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摘要:随着我国经济的快速发展,城市化水平与工业化水平都得到了很大提升,城市中人口激增,促进了工程建设的发展。由于受到土地资源的限制,当前建筑工程逐步向着纵深方向发展,地下开挖工程越来越多,因此基坑支护技术得到了广泛的应用,对此本文中将进行深入的分析。
关键词:基坑支护;施工;特征;应用
中图分类号:TV551文献标识码: A
一、深基坑概述
深基坑的“深”是难以明确界定的,是一个“模糊”的概念,对于不同的地质条件、不同施工单位技术水平, “深”代表的意义不同。对于施工难度较大,地面以下一定尺寸的基坑谓之“深”,反之为“浅”。目前,5m以上的基坑作业被大多数业内人士认为是深基坑施工。
二、深基坑支护的类型
各种建筑物与地下管线都要开挖基坑,一些基坑可直接开挖或放坡开挖,但当基坑深度较深,周围场地又不宽时,一般都采用基坑支护,过去支护比较简单,也就是钢板桩加井点降水,一般能满足基坑安全施工,而对于深基坑已不能满足要求,近几年来随着基坑深度和体量的增大,支护技术也有了较大进展,按功能分常用的有以下一些:
1、挡土系统:常用的有钢板桩、钢筋混凝土板桩、深层水泥搅拌桩、钻孔灌注桩、地下连续墙。其功能是形成支护排桩或支护挡土墙阻挡坑外土压力。
2、挡水系统:常用的有深层水泥搅拌桩、旋喷桩、压密注浆、地下连续墙、锁口钢板桩。其功能是阻挡抗外渗水,基坑工程施工对场地周边环境产生影响较为普遍,其主要表现有:
(1)建筑物倾斜,产生或大或小的裂缝,有的甚至成为危房;
(2)地面工程(如道路、绿化等)破损;
(3)地下管线,如煤气管道破裂,导致漏气,甚至起火;地下水管破裂,影响城市正常供水。究其原因,除了基坑支护结构变形过大,失稳问题及人工挖孔桩流泥外,主要是大面积深层降水引起大量沉降和严重的不均匀沉降造成的。
2.1 淤泥层排水固结的影响
沿海一带及绝大部分旧市区,大多发育有厚度、含水量大小不一的淤泥層;旧市区的淤泥在自重的作用下都有一定的固结,孔隙比及含水量相对较低;而沿海一带的淤泥,孔隙比一般大于1.5,含水量一般大于60%;淤泥的渗透系数虽小(k=10-6~10-7cm/s),但由于淤泥中夹有薄层(0.5~2cm)粉细砂,加速了水平渗透,从而导致固结沉降速度大;另外,一般基坑开挖过程及开挖后基坑暴露时间至少半年,若开挖后,再进行工程桩(人工挖孔桩)施工,则降水时间更长,有的达两年之久,长时间降水致使淤泥产生较大的固结沉降,对周围环境影响较大,且降水对基坑周边的影响往往有滞后效应。
2.2 淤泥下卧中粗砂层的影响
当淤泥下卧有中粗砂层时降水影响半径很大,可达百米以上,产生的附加沉降也较大;因该层多为承压层,其承压水头等于或大于上覆荷重;降水时,由于承压水的释放,土层的水力状态急剧改变,除了该砂层压实外,上覆淤泥层渗透固结速度将加快,从而增加了沉降量。
2.3 深基坑支护地下水处理
深基坑工程的地下水处理,主要是两种形式,即排水或止水。采取哪种处理方式,需因地制宜,根据基坑周边环境复杂程度而定。有些建筑物较为密集,且属于濒海地带,原地貌多为滩涂,其地层情况一般为:上部多为人工填砂层(压淤)和混有大小不一、含量不等的碎石、块石的杂填土层,结构松散,并且与海水有水力联系,而填土层之下的淤泥又是软土层,从而给深基坑支护止水造成了困难。近年来在濒海地带深基坑支护施工中,开始采用以冲孔桩、素混凝土桩与钢筋混凝土桩相间咬合搭接分布的混凝土灌注排桩并与锁口梁、内支撑、喷锚等组成联合支护体系,从而在防止边坡失隐和阻止地下水侧向渗漏方面(止水帷幕),取得较好的效果。
3、支撑系统:常用的有钢管与型钢内支撑、钢筋混凝土内支撑、钢与钢筋混凝土组合支撑。其功能是支承围护结构侧力与限制围护结构位移。
