浅谈深基坑支护技术在建筑工程中的应用

浅谈深基坑支护技术在建筑工程中的应用

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摘要:伴随着我国城市化进程的不断加快,我国的城市规模逐渐的被扩大,这就需要建设大量的城市相关的工业建筑以及民用高楼。但是,我国是人口大国,那么土地资源紧张的现状就日益凸显出来了。因此,采用深基坑的建筑工程也就越来越多了。深基坑支护工程是我国建筑工程当中的一个十分关健的组成部分,尤其是因为深基坑支护工程施工质量的好坏直接对整个建筑工程的施工质量有着极大的影响。深基坑工程的施工是否安全、可靠的,对现代建筑工程的安全性以及稳定性、长久性有极大的影响。深基坑支护的工程要从对基坑支护的设计以及施工这两个方面开展,要确保工程施工的质量,一个良好的深基坑支护技术,是整个基坑工程甚至是建筑工程可以顺利施工的前提和保证,同时,也是庞大的建筑工程开始施工的关键环节。本文对建筑工程深基坑工程做了简单的介绍,对相关的应用进行了分析。

关键词:施工质量;深基坑支护;工程施工

引言

随着经济的发展,城市化步伐的加快,在用地愈发紧张的密集城市中心,改造开发大型地下空间已成为一种必然,诸如高层建筑多层地下室、地下铁道及地下车站、地下道路、地下停车场、地下

街道、地下商场、地下变电站、地下仓库、地下民房工事以及多种地下民用和工业设施等。地下空间开发规模越来越大,开挖深度也越来越深,尤其是城市民防空间的新要求和快速增加的停车位需求,对深基坑支护技术的需求日益旺盛。

1.深基坑支护技术的现状

1.1深基坑支护技术的类型

传统的深基坑支护技术就是将钢板桩加井点降水,但是随着建筑物建设过程中基坑的深度不断加大以及面积也在不断增大中,支护技术也逐渐丰富起来。目前主要的深基坑支护类型有钢板桩支护、深层搅拌支护、排桩支护、地下连续墙、土钉支护5种。将其按照功能进行划分的话,可以分为挡上系统(包含钢板桩、钢筋混凝土板桩、深层水泥搅拌桩、钻孔灌注桩、地下连续墙)、挡水系统(包含深层水泥搅拌桩、旋喷桩、压密注浆、地下连续墙、锁口钢板桩)、支撑系统(包含钢管与型钢内支撑、钢筋混凝土内支撑、钢与钢筋混凝上组合支撑)三种。

1.2深基坑支护技术的应用现状

目前我国的深基坑支护技术主要有:深基坑支护技术近年发展较为迅速,其成熟的支护技术有以下六种方式:①钢板桩支护法;②钻孔灌注桩法;③土钉墙法;④水泥墙加钢筋法;⑤锚联网法;⑥外部拉铆法。钢板桩支护结构和钻孔灌注桩法常用于开挖深度8m以上的基坑。土钉墙支护结构常用于开挖深度5m以内的基坑。常规的锚杆支护结构主要用于硬土地层的基坑支护,在软土地层的基坑中是严禁使用的。由于历史原因,我国设计与施工企业为独立的两个子行业,造成很多设计企业对施工企业的技术发展和新工艺了解严重滞后,设计的方案经常无法做到最好,而施工企业又对设计的意图往往不甚了解,所以无法制作出最优的方案。目前我国95%以上的深基坑支护工程使用钻孔灌注桩、地下钢筋混凝土连续墙、钢筋混凝土支撑结构、钢管支撑结构等传统技术,这些传统技术造价高、施工空间狭小、施工工期长、耗能高、环境污染严重;而只有不到5%的深基坑支护工程使用SMW工法、加劲桩、预应力装配式支撑支护结构等新技术,这些技术具有造价低、施工空间大、施工工期短、绿色环保节能、资源重复利用等优点。

总的来讲,先进国家和地区对深基坑支护技术越来越多地要求环保、节能和低碳,因此更多地采用型钢支撑、SMW工法及桩锚支护结构,这样可实现钢材的重复使用,较少地使用水泥和混凝土。因此发达国家和地区在深基坑支护中很少使用钻孔灌注桩、地下钢筋混凝土连续墙、钢筋混凝土支撑结构。

2.深基坑支护技术的具体应用分析

2.1土钉墙的支护方式分析

土钉墙在建筑工程施工的过程中也会被称作是喷锚网加固的边坡、喷锚网的挡墙,是在以往的自然土墙上面打入角纲以及粗纲筋等等,对外围的土层压力起到抵抗的作用。在施工的过程中,为了保证土层的加固,通常都是一边进行开掘、一边打入墙钉,并且铺设钢筋网以及喷射混凝土,可以产生固化墙体的作用。通常情况下的施工流程主要是:先进行土方淘挖,与此同时还要紧跟着将边坡进行修正;然后再将墙钉的位置进行确定,然后钻孔、打钉;最后再进行混凝土的喷射,钢丝网的铺设,然后再次喷射混凝土。在施工的过程中要对每个施工环节实时监控,确保其符合相关技术的要求。

