对房屋建筑工程中深基坑支护技术的探讨
随着房屋建筑业的迅猛发展,高层建筑桩基础埋置深度也很深,且很多施工项目位于市区繁华地带,地下设施也很复杂,传统的桩基施工技术远远不能满足现代化施工技术的要求。采用深基坑支护技术可有效的缩短施工工期,充分利用土地资源。本文结合多年实际工作实践,论述了房屋建筑工程深基坑支护技术。
标签:房建工程;深基坑;支护
1、深基坑支护施工重点难点分析
1.1支护桩和锚杆施工
通常使用人工挖孔方式进行支护桩的施工,为确保桩的质量,施工中采用钢筋混凝土护壁,还要对成孔、清孔、钢筋笼制安、砼的配制及灌注等工序进行严格控制,可采用吊桶或电动葫芦等机具进行灌注桩土方开挖中残土的运输。
锚杆的一端与结构物或挡土墙桩联结,另一端与地基岩石锚固,它是一种承拉杆件,借助锚固力来抵抗向外的倾覆力,首先开挖基坑到锚杆标高,之后钻孔、制作锚头、穿锚索、注浆等,在安装腰梁、台座、垫板,然后穿外锚具并张拉锚固。这些工序完毕后,根据设计要求,进行现场锚杆试验,结果合格后方可完成施工。
1.2土方开挖
通常采用机械开挖,配合人工清土,分层开挖,边挖边运,以免影响施工现场的环境,要时刻监测围护结构的情况,挖土速度不宜过快,施工中出现异常情况,要立即停止施工,查找原因并及时采取措施。
1.3监测基坑支护
随着开挖的进行,基坑深度不断变大,支护体系也会产生不同程度的侧向变位,需要预测侧向变位的变位趋势,这是基坑支护监测的控制关键。通常借助监测手段来明确支护体系的受力状态,以便及时掌握支护体系破坏前的各种预兆。对周围环境进行监测,可以掌握施工场地周围的房屋建筑、地下管线、道路等是否受到破坏及影响,保证施工的周围环境安全;对基坑支护体系进行监测,可以及时掌握基坑周边土体的受力变化和支护结构的稳定状态。配置专业监测人员,定时监测,并把这些监测数据反馈到相关责任人,及时进行数据分析,如产生监测数据异常情况,要重新测量并加大监测频率,确认异常情况发生后,立即停止施工,要及时投入必要的人力物力等,消除险情后,方可继续开挖。
2、深基坑支护类型及应用
2.1钢板桩
钢板桩分为槽钢式和热轧锁扣式钢板桩二类,钢板分为槽钢或U型、Z型、H型钢,使用打入法把钢板打入土内,相互连接形成钢板桩墙。钢板桩施工方法简单、工期短,且钢板可以循环使用,工程造价低,但是该施工方法中采用的钢板刚度有限,钢板容易变形而出现土体移动,若没有很好地进行变形监测及控制,容易产生坍塌现象。
2.2水泥土挡墙
通过钻掘搅拌机强制搅拌土与水泥混合物,产生水泥土桩,在结构固化硬结后便产生了壁状挡墙。该技术结构适用于土质较软且对环境要求较高的地区,开挖深度通常3~6m,施工中噪声振动较低,且整体的止水性很好,但挡墙宽度通常3~4m,宽度较大。
2.3桩板式支护
也称型钢横挡板支护,主要由围檩、工字钢、横挡板、支撑桩等组成。该结构常用于土质较好及地下水位较低的地区。在施工中要保持一定间距来打设工字或H型钢桩,在土方开挖过程中,要边挖边设横挡板。施工结束后,拔出钢材,在保证安全的前提下,尽量回收横挡板。
2.4钻孔灌注桩
采用这种支护技术,施工中噪声和振动都很小,对周围环境污染很小,且可现场浇筑,由于受到结构整体刚度限制,不可作为围墙的主体结构。用于开挖深度较大且地层较软的情况,通常深度为7~15m,桩长通常为1530m,桩径通常在600~l000mm,在顶部使用钢筋混凝土浇筑,形成圈梁结构。还要结合施工周围地质水文、施工环境情况,采用适当的防水技术。
2.5土钉墙
所谓土钉墙,是指在原基坑的土体上,采用土钉进行基坑侧壁土体和护面的加固,且土钉锚入土坡的深度大于4米,这样可以使边坡更加稳定。采用该法施工,要求场地的土质要好,特别广泛应用于安全等级较高的深基坑场所。该法施工工艺简单,造价比较低,应用广泛。
2.6地下连续墙
地下连续墙结构主要用于施工环境较差,或开挖深度大于l0m的深基坑支护结构,在所有支护结构中,该结构也是强度最高的支护型式。基坑开挖前,采用特殊的挖槽设备进行成槽施工,通过浇筑砼产生强度较高的钢筋砼地下连续墙。地下连续墙采用逆筑法或半逆筑法施工,墙体通常600~800mm厚,墙体可成为永久性的结构。该施工采用现场浇筑砼、墙接头止水效果好、结构整体刚度大,
且施工中噪声很小。主要适用于周边环境要求高、基坑较深且土质较差的情况,但该方法施工工序较复杂,造价比较高。
2.7SWM工法桩
SMW是Soil Mixing Wall的简写,使用多轴型钻掘机在施工现场进行钻掘到指定深度,之后钻头处会喷出水泥系强化剂,再继续反复转动,使水泥强化剂与土质均匀搅拌。采用重叠搭接方式进行各施工单元间施工,在水泥土混合体没硬结前,插入钢板或H型钢,其将成为应力补强材,这样便产生了一定刚度和强度且无接缝、完整的地下连续墙。该方法施工简单且效率高,施工工产生的土方和泥浆也很少。
3、深基坑支护施工技术
3.1支护方案的选择
在房建工程深基坑施工过程中,根据周围环境、开挖深度及地质情况选择深基坑支护的类型,若现场放坡条件不好,安装一种临时支撑也很难保证施工的安全,也可以采用组合支护技术来进行土壁的稳定。施工中,要对基坑的地下管涌、流砂、水位等险情进行严格控制,还要结合环境变化及土质的改变及时对支护方案进行调整,最终保证深基坑的整体稳定。
3.2施工中的注意的若干问题
通常在老旧建筑物及结构物附近进行深基坑施工时,因旧建筑物时常存在某些破损现象,所以施工中,注意对材料收缩变形、沉降变形等的监测,密切关注对工程质量及安全产生影响的因素;在市区施工时,因环境要求比较高,所以在选择支护结构形式时,要充分考虑化学浆液、泥浆、振动、及噪声等因素;在繁华地带进行基坑施工作业时,由于地下管线密集,建筑物很多,所以基坑施工中存在很大局限性,通常采用垂直开挖进行深基坑施工,开挖中要考虑这些局限因素带来的潜在威胁。
结束语:
总之,在施工前,要踏勘现场实际情况,在保证工期要求前提下,综合考虑场地大小、施工流程、环境要求等因素,选取合理的支护形式。我们工程技术人员要结合工作实践,不断总结施工经验,并孜孜不倦的探索和改进施工工艺。
参考文献:
[1]曾树佳.浅析深基坑支护工程的施工安全 [J].建筑安全.2006,(4).
作者介绍:于晓斌(1980年3月)男,汉族,大学本科,助理工程师,从事建筑工程技术工作。
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