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[摘要]城市建设中高层建筑、超高层建筑所占比例逐年增多,高层建筑如何解决深基础施工中的安全问题也越来越突出,本文对建筑工程基坑支护施工技术及施工工艺进行了相关研究,以期为同类工程提供借鉴。
[关键词]建筑工程 深基坑 支护技术
[中图分类号]TU761.6 [文献码]B [文章编号]1000-405X(2013)-6-220-2
0 前言
作为一种特殊的结构方式的基坑支护施工设计时一般由上到下。具有多种特性的支护,对于主要建筑物的附属结构都可以得到推广。虽然支护结构非常关键,但在项目规划并没有重视其设计和建造,因此会耽误工期,提高工程造价。建筑物的安全性可以通过将规划考虑周全,制定安全的设计方案以及采用合理的施工方法而得到改善,同时还能缩短工期和节约投资。
具有时代特点的基坑工程主要包括设计基坑围护体系与施工和开挖土方,是一项综合性很强的系统工程。随着不断发展的建筑工程,尤其是到了21世纪,不断涌现的高层、超高层建筑以及地下工程也给基坑工程提出了更高的要求,同时也出现了很多问题,由于施工方法不正确,开挖程序不对,超标高挖土、支撑设置或拆除不正确、或者排水措施不力以及解冻时造成的坍塌等情况时有发生。促使工程技术人员以新的眼光去审视这一古老课题,使许多新的经验和理论的研究方法得以出现和成熟。
1 基坑支护施工技术
1.1 内支撑和锚杆支护技术
内支撑和锚杆支承基坑围护结构墙体的作用使稳定基坑及周围地层变形的控制十分关键。目前支护结构的内支撑有两类,分别为钢结构支撑和钢筋混凝土结构支撑。采用钢结构支撑时可以施加预应力从而使挡墙的变形减少。近年来发展起来的钢筋混凝土支撑具有刚度大,变形小的特点,可以使挡墙及地面周围发生的形变得到控制,对于较深基坑的环境适用。
1.2 土钉墙支护技术
上世纪90年代就推广应用的土钉墙支护技术就是将一定长度的土钉体设置在主动土体内,增强了土体强度,并在坡面上制作钢筋网喷射砼面板与土钉连结,使土体变形得到控制,从而使边坡主动土体自身的稳定性得到提高。土钉支护一方面使土体整体强度得到提高,另一方面也增强了了土体抗拉、抗剪强度,使边坡抗变形和抗破坏的能力得到提高。土钉墙支护技术对于人工降水后的粘性土、粉土、杂填土适用,对于土层没有进行降水处理的基坑要谨慎使用。
1.3 灌注桩排桩支护技术
排桩支护有两种布置方式,一种是桩间有一定净距离的布置形式,另一种是桩之间相切的紧密布置形式。为了使施工便捷,节约投资,灌注桩排桩刚度非常好,但是桩与桩之间的联系比较差,因此要将钢筋混凝土帽梁在桩顶浇筑进行有效连接。为了防止桩间空隙流入夹带土体颗粒的地下水到坑内,要在在桩间或桩背同时采用高压注浆、设置深层搅拌桩等措施或者将防水帷幕构筑在桩后。灌注桩工作无振动,也不会影响到周围邻近建筑物、道路和地下管线,优越性较高。
1.4 地下连续墙技术
上世纪50年代就在巴黎和米兰市的地下建筑工程得到应用的地下连续墙在泥浆护壁的作用下分槽段构筑的钢筋混凝土墙体。我国在60年代才在水坝的防渗墙得到应用,目前在全国得到了推广,例如我国已有大于80米的施工深度及达到114米厚度的地下连续墙工程。整体刚度大和防渗性好的于地下连续墙对地下水位以下的软粘土和砂土多种地层条件适用,特别是那些基坑底面以下需将墙体插入有深层软土很深的地方的情况。所以,地下连续墙技术在国内外都得到了广泛的推广,并随着不断发展的技术、不断完善的施工方法及机械,地下连续墙目前一方面可以作为基坑施工时的挡墙围护结构又可以拟建主体结构的侧墙。逆作法施工还能降低影响环境和地面交通。
1.5 深层搅拌桩支护技术
