探讨高层建筑工程深基坑支护施工技术

期刊: 建筑监督检测与造价 DOI: PDF下载

代成

中国五冶集团有限公司 四川省成都市 610000

摘要

随着我国经济的不断发展,城市化建设进程也在不断加快。高层建筑作为城市的一大标志,是现代都市不可缺少的组成部分。目前,深基坑工程已经成为各施工单位争相抢夺的市场份额。由于地质条件、周围环境以及建筑物自身等因素的影响,导致深基坑工程所面临的问题更加复杂。因此,必须重视深基坑支护施工技术,加强对深基坑支护技术的研究,以确保基坑的稳定性和安全性,进而保证高层建筑工程的顺利实施,减少安全事故的发生。


关键词

高层建筑工程;深基坑支护;施工技术。

正文


1工程概况

某住宅小区工程位于城市繁华中心地带,周边建筑密集,交通便利。该项目由一栋13层的综合楼和4栋28层的高层住宅组成。根据实际勘察资料可知,基坑深度约为12.5m宽度50.0m长度为145.0m,开挖面积达到7250.0m2。为了确保基坑施工的安全性,在基坑周边设置了三道防护桩。其中,第一道防护桩与地下室结构一起浇筑,厚度为0.80m第二道防护桩与筏板基础一起浇筑,厚度为1.00m第三道防护桩与井点降水一起浇筑,厚度为0.80m。基坑支护系统主要由双排水泥搅拌桩体、钢筋网以及钢板等构成。在基坑底部的中部位置设置了3混凝土灌注桩,深度均为9.00m每根桩的长度为10.00m。此外,还设置了4个环梁,其高度分别为0.80m、1.20m、1.50m和1.80m。环梁底标高为-1.50m顶标高为1.50m。环梁截面尺寸为长×宽×高=5.80m×5.80m×1.50m。

2方案选择

根据以往工程实践经验,通常在开挖深度较大的基坑中,由于基坑受力复杂,容易发生变形、破坏等情况。因此,必须结合具体的地质条件和环境要求来选择合适的支护方案,才能保证深基坑施工的顺利进行。一般来说,可以从以下几个方面进行考虑:

2.1 施工场地的地形地貌特征如场地低洼、地下水位高、地面坡度小或有软弱层、周围存在障碍物等均会增加基坑支护设计的难度。
        2.2 岩土力学性质如岩土体的抗剪强度、抗压强度、渗透性、压缩模量等都直接关系到基坑的稳定与安全。
        2.3 周围环境及地质灾害如基坑紧邻高压电线、铁路、公路、河流、湖泊等,就需要加强防护措施,以确保工程安全。

3施工准备工作

①基坑开挖前,必须在场地周围设置围挡和警戒线,并对操作人员进行安全教育。②根据相关设计文件要求,结合施工现场实际情况,编制切实可行的深基坑工程施工组织设计和专项施工方案。③根据勘察报告和相关图纸资料,对地下障碍物、地下管线等情况进行详细了解,制定切实可行的保护措施。④在挖土过程中,需要采取有效措施避免出现超挖现象,保证基坑土方开挖平面尺寸和深度符合设计要求⑤为确保施工质量,施工单位需加强对混凝土搅拌站的质量控制,严格按照设计要求进行配料。⑥在灌注桩施工过程中,施工人员要严格遵守操作规程,采用机械或人工成孔作业方式,连续浇筑桩身混凝土,及时清除桩头浮浆,避免因桩身不密实而导致地基承载力下降基坑土开挖过程施工单位合理安排土方开挖施工顺序并做好工序之间的衔接工作,确保基坑土方开挖工作顺利进行。⑧在基坑施工过程中,施工单位严格遵守国家及地方政府关于环保的相关规定和要求,采取有效措施减少扬尘和地下水污染,保护生态环境。

4施工工艺及方法

4.1放样

在施工过程中,首先应根据设计图纸,结合现场的实际情况,确定具体的开挖范围和开挖尺寸。其次对开挖区域内的建筑物进行详细的调查和分析,确定支护方案,明确基坑支护结构的形式和材料。后根据所确定的基坑支护方案进行放线定位工作。

4.2基坑土方开挖及回填工作

1土方开挖:将全部开挖区域划分为若干块,每块面积一般不超过30m×40m每层土方开挖厚度一般控制在1.52.0m之间,确保每个区域都能形成稳定的支撑体,这样可以有效防止土壤液化和地面沉降。为了保证基坑的安全性,应严格按照设计要求进行开挖,不得随意加大开挖深度或延长施工时间。

