技資訊.2011,8 (16):52~54.
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