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1.深基坑支護技術
在現階段的建筑業,主流的幾個深基坑施工技術有鋼板樁支護、深層攪拌樁支護、排樁支護、地下連續墻、土釘墻、錨桿支護等,下面筆者對其中幾個主要的作比較詳細的介紹。
1.1鋼板樁支護
常用的鋼板樁以截面的形式劃分為U形、Z形和直腹板型。鋼板樁由帶鎖口或鉗口的熱軋型鋼制成,把這種鋼板樁互相連接就形成鋼板樁墻,這項支護工程通常用在檔土和擋水方面。鋼板樁具有很多優點,最明顯的一點就是它的施工簡單,材料易得,使用范圍廣。但是這也帶來了很多缺點,由于施工較簡易,所以強度不是很大,易產生形變和噪聲。這就導致他不能再人員密集或者施工質量要求較高的地方。筆者通過實地調查,當當基坑支護深度>7m時,這一項工程不宜采用。
1.2深層攪拌樁支護
深層攪拌樁以利用物理化學反應為基礎的一項工程。一般施工人員叫做水泥土墻,他是利用水泥或者石灰等材料做為凝固劑,通過和水混合然后暴露在空氣中,之后發生一系列物理化學反應,軟土就會凝固變硬,達到初期的目的。這種支護結構多采用格柵形式,即重力壩式擋墻。當基坑屬于二、三級基坑時,基坑深h≤7m,當坑邊至紅線間有足夠的距離時,往往優先采用,由于這種工程用的材料是水泥,它能夠有效地防水,強度也足夠來檔土,因此具有很好的支護功能。
1.3排樁支護
排樁支護形式是指運用鋼筋混凝土挖孔、鉆灌注樁在柱列式間隔實施布置,使其發揮擋土結構作用。排樁支護有較好的靈活性,可以根據工程對支護的強度要求的不同,通過改變樁與樁之間的疏密程度來改變排樁支護的強度大小。柱列式灌注樁在檔土方面具有絕對的優勢,但是由于其樁與樁之間的聯系較差,他又有很大的局限性。所以工程一般都會根據實際情況兩種支護同時采用,這樣才能達到最好的效果。
2.深基坑支護施工中存在的問題
2.1土層開挖和邊坡支護不配套
通常上,在支護工程開始之前要進行土層開挖,但是由于工期安排不當,往往會出現支護工程嚴重滯后的情況,這樣導致開挖的土層被不同程度的破壞。不得不采取二次回填和修正的方法來達到支護工程的施工要求。另外,參加開挖土層和支護工程的施工隊一般專業性較強,所以兩支隊之間的交流往往會不夠,導致土層開挖達不到要求,這就大大延長了工期,增加了成本。更有甚者,兩支施工隊爭搶地盤,只為了完成工作而工作,這樣做出來的支護工程的質量可想而知。
2.2邊坡修理達不到設計、規范要求
在完成土層開挖之后要進行邊坡修理,這個過程一般是靠機械開挖,然后人工進行簡單的修理完成的。但是由于施工人員的技術不能夠達到要求,導致不能配合好機械開挖,導致最后的分層分段開挖高度不一,又由于施工人員的責任心不夠,這件事就會不了了之。最后的成品就是,機械開挖質量較高,后面的人工開挖極度不平整,順直度不規則,這給后續的施工帶來了很大的困難。
2.3成孔注漿不到位
深基坑支護成孔中運用的土釘或錨桿的鉆桿直徑應達到100~150,孔深最小應達到5~6m,有的甚至達到20m左右。在鉆孔之前要認真對土質進行研究,經過專業人員的分析之后在選取合適的時機進行鉆孔,避免出現出渣不盡,殘渣沉積等問題。如果入到更為特殊的土質還有可能導致坍塌,這樣整個工程就會前功盡棄。再其次,注漿時也要非常的認真仔細,如果過于隨意就會導致注漿長度及充盈度不足的現象發生,使得土釘或錨桿的抗拔力無法滿足設計要求,這不僅僅影響到了工程質量,對后期的建筑的安全性也是一大威脅。
3.巖土工程深基坑支護工程防治措施
3.1重視變形觀測,注意及時補救
