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摘要:高层建筑工程深基坑支护工程是一项复杂的系统工程,其施工质量的好坏直接关系到基坑开挖、降水等。虽然其作用重大,但是深基坑支护工程作为一项临时性建筑,被业主、施工单位所轻视。为了节省施工投资额度、降低施工成本和减少施工工期,往往置深基坑支护施工的重要性、复杂性和风险性而不顾,而只看到其临时性,从而导致高层建筑的深基坑施工工程安全事故时有发生。本文介绍了深基坑支护结构的选型,探讨了深基坑支护的施工技术要点。
关键词:高层建筑深基坑支护施工技术要点
中图分类号: TU97 文献标识码: A 文章编号:
随着高层建筑的不断建设,高层建筑的基坑的支护施工技术就越加凸顯其重要性。基坑支护施工是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全,对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施的施工。常见的基坑支护型式主要有:排桩支护,桩撑、桩锚、排桩悬臂;地下连续墙支护,地连墙+ 支撑;水泥土挡墙;钢板桩支护;土钉墙(喷锚支护);逆作拱墙;放坡;基坑内支撑等等。伴随着目前建筑发展趋势,深基坑施工也向大深度、大广度方向发展。基坑施工的规模的加大也直接导致了施工周期变长,施工难度加大。
一、深基坑支护结构的选型
深基坑土方施工,当施工现场不具备放坡条件,或通过放坡及加设临时支撑不能保证施工安全满足施工要求时,一般采用支护结构进行临时支挡,以保证深基坑的土壁稳定。深基坑支护结构的选型有自立式支护、桩锚支护、喷锚支护、组合型支护等。
1、自立式支护
①水泥搅拌桩挡墙支护。水泥搅拌桩主要适用于淤泥、淤泥质土、粘土、粉质粘土、粉土、素填土等土层。基坑开挖深度不宜大于8m。这种支护结构的优点是挡墙厚度大,整体性、稳定性、隔水性良好,施工速度快,工程造价一般低于冲、钻孔灌注排桩,坑内无支撑结构,便于机械挖土和地下室工程施工;其缺点是挡墙占地面积大,且其强度受到土层含水量和有机质含量的影响。
②悬臂式排桩支护。悬臂式排桩支护一般采用冲、钻孔或人工挖孔灌注桩,个别采用预制桩,如预应力管桩。这种支护型式的优点是基坑内无支撑,便于机械化挖土和地下室工程施工,其缺点是支护桩顶水平位移较大,当坑深较大或地质条件较差时,工程造价较高。一般都用在地质条件较好的场地;若存在厚软土层,采用此支护型式的,其基坑深度一般不大于6.0m。
2、桩锚支护这种支护方式主要适用于场地土层性能较好或软土层较薄的场地。对基坑深度较大的工程,岩土锚杆的一些参数如下:与水平夹角在15°~40°之间;长在35m 以内;设计轴向抗拔力一般小于600kN;锚筋材料有钢筋或3~4 条钢铰线;大多采用二次高压注浆工艺,第二次注浆压力一般大于2MPa。锚索锁定时都施加预应力,施加预应力大小不等,有的达设计值的70%,有的只有设计值的30%;施加的预应力越大,限制桩顶变位效果越好,但其支护桩承受的压力越接近静止土压力。
3、喷锚支护喷锚或土钉墙支护是锚杆、钢丝网、喷射混凝土相结合的联合支护型式。适用于地下水位以上或经人工降水后的人工填土、粘性土和弱胶结砂土。常用在单层地下室、且淤泥较薄、地下水较少的基坑。但不适用于含水丰富的粉细砂层、砂砾卵石层,不能用于自稳能力极差的厚淤泥层,基坑深度不宜大于12m。喷锚网或土钉墙支护具有以下优点:①通过形成喷射混凝土、锚杆、钢筋网与土体共同作用的主动支护体系,最大限度地利用边壁土体的自稳能力;②属柔性支护,可自行调节,使结构处于最佳受力状态,局部不会产生偶然过载;③具有很大的灵活性,可根据监测数据随时调整支护参数;④所需的设备简单,所需的操作场地小;⑤工程造价较低。缺点:①边壁变形较大;②锚杆往往会超出建筑用地红线,当超出红线以外时需征得业主的同意。
