高层厂房结构及基坑支护技术研究
摘要
关键词
高层厂房、基坑支护、土建工程、土石方、桩基础、基坑监测
正文
一、引言
本文研究的背景是一项总建筑面积约29.1650万平方米的大型工程,包括厂房、水处理中心、研发及行政大楼、仓库、门卫、地下停车场等多个建筑。厂房建筑有2栋,高度约44.5米,地上共7层;水处理中心高度约32.45米,地下1层、地上共7层;研发及行政大楼高度约39.45米,地上共8层;丙类仓高度约23.85米,地上共4层,其中局部为立库区,仅1层;甲类仓高度约7.5米,地上共1层;门卫1高度约10.6米,地上共1层;门卫2~3高度约3.75米,地上共1层;地下停车场有2层。该工程的规模和复杂性使得其中涉及的技术问题极为重要。本文将对土建工程、土石方、基坑支护及桩基础、基坑监测及桩基础检测、白蚁防治、地下室人防工程、停车场地面工程、交通标志、防雷接地、小五金、幕墙、门窗、防火门及防火卷帘门、红线范围内道路、围墙、室外雨污水管网、海绵城市等技术问题进行全面研究和探讨。
二、高层厂房结构技术研究
2.1 厂房结构设计与布局
在高层厂房结构设计方面,考虑到该工程的规模和复杂性,需要充分考虑结构的承载能力和稳定性。在设计过程中,必须考虑到建筑物的高度、重量分布、风荷载和地震力等外部荷载因素,并结合工程地质情况,采用合适的结构类型,如钢结构或混凝土结构[1]。厂房布局还需要充分考虑生产流程、物料运输和人员流动等因素,以提高生产效率和工作安全性。
2.2 土建工程及土石方
土建工程在高层厂房建设中起着至关重要地作用。在施工过程中,需要进行大量的土石方工程,包括挖掘和填筑。为保证工程的稳定性和安全性,必须严格按照设计要求进行土方的开挖和填筑,合理选择土方回填材料,并进行相应的压实处理。同时,还需考虑工程所处地区的气候和地质特点,以避免可能的土壤沉陷和滑坡等问题。
2.3 桩基础设计与施工
桩基础在高层厂房的建设中是一项重要的地基工程。根据工程地质条件,结合工程地荷载特点,需进行合理的桩基础设计。常用的桩类型包括钢筋混凝土灌注桩、钻孔灌注桩等。在施工阶段,需要保证桩的垂直度和稳定性,采用合适的施工方法和工艺,以确保桩基础的承载力和稳定性。此外,在桩基础施工过程中,还需要进行桩的质量检测和监测,确保桩基础的质量符合设计要求。
三、基坑支护技术研究
3.1 基坑支护地必要性
在高层厂房建设中,基坑支护是确保施工安全、保障土地资源合理利用的必要措施。由于基坑挖掘过程中会暴露大量裸露土壁,受到地下水位和周围土体压力的影响,容易导致土体失稳、坍塌甚至塌方[2]。因此,对于较深的基坑,必须进行支护以防止其变形和坍塌,保证工地周边环境的稳定和安全,同时为后续施工提供良好的土体支撑条件。
3.2 基坑支护材料与技术选择
基坑支护材料与技术的选择是基于基坑的深度、土质条件以及周边环境等多方面因素进行综合考虑的。常见的基坑支护材料包括钢板桩、混凝土墙、梁板支撑等。钢板桩适用于较深的基坑,可以提供稳定的支撑结构。混凝土墙则适用于较浅的基坑,通过灌注混凝土形成临时性支撑结构[3]。梁板支撑通常用于中等深度的基坑,利用支撑梁和板材形成临时性的支撑体系。在选择支护技术时,还需考虑施工的便捷性和经济性,以确保施工进度和成本的控制。
3.3 基坑监测及桩基础检测
基坑监测和桩基础检测是基坑支护过程中的重要环节,旨在实时掌握基坑变形和土体稳定性,并确保桩基础的质量和稳固性。基坑监测包括测量基坑内土壁位移、倾斜、沉降等变形信息,以及地下水位和地下水压力等参数的监测[4]。通过监测数据的分析,及时调整支护方案,保证基坑施工的安全和稳定。桩基础检测则包括对桩基础的质量进行抽检和控制,通过无损检测手段对桩的质量、尺寸和位置进行验证,确保桩基础符合设计要求和承载力的需求。基坑监测和桩基础检测的有效实施可以为基坑支护的成功提供重要依据,确保施工过程的安全和质量。
四、基坑支护施工注意事项
4.1 基坑开挖前的调查和设计
在进行基坑支护施工前,必须进行充分的调查和设计工作。调查阶段,工程师需要对施工现场的地质、地下水位、土壤承载力等进行详细勘测,以了解地质条件及可能存在的隐患。设计阶段,根据调查结果,工程师制定基坑支护的整体方案,包括支护结构的类型、尺寸和位置,以确保施工安全和基坑稳定性。
4.2 基坑支护施工工艺流程