巖土工程中深基坑支護結構變形觀測的內容包括:基坑邊坡的變形觀測、周圍建筑物及地下管線變形觀測等。通過對監測數據及時分析并及時了解土方開挖及支護設計在實際應用中的情況,分析其存在的偏差便可以及時了解基坑土體變形狀況以及土方開挖影響的沉降情況還有地下管線的變形情況等。設計是一個項目的基礎也是靈魂所在,所以設計這一環節至關重要,請經驗豐富的設計師來進行設計工作是一個高質量工程的基礎。為此,要求現場變形觀測的數據必須準確、可靠、及時,要求變形觀測人員嚴格按照預定設計方案精心測量、認真負責,保證觀測質量。
3.2轉變傳統深基坑支護工程設計理念
一個企業的支柱不是他的人員或者是產業鏈,而是他的文化。這就要求企業領導階層加強對員工的教育,這樣才能從根本上轉變一個企業的觀念,才能摒棄舊的傳統的觀念,跟上時代的發展,為建立健全深基坑支護結構設計的新理論和新方法打下了良好的基礎。逐漸讓企業走向現代化,走向可持續發展,這樣才是長遠之計,才能給企業帶來最多的利益。
3.3對基坑支護的施工質量進行全程控制
巖土深基坑支護施工的關鍵是施工過程中的控制,一旦施工過程中控制環節有問題出現,在后期進行糾正及補救會有難度。所以,應對施工過程的控制管理進行落實,在施工過程中嚴格按照設計方案進行操作,使施工質量得到保障。在工程施工之前,相關人員應熟悉了解當地的地質資料、施工現場周圍的環境以及本次施工設計圖紙。
4.結語
巖石工程深基坑是一項系統性的工程,它包括一系列的分支工程,涉及了包括物理學的多種知識,包括各種力學知識和材料物理學。所以要想達到預期的設計就必須請經驗豐富的工程師來進行操作。在具體地操作過程中必須嚴格落實設計者初始理念。這樣才能最大限度的發揮巖石深基坑支護的優點,才能達到施工安全標注,才能讓企業獲得最大的利益。
作者:黃世輝 單位:廣東中隧建設工程有限公司
巖土工程施工技術篇2
隨著城市化快速發展,建筑物規模有了明顯變化,對建筑要求也在不斷提升。但是在施工中很容易遇到一些比較特殊的地質條件,所以就要合理使用深基坑支護施工技術,避免出現塌方等事故,確保施工的安全性。
1進行深基坑支護的重要性
受到城市人口增長速度增加的影響,使得土地資源更加緊缺,高層建筑成為了城市建設發展的主流。為保證建筑的穩定性,就要做好深基坑支護施工技術使用工作,在保證施工安全的基礎上滿足后續施工要求。通過使用深基坑支護施工技術能夠解決施工中的一系列問題,在加固側壁與周邊的基礎上提升施工質量。由于深基坑開挖深度相對較大,很容易受到多種因素的影響,所以在施工中存在著許多的安全隱患,一旦出現安全事故,勢必會引發經濟與人員傷亡等問題。因此在施工中就要做好深基坑工程研究工作,當不具備放坡條件時,需要借助支護結構提升側壁的安全性。但是由于巖土工程中深基坑支護施工技術有著一定的區域性特點,所以在施工中就要結合施工現場情況,做好規劃設計工作。加之深基坑支護施工技術有著一定的風險性,因此要采取有針對性的安全管理對策,及時發現施工中的風險,確保人員的人身安全[1]。
2巖土工程中深基坑支護施工技術存在的問題
2.1施工規范性不足
在巖土工程中開展深基坑支護施工涉及到了許多的參數,可以說一旦參數設計存在問題,勢必會影響到后期的質量。所以在施工中需要做好各項參數的準確計算,避免當施工環境復雜程度增加時,一些參數難以得到確認,造成設計科學性不足。其次,一些施工人員在施工中并沒有嚴格按照設計開展施工工作,存在擅自更換細節等現象,使得施工質量難以得到保障。最后,在一些工程中存在著偷工減料等現象,影響到了深基坑支護的穩定性,降低了工程的安全性[2]。
2.2邊坡修理質量不高
