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【摘 要】随着中高层及超高层建筑的大量涌现,深基坑工程越来越多,同时,密集的建筑物,大深度基坑周围的复杂地下设施,都使得深基坑支护问题愈来愈重要。深基坑支护技术是一个系统工程,它与场地工程地质勘察、支护结构设计、施工开挖、基坑稳定、降水、施工管理、现场监测、相邻场地施工相互影响等密切相关。本文对此进行了探讨。
【关键词】高层建筑;深基坑技术;地下连续墙
一、前言
随着我国经济的发展,社会的进步,大城市的高层建筑越来越多,而同时为了节省土地,充分利用地下空间,地下建筑,还有隧道等工程的大幅度增加,与之相应的基坑开挖越来越深,深基坑工程也随之不断增加,对深基坑支护技术的要求也越来越高。深基坑支护技术是由于建筑物放在较深的地下空间,基坑需要开挖,但基坑平面以外没有足够的空间供放坡之用或此空间内存在邻近建筑物、地下管线、运输道路等不允许放坡而只能采用支护结构保护下进行垂直开挖的设计方法和施工技术。深基坑支护工程技术较复杂,而且当基坑支护失效时,会造成邻近房屋、地下管线及道路的开裂,引发工程纠纷,甚至出现严重的破坏,造成重大的经济损失及人员的伤亡。因此,在具体的工程实践中,采用安全合理的支护技术措施保证深基坑施工至关重要。
二、高层建筑深基坑处理工程技术
1、混凝土灌注桩支护施工
钻孔灌注桩是利用钻孔机械钻出桩孔,并在孔中浇注混凝土(或先在孔中吊放钢筋笼)而成的桩,其中泥浆护壁成孔适用于地下水位较高的地质条件。施工要点包括:(1)施工工艺。钻机钻孔前,应做好场地平整,挖设排水沟,设泥浆池制备泥浆,做试桩成孔,设置轴线定位点和水准点,防线定桩位及其复核等施工准备工作。钻孔时,先安装桩架及水泵设备,桩位处挖土埋设孔口护筒,以起定位、保护孔口、存储泥浆等作用,桩架就位后,钻机进行钻孔。钻孔时应在孔中注入泥浆,并始终保持泥浆液面高于地下水位 1.0m 以上,以起到护壁、携渣、润滑钻头、降低钻头发热、减少钻进阻力等作用。钻孔深度达到设计要求后清孔,该工程采用原土造浆,所以清孔时,钻机空转不进尺,同时注入清水,待孔底残余的泥块已磨浆,排出泥浆比重降至 1.1 左右(以手触泥浆无颗粒感觉),即认为清孔已经合格。清孔完毕后,立即吊放钢筋笼和水下浇注混凝土。钢筋笼埋设前在其上设置定位钢筋环,确保保护层厚度。水下浇注混凝土采用导管法施工。(2)质量控制。护筒中心要求与桩中心偏差不大于 50mm,埋深不小于 1m;泥浆比重控制在1.1~1.2;孔底沉渣厚度不得大于 150mm;水下浇注混凝土应连续施工,孔内泥浆用潜水泵回收到贮浆槽里沉淀,导管应始终埋入混凝土中 0.8~1.3m,并始终保持埋入混凝土面以下 1m。
2、锚杆支护施工要点
土层锚杆简称土锚杆,它是在地面或深开挖的地下室墙面(挡土墙、桩或地下连续墙)或未开挖的基坑立壁土层钻孔(或掏孔),达到一定设计深度后或再扩大孔的端部,形成柱状或其他形状,在孔内放入钢筋、钢管或钢丝束、钢绞线或其他抗拉材料,灌入水泥浆或化学浆液,使之与土层结合成为抗拉(拔)力强的锚杆。其特点是:能与土体结合在一起,承受很大的拉力,以保持结构的稳定,可有效地控制建筑物的变形量;施工所需钻孔孔径小,不用大型机械;代替钢横撑作侧壁支护,可大量节省钢材;为地下工程施工提供开阔的工作面。经济效益显著,可节省大量劳力,加快工程进度。(1)施工准备①锚杆用有出厂合格证及试验报告的钢筋;砂用粒径小于 2mm 的中细砂;水用 pH 值小于 4的水。②钻孔机带套管和钻头;灰浆泵、灰浆搅拌机等。③开挖边坡,按锚杆尺寸取 2 根进行钻孔、穿筋、灌浆、锚定等工艺试验,并作抗拔试验,检验锚杆质量,以检验施工工艺和施工设备的适应性。