深基坑支护施工技术在土木工程中的应用高树增

深基坑支护施工技术在土木工程中的应用高树增

济南市公路管理局山东

摘要:伴随当前大规模基础设施的建设,城市在可利用土地方面越来越紧张,需要向地下和高空争取更多的建设空间,深基坑支护技术也就应运而生,深基坑支护技术能够不单单能够让高层建筑更稳定,还可以确保地下室建筑的安全性,本文重点对建筑工程中深基坑支护技术的应用进行分析和研究,以供参考。

关键词:建筑施工;深基坑支护;技术手段;应用

伴随着社会经济的全面发展,各种工程建设项目日益增多,特别是土木工程建设项目,更是快速增长。深基坑是土木工程施工中的重要组成部分,其施工质量直接关系土木工程的质量水平。掌握土木工程深基坑支护施工技术要领十分必要。

1深基坑支护施工技术概述

深基坑主要指的是开挖深度超过5m(含5m)或者地下室达到并超过3层,亦或是深基坑的开挖深度虽然没有超过5m,但是周边的地质条件、环境和地下管线等均十分复杂。深基坑开挖过程中必须进行支护施工,主要是由深基坑自身的特点决定的:(1)基坑支护体系属于临时结构,安全风险较大。在支护过程中,务必做好监测工作,并制定相应的应急措施,方能确保基坑支护发挥最大功效。(2)基坑工程区域性极强。不同的地基类型,基坑工程的差异也很大,诸如软黏土质、黄土土质等。基坑支护方案选取时要因地制宜,合理选取。(3)基坑工程也具备着较强的个性。基坑工程支护方案设计,不仅仅和施工地区的水文地质环境有关,还和基坑周边的建构物以及地下管线等息息相关。有时候,深基坑支护设计的目的在于确保相邻建构物以及地下管道的安全,要统一基坑工程的类别以及允许变形的标准是比较困难的。(4)基坑工程涉及面广,需要综合各种专业知识。诸如岩土工程、结构力学等多方面知识要点。(5)基坑工程具备一定的时空效应。基坑的深度以及平面形状等,均对基坑支护体系的稳定性和形变的影响较大。

2建筑工程中深基坑支护施工技术的应用

2.1深层水泥搅拌桩支护

深层水泥搅拌桩就是通过深层搅拌机械,以水泥为固化剂,将软土或沙等材料进行强制搅拌,从而通过软基硬结来提高地基强度。这种方法适用于软基处理,效果比较显著,处理后可以成桩、墙等。当用于处理泥炭土或具有侵蚀性的地下水时,应通过试验确定其适用性[1]。

其在施工搅拌时,可以使地基侧向挤出部分减少,对周围原有建筑物的影响减少,从而在施工时无污染、无噪音,可以在市区内和密集建筑群体中进行作业施工;能根据上部结构的需要,灵活地使用独立状、条形状、成片状等加固形式。为了在施工前经济、合理地确定深层搅拌法加固地基土的技术方案,需要确定与地基土加固相对应的水泥品种、标号和水泥掺入比,所以需提前进行水泥土室内配比试验,分析并掌握加固水泥的品种、掺入量、水灰比、最佳外掺剂对水泥土强度的影响,求出龄期与强度的相应关系,从而为设计计算和施工工艺提供可靠的参数[2]。

2.2钻孔灌注桩围护技术

钻孔灌注桩围护技术在我国已经实现了较为广泛的应用。钻孔灌注桩支护技术,在施工的过程中能够有效地降低噪音,减少沙土的危害,能够将对周围环境的影响降到最小,同时由于桩身的整体硬度极高,能够保持很长时间的稳定性,不容易发生大的变形。在软土地层中,采用灌注排桩时开挖深度不宜大于20m。

工程桩也是在进行灌注的过程中同步施工的,能够更快捷地组织、运行工程;每个施工桩之间的缝隙容易造成水资源的浪费,特别是在较高水位时,需要根据不同的施工条件采取不同的灌注技术。

2.3钻孔灌注+渠式切割水泥土搅拌墙(TRD工法)技术

渠式切割水泥土搅拌墙(TRD工法)技术要求:水泥土墙体沿基坑单侧最好采用单段直线布置;墙体的厚度宜取550~900mm,模数宜取50mm。渠式切割水泥土搅拌墙技术(TRD工法)形成的水泥搅拌墙厚度一般为550~900mm,常用的墙厚度为550mm、700mm、850mm三种。搅拌墙28d龄期无侧限抗压强度不应小于设计要求且不宜小于0.8MPa,墙体抗渗系数不应大于10~7cm/s。墙体垂直度偏差不应小于1/200;水泥宜采用强度等级不低于P.042.5级的普通硅酸盐水泥,水泥用量和水灰比应根据土质条件及要求的水泥强度确定,宜采用三工序施工方法,即通过注入挖掘液先行挖掘原位土体一段距离,再回撤横移至挖掘起点,最后注入固化液成墙(混合、搅拌),并跟进插入型钢。切割箱的拔出方式宜优先选择外拔,沿墙体向外延伸挖掘,切割箱拔出位置距离已成墙体不宜小于1m。当场地条件受限时也可采用内拔方式,切割箱拔出位置与墙体端部距离不宜小于2m。切割箱应分段、匀速、缓慢拔出,并应连续注入固化液进行填充。渠式切割水泥土搅拌墙(TRD工法)除适用上述地层外,也适用于粒径不大于100mm的碎石土和饱和单轴抗压强度不大于8MPa的软岩地层,施工深度不宜大于60m。