三、施工中基坑支护技术的特征
首先,基坑支护技术一般都是在人口密集的城镇建筑工程中应用和实施的,但是这在很大程度上局限了这一技术的施工场地,而且复杂的城市管道对于基坑支护技术的实施也增加了些许的难度。其次,建筑施工中的基坑支护技术都是临时搭建的,这样情况下进行施工是比较危险的,所以安全系数无法得到保证的。再者,我国地域的多样化和地质构造的复杂性都对于基坑支护技术的实施和开展影响较大,所以,在进行工民建施工中坑及支护技术的实施中,应该在共性中找出个性,合理的分析各地域的实情,再开展这一技术的施工,效果会更加的显著。
四、建筑施工中基坑支护技术的运用
不同的建筑工程基坑支护施工所采取的支护方式也不一样,如钻孔灌注桩、锚杆、地下连续墙以及支护桩等等,针对不同的支护方式,需要注意不同的支护施工的要求。
1 深层搅拌水泥土挡墙,这种技术比较适用于地质较松软的、要求偏低的地区,它的施工成本比较低廉,防水性能好,噪音污染少,对于周围环境的影响较小,它主要是通过将建筑材料的搅拌制成水泥桩,从而实现基坑支护的作用,具有较强的韧性和抗压能力。首先选取合适的搅拌机,进入到土层之中,搅拌机强制性搅拌地基土和水泥浆固化剂,搅拌一个过程之后,水泥土桩就会形成,硬化之后,水泥土排桩挡墙就形成了。
2 钢板桩。钢板桩主要有两种 (槽钢钢板桩和热轧锁扣钢板桩),用槽钢正反扣格接组成,或用 U 型、H 型和 z 型截面的锁口钢板桩。用打入法打入土中,相互连接形成钢板桩墙,既用于挡土又用于挡水,用于开挖深度 3-10m 的基坑。钢板桩具有较高的可靠性和耐久性,在完成支挡任务后,可以回收重复使用;并且是与很多道的钢材支撑结合的,可适合在比较软的土质里打比较深的基坑,建房时操作比较方便,工期也比较短。美中不足的是,钢板桩的刚度相对于比排桩和地下连续墙来说比较小,所以开工后环绕程度极易变形,导致土体易移动,继而使建筑周围的地基发生深陷或坍塌。
3 钻孔灌注桩挡墙。钻孔灌注桩挡墙,常用桩径直径 600~1000mm,桩长 1530m,组成排桩式挡墙,顶部浇筑钢筋混凝土圈梁,多用于开挖深度为 715m 的基坑工程。具有噪声和振动小,刚度较大,就地浇制施工,对周围环境影响小等优点。适合软弱地层使用,接头放水性差,要根据地质条件从注浆、搅拌桩、旋喷桩等方法中选用适当方法解决防水问题,整体刚度较差,不适合兼作主体结构。桩质量取决于施工工艺及施工技术水平。
4地下连续墙。地下连续墙是于基坑开挖之前,用特殊挖槽设备在地下成槽后,浇筑混凝土,建造具有较高强度的钢筋混凝土挡墙,用于开挖深度达 10m 以上的基坑或施工条件较困难的情况,多用于 12m 以下的深基坑。地下连续墙作为深基坑的主要支护结构之一,常用厚度为 600~800mm,也有厚达 1200mm 的,但较少使用。具有施工噪声低,振动小,就地浇制、墙接头止水效果较好、整体刚度大,对周围环境影响小等优点,是支护结构中最强的支护型式,适用于软弱土层。同时,土质、地理条件差,对施工工地周边环境要求非常高,并且要挖的基坑太深的地方。连续墙可作永久性结构,并可采用逆筑法或半逆筑法施工。但是,地下连续墙也是有一定缺点的,地下连续墙工程浩大,造价很高,还要用到专门的设备,操作起来复杂。
4结束语
综上所述,在目前的施工条件日益紧张的情况下,我们应该有一个系统性的理论作为指导,安全性较强的施工环境为保障,这样才能够很好的将施工中的基坑支护技术充分的得以应用,从而确保这些建筑的安全性和实用性。同时,也不能固步自封,应该在环境多样的施工中总结经验和教训,以现有的技术为基础进行更加全面的研究和探讨,加强相关技术人员的职业素质和专业技能,为更好地进行现代化建设提供不竭的动力。
参考文献
[1]杨世芳.如何提高建筑施工过程中的质量管理[J].经营管理者,2010(15).
