中圖分類號:TU753;TU74 DOI:10.12339/j.issn.1673-8578.2025.05.020
Analysis on the Innovation and Development of Deep Foundation Pit Support Construction Technology in Civil Construction//LI Jiantao, WANG Gongshun
Abstract:Asthebasicpartofconstructioengineering,thesupporttechnologyof depfoundationpitengineringisthekeylinkto ensurethesafeandstableconstructionofdeepfoundationpitengineeing,andtheselectionofreasoablesupporttechnologyand scheme is of great significance.This paperintroducesthe principlesand technical points of severalcommondeepfoundation pitsupportechologi,chsopilsuportdergodtiuousallsuport,sillngalluport,.Iicddatt applicationofewmaterialsandintellgenttechnologywillbringimportantchangestotefuturedevelopmentofdeepfoundationpit support construction technology.
Keywords: civil construction ;deep foundation pit ;supporting technology ;intelligentization
在大型商業綜合體、高層住宅、地下停車場以及地鐵等基礎設施建設中,深基坑工程的應用極為廣泛。一些高層建筑和地鐵工程的基坑深度已經超過20米,不僅對工程技術提出了極高的要求,也使得深基坑支護技術的重要性更加凸顯。深基坑支護技術是確保深基坑工程安全、穩定施工的關鍵環節,其成本在整個建筑項目中也占據著相當大的比重,一般可達總造價的 10%~30% 。因此,選擇合理的支護技術和方案,對于確保工程安全、控制工程成本等具有重要意義。
1 深基坑的定義與特點
深基坑通常是指開挖深度超過5米(含5米),或深度雖未超過5米,但地質條件和周圍環境及地下管線特別復雜的工程。隨著城市化進程的加速和建筑技術的不斷發展,深基坑工程在城市建設中愈發常見。
深基坑具有兩個顯著特點。深度較大是深基坑最直觀的特征。較大的深度使得基坑開挖過程面臨更大的土體壓力和地下水壓力,對支護結構的強度和穩定性提出了更高要求。規模較大也是深基坑的特點之一。深基坑工程往往涉及大面積的土方開挖和復雜的施工工藝,需要投入大量的人力、物力和財力。同時,大規模的施工也會對周邊環境產生較大影響,如施工噪聲、塵土飛揚等,因此需要采取有效的環境保護措施。
2常見深基坑支護技術
2.1 排樁支護
排樁支護是指以隊列式間隔布置的鋼筋混凝土挖孔、鉆(沖)孔灌注樁作為主要的擋土結構。這種支護結構形式多樣,可分為懸臂支護或單錨桿、多錨桿結構,布樁形式也有單排或雙排布置等[1]。其中,懸臂支護適用于開挖深度不超過10米的黏土層、不超過8米的砂性土層以及不超過5米的淤泥質土層。當基坑深度較大或地質條件較為復雜時,可采用單錨桿或多錨桿結構,通過錨桿將樁體與穩定的土體相連,增強支護結構的穩定性。
排樁支護的擋土原理基于樁體的承載能力和抗側力性能。鋼筋混凝土樁具有較高的強度和剛度,能夠有效地抵抗土體的側向壓力。在基坑開挖過程中,樁體將土體的側向壓力傳遞到深部穩定土層,從而保持基坑邊坡的穩定。
2.2 地下連續墻支護
地下連續墻支護是一種在泥漿護壁條件下,使用挖槽機械沿著深開挖工程的周邊軸線,開挖出一條狹長的深槽,清槽后,在槽內吊放鋼筋籠,然后用導管法澆筑水下混凝土形成一個單位槽段,最終在地下澆筑成一道連續的鋼筋混凝土墻壁的支護技術。其施工工藝較為復雜,需要嚴格把控各個環節。
地下連續墻支護具有諸多顯著優勢。在擋土方面,由于地下連續墻具有較大的厚度和較高的強度,一般厚度可達 0.6~1.2 米,能夠承受較大的土體側向壓力,有效防止土體坍塌,確保基坑的穩定性[2]。其連續的墻體結構和混凝土的抗滲性能,能夠有效阻止地下水的滲透,為基坑施工創造良好的無水環境。地下連續墻對復雜地質條件具有較強的適應性。
2.3 土釘墻支護
土釘墻支護是一種原位土體加固技術,由密集的土釘群、被加固的土體、噴射混凝土面層組成,形成一個復合的、能自穩的、類似于重力式擋墻的擋土結構。其工作原理是通過在土體內設置土釘,利用土釘與土體之間的摩擦力和黏結力,將土體與土釘形成一個整體,共同抵抗墻后傳來的土壓力和其他作用力,從而增強土體的穩定性。土釘一般采用鉆孔,放入帶肋鋼筋并沿孔全長注漿的方法做成,它依靠與土體之間的黏結力或摩擦力,在土體發生變形時被動承受拉力作用。