開展深基坑支護施工時需要做好邊坡修理工作,但是就目前的巖土工程施工來講,涉及到了許多大型機械設備,然而在這種施工模式下很容易發生邊坡欠挖等問題。其次,由于施工人員自身專業性不足,在施工中沒有按照規范要求開展施工工作,使得邊坡修理質量不高,存在修理不到位等問題,影響到了施工的質量。
2.3開挖與支護統一性不足
巖土工程中進行開挖與支護施工需要做好協調工作,確保施工進度的合理性,保障施工的安全性。然而在施工中卻存在著開挖與支護不統一等現象。首先,因地質情況有著一定的復雜性,所以在參數計算等方面有著一定的難度,當出現參數不準確時,勢必會出現開挖與支護失調。其次,取樣完整性不足。在設計階段中工作人員需要及時對巖土進行取樣,做好全面勘探工作,掌握施工具體情況。但是由于一些施工單位出于節約成本、縮短工期等目標,在取樣范圍限定中并沒有按照具體要求與標準來進行,造成結果與實際之間存在極大的差距。也正是受到這一現象的影響,使得施工設計合理性不足,造成開挖與支護差距較大。最后,一些施工人員在施工中并沒有對空間效應所產生的影響進行分析,造成差異性較大。由于支護結構實際受力與理論受力有著明顯的差異性,所以在施工中如果沒有掌握其中的差異而單純為了滿足規范要求,勢必會造成土體發生變形事故。
2.4注漿質量不能滿足標準要求
成孔注漿作為巖土工程中的施工重點環節,很容易出現誤差。且在這一環節中對設備的規格有著明確的要求,加之對施工細節要求較為嚴格,所以就要做好土質分析工作,明確注漿充盈量,從而確保施工的質量安全。但是一旦施工人員在施工中并沒有按照具體的規范要求開展施工工作,或是因自身專業技術與水平不足,很容易出現注漿質量難以滿足標準要求等問題,從而影響到了工程質量。
3巖土工程深基坑支護施工技術
3.1選擇適合的深基坑支護施工技術
首先,鋼板樁支護技術。對熱軋型鋼進行處理時,需要將其制作成為鋼板墻,在相互連接的基礎上形成鋼板樁墻,發揮擋土、擋水等功能。目前在深基坑支護施工中,U字形與直腹班型屬于最為常見的截面形式,由于鋼板樁有著施工便捷與工藝簡單等特點,所以已經成為了巖土工程深基坑支護施工技術中比較常見的技術。但是這一技術也存在著一定的不足,就是在使用中很容易對周邊地基產生影響,引發變形或是振動等現象。由于鋼板具備柔韌性較強的特點,所以在施工中一旦沒有做好支撐系統設計,勢必會引發變形等。所以在施工這一技術時,要找準使用范圍,避免在建筑密度較大的區域中使用,在完成施工后需要考慮鋼板樁拔出后對周邊所產生的影響[3]。其次,排樁支護技術。在基坑周邊設置鋼筋混凝土樁,將鉆孔灌注樁轉變成為擋土結構。所以在使用這一技術時需要控制好樁列之間的距離,發揮樁的作用,并結合其所具備的結構強度來進行施工。但是由于樁體有著明顯的差異性,所以在體系差方面也是不同的。因此施工人員需要做好研究工作,確保澆筑施工的順利開展,避免基坑內出現地下水與土粒混合物等。由于這一技術施工方法較多,所以在施工中能夠減少對周邊環境的不利影響,提高了施工的質量。最后,土釘墻支護技術。土釘墻支護中要求土地具備一定的穩定性,這樣才能滿足這一技術的使用要求。可以說這一技術有著耗時短、成本低等特點,能夠結合具體情況減少所占用的土地。但是土釘墻支護技術也存在著一定的不足,就是土釘墻防水能力不足,很容易受到水的影響。所以在使用這一技術以前,需要對施工區域采取相應的處理。
3.2做好支護方案選擇
