浅析基于深基坑的建筑施工技术

浅析基于深基坑的建筑施工技术

关键词:建筑;深基坑;施工技术

在建筑工程施工当中,深基坑十分常用,它是建筑土建施工阶段的重要环节。随着城市化进程加快,城市建筑越来越高,对于地下空间的利用越来越成熟。但是安全隐患也较多,因此探讨深基坑施工具有重要意义。

一、深基坑施工特点

所谓深基坑是深度5m(含)或地下三层(含)以上基坑,或者是深度未到5m,但地质条件、地下管线、周边环节特别复杂的基坑称为深基阬。深基坑涉及很多学科,如地质学、结构工程、基础工程、结构力学、环境岩土工程等,综合性极强、风险大。尤其是当前基坑规模大、深度深的情况下,安全隐患特别多,不确定因素多。要求控制支护结构及周边土体的变形,保证周边环境(包括建筑及地下设施)的安全。

对于深基坑工程,质量要求特别高,必须要满足地下工程施工空间及安全要求,确保主体基础工程安全,保证基坑周边安全。而且其结构稳定性、可靠性对上部结构影响重大。同时基坑开挖时,土体中蕴藏的天然应力释放,对周边土体影响巨大,甚至出现局部应力集中,极可能导致安全事故发生,因此必须要特别重视深基坑的施工质量。

深基坑容易受到地质条件、水文条件、周边环境的影响,具有很强的区域性。换言之,深基坑必须充分考虑上述三个条件,选择恰当的基坑形式,以保证其质量。因而在全国范围内来看,很难找到完全相似的成果经验予以借鉴,多数时候需要摸索。结合实际情况,考虑施工现场各种因素,优化设计与施工,从而保证施工质量,确保安全。

二、深基坑施工技术

(一)关于深基坑施工方法

基坑施工方法一般有两种形式,顺做法和逆做法。

顺做法,这是一种常规的,也是比较成熟的传统基坑施工方法。其一般施工流程在于先将围护结构做好,然后分层开挖土体,在开挖的同时配合水平支撑或者是设置拉锚系统。当开挖至设计深度,开始由下而上设置底板与结构梁板,同时按要求顺序拆除水平支撑,直到地下结构施工完成。这种施工方法成熟,技术要求较低,其围护与主体、基坑支护与主体它们之间的设计进度关联性弱,基本不受主体设计的影响,可尽早开始施工基坑。顺做法的开挖与支撑常用三种,包括放坡开挖以及有无内支撑围护结构开挖。这些开挖方案都有很大的局限性,对于现场建筑密集、环境较为敏感的地区,并不适用。而且如果面对规模大的深基坑工程,工程量大,需要大量临时支撑,而且临时支撑的布置与拆除十分复杂,超长的支撑杆有刚度较小的缺陷。

逆做法,逆做法正好与顺做法相反,即先做围护,连接工程桩和地面中间柱,开挖土体至一定深度,然后支模做现浇梁板,用梁板来代替临时支撑,而且现浇梁板可以永久存在。它可以平衡围护体系的土体应力,当开挖至设计深度,地下结构也就基本完成。这种基坑施工方法支撑体系安全性高,基坑施工安全性高,对周边影响小,地下结构与上部结构可同时施工,其优点很多,但其缺点也明显。比如施工环境差,需要采取措施改善作业环境,技术要求高,开挖方案更严格,同时要与主体结构设计配合好,地下结构混凝土搭接不易控制质量,同时必须要随时监测。逆做法有三种形式,包括全封闭逆做法、半封闭逆做法以及部分封闭逆做法。其中,全封闭逆做法就是在施工地下结构时,上部结构同时展开施工。半封闭逆做法则是先逐层施工地下结构,待完成后再施工上部结构。部分封闭逆做法即逆做法与顺做法结合,将二者的优势结合起来。

(二)深基坑工程施工

第一,边坡支护结构形式与影响因素。边坡支护结构形式恰当与否对施工基坑的安全性影响巨大,如果放坡不够或是边坡顶部超载极可能导致基坑坍塌。即边坡支护结构必须要考虑地质条件、边坡性质、变形机理、环境保护要求以及经济性。既要保证边坡稳定性、合理性,又要保证边坡支护结构具有良好的经济性。