2回填土:由于基坑自身具有一定的刚度,因此在回填土时,可采用分层夯实的方式来进行,每层夯实的厚度一般控制在20cm左右。
        3排水处理:在开挖过程中,由于土体会向基坑外移动,从而产生大量的地下水,若不及时排出,就可能导致地面塌陷等事故。因此,在开挖过程中必须注意排水工作,尽量避免水流入基坑
         4.3支撑结构施工

1钢筋笼制作与安装:为了提高支撑结构的稳定性,必须提前做好支撑结构的钢筋笼扎制和安装工作。首先,由专业技术人员按照设计要求,对钢筋进行切割、加工、绑扎等工作;其次,将钢筋笼按顺序摆放在基坑四周,然后用垫木将其固定,最后进行桩身混凝土浇筑。

2混凝土灌注:桩身混凝土一般采用导管法灌注,在灌注桩身混凝土时,应严格控制导管在桩身混凝土内的埋深(2.0~6.0m),避免导管提升速度过快,导致断桩
    3)桩头破除:一般在灌注桩身混凝土时,考虑到桩底的沉渣厚度和水下灌注桩的泥浆及混凝土表面的浮浆层厚度,需对桩顶混凝土进行超灌处理(一般超灌1.0~1.5m左右),以保证桩顶混凝土强度。

4)桩身检测:桩基混凝土灌注完成后7天左右,需对桩身的完整性进行检测,常规检测方法有超声波检测,高应变和低应变桩身完整性检测,以确定桩身是否存在缺陷(如:断桩、夹渣等),影响支护结构安全。

4.4预应力锚索施工

1)预应力锚杆施工前,必须先对基坑周围的地层进行详细的勘察,以了解地质情况,为预应力锚索的选择提供依据。

2)预应力锚索安放就位后,要及时对锚索进行张拉和灌浆处理,待张拉完成后再进行锚孔的封堵。

3在锚孔封堵混凝土凝固前,严禁在基坑内进行土方开挖作业和锚孔钻孔施工

5深基坑支护施工技术

5.1SMW施工方法-水幕施工技术

在施工过程中,为了有效防止地下水对基坑支护的破坏,施工人员采用帷幕注浆技术。具体施工方案如下:一是采用轻型井点钻机钻至设计标高;然后根据钻孔情况进行测量定位,确定钻孔深度和孔径大小,确保注浆管顺利进入地层。之后,注浆泵通过临时长灌浆管与钻机连接,灌浆开始形成水幕。注浆工作完成后,在基坑开挖前对土层进行取样并测量其渗透系数,根据渗透系数判断注浆效果。当渗透系数小于0.15时,可停止注浆工作,否则应继续注浆。

在本工程中,由于地层复杂,必须选择合适的泥浆材料。首先,水泥浆体必须严格按照国家标准配制。其次,为了满足高压灌注的要求,还应添加一定量的膨润土、粉煤灰和外加剂。第三,采用专门的泥浆循环系统,通过离心泵将泥浆循环至注浆孔,确保其浓度始终处于较低水平。最后,当注浆达到预定时间时,应及时调整注浆量,防止浆液溢流。采用帷幕注浆技术,不仅可以有效防止地下水对基坑的破坏,而且有助于减少基坑的变形。
         5.2结构放坡及钢筋混凝土支撑施工技术

1)如某工程基坑采用放坡开挖方式,结构放坡采用1:3的放坡坡率,开挖基坑底部标高为-4.500m相对标高

2)支撑形式及材料选择本工程设置单排钢管混凝土柱直径φ200mm作为支撑。单管间距4.0m支撑总长度6.0m其中,内撑柱采用直径φ250mm钢管制作,外撑柱采用φ200mm钢管制作。每根内撑柱均由一次浇筑成整体,施工时先安装内撑柱环向连接筋、纵筋,然后再浇筑混凝土。外撑柱钢结构与内撑柱焊接形成一体,然后将其吊装就位。支撑构件之间采用搭接,以保证支撑体系的整体性和稳定性。

3)钢筋混凝土支撑方案在地下连续墙施工完成后进行,支撑结构采用φ250mm无缝焊接钢管,纵向采用HRB400 25@100横向采用HRB400 12@100钢筋,钢筋与钢管采用焊接连接

5.3桩锚支护施工技术

1钻孔灌注桩的施工工艺。

本工程采用回旋钻机进行桩基施工,先对基坑周边进行详细放样和清理工作,保证桩位准确;然后在放样点位置打一排水平孔,每排5根,孔深为14m16m孔径为φ120mm~φ150mm孔距为7.5m×8.0m成孔时要保持孔内清洁,孔底沉渣厚度小于20mm孔底标高不超过设计标高。按照施工方案要求,钻头直径应比设计要求小10mm~15mm钻进到设计深度后,继续向下钻至设计标高后立即停泵,退出钻具,把泥浆排放干净,并进行第一次清孔检查。如发现有破碎岩石、孤石等情况,应及时清除,最后在钻杆上安装好护筒。之后再进行第二次清孔,主要是为了使钢筋笼便于安装。