首先,從經濟角度進行優化。在巖土工程中基坑支護有著極為重要的地位,不僅關系到了工程的安全性,同時也對周邊環境有著直接的影響。所以在設計支護方案時,需要從提升穩定性與安全性出發,在控制工程質量的基礎上保證其經濟性,完善結構方案,促進工程項目的開展。在正式開展施工以前,需要積極開展土質勘查工作,掌握周邊環境,判斷具體位置情況,從而選擇適合的支護結構方案。在面對一些比較特殊的土質時,還需要考慮是否進行簡單護面或是無支護等。當深度超出5m后,如果依然使用傳統方式,勢必會造成成本增加。所以在選擇方案時需要結合具體情況,采取有針對性的支護方案[4]。其次,從基層深度進行優化。在基坑支護中涉及到了懸臂樁的嵌固,且在嵌固中需要確保其深度達到高度的倍數要求。但是在視覺中由于其涉及到了彎矩承載等內容,所以很容易出現側向位置移動現象,從而影響到了周邊環境。因此在施工中需要掌握基坑位移情況,當發現方案與實際之間存在差距時,需要借助聯合支護的方式來提升支護質量。只有使用合理化的支護方法,才能減少成本的支出,在確保施工安全的基礎上合理使用支護方案。在某工程中,結合巖土工程深基坑支護巖土參數(表1),工程人員選擇了預制樁成樁的方案。預制樁有著布樁靈活和樁徑比較小的特點,能夠快速大面積施工,同時有著場地整潔和施工周期短的優勢。經過分析得出,持力層為強風化巖。估計樁入土深度是8~25m,估計?500mm樁承載力2300kN,?600mm樁承載力3400kN。本工程中場地局部區域分布了厚度不一的卵石,區域有中風化巖孤石,不利于進行管樁施工,但是結合使用預制管樁的相關經驗,能夠使用這種方案。在實際施工中可以使用沖孔灌注樁基礎的方式。由于這種方案承載力較大,可以滿足結構荷載方面的工程要求。
3.3保證取樣的完整性
在深基坑支護施工中,要堅持從科學、合理的角度出發,確保施工設計的準確性,滿足施工要求,保障施工安全性。所以就要求設計人員要及時開展巖土取樣工作,嚴格按照取樣數量與范圍開展工作,保證取樣完整性,在全面分析與判斷的同時做好設計。其次,要選擇適合的計算公式,遵循相關標準與要求,在結合結構變形控制、超載等因素的基礎上設計出實際可行的施工方案。在施工中還要掌握具體施工情況,及時進行優化調整,確保設計的科學性。
3.4提升施工人員的專業性
施工人員對施工質量有著直接的影響,所以施工人員的專業性關系到了深基坑支護施工技術的使用情況。因此在巖土工程深基坑支護施工技術使用中,就要從提升施工人員專業能力出發,提升對工程的認識度,以強化施工能力為主,在幫助施工人員積累工作經驗的基礎上合理使用技術。尤其是對于一些要求比較嚴格的技術來講,要掌握巖土工程環境情況,強化施工人員安全意識,遵循相關標準與規范要求開展施工工作。其次,要加大施工監管力度。在巖土工程中受到多種因素的影響,使得巖土工程深基坑支護施工技術的使用很容易受到多種因素的影響。所以在施工中就要加大監管力度,發現施工中存在的問題,制定出有針對性措施,在做好施工過程監管的基礎上嚴格按照規范標準與要求開展施工操作,保證各環節的合理性,制定出有針對性的解決方案。
4結語
綜上所述,在城市快速發展下,受到高層建筑不斷增加的影響,其深度有了明顯的變化。所以在施工中就要做好深基坑支護施工研究工作,結合施工設計方案,選擇適合的深基坑支護施工技術,以此來提高深基坑支護工程的穩定性,確保后期使用的安全。
作者:黃鵬 單位:廣東省環境地質勘查院
巖土工程施工技術篇3
深基坑,即開挖深度較深、工程量較為復雜的巖土基坑工程。根據我國住房與城鄉建設部于2009年5月13日發布的《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法》中的附屬文件指出:開挖深度超過5m(含5m)的基坑以及其相應的土方開挖、支護、排水工程;在地質條件、周圍環境與地下管線較為復雜的地區,以及在進行土方開挖的過程中會影響周圍建筑結構安全的基坑施工,雖為超過5m,但也應定性為深基坑。基坑工程是一項綜合性很強的系統工程。主要包括基坑的支護設計、施工和基坑的土方開挖,由于其施工的特殊性,在施工過程中要求巖土工程和結構工程要有巖土工程和結構工程這兩方面的相關技術人員。由于基坑支護體系是建筑的臨時結構工程,所以在地下工程施工完成后就可拆除。