④进行技术交底,搞清锚杆排数、孔位高低、孔距、孔深、锚杆及锚固件型式。清点锚杆及锚固件数量。⑤进行施工放线,定出挡土墙、桩基线和各个锚杆孔的孔位,锚杆的倾斜角。(2)质量控制。①钻孔要保证位置正确,要随时注意调整好锚孔位置(上下左右及角度),防止高低参差不齐和相互交错;②钻进后要反复提插孔内钻杆,并用水冲洗孔底沉渣直至出清水,再接下节钻杆;③钢筋使用前要检查各项性能,检查有无油污、锈蚀等情况,如有不合格的,应进行更换或处理;④注浆管使用前,要检查有无破裂堵塞,接口处要处理牢固,防止压力加大时开裂跑浆;⑤拉杆应由专人制作,钻孔完毕应尽快地安设拉杆,以防塌孔;⑥在灌浆前将管口封闭,接上压浆管,即可进行注浆,浇注锚固体;⑦灌浆是土层锚杆施工中的一道关键工序,必须认真进行,并作好记录,灌浆材料用水泥浆,水灰比为 0.45,水泥浆液的抗压强度应大于 25Mpa,塑性流动时间应在 22s 以下,可用时间应为 30-60min,整个浇注过程须在 4min 内结束。
3、锚喷护壁施工要点
喷锚网护壁技术原理是利用沿途介质的自承能力,借助锚杆与周围土体的摩擦力和粘聚力,将外部不稳定土体和深部稳定土体联在一起,形成一个稳定的组合体。锚杆端部互相连接的喷射混凝土面板,由于紧密嵌固于土体中,它不仅能很好的调节锚杆相互之间的应力分布,而且可以很好的起到防水作用。喷锚网由于采用水平压力灌浆新技术,大大加强了地面的承载能力。喷锚网支护方法的施工不单独占用施工工期,它和土方开挖同时进行,边开挖边支护,无污染,噪声低。质量控制具体措施:①制锚:锚杆体为Φ22 钢筋,钢筋搭焊长度≥5d,双面焊;②开挖:喷锚网支护的特点是边开挖边支护,分层分段开挖;③钻孔:用空气冲击钻成孔,孔径大于 14cm,孔深允许误差-20cm,打设角一般为 3°~8°,孔位遇障碍物时允许变动。④修坡面:注浆后进行修坡面,使坡面平整,严格控制坡面到地下室墙体距离;⑤开挖下层:开挖下层土方时间与上层喷射混凝土强度、注浆强度、地质条件,边壁位移量有关,一般上层混凝土面层喷射 24~36 小时后方可进行下层开挖。
4、地下连续墙
地下连续墙具有整体刚度大的特点和良好的止水防渗效果,适用于地下水位以下的软粘土和砂土等多种地层条件和复杂的施工环境,尤其是基坑底面以下有深层软土需将墙体插入很深的情况,因此在国内外的地下工程中得到广泛的应用。在基坑深度大于10m、周围环境保护要求高的工程中,经技术经济比较后多采用此技术。但是地下连续墙在坚硬土体中开挖成槽困难较大,尤其是遇到岩层时需要特殊的成槽机具,施工费用较高。在施工中泥浆污染施工现场,造成场地泥泞不堪。目前采用的逆作法施工使得两墙合一,即施工时用作围护结构,同时又是地下结构的外墙。逆作法施工一般用在城市建筑高层时,周围施工环境比较恶劣,场地四周邻近建筑物、道路和地下管线不能因任何施工原因而遭到破坏,为此在基坑施工时,通过发挥地下结构本身对坑壁产生支护作用的能力(即利用地下结构自身的桩、柱、梁、板作为支撑,同时可省去内部支撑体系),减少支护结构变形,降低造价并缩短工期,是推广应用的新技术之一。除现场浇筑的地下连续墙外,还有预制装配式地下连续墙和预应力地下连续墙,预制装配式地下连续墙墙面光滑,由于配筋合理可使墙厚减薄并加快施工速度。而预应力地下连续墙则可提高围护墙的刚度达30%以上,可减薄墙厚,减少内支撑数量,由于曲线布筋张拉后产生的反拱作用,可减少围护结构变形,消除裂缝,从而提高抗渗性。
三、结语
总之,深基坑支护的方法越来越多,本文重点探讨了其中几种常用的方法。当然,为了减少深基坑支护施工事故,除了选用合适的施工技术之外,还需要科学设计、精心施工、强化监理等措施,从而不断提高深基坑支护技术和管理水平。
参考文献:
[1]刘军,邱霞.建筑工程质量控制与验收[M].北京:中国建筑工业出版社,2002.