3 土建施工中深基坑支護施工技術要點
3.1 施工前的準備工作
地質勘察是施工前的首要任務,專業的勘察團隊需要運用先進的技術手段,對施工現場的地質條件進行全面、細致的探測。通過鉆探、物探等方法,獲取詳細的地層信息,包括土層的分布、厚度、物理力學性質等;同時,準確查明地下水位的高低、水位變化規律以及地下水的補給來源等情況,設計方案制定是深基坑支護施工的核心環節之一。設計人員應依據地質勘察報告,綜合考慮基坑的開挖深度、形狀、周邊環境等因素,制定出科學合理的支護方案。在方案中,需要明確支護結構的類型,如排樁、地下連續墻、土釘墻等,并確定其具體的參數,包括樁徑、樁長、間距、錨桿長度和間距等。
此外,還要做好施工場地平整、材料和設備準備等相關工作。
3.2 測量放線
測量放線是深基坑支護施工中的關鍵環節,其精度直接影響到整個工程的質量和安全。在基本平整的場地上,利用施工基線和輔助基線,測放出鉆孔樁的樁位,用竹樁等做出明顯標記,樁位誤差需要嚴格控制在不大于2厘米的范圍內。這是因為樁位的偏差可能導致支護結構的受力不均,影響其穩定性。
3.3 支護結構的施工
3.3.1 排樁支護施工
成孔是排樁施工的重要環節,可根據不同的地質條件選擇合適的成孔方法。在黏性土、粉土等土層中,鉆孔灌注樁是常用的成孔方式。施工時,先使用鉆機進行鉆孔,鉆孔過程中要密切關注鉆孔的垂直度,垂直度偏差應控制在 1% 以內,以保證樁身的垂直度,避免因樁身傾斜導致受力不均。同時,要嚴格控制鉆孔深度,確保達到設計要求的深度,為后續的鋼筋籠下放和混凝土澆筑提供保障。
3.3.2 地下連續墻支護施工
導墻施工是地下連續墻施工的首要步驟,在導墻施工過程中,首先要進行測量放線,保證導墻的精度,然后進行模板安裝,模板應具有足夠的強度和剛度,能夠承受混凝土澆筑時的側壓力。模板安裝完成后,進行鋼筋綁扎和混凝土澆筑,混凝土強度等級一般不低于C20,澆筑過程中要確保混凝土的密實性,避免出現蜂窩、麻面等缺陷[3]。
泥漿制備與管理是地下連續墻施工的關鍵環節之一,泥槳的相對密度一般控制在 1.05~1.20 之間,黏度控制在18~25秒,含砂率不超過 4% 。在挖槽過程中,要根據地質條件和槽段長度選擇合適的挖槽設備和挖槽方法。隨后,要做好鋼筋籠制作與吊放,鋼筋籠下放到位后,要及時進行固定,可采用吊筋將鋼筋籠固定在導墻上,確保其在混凝土澆筑過程中不發生位移。混凝土澆筑過程中,要連續澆筑,避免出現斷樁現象。同時,要控制好混凝土的澆筑高度,一般應高出設計墻頂標高 0.5~1.0 米,以便在后續施工中鑿除浮漿,保證墻頂混凝土的質量。
3.4 基坑排水與降水
在深基坑施工過程中,地下水的控制至關重要,基坑排水與降水是確保施工安全和質量的關鍵環節。明溝排水是一種常見且較為簡單的排水方法,在基坑開挖過程中,沿基坑邊緣設置明溝,明溝的深度和寬度需要根據基坑的涌水量和排水要求合理確定。一般來說,明溝的深度為 0.3~0.5 米,寬度為 0.3~0.4 米。在明溝的一定間距處設置集水井,集水井的深度應比明溝深 0.5~1.0 米,以確保能夠有效地收集明溝內的水。
井點降水是一種較為復雜但效果顯著的降水方法,它通過在基坑周邊或坑內設置井點管,利用抽水設備將地下水抽出,使地下水位降至基坑底面以下。井點降水的類型多樣,包括輕型井點、噴射井點、管井井點等。
3.5 施工監測
施工監測是深基坑支護施工中不可或缺的環節,通過實時、全面的監測,能夠及時掌握基坑的動態變化,為施工決策提供科學依據,確保基坑施工的安全和穩定。監測內容涵蓋多個關鍵方面,其中位移監測、應力監測、地下水位監測為重點,
4深基坑支護施工技術的未來發展
隨著科技的飛速發展,深基坑支護施工技術正朝著創新和多元化的方向邁進,一系列新興技術應運而生并迅速發展,為深基坑工程帶來了新的變革和機遇。
新型材料的應用為深基坑支護結構的性能提升提供了有力支持。高強度、輕質、耐腐蝕等新型材料的不斷涌現,使得支護結構在滿足強度和穩定性要求的同時,具備更好的耐久性和環保性能,
智能化技術的應用為深基坑支護施工帶來了革命性的變化。利用物聯網、人工智能等先進技術手段,能夠實現對施工現場的智能管理和控制。通過物聯網技術,將施工現場的各種設備、傳感器和管理系統連接成一個有機的整體,實現數據的實時共享和交互。人工智能技術則能夠對采集到的數據進行深度學習和分析,自動預測基坑的變形趨勢和潛在風險,并提供相應的應對策略。
5結語
深基坑支護技術在未來的超高層建筑建設領域將發揮至關重要的作用。未來,智能化技術將在地下空間開發中發揮更大的作用,通過物聯網、人工智能等技術手段,必將實現對基坑施工的智能管理和控制,提高施工效率和質量。隨著新型材料和技術的不斷發展,深基坑支護技術將能夠更好地適應復雜地質條件,為基礎設施建設提供可靠的技術支持。
參考文獻
[1]郭文龍.土建施工中深基坑支護施工技術應用分析[J].門窗,2024(22):82-84.
[2]易坤林.土建施工中深基坑支護施工技術探討[J].經濟技術協作信息,2024(1):253-255.
[3]程宗亮,王磊,蔣貴,等.土建基礎施工中深基坑支護施工技術的應用探究[J].科技與創新,2024(22):162-164.