一、深基坑工程施工的特點
1.風險性大。基坑施工中的支護體系是整個建筑施工時的臨時結構,安全性能差。因此,要在其施工過程中進行實時監測。提前做好相關的應急預案。一旦在施工過程中發生移位,要根據制定的相關應急預案及時排除險情,搶救傷員。由于基坑深度較大,容易在下雨時積水,這就要在開挖的時候加強排水措施,防止水倒灌入基坑內,影響工程質量。
2.區域性強。深基坑工程在實際操作中具有很強的區域性。例如,在黃土高原上以黃土為主的黃土地基以及以粘土為主的粘土地基要根據所在的地質與水文條件來確定相應的實際方案。即使是在同一個城市也往往會出現較大的區域差異。深基坑的土方開挖以及相應的支護都要根據實際情況來進行施工,萬不可簡單搬用外地施工經驗。
3.具有較強的獨立性。深基坑工程具有很強的獨立性。在對基坑工程的土方開挖與支護設計時不僅與當地的地質與水溫條件有關,還與基坑周圍的建筑與地下管線有密切關系。例如,每個建筑其下部地基的抵御變形能力都不同,在進行深基坑工程的土方開挖時就要考慮其周圍的場地條件,在進行施工時不可以影響到周圍建筑地基的原有性能,這是此類型基坑工程設計的關鍵。而且在進行基坑工程設計時還要充分考慮所在位置的地下管線分布。因為要根據實際情況進行相應的設計每個工程都具有一定的獨立性,就造成了無法制定相應的統一標準。
4.綜合性強。在進行深基坑工程施工時不僅需要巖土工程的相應知識,同時也需要結構工程的相關知識,進行深基坑工程施工同時需要土力學理論、測試技術、計算機技術及施工技術等各方面技術的綜合運用。
5.時效性強。深基坑工程施工具有較強的時效性。基坑的施工常常在土體中進行,而土體具有較強的蠕變性,特別是粘土,其蠕變性非常強,常常隨著時間的推移,其塔里在不斷變化,土體強度不斷降低,邊坡穩定性變小,造成滑坡或坍塌的事故。所以在對深基坑工程進行設計的時候要充分地重視施工土體的時效性。
6.施工要求高。深基坑工程屬于巖土工程中的一個較為系統的工程。其主要施工內容包括土方的開挖和基坑的支護。在土方開挖的施工中,施工步驟與開挖速度都將影響施工質量,影響基坑支護工程中的整體支護結構。所以在施工過程中要加強監測,合理地進行土方開挖,準確地控制土方開挖的步驟與速度,力求提高施工精度。
7.周圍環境影響大。深基坑的開挖施工會引起周圍的低下水位的變化,因其深度大于5m,甚至會影響應力場的變化。這就使得基坑周圍的土體發生變化,對周圍建筑物的建筑結構以及基坑下的低下管線產生較大影響。同時,基坑土方開挖施工中,土方外運也將影響周圍環境以及交通。
二、深基坑施工中的相關技術建設
在項目實施中,施工階段是關鍵階段,在施工時,相關技術人員應該根據當地的實地地質資料以及水文條件,結合當地過去的一些深基坑施工的經驗,來確定深基坑工程的施工關鍵項目,要嚴格按照國家規定的流程規范進行設計施工并審核。在施工階段,要做好突發事件的應急預案,力求在事故發生后的損失最小。