深层搅拌桩采用可以进行土深层的特制的深层搅拌机原位强制拌合将喷出的水泥浆固化剂与地基土制成相互搭接的水泥土桩。等硬化以后形成壁状挡墙一方面可以挡土另一方面还能形成隔水帷幕,对于一些基坑平面形状多样、开挖深度较浅都可以用作支护经构,降低工程造价。
1.6 喷桩帷幕墙支护技术
钻孔以后,喷桩帷幕墙支护技术是将地基土深处的钻杆逐渐上提,并将旋转喷嘴插入钻杆端部,并在地基中喷入水泥浆固化剂形成水泥土桩,连接桩体形成可用作支护结构挡墙的帷幕墙。即使地方狭窄也可以进行施工。对比于深层搅拌桩只是桩形成的工艺不同,它们都是重力式挡土墙。
2 施工工艺
2.1 临边防护
(1)坑邊作业在达到2米深的基抗施工深度已相当危险,要根据高处作业和临边作业的规定对临边防护设施进行搭设。(2)根据建筑施工高处作业安全技术规范》的规定对基坑周边搭设的防护栏杆选择合适的材料和搭设方式。
2.2 坑壁支护
不同深度的基坑和作业条件,所采取的支护方式也不同。一般做法有:原状土放坡、排桩、坑外拉锚与坑内支撑、地下连续墙等。
2.3 排水措施
基坑施工常遇地下水,尤其深基础施工处理不好不但影响基坑施工,还会给周边建筑造成沉降不均的危险。对地下水的控制方法一般有:排水、井点降水、隔渗。
2.4 坑边荷载
(1)坑边堆置土方和材料包括沿挖土方边缘移动运输工具和机械不应离槽边过近,堆置土方距坑槽上部边缘不少于1.2m,弃土堆置高度不超过1.5m。(2)大中型施工中基于设备重量、基坑支护及土质情况计算胡具距坑槽边距离。防止基坑周边出现超堆荷载的情况。在施工方案中对于有超载和不可避免的边坡堆截的土方开挖及挖土机平台位置等要通过计算确认。(3)为了使墙体后面的水压力减少如果有这个条件可以进行坑外降水。
2.5 上下通道
(1)要进行专用通道的设置,方便基坑施工作业人员,禁止进行攀爬模板、脚手架,保证人员施工安全。(2)在施工组织设计中确定人员专用通道,根据规范对攀登作业的要求基于攀登设施搭设梯子。
2.6 土方开挖
(1)相关部门要按照相关规定要验收施工机械合格才能进场,并做好登记。(2)机械挖土配合人工挖土时,挖土机作业半径内禁止人员进入,一定要进入清理坑底、找平边坡等作业时就要停止待挖土作业才能放行。(3)按照机械作业的荷载要求选择挖土作业位置的土质及支护条件,使机械的位置水平及保证适当的工作面。(4)作为特种作业人员的挖土机司机要接受专门培训考试合格持有操作证。(5)为了防止土体结构受到破坏要保证挖土机不要超标高挖土。留一步土方在坑底由人工完成,并且在打垫层之前进行人工挖土,使亮槽时间减少。(6)根据相关细则的要求,车辆进行土方运输时要采取覆盖或密闭式运输车的措施,驶出工地前要进行清洗,防止车辆带泥污染道路、禁止超载。
2.7 基坑支护士变形监测
(1)系统的监测方案在开挖基坑之前进行。其包括监测措施、精度、监测位置及周期等。(2)开挖基坑过程中要对支护体系及基坑外地面变形情况和临边建筑物进行动态监测。(3)对支护结构的开裂、位移进行监测。对桩位、护壁墙面以及渗漏情况等进行重点监测。
2.8 作业环境
建筑施工现场作业条件,往往是地下作业条件被忽视,坑槽内作业不应降低规范要求。
(1)人员作业必须有安全立足点,脚手架搭设必须符合规范规定,临边防护符合要求。(2)交叉作业、多层作业上下设置隔离层。垂直运输作业及设备也必须按照相应的规范进行检查。(3)深基坑施工的照明问题,电箱的设置及周围环境以及各种电气设备的架设使用均应符合电气规范规定。
3 结束语
在建筑施工中基坑的重要性是非常关键的。基坑工程的质量好坏对整个工程的质量状况有着直接的关系,因此,在建筑工程中要使建筑基坑的质量得到保证。才能使整个高层建筑的安全性及稳定性得到提高。
参考文献
[1]兰焕明,李文秀.浅折建筑工程基坑支护施工技术要点[J].门窗,2013(1).
