【摘要】近年來,我國建筑行業(yè)發(fā)展十分迅猛,在高層、超高層建筑施工中,深基坑支護施工是整個工程質(zhì)量、安全的根基,具有重要的意義。在深基坑支護施工過程中經(jīng)常會遇到復(fù)雜地質(zhì)及環(huán)境條件,造成施工困難,安全隱患。本文首先對深基坑支護施工技術(shù)進行概述,然后對其必要性以及施工中存在的問題進行探討,最后對其技術(shù)綜合應(yīng)用進行分析,以期為建筑工程施工提供借鑒作用。
【關(guān)鍵詞】深基坑支護綜合施工;復(fù)雜地質(zhì)及環(huán)境條件;關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用;措施
【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.13.059
引言:
深基坑支護施工技術(shù)在建筑施工中占有重要地位,可以確保其施工質(zhì)量和施工安全,并提高施工效率。因此,應(yīng)持續(xù)對深基坑支護施工技術(shù)進行研究與完善,從而推動我國建筑行業(yè)的向前發(fā)展。
1、深基坑支護綜合施工技術(shù)研究的意義及必要性
目前來說,深基坑支護施工技術(shù)主要運用于高層或超高層建筑,是建筑工程中一項基礎(chǔ)施工步驟,其使用范圍十分廣泛,風(fēng)險性也相對較低。深基坑支護施工技術(shù)具有很多類型,因此,在建筑施工中,應(yīng)根據(jù)其巖土工程條件及周邊環(huán)境,選擇恰當?shù)囊豁椈蚨囗椫ёo技術(shù),以確?;庸こ炭梢皂樌_展。
通常情況下,在進行施工作業(yè)時,都會采取支護施工技術(shù),主要目的就是為了基坑內(nèi)施工的安全,并且在一定程度上,對于施工作業(yè)人員的安全予以保障。同時,支護技術(shù)對于其基坑工作而言,還能提供質(zhì)量保證,從而確保整體施工技術(shù)的順利開展。除此之外,深基坑支護施工技術(shù)還能提高其防水性,確保其不會因為天氣等不利因素對整體工程造成影響。
2、建筑工程深基坑支護施工技術(shù)存在的問題
2.1支護結(jié)構(gòu)設(shè)計中計算不精確
深基坑支護結(jié)構(gòu)在目前設(shè)計中,仍然存在計算不精確的問題,其還是采用傳統(tǒng)的極限平衡法作為計算方法。而基坑開挖的是一個動態(tài)的過程,會產(chǎn)生土體的應(yīng)力集中和松弛問題,并且隨著時間的推移,土體的強度也發(fā)生不斷變化,基坑會產(chǎn)生各類變形。通過對相關(guān)工程的分析,運用極限平衡法來做基坑可靠性的分析,如果在理論上分析基坑是可靠的,但是在實際的施工過程中還是會出現(xiàn)破壞。
2.2基坑監(jiān)測管控方案不夠完善
監(jiān)測管理工作可以在一定程度上提高深基坑支護施工技術(shù)質(zhì)量。但目前實際情況卻是,深基坑監(jiān)測管控方案不夠完善,導(dǎo)致監(jiān)測難以發(fā)揮出自身的優(yōu)勢,并對深基坑支護施工提供有利的指導(dǎo)。目前,在一些基坑檢測管控方案設(shè)立過程中,缺乏對周圍環(huán)境因素的考察和分析,對于相關(guān)數(shù)據(jù)變化結(jié)果沒有進行深度的分析,使其所提供的成果案缺乏一定的合理性,并且無法進行信息化施工和動態(tài)設(shè)計。
2.3土方開挖技術(shù)控制存在不足
深基坑支護施工技術(shù)水平受到土方開挖技術(shù)的影響,土方開挖技術(shù)控制水平越高,越能促進深基坑支護施工技術(shù)水平的提高。但目前實際情況卻是,有部分土方開挖技術(shù)對于施工地區(qū)的地下管道網(wǎng)絡(luò)情況沒有充足的了解,并且缺乏相應(yīng)的技術(shù)措施應(yīng)用,無法對地下管道網(wǎng)絡(luò)進行保護。還有部分土方開挖技術(shù)在其應(yīng)用過程中沒有對坡道狀態(tài)進行充分的考量,使得其在挖掘過程中車輛難以進行安全的作業(yè)。
3、建筑工程中深基坑支護施工術(shù)應(yīng)用管理措施
3.1做好施工前準備工作