基坑支护的施工工艺流程一般包括以下步骤:首先,清理施工现场,确保基坑区域的无障碍施工;然后,根据设计方案进行基坑开挖;在开挖过程中,根据需要及时进行支护结构的安装,确保基坑稳定;支护结构完成后,进行必要的调整和检查,以确保支护结构的牢固性;最后,完成基坑开挖及支护工作后,进行基坑的排水处理,防止地下水涌入。
4.3 基坑支护中的安全措施与风险防范
在基坑支护施工过程中,安全始终是首要考虑的因素。施工人员应严格执行安全操作规程,佩戴个人防护装备,确保施工安全。同时,应设置明显的警示标志,划定施工区域,避免无关人员进入施工现场。针对基坑支护过程中可能出现的风险,如土方坍塌、支护结构失稳等,应制定详细的应急预案,并进行演练,确保施工人员在危险情况下能够及时有效地采取应对措施。
五、地下室和屋面DTM防水技术
5.1地下室DTM防水
在高层厂房地下室DTM防水的设计和施工过程中,首先需要对地下室的结构和用途进行详细分析。根据地下室的深度、地下水位、土质情况等因素,选择合适的DTM防水涂料和相关防水材料。为了确保涂层与基层的良好粘结,地下室墙面和地面必须进行充分的处理,包括清洁、打磨、去除尘土和松散物等。接着,在防水施工前,需要对地下室进行适当的排水设计,以确保地下室内部的积水不会影响防水效果。防水涂料施工时,应注意控制涂料的厚度和均匀性,特别是在墙角和细节部位要做好涂料交接处理,以防止漏水的可能性。最后,在地下室DTM防水施工完成后,进行严密的防水层质量检测,确保达到预期的防水效果。
5.2屋面DTM防水
高层厂房屋面的DTM防水设计需要综合考虑屋面的类型、结构特点、受力情况以及周边环境等因素。在施工前,必须对屋面进行全面检查,识别潜在的漏水点和损伤,对已有防水层进行必要的修复和加固。选择适用于屋面的DTM防水涂料时,要考虑其耐候性、抗老化性能以及与屋面材料的兼容性,以确保长期的防水效果。在施工过程中,应注意涂料的施工厚度和均匀性,特别是在裁边、管道穿透等部位要做好细致的处理。同时,屋面DTM防水的施工要尽量避免在恶劣天气条件下进行,以确保涂料的附着力和固化效果。施工完成后,进行充分的漏水测试,确保DTM防水系统在实际使用中具有可靠的密封性能。
5.3DTM防水施工质量控制
高层厂房地下室和屋面的DTM防水施工质量控制是确保整个防水系统可靠性的关键。在施工前,要制定详细的施工方案,明确每个施工环节的要求和责任。涂料的配比和施工厚度必须严格按照涂料厂家提供的技术规范进行操作,以保证涂层的性能和耐久性。在施工过程中,要注意施工人员的培训和操作规程的遵守,防止施工过程中的错误和疏漏。及时处理施工中发现的问题和质量缺陷,确保涂料施工的连续性和一致性。施工完成后,进行严格的质量检验和验收,以确保DTM防水系统符合设计要求和相关标准,保障高层厂房的结构及基坑的持久稳定性和安全性。定期进行防水层的维护和检测工作,可以发现潜在问题并及时修复,以延长DTM防水系统的使用寿命,减少维修成本。同时,定期进行防水层的维护和检测工作,可以发现潜在问题并及时修复,以延长DTM防水系统的使用寿命,减少维修成本。
六、其他技术问题研究
6.1 幕墙材料与施工技术
幕墙作为高层厂房建筑的重要构件,对建筑外观、保温、隔热和采光等方面起着关键作用。在技术研究中,需要综合考虑幕墙的材料选择和施工技术。幕墙材料的选择应根据建筑的功能和设计要求来确定,常见的材料包括玻璃、铝合金和钢结构。不同材料的特性和性能对建筑外观、能耗和安全性产生影响。幕墙施工技术需要确保幕墙的安装质量和密封性,注意合理的安装顺序和方法,避免漏水和空气渗透。同时,对幕墙的接缝和连接部位进行严密处理,确保防水性能。定期检查和清洁幕墙,进行规范的保养和维护,以保持其良好状态。
6.2 小五金配置与使用
小五金是建筑中用于连接、固定、支撑和装饰等用途的小型五金配件。在高层厂房建设中,小五金的配置与使用对建筑的结构和功能有重要影响。选择小五金时需根据具体用途进行合理选择,如螺丝、螺母、膨胀螺栓用于连接和固定构件,合页、锁具用于门窗的开启与关闭。小五金的配置应合理搭配,保证质量和性能符合建筑要求。按照相关标准和规范正确安装和使用,提高建筑的稳定性和安全性。定期检查和维护小五金的使用状况,及时更换损坏或老化的配件,保障建筑的持久稳固。