1.常見的深基坑的施工包括土方的開挖、擋土、基坑圍護、基坑防水等步驟,是一項非常復雜的巖土工程的較為系統的工程,只要有一個步驟的失誤,都可能導致整個施工失敗,輕則影響施工進度,重則造成事故。進行深基坑施工的施工單位要嚴格遵守施工的規程、施工設計以及相應的施工技術規范進行組織施工,加強施工過程的控制。例如,在制定土方開挖的施工方案時,要提前對周圍的建筑物進行拍照和測繪,對地質勘測報告、以及周圍的建筑物及地下管線情況進行合理分析。當面對特殊地質時,要選擇合適的施工方案組織施工,如,在膨脹土地區施工時不在雨季開挖,在軟土地區施工時要嚴格控制分層開挖的深度。要是挖土的高度相差太大或挖土施工的進度過快時,極易改變所在地區的土體原來的平衡,降低土體的強度,不利于工程的實時監控管理,容易引發事故。
2.施工時控制基坑的止水效果。地下水對深基坑施工所帶來的危害是相當的大,在一些地下水位較高的區域進行施工時,其危險程度非常高。地下水的一般來源為雨水、管道滲水、承壓水等,由于其來源較為復雜,所以其豐水期與枯水期差別較為明顯,水位變化也較為顯著。受水位變化的影響,在指定土方挖掘施工方案時要從防水、排水、降水進行考慮。根據實地的地質特點,深入分析施工地地下水的特點,在施工中要用以抽輔堵的方式進行。否則會導致建筑物的地基不均勻的沉降,增大了施工難度,影響施工進度。在面對大范圍長時間降水時,要以排為主。即對基坑內的水以抽為主,并使用止水帷幕來防止雨水的進一步進入基坑。常見的止水帷幕有高壓旋噴樁、深層攪拌樁止水帷幕,近來出現了螺旋鉆機素砼或壓漿止水帷幕。
3.深基坑支護體系,深基坑工程是由施工方從上向下開挖的一個空間,深基坑四周通常設置有垂直的擋土圍護結構,這些擋土圍護結構通常是在基底中插入一定深度的板狀結構。深基坑施工常常會發生很多的質量問題,這些問題實質上都是基坑整體的剛度和穩定性不夠引起的。基坑整體的剛度和穩定性不足,會導致基坑支護結構發生形變,基坑下部產生不均勻沉降,基坑支護結構產生水平的傾斜等等,這些問題則將導致整個基坑的支護失敗,進而造成工程事故。要想避免這些基坑支護的工程事故,則需要一個完整的基坑支護結構實時監測管理的手段。信息化管理可以用作基坑支護結構實時監測管理的主要手段,其主要內容是安排相應的專業監測人員來對深基坑施工現場及基坑周圍的建筑物進行實時的監測,在特殊部位設定相應的傳感器,根據基坑施工期間檢測到的數據與施工前勘探測繪得到的預期數據進行比較,動態地分析整個施工過程,全方位地掌握施工中的各方面工作狀態,并對施工中的下一步數據進行預測。在實際測得的數據超過報警標準值時,要及時進行有效地進行預警與修正,確保工程施工的安全。在對深基坑支護結構的施工工程監測時,主要對其頂部的水平位移;整體的沉降和部分支護結構的裂縫;施工場地周圍建筑物的沉降、傾斜和裂縫;施工深基坑坑底是否有隆起的觀測等。
4.應急措施,巖土工程施工是一項較為系統的施工時間長、施工人員多、危險性較大的工程。在深基坑施工過程中,雖然有實時監測系統,但是也常常會發生許多難以預見的突發情況。對于深基坑施工過程中,更要做好對突發事件的應對準備。在深基坑施工中,常見的事故有:管涌、流沙,支護結構局部出現裂縫、沉降,天氣異常出現大范圍降水等。面對這些突發情況,一定要做好相應的應急預案,在發生事故時及時啟動應急預案,有條不紊地處理相關事宜,將損失降到最小。
三、結語
改革開放以后,隨著我國經濟的逐步發展,放眼整個世界上,巖土工程施工有著向東亞不斷轉移的趨勢,而我國地大物博,在經濟的快速發展下,越來越多的高層建筑甚至超高層建筑不斷涌現,同時,根據國家規范以及人防工程的需要,多層建筑的地下室也必不可少。隨之而來的就是與之相關的深基坑施工。但是因為基坑支護并不是建筑施工的主體部分,這就有了在很多因基坑施工不善而導致的事故,造成了巨大的經濟損失。通過本文的介紹,在今后的深基坑施工中能重視相應的施工技術,減少工程事故的發生。
作者:李金剛 單位:河南省地質礦產勘查開發局第五地質勘查院