[2]宋玉峰.浅谈建筑工程中的深基坑支护施工技术[J].黑龙江科技信息,2013(3).
[关键词]建筑工程 深基坑 支护技术
[中图分类号]TU761.6 [文献码]B [文章编号]1000-405X(2013)-6-220-2
0 前言
作为一种特殊的结构方式的基坑支护施工设计时一般由上到下。具有多种特性的支护,对于主要建筑物的附属结构都可以得到推广。虽然支护结构非常关键,但在项目规划并没有重视其设计和建造,因此会耽误工期,提高工程造价。建筑物的安全性可以通过将规划考虑周全,制定安全的设计方案以及采用合理的施工方法而得到改善,同时还能缩短工期和节约投资。
具有时代特点的基坑工程主要包括设计基坑围护体系与施工和开挖土方,是一项综合性很强的系统工程。随着不断发展的建筑工程,尤其是到了21世纪,不断涌现的高层、超高层建筑以及地下工程也给基坑工程提出了更高的要求,同时也出现了很多问题,由于施工方法不正确,开挖程序不对,超标高挖土、支撑设置或拆除不正确、或者排水措施不力以及解冻时造成的坍塌等情况时有发生。促使工程技术人员以新的眼光去审视这一古老课题,使许多新的经验和理论的研究方法得以出现和成熟。
1 基坑支护施工技术
1.1 内支撑和锚杆支护技术
内支撑和锚杆支承基坑围护结构墙体的作用使稳定基坑及周围地层变形的控制十分关键。目前支护结构的内支撑有两类,分别为钢结构支撑和钢筋混凝土结构支撑。采用钢结构支撑时可以施加预应力从而使挡墙的变形减少。近年来发展起来的钢筋混凝土支撑具有刚度大,变形小的特点,可以使挡墙及地面周围发生的形变得到控制,对于较深基坑的环境适用。
1.2 土钉墙支护技术
上世纪90年代就推广应用的土钉墙支护技术就是将一定长度的土钉体设置在主动土体内,增强了土体强度,并在坡面上制作钢筋网喷射砼面板与土钉连结,使土体变形得到控制,从而使边坡主动土体自身的稳定性得到提高。土钉支护一方面使土体整体强度得到提高,另一方面也增强了了土体抗拉、抗剪强度,使边坡抗变形和抗破坏的能力得到提高。土钉墙支护技术对于人工降水后的粘性土、粉土、杂填土适用,对于土层没有进行降水处理的基坑要谨慎使用。
1.3 灌注桩排桩支护技术
排桩支护有两种布置方式,一种是桩间有一定净距离的布置形式,另一种是桩之间相切的紧密布置形式。为了使施工便捷,节约投资,灌注桩排桩刚度非常好,但是桩与桩之间的联系比较差,因此要将钢筋混凝土帽梁在桩顶浇筑进行有效连接。为了防止桩间空隙流入夹带土体颗粒的地下水到坑内,要在在桩间或桩背同时采用高压注浆、设置深层搅拌桩等措施或者将防水帷幕构筑在桩后。灌注桩工作无振动,也不会影响到周围邻近建筑物、道路和地下管线,优越性较高。
1.4 地下连续墙技术
上世纪50年代就在巴黎和米兰市的地下建筑工程得到应用的地下连续墙在泥浆护壁的作用下分槽段构筑的钢筋混凝土墙体。我国在60年代才在水坝的防渗墙得到应用,目前在全国得到了推广,例如我国已有大于80米的施工深度及达到114米厚度的地下连续墙工程。整体刚度大和防渗性好的于地下连续墙对地下水位以下的软粘土和砂土多种地层条件适用,特别是那些基坑底面以下需将墙体插入有深层软土很深的地方的情况。所以,地下连续墙技术在国内外都得到了广泛的推广,并随着不断发展的技术、不断完善的施工方法及机械,地下连续墙目前一方面可以作为基坑施工时的挡墙围护结构又可以拟建主体结构的侧墙。逆作法施工还能降低影响环境和地面交通。
1.5 深层搅拌桩支护技术
深层搅拌桩采用可以进行土深层的特制的深层搅拌机原位强制拌合将喷出的水泥浆固化剂与地基土制成相互搭接的水泥土桩。等硬化以后形成壁状挡墙一方面可以挡土另一方面还能形成隔水帷幕,对于一些基坑平面形状多样、开挖深度较浅都可以用作支护经构,降低工程造价。