首先,挖掘。在挖掘的时候要依据预先设计好的地基及尺寸来进行,要确保位置十分准确,坡度以及台阶都要和当时的施工环境相匹配。严格的将每层挖掘的深度控制好,以确保土钉墙可以正常的完成安装。

其次,钻孔、打钉。首先就是要将打孔的具体位置确定出来,还要做好标记,选择恰当的钻孔所需的工具,按照相关设计的要求进行钻孔。此外,还要及时处理好可能出现的局部塌方以及漏水等问题。选择合理尺寸的钢料来作为墙钉的支架,此外,还要确保它们不会对后面工序的顺利完成产生影响。

最后,混凝土的喷射。每一道工序的施工都要开展两次混凝土的喷射,进行首次喷射主要是为了避免出现松土、掉渣的现象,等钢筋网铺设完成之后,就要立即开展第二次混凝土的喷射,喷射的厚度通常要依据设计的要求或者是工程实际施工的状况来确定。

2.2桩支护方式

钢板的桩支护技术也是一种常见的深基坑支护方式。采用钢板桩的支护方式,其实也是利用‘墙”的形式,这种桩体常用的材料主要

是热轧钢以及槽钢。这种支护墙的主要功能就是护土以及防水,在工程施工的过程中,它具有的优势主要有以下几点:施工材料的成本比较低,具有很高的经济效益;由于是钢质的材料,因此材料质量方面有保证;施工过程比较简单,特别是在软土工程施工的过程中,可以很大程度的缩短工期。但是,也会存在大量缺点:刚性材料自身具有很大的柔性,因此十分容易因为受压而产生变形,因此要避免将其使用在较深的基坑当中,通常是以6到7米为界限;针对那些亲水性很强的土质层,他们的防水性能就明显逊色;施工的过程中会有较大的噪音,产生的污染比较大。

2.3排桩支护方式

排桩支护主要是采用钢筋或者混凝土当做施工材料,通过柱列式的间隔布置的方式,把基坑的钻孔灌注做成一种档护的结构。通常会有两种布局的方式:疏散式的排列方式以及紧密式的排列方式。根据不同的支撑方式,排桩支护方式可以被分为悬臂式以及支锚式,其中,支锚式结构又被分成两种:单点支锚及多点支锚。排桩支护方式具有以下几个方面的优势:首先,利用钢筋混凝土的结构,让桩体拥有良好的刚度以及强度方面的性能;对桩体的顶部施加‘帽梁式”的联接,还可以提高建筑整体的稳定性。其次,施工的工艺十分简单,在施工的过程中,对施工的技术水平要求也很低。第三,拥有很好的防水性能。因此在施工的过程中可以采用高压灌注的方法,可以有效的防止土粒混入到灌注当中,避免出现结构漏隙的现象。最后,振动比较低,产生的噪声比较小,通常不会给周围的环境造成很大的影响。

2.4水泥土深层搅拌桩支护

水泥土深层搅拌桩支护是以水泥做固化剂,采用机械搅拌,边搅拌边下沉或提升,在设计桩长范围内,将水泥浆液与软土进行强制拌合,水泥与土之间产生一系列的物理化学反应而逐步硬化,形成具有整体性、水稳定性和一定强度的壁状、格栅状水泥土桩墙,作为支护结构。搅拌桩支护也同样很实用,特别是多排搅拌桩组成的支护挡墙具有很好的止水作用,同时在砂土中,因砂土与水泥之间拌合后形成较高强度的固结体,从而搅拌桩强度比较高。但是在有机质土泥炭土中,应慎重实用搅拌桩方案,一般应先进行试验确定其实用性。

2.5地下连续墙施工技术

地下连续墙技术最初基本上是用作防渗墙或临时挡土墙,通过开发使用多种新技术、新设备和新材料,现在已经越来越多的用作结构物的一部分或者用作主体结构,最近十年更被用作大型的深基坑工程中。地下连续墙的施工工艺是在挖基槽前先作保护基槽上口的导墙,用泥浆护壁,按设计的墙款与深分段挖槽,放置钢筋骨架,用导管灌注混凝土置换出护壁泥浆,形成一段钢筋混凝土墙,逐段连续施工成为连续墙。施工工艺主要为导墙、泥浆护壁、成槽施工、水下灌注混凝土、墙段接头处理等。地下连续墙施工技术主要有以下优点:施工时振动小;墙体刚度大;防渗性能好;可以贴近施工;可用于逆作法施工;适用于多种地基条件;可用作刚性基础;占地少、工效高、工期短等优点。

3.结束语

综上所述,深基坑支护技术作为岩土工程中一个重点内容,其存在的复杂性、受力状态以及结构选型的多样性,都会影响到整个岩土工程的质量。随着科技的进步,科学技术与工程技术的融合必定会引发深基坑支护技术的广泛应用。

参考文献

[1]李国平,傅进源.浅谈建筑工程深基坑支护结构技术[J].建材与装饰(下旬刊).2008(06)

[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(03)

[3]李钟.深基坑支护技术现状及发展趋势(一)[J].岩土工程界.2001(01)

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