6.3 红线范围内道路设计
红线范围内道路设计在高层厂房建设中具有至关重要的地位,直接影响车辆通行安全和交通流畅。技术研究中需全面探讨道路设计的多个方面。首先,应充分考虑道路规划布局,包括宽度、弯道半径、车道数量等,以确保车辆畅通无阻。其次,道路设计需遵循交通规则和标准,明确交通标志和标线的设置,提高驾驶员的交通意识和安全意识。同时,路面材料和结构设计需适应道路使用情况和承载能力,选择合适材料,确保道路耐久性和平整度。排水设施和交通设施的设置也不可忽视,保障道路在恶劣天气下正常运行。实施施工前的全面可行性评估和安全评估,确保设计方案合理可靠。
6.4 围墙材料与施工技术
围墙在高层厂房建设中扮演重要角色,限制进入和保护建筑。因此,围墙的材料选择和施工技术至关重要。技术研究中需详细考虑各个方面。首先,围墙材料选择需根据高度和功能确定,如混凝土、砖石、钢板等,每种材料有独特特性和适用范围。其次,结构设计应确保围墙稳固耐用。合理基础设计和墙体结构布局增加稳定性,确保外部压力下抗力。施工需符合标准和规范,保证施工质量和效率。围墙施工需加强材料质量监控和工艺控制,确保质量和安全性。
6.5 室外雨污水管网设计与建设
室外雨污水管网设计与建设在高层厂房建设中是至关重要的一环,直接影响着雨水和污水的排放和处理。技术研究中需要深入探讨多个方面。室外雨污水管网的规划设计要充分考虑建筑物布局和周边环境,确保雨水和污水的有效收集和输送。对于雨水管网设计,需要确定合适的管道直径和坡度,以确保雨水迅速排放,减少积水和洪涝风险。而污水管网设计要考虑污水处理设施的位置和容量,以确保污水能够有效处理和排放。在建设过程中,需选择合适的管材和管件,并严格按照相关标准和规范进行施工,保证管网的质量和可靠性。此外,为了减少对周围环境的影响,应采取措施防止泄漏和异味扩散,并对管网进行定期检查和维护,确保其持续有效运行。
6.6 海绵城市技术应用
海绵城市技术是解决城市水logging和水环境问题的一种创新型生态建设方法。在高层厂房建设中,海绵城市技术的应用对于改善城市水环境和生态环境至关重要。技术研究中需要详细探讨多个方面。首先,海绵城市技术包括雨水收集、渗透、储存和利用,通过构建雨水花园、湿地和蓄水池等,使得城市能够更好地保持水资源。其次,通过绿色屋顶和透水铺装等手段,能够增加地表的渗透性,减少城市的水logging问题。此外,还可以应用生态廊道和植被带来改善城市的生态系统。在技术应用过程中,需充分考虑地形、土壤和气候等因素,选择合适的海绵城市技术,并将其融入到高层厂房的规划和建设中。在实际运行中,要加强对海绵城市设施的监测和维护,以确保其正常运行和效果持久。综上所述,海绵城市技术应用是一种可持续的城市建设方法,为高层厂房建设提供了新的解决方案,同时促进城市的可持续发展和生态保护。
七、结语
综合上述对“高层厂房结构及基坑支护技术研究”的深入探讨,在厂房结构设计与布局方面,科学合理地设计能够保障建筑的稳定性和安全性。土建工程及土石方的设计与施工涉及地基承载能力和排水情况,对高层厂房的整体质量至关重要。基坑支护技术的研究能够有效解决基坑开挖和施工过程中的困难,确保工程的顺利进行。而在防治技术方面,白蚁防治措施和防火门及防火卷帘门的设计与应用是保障高层厂房安全的重要环节。同时,地下室人防工程技术、停车场地面工程技术以及其他相关技术的研究也在建设过程中扮演着重要角色。海绵城市技术的应用能够为高层厂房建设提供环保解决方案。本论文旨在为高层厂房建设提供全面、可行的技术方案与建议,推动科技与工程的融合发展,为未来城市化建设做出积极贡献。通过不断优化与创新,我们相信高层厂房建设将更加安全、环保、高效,逐步迈向绿色、智慧的未来。
参考文献
[1]俞益思.高层建筑深基坑支护结构施工技术研究[J].建材与装饰,2021:2(41-42).
[2]薛伟.高层结构深基坑支护技术探析[J].山西建筑,2014:101-103.
[3]余杨明.高层房屋建筑基坑支护施工技术研究[J].建筑工程技术与设计,2018:1491.
[4]蒙鹏飞.高层房屋建筑基坑支护施工技术研究[J].城市建设理论研究(电子版),2018:108.
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