关键词:深基坑工程;深基坑支护;支护技术
近年来,随着我国城市化建设进程加快,大量高层甚至超高层建筑逐渐涌现,高层建筑物几乎都会建设地下设施,民用建筑深基坑支护技术得到快速发展。传统的地下建筑技术已不能完全适应时代的要求,急需加入新的深基坑支护技术,为高层建筑带来安全保障。深基坑工程是高层民用建筑施工中的重要环节,它与工程勘察、施工开挖、降水、施工管理、相邻场地施工等密切相关。在保证稳定性的前提下,设计最经济的方案,因此在基坑工程施工中,需要严谨的分析与计算。
一、深基坑支护工程概述
一般定义深基坑为底面积在27m2以内,且底边小于三倍短边,开挖深度超过5米或地下室三层以上,或深度虽未超过5米,但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。
深基坑支护是指为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全,对深基坑侧壁及周边环境采用的支档、加固与保护的措施。[1]如何保护周边建筑物、管线的安全,是民用建筑深基坑施工的重要内容。深基坑支护一般为临时结构,不在建筑主体范围内,投资大且易造成较大浪费,施工单位常因忽视其在工程中的重要作用,而造成工程事故。因此,深基坑支护应确保支护结构的挡土作用,基坑边坡的稳定性,确保相邻建筑物、构筑物、地下管线的安全,不因土体的沉陷、坍塌造成安全隐患,并通过排水降水等措施,确保施工在地下水位以上进行,深基坑支护结构设计中首先要考虑周边环境,其次要满足地下结构施工的要求,最后应尽可能降低施工成本。
二、我国民用建筑深基坑工程施工存在的主要问题
近年来,民用建筑深基坑支护问题已经成为我国建筑界的热点问题。深基坑工程数量、规模急剧增加,暴露的问题也逐渐增多。总体上,目前我国深基坑支护技术存在以下问题:
(一)深基坑支护技术有待发展提高,以适应当前工程发展需要。深基坑支护工程已经到了以深、大、复杂为特点的新时期,特别是沿海地区,地下水位较高,深基坑工程施工工艺的改进等问题,均有待于进一步的研究和尽快发展。[2]
(二)施工混乱,对资质的限制不严格,深基坑支护工程转包较为普遍,少数施工单位存在不具备施工条件的情况,为了追求利润,随意修改设计,降低安全性能。
(三)不少深基坑支护工程存在较大事故隐患。深基坑工程自身具有许多不确定性,从开挖到完成地面以下的全部隐蔽工程,常常经历多次降雨、振动等许多不利条件,因此事故的发生往往具有突发性。[3]深基坑支护一旦出现问题,会造成邻近建筑物的破坏、地下管线的开裂等,造成重大的人员伤亡和经济损失。
(四)深基坑支护技术的质量检测、验收现在无章可循,这样就给深基坑支护结构的质量评价造成困难,没有建立专门针对深基坑支护工程的竣工验收体系。
三、民用建筑深基坑支护施工技术要点
深基坑支护工程是一种特别的工程构筑物,主要由围护墙和支撑体系组成。在民用建筑深基坑支护过程中,需要遵循“开槽支撑,先撑后挖,分层开挖,严禁超挖”的原则,严禁先挖后撑,或边挖边撑的做法。为保证深基坑周边环境及地下结构的安全,对深基坑侧壁及周边必须采用支挡、加固或者保护措施。深基坑支护应综合考虑场地工程地质与水文地质条件、基坑开挖深度、降排水条件、周边环境对基坑侧壁变形控制的要求、基坑周边荷载、支护结构使用期限等因素,做到因地制宜、精心勘察、合理设计、精心施工、严格监控。
现在的民用建筑深基坑支护工程中,一般采用锚网梁加混凝土浇注的方法支护坑壁,如果特殊要求,一般会采用成本较低的锚网梁喷支护坑壁,坑壁角度应尽量接近自然堆积角,而在含水率高的复杂地质条件下,坑壁角度应尽量减小,而在有特殊要求需要坑壁角加大时,根据设计要求,必须加入相关技术措施,比如施工长锚索,岩土层化学或物理注浆等。
(一)建筑基坑开挖施工的技术要点
在现代建筑中,施工地点一般来说是土质地基或是软弱的岩层地基。因此在深基坑支护工作中,需要开挖的总量是较大的,施工技术人员选择的施工地点和开挖技术决定了深基坑支护能否满足整个建筑工程的要求。在实际基坑开挖工作中,一般会采用分段开挖的挖掘方式。这样做的好处是能够同时满足土方开挖和运输的需求,避免因为工作面上存在太多的土而导致深基坑受力状态遭到破坏,影响整个深基坑支护的安全状态。所以施工方要在土方开挖阶段就在围护结构实施监测,结合深基坑的结构实际情况来确定土方的开挖速度和深度,避免因不规范的开挖工作使整个深基坑围护结构遭到破坏。
(二)锚杆支护施工的技术要点
锚杆支护施工工艺流程:土方开挖→修整边壁→测量、放线→钻机就位→接钻杆→校正孔位→调整角度→钻孔(接钻杆)→钻至设计深度→插锚杆→压力灌浆养护→裸露主筋除锈→上横梁
锚杆支护施工的监测应包括下列内容:支护位移、沉降的测量;地表开裂状态(位置、裂宽)的观察;观测点的总数不宜少于3个。观测仪器宜用精密水准仪和精密经纬仪。另外应特别加强雨天监测。
深基坑锚杆支护施工的质量控制要点有:护筒中心和桩中心的偏差最大不能超过5cm;使用的泥浆配置的比重要在1.1~1.2之间;使用的钢筋笼要安放在准确的位置,连接要符合建设的规范;浇筑速度适中,避免出现堵管现象或者钢筋笼上浮的现象。在灌注桩混凝土养护工作进行完之后,进行质量检验,确保施工质量符合设计要求。
(三)深基坑支护施工中的防水要点
在建筑施工中,经常会出现地下水喷涌的情况,为了防止地下水对深基坑支护作业产生的影响,施工单位要做好必要的防水措施。常见的防水构造包括:排水沟和深水井,可以满足基本的建筑工程防水需求。如果发现地下水位变化较大或地基长期处在地下水位以下时,施工单位要在深基坑支护作业时做好降水工作。对可能出现的流沙、管涌现象,做出预案并提出相应解决措施,进行有效控制。制定相应的应急措施,避免深基坑支护工程的防水作业出现安全隐患,确保深基坑支护质量能够满足设计要求。
(四)支护效果分析
在深基坑支护施工作业完成后,要对其支护效果进行验收。首先检测坑壁是否有坍塌现象,并且检测周围建筑物,观察是否出现了变形情况;还要在深基坑锚杆支护工作中,观察和检验周围的建筑物的安全性。由此判定深基坑支护施工是否能够通过验收。
四、结语
深基坑支护施工是一项系统性工作,不仅关系到土力学和变形等相关问题,还关系到土与支护结构共同作用问题,施工单位应对设计和施工进行控制,做好施工准备工作,密切关注施工现场的变化,确保深基坑施工质量,为民用建筑工程的安全实施奠定坚实基础。
参考文献
[1]张爱香.深基坑支护结构施工技术[D].《工程技术:文摘版》,2016.
[2]马翠文.深基坑支护技术现状及发展趋势[J].工业b,2015,
[3]贾国华.深基坑支护施工技术分析[D].商品与质量,2015.