1.6 喷桩帷幕墙支护技术
钻孔以后,喷桩帷幕墙支护技术是将地基土深处的钻杆逐渐上提,并将旋转喷嘴插入钻杆端部,并在地基中喷入水泥浆固化剂形成水泥土桩,连接桩体形成可用作支护结构挡墙的帷幕墙。即使地方狭窄也可以进行施工。对比于深层搅拌桩只是桩形成的工艺不同,它们都是重力式挡土墙。
2 施工工艺
2.1 临边防护
(1)坑邊作业在达到2米深的基抗施工深度已相当危险,要根据高处作业和临边作业的规定对临边防护设施进行搭设。(2)根据建筑施工高处作业安全技术规范》的规定对基坑周边搭设的防护栏杆选择合适的材料和搭设方式。
2.2 坑壁支护
不同深度的基坑和作业条件,所采取的支护方式也不同。一般做法有:原状土放坡、排桩、坑外拉锚与坑内支撑、地下连续墙等。
2.3 排水措施
基坑施工常遇地下水,尤其深基础施工处理不好不但影响基坑施工,还会给周边建筑造成沉降不均的危险。对地下水的控制方法一般有:排水、井点降水、隔渗。
2.4 坑边荷载
(1)坑边堆置土方和材料包括沿挖土方边缘移动运输工具和机械不应离槽边过近,堆置土方距坑槽上部边缘不少于1.2m,弃土堆置高度不超过1.5m。(2)大中型施工中基于设备重量、基坑支护及土质情况计算胡具距坑槽边距离。防止基坑周边出现超堆荷载的情况。在施工方案中对于有超载和不可避免的边坡堆截的土方开挖及挖土机平台位置等要通过计算确认。(3)为了使墙体后面的水压力减少如果有这个条件可以进行坑外降水。
2.5 上下通道
(1)要进行专用通道的设置,方便基坑施工作业人员,禁止进行攀爬模板、脚手架,保证人员施工安全。(2)在施工组织设计中确定人员专用通道,根据规范对攀登作业的要求基于攀登设施搭设梯子。
2.6 土方开挖
(1)相关部门要按照相关规定要验收施工机械合格才能进场,并做好登记。(2)机械挖土配合人工挖土时,挖土机作业半径内禁止人员进入,一定要进入清理坑底、找平边坡等作业时就要停止待挖土作业才能放行。(3)按照机械作业的荷载要求选择挖土作业位置的土质及支护条件,使机械的位置水平及保证适当的工作面。(4)作为特种作业人员的挖土机司机要接受专门培训考试合格持有操作证。(5)为了防止土体结构受到破坏要保证挖土机不要超标高挖土。留一步土方在坑底由人工完成,并且在打垫层之前进行人工挖土,使亮槽时间减少。(6)根据相关细则的要求,车辆进行土方运输时要采取覆盖或密闭式运输车的措施,驶出工地前要进行清洗,防止车辆带泥污染道路、禁止超载。
2.7 基坑支护士变形监测
(1)系统的监测方案在开挖基坑之前进行。其包括监测措施、精度、监测位置及周期等。(2)开挖基坑过程中要对支护体系及基坑外地面变形情况和临边建筑物进行动态监测。(3)对支护结构的开裂、位移进行监测。对桩位、护壁墙面以及渗漏情况等进行重点监测。
2.8 作业环境
建筑施工现场作业条件,往往是地下作业条件被忽视,坑槽内作业不应降低规范要求。
(1)人员作业必须有安全立足点,脚手架搭设必须符合规范规定,临边防护符合要求。(2)交叉作业、多层作业上下设置隔离层。垂直运输作业及设备也必须按照相应的规范进行检查。(3)深基坑施工的照明问题,电箱的设置及周围环境以及各种电气设备的架设使用均应符合电气规范规定。
3 结束语
在建筑施工中基坑的重要性是非常关键的。基坑工程的质量好坏对整个工程的质量状况有着直接的关系,因此,在建筑工程中要使建筑基坑的质量得到保证。才能使整个高层建筑的安全性及稳定性得到提高。
参考文献
[1]兰焕明,李文秀.浅折建筑工程基坑支护施工技术要点[J].门窗,2013(1).
[2]宋玉峰.浅谈建筑工程中的深基坑支护施工技术[J].黑龙江科技信息,2013(3).