[1]陆佰鑫.浅析建筑工程中的深基坑支护施工技术[J].科技资讯,2011,15:72
关键词:基坑支护;施工;特征;应用
中图分类号:TV551文献标识码: A
一、深基坑概述
深基坑的“深”是难以明确界定的,是一个“模糊”的概念,对于不同的地质条件、不同施工单位技术水平, “深”代表的意义不同。对于施工难度较大,地面以下一定尺寸的基坑谓之“深”,反之为“浅”。目前,5m以上的基坑作业被大多数业内人士认为是深基坑施工。
二、深基坑支护的类型
各种建筑物与地下管线都要开挖基坑,一些基坑可直接开挖或放坡开挖,但当基坑深度较深,周围场地又不宽时,一般都采用基坑支护,过去支护比较简单,也就是钢板桩加井点降水,一般能满足基坑安全施工,而对于深基坑已不能满足要求,近几年来随着基坑深度和体量的增大,支护技术也有了较大进展,按功能分常用的有以下一些:
1、挡土系统:常用的有钢板桩、钢筋混凝土板桩、深层水泥搅拌桩、钻孔灌注桩、地下连续墙。其功能是形成支护排桩或支护挡土墙阻挡坑外土压力。
2、挡水系统:常用的有深层水泥搅拌桩、旋喷桩、压密注浆、地下连续墙、锁口钢板桩。其功能是阻挡抗外渗水,基坑工程施工对场地周边环境产生影响较为普遍,其主要表现有:
(1)建筑物倾斜,产生或大或小的裂缝,有的甚至成为危房;
(2)地面工程(如道路、绿化等)破损;
(3)地下管线,如煤气管道破裂,导致漏气,甚至起火;地下水管破裂,影响城市正常供水。究其原因,除了基坑支护结构变形过大,失稳问题及人工挖孔桩流泥外,主要是大面积深层降水引起大量沉降和严重的不均匀沉降造成的。
2.1 淤泥层排水固结的影响
沿海一带及绝大部分旧市区,大多发育有厚度、含水量大小不一的淤泥層;旧市区的淤泥在自重的作用下都有一定的固结,孔隙比及含水量相对较低;而沿海一带的淤泥,孔隙比一般大于1.5,含水量一般大于60%;淤泥的渗透系数虽小(k=10-6~10-7cm/s),但由于淤泥中夹有薄层(0.5~2cm)粉细砂,加速了水平渗透,从而导致固结沉降速度大;另外,一般基坑开挖过程及开挖后基坑暴露时间至少半年,若开挖后,再进行工程桩(人工挖孔桩)施工,则降水时间更长,有的达两年之久,长时间降水致使淤泥产生较大的固结沉降,对周围环境影响较大,且降水对基坑周边的影响往往有滞后效应。
2.2 淤泥下卧中粗砂层的影响
当淤泥下卧有中粗砂层时降水影响半径很大,可达百米以上,产生的附加沉降也较大;因该层多为承压层,其承压水头等于或大于上覆荷重;降水时,由于承压水的释放,土层的水力状态急剧改变,除了该砂层压实外,上覆淤泥层渗透固结速度将加快,从而增加了沉降量。
2.3 深基坑支护地下水处理
深基坑工程的地下水处理,主要是两种形式,即排水或止水。采取哪种处理方式,需因地制宜,根据基坑周边环境复杂程度而定。有些建筑物较为密集,且属于濒海地带,原地貌多为滩涂,其地层情况一般为:上部多为人工填砂层(压淤)和混有大小不一、含量不等的碎石、块石的杂填土层,结构松散,并且与海水有水力联系,而填土层之下的淤泥又是软土层,从而给深基坑支护止水造成了困难。近年来在濒海地带深基坑支护施工中,开始采用以冲孔桩、素混凝土桩与钢筋混凝土桩相间咬合搭接分布的混凝土灌注排桩并与锁口梁、内支撑、喷锚等组成联合支护体系,从而在防止边坡失隐和阻止地下水侧向渗漏方面(止水帷幕),取得较好的效果。
3、支撑系统:常用的有钢管与型钢内支撑、钢筋混凝土内支撑、钢与钢筋混凝土组合支撑。其功能是支承围护结构侧力与限制围护结构位移。
三、施工中基坑支护技术的特征