[2]赵花丽,傅少君.深基坑工程的现状与发展[J].孝感学院学报,2005,(5).
[3]陈忠汉,程丽萍.深基坑工程[Ml.北京:机械工业出版社,2003.
【关键词】高层建筑;深基坑技术;地下连续墙
一、前言
随着我国经济的发展,社会的进步,大城市的高层建筑越来越多,而同时为了节省土地,充分利用地下空间,地下建筑,还有隧道等工程的大幅度增加,与之相应的基坑开挖越来越深,深基坑工程也随之不断增加,对深基坑支护技术的要求也越来越高。深基坑支护技术是由于建筑物放在较深的地下空间,基坑需要开挖,但基坑平面以外没有足够的空间供放坡之用或此空间内存在邻近建筑物、地下管线、运输道路等不允许放坡而只能采用支护结构保护下进行垂直开挖的设计方法和施工技术。深基坑支护工程技术较复杂,而且当基坑支护失效时,会造成邻近房屋、地下管线及道路的开裂,引发工程纠纷,甚至出现严重的破坏,造成重大的经济损失及人员的伤亡。因此,在具体的工程实践中,采用安全合理的支护技术措施保证深基坑施工至关重要。
二、高层建筑深基坑处理工程技术
1、混凝土灌注桩支护施工
钻孔灌注桩是利用钻孔机械钻出桩孔,并在孔中浇注混凝土(或先在孔中吊放钢筋笼)而成的桩,其中泥浆护壁成孔适用于地下水位较高的地质条件。施工要点包括:(1)施工工艺。钻机钻孔前,应做好场地平整,挖设排水沟,设泥浆池制备泥浆,做试桩成孔,设置轴线定位点和水准点,防线定桩位及其复核等施工准备工作。钻孔时,先安装桩架及水泵设备,桩位处挖土埋设孔口护筒,以起定位、保护孔口、存储泥浆等作用,桩架就位后,钻机进行钻孔。钻孔时应在孔中注入泥浆,并始终保持泥浆液面高于地下水位 1.0m 以上,以起到护壁、携渣、润滑钻头、降低钻头发热、减少钻进阻力等作用。钻孔深度达到设计要求后清孔,该工程采用原土造浆,所以清孔时,钻机空转不进尺,同时注入清水,待孔底残余的泥块已磨浆,排出泥浆比重降至 1.1 左右(以手触泥浆无颗粒感觉),即认为清孔已经合格。清孔完毕后,立即吊放钢筋笼和水下浇注混凝土。钢筋笼埋设前在其上设置定位钢筋环,确保保护层厚度。水下浇注混凝土采用导管法施工。(2)质量控制。护筒中心要求与桩中心偏差不大于 50mm,埋深不小于 1m;泥浆比重控制在1.1~1.2;孔底沉渣厚度不得大于 150mm;水下浇注混凝土应连续施工,孔内泥浆用潜水泵回收到贮浆槽里沉淀,导管应始终埋入混凝土中 0.8~1.3m,并始终保持埋入混凝土面以下 1m。
2、锚杆支护施工要点
土层锚杆简称土锚杆,它是在地面或深开挖的地下室墙面(挡土墙、桩或地下连续墙)或未开挖的基坑立壁土层钻孔(或掏孔),达到一定设计深度后或再扩大孔的端部,形成柱状或其他形状,在孔内放入钢筋、钢管或钢丝束、钢绞线或其他抗拉材料,灌入水泥浆或化学浆液,使之与土层结合成为抗拉(拔)力强的锚杆。其特点是:能与土体结合在一起,承受很大的拉力,以保持结构的稳定,可有效地控制建筑物的变形量;施工所需钻孔孔径小,不用大型机械;代替钢横撑作侧壁支护,可大量节省钢材;为地下工程施工提供开阔的工作面。经济效益显著,可节省大量劳力,加快工程进度。(1)施工准备①锚杆用有出厂合格证及试验报告的钢筋;砂用粒径小于 2mm 的中细砂;水用 pH 值小于 4的水。②钻孔机带套管和钻头;灰浆泵、灰浆搅拌机等。③开挖边坡,按锚杆尺寸取 2 根进行钻孔、穿筋、灌浆、锚定等工艺试验,并作抗拔试验,检验锚杆质量,以检验施工工艺和施工设备的适应性。④进行技术交底,搞清锚杆排数、孔位高低、孔距、孔深、锚杆及锚固件型式。清点锚杆及锚固件数量。⑤进行施工放线,定出挡土墙、桩基线和各个锚杆孔的孔位,锚杆的倾斜角。(2)质量控制。