2锚杆支护工程的施工技术要点。

在进行锚杆支护作业前,需要在现场搭设临时施工便道,将所有的管线、电缆等隐蔽起来,并设置一个安全出口,防止施工过程中发生意外事故。在锚杆施工过程中,先把垫块安装在基岩表面,然后把预埋螺杆与垫块间焊接牢固,这样可以提高锚固效果。在整个施工过程中,严禁出现电焊火花掉入基坑,否则会造成严重的安全隐患。
        3挡土结构的施工技术要点。

在进行挡土结构施工前,首先要对基坑底面进行平整处理,将泥土等杂物清理干净,然后在基坑四周做上一定高度的护壁。对于基坑的内外边坡,可选用砂砾、碎石或混凝土,并按照规定进行碾压施工。挡土结构一般以锚索为主,支挡为辅,为了满足施工需要,通常采用植筋技术进行施工。具体做法为:先对锚索进行连接,然后用专用工具对锚索进行切割,最后进行拉拔试验。根据实际情况。

5.4放坡开挖+常规支护技术

放坡开挖技术是在进行基坑开挖过程中,根据地形条件、周围环境和施工需要等因素,对基坑挖土范围进行合理控制的一项施工技术。通过采用合理的开挖方法,确保基坑整体稳定性,防止出现塌陷、坍塌现象。

该技术一般用于土质较好的浅埋基础和宽敞场地,①放坡开挖技术,其优点为:无需支护结构造价较便宜;施工速度快,可最大限度的保护场地范围内的地上和地下建(构)筑物的安全,降低基坑变形。②土钉墙支护技术,其优点为:稳定可靠、经济性好、效果好。③复合土钉墙支护技术,其优点为:具有挡土、止水的双重功能,效果良好;由于一般坑内无支撑,便于机械化快速挖土;一般情况下较经济。④拉森钢板桩支护技术,其优点为:耐久性良好,二次利用率高;施工方便,工期短,能够起到隔水效果。但在实际应用过程中,由于一些客观因素的影响,使放坡开挖技术也存在着一定的问题,如施工操作不当、缺乏必要的安全防护措施、施工工艺过于简单等,都可能导致基坑变形和建筑物倾斜。因此,在具体的施工过程中,应严格按照相关规定执行,并采取相应的防治措施,以保证施工安全。

6新型支护技术在深基坑工程中的应用

对于深基坑工程,施工人员必须采取科学合理的措施,将影响安全的因素降到最低。如果在开挖过程中,出现了突发性问题,也要及时应对。通常情况下,深基坑周围的土层比较复杂,因此会给建筑施工带来一定的难度。为了能够使深基坑工程更好地实施,应在设计阶段进行全面分析,根据具体的工程要求和地质条件,选择合适的开挖方式。
    1支撑系统。为了保证基坑的稳定,可以采用钢支撑和钢筋混凝土支撑两种形式。其中,钢支撑是指在混凝土基础上设置钢板网,再对其进行加固处理;而钢筋混凝土支撑则是利用钢筋混凝土进行构建。

2地下连续墙技术。在进行深基坑施工时,应加强支护体系的研究,特别是针对地下水位较高的地区,应尽可能降低地下水位,防止地下水流失。通常情况下,采用地下连续墙技术能够有效地解决这一问题。因为地下连续墙具有很强的稳定性和防渗性能,所以该技术在高层建筑工程中的应用范围越来越广。

结语

随着建筑业的快速发展,高层建筑越来越多,其施工质量将直接影响整个工程的成败。深基作为高层建筑工程的重要组成部分,在建设过程中面临诸多问题和挑战。因此,为了保证深基坑工程能够顺利进行,必须提高对深基坑支护施工技术的重视程度,加大对其研究力度。

 

参考文献

[1]汪加强.高层建筑工程深基坑支护施工技术探讨[J].散装水泥,2023(6):146-148.

[2]董春明.探讨高层建筑工程深基坑支护施工技术[J].前卫,2023(8):3.

[3]王刚.高层建筑工程深基坑开挖与支护技术应用分析[J].四川水泥,2023(11):167-170.

[4]霍永刚.建筑工程深基坑土方开挖及支护施工技术分析[J].建材发展导向,2023,21(9):157-159.

[5]阮俭荣.深基坑支护施工技术在建筑工程管理中的应用原则与技术分析[J].城市情报,2023(8):0019-0021.


...


阅读全文