4、组合型支护当基坑内有几种深度、或者土层分布变化较大、或者基坑各侧的环境条件有较大差别时,可因地制宜地采用不同的组合支护方式,以充分发挥各种材料及支护结构类型的优越性,降低工程造价。组合型支护方式主要有:①上部放坡(或土钉墙)下部钢筋混凝土悬臂排桩(或桩锚)的组合;②拱形水泥土墙与钢筋混凝土灌注桩或H 型钢的组合;③钢筋混凝土排桩与桩间高压旋喷桩的组合;④支护桩与用压力注浆或水泥土搅拌桩加固被动区的组合;⑤土钉墙与水泥土搅拌桩组合;⑥土钉墙与微型注浆桩组合;⑦土钉墙与预应力锚索组合;⑧各种支护结构与由水泥土搅拌桩或高压旋喷桩形成的封闭止水帷幕组合。除此之外,还有钢板桩、逆作法、预制混凝土桩、钻孔灌注桩、挖孔灌注桩等多种类型。其中,排桩或土钉墙支护是近几年来深基坑支护的主要形式。
二、深基坑支护的施工技术要点
1、设计方案
设计方案的可行、可靠、安全,是深基坑支护工程成功的关键。有资料统计,在深基坑工程中所造成的事故里,由于设计原因引起的大约占总数的一半。设计是深基坑支护的第一步,好的开始才能有完美的结束。所以,在设计方案中,所参与的设计师应具有丰富的基坑支护经验,既要对结构学、材料学,还有基础与地基等的知识都有一定的研究,还要对当地的地形、地貌和地质特点进行了解、勘察,这样才能设计出切合实际、经济合理的深基坑支护方案。设计出之后,还必须要经过专家组的技术论证,审批通过后,方可应用到施工中去。
2、支护形式
深基坑的支护形式多种多样,有混合式、悬臂式、重力式挡土墙等,在施工过程中,要选择出符合该工程周边的环境、地质状况等的深基坑支护形式,量体裁衣,切合实际。
3、施工流程
深基坑支护的施工流程的制定,是先要根据工程的具体情况、符合的条件,正确的选择基坑的支护形式,然后再合理的安排工艺流程。深基坑支护的施工流程一般情况是:工程前的准备工作、平整场地、土方开挖、修整边壁、钻孔、灌浆、养护,在实际操作过程中并没有像说的那么简单,工序繁琐、技术性强,施工人员要认真施工,不能怠慢。
4、环境保护
高层建筑一般集中在人口密集、繁华的地带,所以,为了保证人们的身心健康,对环保的要求就要相对较高。在深基坑支护的施工过程中,会产生一定的噪音污染、化学材料污染、振动等,这使城市的环境带来了不好的影响,给人们的生活也带来了不便。因此,加强施工过程中的环保意识,也是深基坑支护工程中的重点工作。
5、安全管理
安全第一,是所有的工程施工中都要多次强调的重点,安全管理工作同样是深基坑支护工程中主要工作之一。施工前期,要让每一位深基坑支护的工作者都熟悉施工的每一个环节,严格执行相关规范,认真做好安全技术交底,检查机械、机具的正常性与良好性。要指定专业人员对机械、电器设备进行操作。对于在脚手架作业的人员,要确保脚手架的安全稳定,同时,要做好安全防护措施。通过施工过程中的安全管理,严格保证施工质量,减少深基坑支护工程中的安全事故,做到文明施工、安全施工。
6、监理工作
深基坑支护的工程中,监理工作必不可少。监理人员要先对工程情况熟记于心,再去现场指导、监督。由于深基坑支护的工序复杂,监理工作人员要协同施工单位的技术人员随时亲临现场,及时了解和掌控工程施工的进度与变化,要对每个施工工序进行检测与审核,保证施工过程中的每一个环节都达到质量合格标准。同时,监理人员还要对地下水位、基坑支护结构和围护结构进行监测,让工程正规、有序的进行。
高层建筑的发展,使得基坑深度和面积越来越大,施工也越来越复杂,支护难度越来越大,对深基坑支护的技术要求越来越高,因此在工程实践中必须不断总结,提高支护技术水平,满足高层建筑的需求。
参考文献:
[1] 熊轶.建筑深基坑支护施工技术[J]. 江西建材. 2012(01)
[2] 裴翔宇.论现代建筑工程深基坑支护施工技术控制[J]. 中国新技术新产品. 2012(09)