在建筑工程施工過程中,開展深基坑支護施工技術(shù)時,為確保整體施工質(zhì)量與安全,要做好施工前的準備工作,對于施工現(xiàn)場會影響施工進程的各個因素進行嚴格的檢查與分析,并對施工現(xiàn)場進行科學(xué)的測量。因此,在開展建筑工程深基坑支護施工工作前,應(yīng)進行充分的準備工作。
3.2制定符合深基坑支護技術(shù)操作的管控制度
在深基坑支護施工技術(shù)開展過程中,相關(guān)技術(shù)管理人員要運用一定的管理制度對支護工作進行約束。在深基坑施工過程中,由于其自身具有一定的不確定性,使得支護技術(shù)方案會隨時面臨調(diào)整的情況,具有較強的靈活性。因此,在深基坑支護技術(shù)操作過程中,應(yīng)制定相關(guān)的管理制度,以確保工作的規(guī)范性。例如,應(yīng)對深基坑施工管理人員以及操作人員進行崗位與職責(zé)的明確,并對其工作標準進行設(shè)定,以確保其可以各司其職,從而保證深基坑支護施工的順利進行。而對于施工過程中需要多崗位進行協(xié)調(diào)的工作,則必須對所有參與的技術(shù)人員進行操作規(guī)范,并制定明確的質(zhì)量要求,對于深基坑支護施工中的每一個環(huán)節(jié)都進行嚴格的管控。
4、長沙五礦廣場項目深基坑工程綜合施工技術(shù)實施應(yīng)用
4.1復(fù)雜地質(zhì)及環(huán)境條件
(1)本工程地處長沙市天心區(qū)南湖新城板塊核心區(qū)域,東至?xí)郝罚现粮煌?,西至湘江大道,北至華融湘江銀行大廈(建設(shè)中),屬于老城區(qū)且施工場地周邊狹小。
(2)基坑?xùn)|側(cè):為書院路,基坑距離道路約較近 5m 地下管線較多。鉆孔Z10-Z11附近有地下水管及電纜(地面有標識),用地紅線內(nèi)部有天然氣閥及延伸管?;幽蟼?cè):緊鄰棗子園約15m小區(qū)用地紅線附近有水管及公共用電管線。根據(jù)調(diào)查棗子園小區(qū)為框架結(jié)構(gòu)。基坑西側(cè):為湘江中路,基坑距離道路約較近5m地下管線較多,緊鄰用地紅線(公共用電管線與用地紅線重合)。緊鄰湘江,地下水位較高?;颖眰?cè):為華融湘江銀行,其地下室為整體地下室(3-4層、埋置深度 14.9~22.3m)距離本工程基坑支護結(jié)構(gòu)最近約10m。
4.2方案比選
(1)方案1
采用樁+囊式擴體錨桿及可拆芯錨桿形成支護體系,旋噴樁及支護樁形成帷幕,配合坑內(nèi)疏干井、坑外應(yīng)急井形成止水體系。
(2)方案2
采用樁+2 排環(huán)形內(nèi)撐支護體系,旋噴樁及支護樁形成帷幕,配合坑內(nèi)疏干井、坑外應(yīng)急井形成止水體系。
(3)方案3
采用樁+2 排對角內(nèi)撐形成支護體系,旋噴樁及支護樁形成帷幕,配合坑內(nèi)疏干井、坑外應(yīng)急井形成止水體系。E8DB3CFA-BE41-4642-84A2-9456FA163575
(4)方案4
西半部:樁+囊式擴體錨桿及可拆芯錨桿形成支護體系,東半部:樁+對角內(nèi)撐形成支護體系,旋噴樁及支護樁形成帷幕,配合坑內(nèi)疏干井、坑外應(yīng)急井形成止水體系。
(5)方案5
采用樁+一排對角內(nèi)撐、局部雙排樁形成支護體系,旋噴樁及支護樁形成帷幕,配合坑內(nèi)疏干井、坑外應(yīng)急井形成止水體系。
4.3方案優(yōu)化選定
(1)根據(jù)地方政府行政要求,基坑采用了內(nèi)支撐支護形式。
(2)根據(jù)分區(qū)分期施工要求,采用東西角撐的布局方案,因考慮分區(qū)拆撐后結(jié)構(gòu)受力不合理等問題,放棄了環(huán)撐等內(nèi)撐方案。在分區(qū)界線部位采用放坡形式進行臨時性支護。
(3)考慮到北側(cè)支護環(huán)境和支護條件等特點,同時為主體結(jié)構(gòu)施工爭取有利的作業(yè)空間,放棄了基坑中部對撐(二個獨立的對撐)方案,而是利用結(jié)構(gòu)承載能力,在基坑南側(cè)采用島形結(jié)構(gòu)支撐支護形式,北側(cè)采用懸臂樁支護形式。
(4)根據(jù)場地地形態(tài)勢,統(tǒng)一圍護結(jié)構(gòu)頂標高,以冠梁形成環(huán)形閉合,并作為內(nèi)支撐的支座。