①钻孔要保证位置正确,要随时注意调整好锚孔位置(上下左右及角度),防止高低参差不齐和相互交错;②钻进后要反复提插孔内钻杆,并用水冲洗孔底沉渣直至出清水,再接下节钻杆;③钢筋使用前要检查各项性能,检查有无油污、锈蚀等情况,如有不合格的,应进行更换或处理;④注浆管使用前,要检查有无破裂堵塞,接口处要处理牢固,防止压力加大时开裂跑浆;⑤拉杆应由专人制作,钻孔完毕应尽快地安设拉杆,以防塌孔;⑥在灌浆前将管口封闭,接上压浆管,即可进行注浆,浇注锚固体;⑦灌浆是土层锚杆施工中的一道关键工序,必须认真进行,并作好记录,灌浆材料用水泥浆,水灰比为 0.45,水泥浆液的抗压强度应大于 25Mpa,塑性流动时间应在 22s 以下,可用时间应为 30-60min,整个浇注过程须在 4min 内结束。
3、锚喷护壁施工要点
喷锚网护壁技术原理是利用沿途介质的自承能力,借助锚杆与周围土体的摩擦力和粘聚力,将外部不稳定土体和深部稳定土体联在一起,形成一个稳定的组合体。锚杆端部互相连接的喷射混凝土面板,由于紧密嵌固于土体中,它不仅能很好的调节锚杆相互之间的应力分布,而且可以很好的起到防水作用。喷锚网由于采用水平压力灌浆新技术,大大加强了地面的承载能力。喷锚网支护方法的施工不单独占用施工工期,它和土方开挖同时进行,边开挖边支护,无污染,噪声低。质量控制具体措施:①制锚:锚杆体为Φ22 钢筋,钢筋搭焊长度≥5d,双面焊;②开挖:喷锚网支护的特点是边开挖边支护,分层分段开挖;③钻孔:用空气冲击钻成孔,孔径大于 14cm,孔深允许误差-20cm,打设角一般为 3°~8°,孔位遇障碍物时允许变动。④修坡面:注浆后进行修坡面,使坡面平整,严格控制坡面到地下室墙体距离;⑤开挖下层:开挖下层土方时间与上层喷射混凝土强度、注浆强度、地质条件,边壁位移量有关,一般上层混凝土面层喷射 24~36 小时后方可进行下层开挖。
4、地下连续墙
地下连续墙具有整体刚度大的特点和良好的止水防渗效果,适用于地下水位以下的软粘土和砂土等多种地层条件和复杂的施工环境,尤其是基坑底面以下有深层软土需将墙体插入很深的情况,因此在国内外的地下工程中得到广泛的应用。在基坑深度大于10m、周围环境保护要求高的工程中,经技术经济比较后多采用此技术。但是地下连续墙在坚硬土体中开挖成槽困难较大,尤其是遇到岩层时需要特殊的成槽机具,施工费用较高。在施工中泥浆污染施工现场,造成场地泥泞不堪。目前采用的逆作法施工使得两墙合一,即施工时用作围护结构,同时又是地下结构的外墙。逆作法施工一般用在城市建筑高层时,周围施工环境比较恶劣,场地四周邻近建筑物、道路和地下管线不能因任何施工原因而遭到破坏,为此在基坑施工时,通过发挥地下结构本身对坑壁产生支护作用的能力(即利用地下结构自身的桩、柱、梁、板作为支撑,同时可省去内部支撑体系),减少支护结构变形,降低造价并缩短工期,是推广应用的新技术之一。除现场浇筑的地下连续墙外,还有预制装配式地下连续墙和预应力地下连续墙,预制装配式地下连续墙墙面光滑,由于配筋合理可使墙厚减薄并加快施工速度。而预应力地下连续墙则可提高围护墙的刚度达30%以上,可减薄墙厚,减少内支撑数量,由于曲线布筋张拉后产生的反拱作用,可减少围护结构变形,消除裂缝,从而提高抗渗性。
三、结语
总之,深基坑支护的方法越来越多,本文重点探讨了其中几种常用的方法。当然,为了减少深基坑支护施工事故,除了选用合适的施工技术之外,还需要科学设计、精心施工、强化监理等措施,从而不断提高深基坑支护技术和管理水平。
参考文献:
[1]刘军,邱霞.建筑工程质量控制与验收[M].北京:中国建筑工业出版社,2002.
[2]赵花丽,傅少君.深基坑工程的现状与发展[J].孝感学院学报,2005,(5).
[3]陈忠汉,程丽萍.深基坑工程[Ml.北京:机械工业出版社,2003.