[3] 张雪松.建筑基坑支护工程安全的影响因素分析[J]. 黑龙江科技信息. 2007(13)
[4] 张雪,秦跃民.深基坑支护施工技术[J]. 兰州工业高等专科学校学报. 2003(04)
[5] 许建新.试论高层建筑深基坑支护施工技术[J]. 科技与企业. 2012(09)
关键词:高层建筑深基坑支护施工技术要点
中图分类号: TU97 文献标识码: A 文章编号:
随着高层建筑的不断建设,高层建筑的基坑的支护施工技术就越加凸顯其重要性。基坑支护施工是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全,对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施的施工。常见的基坑支护型式主要有:排桩支护,桩撑、桩锚、排桩悬臂;地下连续墙支护,地连墙+ 支撑;水泥土挡墙;钢板桩支护;土钉墙(喷锚支护);逆作拱墙;放坡;基坑内支撑等等。伴随着目前建筑发展趋势,深基坑施工也向大深度、大广度方向发展。基坑施工的规模的加大也直接导致了施工周期变长,施工难度加大。
一、深基坑支护结构的选型
深基坑土方施工,当施工现场不具备放坡条件,或通过放坡及加设临时支撑不能保证施工安全满足施工要求时,一般采用支护结构进行临时支挡,以保证深基坑的土壁稳定。深基坑支护结构的选型有自立式支护、桩锚支护、喷锚支护、组合型支护等。
1、自立式支护
①水泥搅拌桩挡墙支护。水泥搅拌桩主要适用于淤泥、淤泥质土、粘土、粉质粘土、粉土、素填土等土层。基坑开挖深度不宜大于8m。这种支护结构的优点是挡墙厚度大,整体性、稳定性、隔水性良好,施工速度快,工程造价一般低于冲、钻孔灌注排桩,坑内无支撑结构,便于机械挖土和地下室工程施工;其缺点是挡墙占地面积大,且其强度受到土层含水量和有机质含量的影响。
②悬臂式排桩支护。悬臂式排桩支护一般采用冲、钻孔或人工挖孔灌注桩,个别采用预制桩,如预应力管桩。这种支护型式的优点是基坑内无支撑,便于机械化挖土和地下室工程施工,其缺点是支护桩顶水平位移较大,当坑深较大或地质条件较差时,工程造价较高。一般都用在地质条件较好的场地;若存在厚软土层,采用此支护型式的,其基坑深度一般不大于6.0m。
2、桩锚支护这种支护方式主要适用于场地土层性能较好或软土层较薄的场地。对基坑深度较大的工程,岩土锚杆的一些参数如下:与水平夹角在15°~40°之间;长在35m 以内;设计轴向抗拔力一般小于600kN;锚筋材料有钢筋或3~4 条钢铰线;大多采用二次高压注浆工艺,第二次注浆压力一般大于2MPa。锚索锁定时都施加预应力,施加预应力大小不等,有的达设计值的70%,有的只有设计值的30%;施加的预应力越大,限制桩顶变位效果越好,但其支护桩承受的压力越接近静止土压力。
3、喷锚支护喷锚或土钉墙支护是锚杆、钢丝网、喷射混凝土相结合的联合支护型式。适用于地下水位以上或经人工降水后的人工填土、粘性土和弱胶结砂土。常用在单层地下室、且淤泥较薄、地下水较少的基坑。但不适用于含水丰富的粉细砂层、砂砾卵石层,不能用于自稳能力极差的厚淤泥层,基坑深度不宜大于12m。喷锚网或土钉墙支护具有以下优点:①通过形成喷射混凝土、锚杆、钢筋网与土体共同作用的主动支护体系,最大限度地利用边壁土体的自稳能力;②属柔性支护,可自行调节,使结构处于最佳受力状态,局部不会产生偶然过载;③具有很大的灵活性,可根据监测数据随时调整支护参数;④所需的设备简单,所需的操作场地小;⑤工程造价较低。缺点:①边壁变形较大;②锚杆往往会超出建筑用地红线,当超出红线以外时需征得业主的同意。
