西北综合勘察设计研究院陕西西安710003
摘要:深基坑支护工程是非常特殊的一类工程构筑物,研究深基坑支护技术对提高高层建筑施工质量具有非常重要的作用。基坑的开挖则会对地下结构的稳定性及周围构筑物造成不利影响。以建筑工程项目为例,提出了基坑支护的解决方案,对基坑支护在基坑开挖中的应用进行分析,对类似建筑工程的施工具有一定的借鉴意义。
关键词:岩土勘察;深基坑支护;重点分析
深基坑支护工程是非常特殊的一类工程构筑物,具有复杂性、可变性和临时性的特征。在进行此类设计时,不论采用何种支护结构都需要结合实际计算分析设计结构的强度、嵌入深度、支护受力以及岩土性质,必须保证结构的可靠、合理和经济,以及最重要的安全。
1.岩土勘察工作中深基坑支护系统的分类
一些简单的基坑可以直接挖掘,但还有一些施工场地狭小、基坑深度要求高的工程,这些工程就需要基坑支护技术来保障。正因为如此,基坑技术也得到了十足的发展,从以前井点降水配合钢板桩的操作模式变成了目前相对完备的系统。在当前的情况下,按照用途来划分,我国的深基坑支护技术可分为如下几种:一是用来分担深基坑坑外土压力的挡土系统,其主要包含地下连续墙、深层水泥搅拌桩、钢筋混凝土板桩、钻孔灌注桩、钢筋混凝土板桩以及钢板桩;二是用来固定和支撑深基坑围护结构的深基坑支撑系统,该系统包括深基坑支护技术和相关设备,其主要包含钢筋混凝土结合钢筋组合支撑、钢筋混凝土内支撑、型钢与钢管内支撑;三是用来减少深基坑坑外渗水的深基坑挡水系统,其主要包含锁扣钢板桩、压密注浆、旋喷桩、地下连续墙、深层水泥搅拌桩。
2.深基坑支护施工设计原理
由于高层建筑上部结构的负荷对地基的影响比较大,同时基于经济利益和环保的考虑,目前建筑工程普遍设计多层地下室,因此高层建筑的基础埋深比较深,加强基坑支护施工对建筑工程的整体质量具有关键的意义。基于建筑工程施工的要求,基坑支护结构设计应该遵循以下原则:安全、经济合理以及施工便捷的特点。在实践中经常遇到基坑周围地层移动的现象,而此种现象则是基坑工程变形控制设计的重要问题,一旦出现地层移动则会造成严重的安全事故,因此地层移动机理和支护结构变形机理是基坑支护技术的关键因素。结合本工程分析,造成基坑周围地层移动的原因主要是:(1)坑底土体隆起。基底隆起量是判断基坑稳定性的关键因素,随着基坑内的开挖深度的增加,基坑内外的土面高度差不断增加,这样就会形成围墙外土体基于压力负荷而向基坑内移动,进而使得基坑产生向上的塑性隆起。(2)围护墙的位移。一般在基坑开始挖的时候,围护墙就可以受力变形,因此基于此种问题在围护墙开挖的过程中需要安装支撑变形的挡体。因此在实践中墙体往往是引起周围地层移动的重要因素。
3常用深基坑支护技术
(1)地下连续墙支护技术。地下连续墙是指在泥浆护壁的条件下分槽段构筑的钢筋混凝土墙体,最早起源于欧洲,1950年开始,在米兰和巴黎的地下建筑工程得到应用。该项开挖技术于20世纪50-60年代在前苏联和西方发达国家得到广泛应用,用于深基坑施工和地下工程。我国最初将其应用于水坝的防渗墙,后来在深基坑的维护结构中得到应用。这项技术适用于各种地质条件及复杂施工环境,具有防渗性好和整体刚度大的优点。(2)钢板桩支护技术。钢板桩支护技术最常用,通常采用一种带锁口的型钢制成,截面形状主要有Z型、U型和直腹板型。常用的有槽钢板桩和“拉森”钢板桩。具有强度高,形成的钢板墙防水性能优良等优点,常应用于开挖较浅的基坑中,并且能够重复使用,用途广泛。(3)土钉支护技术。土钉支护技术作为一种新的挡土技术,即原位土体加筋技术,运用于边坡稳定和土地开挖,对基坑可以起到加固的作用。土钉支护技术主要有旋入法,打入法以及先钻孔后置入再灌浆三种方法。由于其工艺简单、快速可靠,在国内得到迅速应用和推广。(4)自力式支护技术在自力式支护模式中,主要的形式是水泥搅拌桩挡墙支护和悬臂式排桩支护。对于水泥搅拌桩挡墙支护,其主要的优点是即便在缺失支撑的前提下,也能够进行地下工程和机械挖土的正常进行。但是,在这种支护模式中,挡墙面积较大,土层中的有机物质会对支撑强度产生不利影响。而对于悬臂式排桩,也能够在缺失支撑的前提下进行操作,但是,在地质较差的情况下,会加大位移,增加施工成本。因此,这种方式比较适合坑基在6米以下的环境,需要较好的施工环境相配合,其优点是整体性能较强,稳定性突出,厚度较大,效率较高,造价较低。
4.深基坑支护中存在的安全隐患与改进事项
深基坑支护要综合考虑场地条件、基坑开挖深度和范围、地质条件以及地下水情况等几个由于施工人员不到位,技术交底不充分,部分达不到设计要求等因素,都会严重影响工程施方面做出选择。深基坑支护工程在施工过程中会存在这样那样的安全隐患,支撑的及时性是关键,必须予以重视,不能出现支撑不牢靠、无效等问题。在实际施工的过程中,可能工的质量,焊接时一定要严格遵守规则,确保质量,不要出现漏焊、不连续焊等现象。加强施工过程中的观察和监理,实行监理值班制度,并准备抢险队伍应对突发状况。在有可能的条件下降低土中水位和进行坡顶卸载,加强未滑塌区段的监测和保护,严防事故继续扩大。如止水墙漏水、流土,坑内降水开挖造成坑周边地面或路面下陷和周边建筑物倾斜、地下管线断裂等,应立刻停止坑内降水和施工开挖,迅速用堵漏材料处理止水墙的渗漏。在深基坑支护过程中,需要改进的地方有很多,比如必须要制定严格的任务表格和施工制度。对施工过程中可能遇到的困难,施工人员要做到心中有数。还需要减少基坑的暴露时间,尽最大可能减少基坑的变形。监理人员一定要恪尽职守,适时添加预应力,负起自己应负的责任,在保质保量的前提下达到快速有序的目的。在深基坑施工过程中发生安全事故,监理单位督促施工单位按照国家有关事故处理的规定,应及时如实的向负责安全监督管理的部门、建设行政主管部门或其他有关部门报告,同事督促施工单位采取措施防止事故扩大,保护事故现场。
5.结语
为提高建筑工程的施工质量,提高工程的施工速度,需要工作人员不断提高自身的深基坑支护技术水平。由于建筑工程深基坑支护技术的种类的多样性,在建筑工程的施工过程中,应该综合建筑工程施工场地的实际地质和水文情况,以满足社会发展以及广大人民群众的需求。
参考文献
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