边坡支护结构形式很多,包括但不限于土钉墙、SMW工法、高压旋喷桩、地下连续墙、槽钢钢板桩、钻孔灌注桩等。它们具有各自的优缺点,必须结合上述影响因素进行分析,选择恰当的边坡支护结构形式,以保证施工完全。

第二,前期准备。首先,业主与施工方在签订深基坑施工合同后,必须办理质量安全监督手续,取得施工许可证。其次,施工方在办理手续时除提交相关文件外,还需提高基坑设计方案专家评审报告以及审核通过的专项施工方案。业主应组织设计、施工、监理、市政等有关单位对设计方案和施工方案进行研究,探索深基坑施工可能产生的影响,并征询意见,同时对周边环境进行进一步检查,对可能受到影响且容易发生争议的建筑、构筑物、管线、道路做标记,并做好记录。除此之外,展开地质勘察。基坑所在范围做地质勘察时应以基坑顶边线为起始点,并向外延伸至开挖深度的2倍,以此划定勘察范围比较合适。若边界外无法设置勘测点,则需要调取相关资料。勘察深度以基坑深度的2-3倍较好。地质勘察所形成的勘察报告应包括对围护结构、防水方法、水位变化、对围护结构和周边环境的影响、开挖应注意的问题等建议。在正式施工前,必须对地质勘察的成果进行复验。执行技术、安全、质量交底,组织班前活动,强调质量与安全。

第三,施工要点。首先,排降水。在基坑开挖阶段时,土体含水层被切断,地下水就会深入基坑,影响开挖,且容易造成边坡坍塌,并扰动地基土,造成质量和安全隐患。因而必须重视排降水。排(降)水方法多,应结合工程实际确定最佳排(降)水方案。以明沟、集水井排水法为例,基坑外围设恰当宽度散水护坡,截流地表水,并引入明沟经沉淀后排入地下水道。基坑内部,基坑底部砖胎模侧构筑集水沟,两端布置集水井,集水沟采取倒梯形,截面必须考虑流量。集水井内布置水泵抽水至明沟排水。其次,土方开挖。开挖前施工现场地下、地上障碍物处理完、场地定位、开槽灰线、标准水平桩检验合格;施工机具健康,附属设置布置完毕;危险地段设明显警示;合理安排开挖顺序。一般开挖土方的流程先是放坡,然后分层分段开挖,最后修边和清底。要注意开挖进度与支护施工必须协调,支护强度足够。开挖过程中随时检查边坡状态,深度达到1.5m以上时,需要按土质变化做好支撑准备。对于淤泥地质,分层开挖,及时运走弃土,防止出现土体蠕变,桩顶上部采用人工方式挖除50cm厚度,机械施工要防止机具影响或破坏支护或工程桩,基底严禁超挖,开挖到一定程度应转变为人工方式,确保达到设计标高,做好保护检验合格后施工垫层,保护基底。

最后,基坑支护。以土钉墙为例,土钉墙是在基坑侧壁上钻孔,将锚杆打入孔内,然后注浆形成土钉,加固侧壁与护面。在土方开挖时,土钉墙的布置要紧密配合,跟随开挖进度进行。支护结构施工要注意支护结构必须合理,施工方案具有可行性、经济性,工艺必须保证能够落实,充分考虑环境、地质、施工条件等影响。特别要注意电梯井等深局部的支护方案,必须考虑好承压水对基底的影响以及施工荷载等等。

结束语:

在建筑施工当中,深基坑施工作为一个十分重要的环节,要特别重视。其施工难度大,风险大,施工过程中要注意的细节多,稍有不慎就可能导致严重的安全事故。因此要明确深基坑施工需注意的问题,对其进行全过程管理,保证工程质量与安全。

参考文献

[1]薛丽影,杨文生,李荣年.深基坑工程事故原因的分析与探讨[J].岩土工程学报,2013,S1:468-473.

[2]黄茂松,王卫东,郑刚.软土地下工程与深基坑研究进展[J].土木工程学报,2012,06:146-161.

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