首先,基坑支护技术一般都是在人口密集的城镇建筑工程中应用和实施的,但是这在很大程度上局限了这一技术的施工场地,而且复杂的城市管道对于基坑支护技术的实施也增加了些许的难度。其次,建筑施工中的基坑支护技术都是临时搭建的,这样情况下进行施工是比较危险的,所以安全系数无法得到保证的。再者,我国地域的多样化和地质构造的复杂性都对于基坑支护技术的实施和开展影响较大,所以,在进行工民建施工中坑及支护技术的实施中,应该在共性中找出个性,合理的分析各地域的实情,再开展这一技术的施工,效果会更加的显著。
四、建筑施工中基坑支护技术的运用
不同的建筑工程基坑支护施工所采取的支护方式也不一样,如钻孔灌注桩、锚杆、地下连续墙以及支护桩等等,针对不同的支护方式,需要注意不同的支护施工的要求。
1 深层搅拌水泥土挡墙,这种技术比较适用于地质较松软的、要求偏低的地区,它的施工成本比较低廉,防水性能好,噪音污染少,对于周围环境的影响较小,它主要是通过将建筑材料的搅拌制成水泥桩,从而实现基坑支护的作用,具有较强的韧性和抗压能力。首先选取合适的搅拌机,进入到土层之中,搅拌机强制性搅拌地基土和水泥浆固化剂,搅拌一个过程之后,水泥土桩就会形成,硬化之后,水泥土排桩挡墙就形成了。
2 钢板桩。钢板桩主要有两种 (槽钢钢板桩和热轧锁扣钢板桩),用槽钢正反扣格接组成,或用 U 型、H 型和 z 型截面的锁口钢板桩。用打入法打入土中,相互连接形成钢板桩墙,既用于挡土又用于挡水,用于开挖深度 3-10m 的基坑。钢板桩具有较高的可靠性和耐久性,在完成支挡任务后,可以回收重复使用;并且是与很多道的钢材支撑结合的,可适合在比较软的土质里打比较深的基坑,建房时操作比较方便,工期也比较短。美中不足的是,钢板桩的刚度相对于比排桩和地下连续墙来说比较小,所以开工后环绕程度极易变形,导致土体易移动,继而使建筑周围的地基发生深陷或坍塌。
3 钻孔灌注桩挡墙。钻孔灌注桩挡墙,常用桩径直径 600~1000mm,桩长 1530m,组成排桩式挡墙,顶部浇筑钢筋混凝土圈梁,多用于开挖深度为 715m 的基坑工程。具有噪声和振动小,刚度较大,就地浇制施工,对周围环境影响小等优点。适合软弱地层使用,接头放水性差,要根据地质条件从注浆、搅拌桩、旋喷桩等方法中选用适当方法解决防水问题,整体刚度较差,不适合兼作主体结构。桩质量取决于施工工艺及施工技术水平。
4地下连续墙。地下连续墙是于基坑开挖之前,用特殊挖槽设备在地下成槽后,浇筑混凝土,建造具有较高强度的钢筋混凝土挡墙,用于开挖深度达 10m 以上的基坑或施工条件较困难的情况,多用于 12m 以下的深基坑。地下连续墙作为深基坑的主要支护结构之一,常用厚度为 600~800mm,也有厚达 1200mm 的,但较少使用。具有施工噪声低,振动小,就地浇制、墙接头止水效果较好、整体刚度大,对周围环境影响小等优点,是支护结构中最强的支护型式,适用于软弱土层。同时,土质、地理条件差,对施工工地周边环境要求非常高,并且要挖的基坑太深的地方。连续墙可作永久性结构,并可采用逆筑法或半逆筑法施工。但是,地下连续墙也是有一定缺点的,地下连续墙工程浩大,造价很高,还要用到专门的设备,操作起来复杂。
4结束语
综上所述,在目前的施工条件日益紧张的情况下,我们应该有一个系统性的理论作为指导,安全性较强的施工环境为保障,这样才能够很好的将施工中的基坑支护技术充分的得以应用,从而确保这些建筑的安全性和实用性。同时,也不能固步自封,应该在环境多样的施工中总结经验和教训,以现有的技术为基础进行更加全面的研究和探讨,加强相关技术人员的职业素质和专业技能,为更好地进行现代化建设提供不竭的动力。
参考文献
[1]杨世芳.如何提高建筑施工过程中的质量管理[J].经营管理者,2010(15).
[1]陆佰鑫.浅析建筑工程中的深基坑支护施工技术[J].科技资讯,2011,15:72