4、组合型支护当基坑内有几种深度、或者土层分布变化较大、或者基坑各侧的环境条件有较大差别时,可因地制宜地采用不同的组合支护方式,以充分发挥各种材料及支护结构类型的优越性,降低工程造价。组合型支护方式主要有:①上部放坡(或土钉墙)下部钢筋混凝土悬臂排桩(或桩锚)的组合;②拱形水泥土墙与钢筋混凝土灌注桩或H 型钢的组合;③钢筋混凝土排桩与桩间高压旋喷桩的组合;④支护桩与用压力注浆或水泥土搅拌桩加固被动区的组合;⑤土钉墙与水泥土搅拌桩组合;⑥土钉墙与微型注浆桩组合;⑦土钉墙与预应力锚索组合;⑧各种支护结构与由水泥土搅拌桩或高压旋喷桩形成的封闭止水帷幕组合。除此之外,还有钢板桩、逆作法、预制混凝土桩、钻孔灌注桩、挖孔灌注桩等多种类型。其中,排桩或土钉墙支护是近几年来深基坑支护的主要形式。
二、深基坑支护的施工技术要点
1、设计方案
设计方案的可行、可靠、安全,是深基坑支护工程成功的关键。有资料统计,在深基坑工程中所造成的事故里,由于设计原因引起的大约占总数的一半。设计是深基坑支护的第一步,好的开始才能有完美的结束。所以,在设计方案中,所参与的设计师应具有丰富的基坑支护经验,既要对结构学、材料学,还有基础与地基等的知识都有一定的研究,还要对当地的地形、地貌和地质特点进行了解、勘察,这样才能设计出切合实际、经济合理的深基坑支护方案。设计出之后,还必须要经过专家组的技术论证,审批通过后,方可应用到施工中去。
2、支护形式
深基坑的支护形式多种多样,有混合式、悬臂式、重力式挡土墙等,在施工过程中,要选择出符合该工程周边的环境、地质状况等的深基坑支护形式,量体裁衣,切合实际。
3、施工流程
深基坑支护的施工流程的制定,是先要根据工程的具体情况、符合的条件,正确的选择基坑的支护形式,然后再合理的安排工艺流程。深基坑支护的施工流程一般情况是:工程前的准备工作、平整场地、土方开挖、修整边壁、钻孔、灌浆、养护,在实际操作过程中并没有像说的那么简单,工序繁琐、技术性强,施工人员要认真施工,不能怠慢。
4、环境保护
高层建筑一般集中在人口密集、繁华的地带,所以,为了保证人们的身心健康,对环保的要求就要相对较高。在深基坑支护的施工过程中,会产生一定的噪音污染、化学材料污染、振动等,这使城市的环境带来了不好的影响,给人们的生活也带来了不便。因此,加强施工过程中的环保意识,也是深基坑支护工程中的重点工作。
5、安全管理
安全第一,是所有的工程施工中都要多次强调的重点,安全管理工作同样是深基坑支护工程中主要工作之一。施工前期,要让每一位深基坑支护的工作者都熟悉施工的每一个环节,严格执行相关规范,认真做好安全技术交底,检查机械、机具的正常性与良好性。要指定专业人员对机械、电器设备进行操作。对于在脚手架作业的人员,要确保脚手架的安全稳定,同时,要做好安全防护措施。通过施工过程中的安全管理,严格保证施工质量,减少深基坑支护工程中的安全事故,做到文明施工、安全施工。
6、监理工作
深基坑支护的工程中,监理工作必不可少。监理人员要先对工程情况熟记于心,再去现场指导、监督。由于深基坑支护的工序复杂,监理工作人员要协同施工单位的技术人员随时亲临现场,及时了解和掌控工程施工的进度与变化,要对每个施工工序进行检测与审核,保证施工过程中的每一个环节都达到质量合格标准。同时,监理人员还要对地下水位、基坑支护结构和围护结构进行监测,让工程正规、有序的进行。
高层建筑的发展,使得基坑深度和面积越来越大,施工也越来越复杂,支护难度越来越大,对深基坑支护的技术要求越来越高,因此在工程实践中必须不断总结,提高支护技术水平,满足高层建筑的需求。
参考文献:
[1] 熊轶.建筑深基坑支护施工技术[J]. 江西建材. 2012(01)
[2] 裴翔宇.论现代建筑工程深基坑支护施工技术控制[J]. 中国新技术新产品. 2012(09)
[3] 张雪松.建筑基坑支护工程安全的影响因素分析[J]. 黑龙江科技信息. 2007(13)
[4] 张雪,秦跃民.深基坑支护施工技术[J]. 兰州工业高等专科学校学报. 2003(04)
[5] 许建新.试论高层建筑深基坑支护施工技术[J]. 科技与企业. 2012(09)