3深基坑支护施工中存在的问题

3.1边坡整修难度大

在开挖深基坑的过程中,由于具有较大的难度,很多施工人员会使用机械设备,通过人机协作的方式进行开发,然而在现场施工的时候,往往会出现机械开挖过深或者深度不够的问题,由于机械没有人灵活,在土方开挖的过程中,很难对挖方的数量进行控制,无法确保边坡的平顺性和平衡性,在开挖深基坑的过程中,如果只是使用人力进行开挖,则会产生较大难度,在工程施工的过程中,人工施工的条件制约因素太多,特别是对安全性要求较高的施工场地,在施工条件方面更为苛刻,如果在开挖到某深度,甚至连工程质量都无法保证。

3.2地基土层取样的不准确性

另外需要及时对现场的地基土层进行取样分析和计算之后,获得相关的物理数据信息,为支护结构的选择、设计和施工提供更好的依据,在施工现场勘查的过程中,需要依照国家相关的规定规范来钻孔,取样相关的土地,为了让现场勘查过程中的费用得到合理的控制,在现场钻孔数量方面比较有限,造成钻孔获得的土地本身样本具有较大的随机性,然而地质复杂结构的区域,在土地选择、样本选择的过程中具有较大的不准确性,导致后期支护施工的过程中具有一定的误差,无法达到深基坑支护结构实际的需求的标准。

3.3施工与设计差距大

很多施工人员在进行深基坑施工的过程中,觉得基坑在建筑地面以下施工,就出现了偷工减料的想法,在搅拌桩的过程中,往往会减少水泥的用量,导致基坑支护的稳定性大幅度下降,无法达到设计的要求,如果搅拌桩产生裂缝,那么施工的质量就会进一步下降,导致整个工程是质量产生影响,有些施工队为了控制施工工期,没有严格依照施工图纸完成施工,在实际施工的过程中出现偷工减料等问题,造成材料的性能无法充分的发挥出来,很多人只顾眼前的利益,没有对工程的长远质量进行重视。

4深基坑支护的改善措施

4.1转变传统基坑支护设计理念。

深基坑支护技术进入我国应用的时间不长,相关的技术规范标准尚未形成,对支护结构的研究大多采用“等值梁法”和朗肯定理来进行计算,结果常常与实际的受力情况有明显差距。因此,在深基坑支护设计中要有全新的认识,改进传统的设计理念,把基坑的加固和位移的控制结合起来,从而使深基坑支护技术更加适应现代建筑市场的发展。

4.2强化深基坑的止水。

建筑工程深基坑支护施工技术运用中,地质环境可能常常存在一定的水资源,在施工过程中很容易导致水资源渗透,出现较大地面沉降变形,给建筑工程带来不小的隐患。因此在实施深基坑的支护过程中,要结合水文地质资料从排水,降水和防水等方面进行综合分析考虑,减轻水对深基坑支护施工的影响。工程中可采用人工降水和止水帷幕等方法来改善土体条件,确保基坑施工的顺利进行。

4.3强化深基坑施工过程中的实时监测。

在深基坑支护施工过程中,有多种因素影响基坑施工的整体质量,为保证施工过程的顺利进行,需要做好施工过程的实时监测。在深基坑支护的施工过程中充分搜集、分析和利用已有资料制定合理的监测方案。同时,根据现场施工的实际情况,动态的调整适宜的监测方法,确保基坑围护结构、周边环境和周围地质体的稳定性和安全性符合施工要求。如果在深基坑施工的监测过程中发现安全隐患,需要及时上报并且采取相应措施对发现的问题进行处理,确保施工的质量与进度。

5结束语

随着基础设施建设项目的日益增多,土木工程快速发展起来。土木工程施工中,深基坑施工十分普遍,为确保深基坑的施工安全和施工质量,务必做好深基坑的支护施工。文章结合工程实例,采用土钉墙支护施工方案,很好地解决深基坑施工中的各种问题,确保了深基坑施工的顺利进行,为工程项目的顺利开展奠定了基础。工程建设项目地质环境复杂,在具体选用支护方案时,必须因地制宜,综合比对,选取最佳的施工方案,有时候需要多种方案结合使用发挥功效。

参考文献:

[1]余挺.建筑工程中深基坑支护施工技术的应用[J].绿色环保建材,2019(3):141+144.

[2]陈勇.深基坑支护施工技术在建筑工程中的应用分析[J].居舍,2019(3):48.

[3]钟宇石.建筑基坑开挖施工技术的探究[J].居舍,2019(11):80

[4]韩军.高层建筑工程深基坑支护施工技术分析[J].工程建设与设计,2019(7):249-250+253.

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