(5)根據(jù)項目地層和水文特點,兼顧施工可操作性、成本經(jīng)濟性等因素,圍護結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土支護樁護坡樁,采用一道內(nèi)撐設(shè)計形式,局部配合雙排樁及島型支撐。
(6)基坑止水:東南西三側(cè)采用支護樁+旋噴樁止水帷幕形式,北側(cè)則利用湘江銀行既有的咬合樁帷幕,僅將本項目東西二側(cè)北端的帷幕向北延伸,采用多層旋噴樁與湘江銀行的帷幕連接,并在局部布置數(shù)個截水井。
(7)基坑局部點段的支護措施:南側(cè):在角支撐至島形結(jié)構(gòu)支撐的臨空范圍,根據(jù)場地平面條件,分別在東西二側(cè)布置雙排懸臂樁支護方案。北側(cè):根據(jù)地庫地下一層局部外擴的建筑設(shè)計要求,將此范圍的支護樁護坡樁頂標高降低至該層結(jié)構(gòu)底板標高下 300-500(具體由結(jié)構(gòu)設(shè)計方確定)。
最終選定綜合性施工設(shè)計方案:
4.4 關(guān)鍵技術(shù)
(1)基坑支護型式選擇
1)選擇基坑支護型式的原則是在保證基坑邊坡安全的前提下,降低工程成本。
2)根據(jù)現(xiàn)場場地條件、周邊環(huán)境及地質(zhì)條件,主要采用內(nèi)撐方案,局部配合雙排樁+島型支撐體系。
(2)施工工藝順序
1)樁撐支護:施工場地平整→施工控制點測放,支護結(jié)構(gòu)放線→支護樁、旋噴樁、立柱樁施工→開挖第一層土方至冠梁底→坡頂排水溝→支護樁頂冠梁、混凝土支撐施工→土方開挖至坑底→坑底墊層及排水溝施工。
2)島型支撐:施工場地平整→施工控制點測放,支護結(jié)構(gòu)放線→支護樁、旋噴樁施工→開挖第一層土方至冠梁底→坡頂排水溝→支護樁頂冠梁施工→土方分層、分段、分區(qū)開挖至第一層鋼內(nèi)撐→第一層鋼支撐施工→土方分層、分段、分區(qū)開挖至第二層鋼內(nèi)撐→第二層鋼支撐施工→土方開挖至坑底→坑底墊層及排水溝施工。
3)雙排樁/懸臂樁支護:施工場地平整→施工控制點測放,支護結(jié)構(gòu)放線→支護樁護坡樁、旋噴樁施工→開挖第一層土方至冠梁底→坡頂排水溝→支護樁頂冠梁施工→土方開挖至坑底→坑底墊層及排水溝施工。
(3)基坑監(jiān)測措施
4.5 實施效果總結(jié)
(1)技術(shù)性能
在綜合考慮經(jīng)濟、工期前提下,避免破壞了地下未探明結(jié)構(gòu)、管線,最大程度保證基坑安全,加快土方挖運速度,降低工程造價,解決了周邊場地不足的限制。采用全站儀觀測基坑周邊坡頂水平位移,水準儀觀測沉降,測斜儀觀測基坑深層水平位移等綜合措施配合對基坑進行監(jiān)測,用頻率接收儀采集數(shù)據(jù),有效地保證了施工過程中的基坑安全。
(2)技術(shù)優(yōu)勢
與國內(nèi)外同類施工技術(shù)方法相比,其技術(shù)有效的截斷基坑內(nèi)外的水力聯(lián)系,避免了截水效果不佳引起的地下水環(huán)境變化,支護體系也有效控制了基坑變形,相比其他基坑支護體系該方案更為經(jīng)濟,也提高了工程施工效率,降低了時間成本,抵御了汛期湖南湘江超警戒洪水水位,進一步說明了該支護體系的安全可靠性。
結(jié)語:
綜上所述,隨著高層建筑的不斷增加,使其地下基礎(chǔ)愈發(fā)深入,地下結(jié)構(gòu)愈發(fā)復(fù)雜,導(dǎo)致基坑越來越深,極易使建筑工程出現(xiàn)安全隱患。所以,需加強對深基坑支護綜合施工技術(shù)的研究,來使建筑結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定,確保建筑施工的整體質(zhì)量與安全。
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作者簡介:
王國華(1973.02-),男,漢族,湖南祁東人,本科,高級工程師,單位:湖南和天工程項目管理有限公司,主要從事監(jiān)理。E8DB3CFA-BE41-4642-84A2-9456FA163575