超大深基坑工程设计与施工研究张全亮

超大深基坑工程设计与施工研究张全亮

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摘要:随着城市化进程的不断深入,建筑的规模和高度也在不断增加,人们对施工建筑的质量提出了更高的要求,对于施工工艺更为关注的同时,却往往忽视了深基坑工程的重要性,而且施工中面对软土地基层等特殊地质,支护设计以及施工都对整个项目的施工质量起着重要的影响作用,本文就此进行了分析和研究。

关键词:超大深基坑;工程设计;施工

引言

在城市建设发展中地下空间有着越来越广阔的发展前景,其最重要的基础便是深基坑问题,这也是目前施工面临的技术难题,需要分析在施工的结构设计方案,对基坑支护进行选型,最后采用合理的施工技术解决超大基坑围护设计与施工技术方面的问题,确保支付方案技术可行、安全可靠、经济合理,施工简便,并能够有效地缩短工期,为后续施工提供宝贵的施工经验。

一、施工中出现的主要问题

(一)数据精确度低

在进行工程设计的阶段,需要对施工现场进行大量的实地勘察,并得到大量的离散性勘测数据,因为施工现场和地下地质情况较为复杂,对其进行客观描述较为困难,会出现实际情况与设计方案的偏差和脱节的情况,使实际施工中存在着较大的不确定性。

(二)支护结构问题

在设计过程中缺乏对超大深基坑复杂性以及特殊性的认识,在进行支护结构设计时,不能有效的针对其特点采用必要的支护措施和选型,造成支护结构成了薄弱环节,导致安全事故极易发生[1]。

(三)意识问题

对于相关设计人员不仅需要有,较强的专业理论知识同时还需要有丰富的实际操作经验,同时对于实际环境以及施工条件要进行客观地分析,克服主观的经验意识,否则也会造成工程设计与实际施工情况脱节,造成施工中的安全隐患。

(四)施工技术人员参与度不够

在基坑工程设计方案中应该有相关施工技术人员的参与,并对设计方案进行审查,并加深理解,使施工中的具体问题可以得到解决,保证设计方案与实际情况相符,否则会容易导致设计人员和施工人员之间的理解偏差,使施工中的难度和风险也有所增加。

二、施工技术与管理偏差

(一)施工管理与实际产生的偏差

在基坑工程施工过程中,具体的工程施工人员与工程管理人员缺乏沟通,导致施工技术以及施工方案不能很好的执行和落实,使选择的施工技术难以实现其目标,并发挥其作用。

(二)施工观念

在工程设计和施工技术中仍存在着不少落后的技术观念,也给工程带来了不少的问题,同时相关人员缺乏积极主动性,对技术观念地转变以及提高缺乏认识,使得施工效率较低,无法满足设计方案以及施工技术要求。

(三)施工协调不合理

这对超大基坑进行组织设计以及确定施工方案时,没有进行深刻全面的考虑,对于支付结构的设计方案对施工过程造成的影响没有认真的进行评估,使得施工过程中突发状况频出,难以有效及时地解决[2]。

(四)施工技术不合理

超大深基坑工程具有复杂性、系统性,因此不仅在管理上要求较高,同时在施工方面也需要选用合理的施工技术方案,否则会造成局部工程技术含量不足,对工程的质量和安全性造成不利的影响[3]。

三、具体施工项目分析

现针对以复合型购物中心的施工项目进行分析,购物中心地下有四层,地面有四栋超高层楼面,其基坑宽约200米,长约350米,属于超大型基坑施工工程,同时其处于市中心,环境条件相对较复杂。

(一)工程概念设计

首先针对此施工现场进行地质。勘查发现其主要以粉土、粉质粘土、杂填土为主,25米以下的地层主要以中粗砂、卵石、粉质粘土为主,地下水层较深,不会对基坑支护结构以及建筑产生影响。

针对此工程特点,将桩后注浆法以及变刚度调平设计运用于基础工程,采用外围框架弱化,强化核心筒的方式,主楼桩基沉降量由调整地基支承刚度来控制;根据周围的地质条件,周边环境,施工工期以及施工造价等因素,进行综合考虑,基坑周围土层的承载力较高,可以采用排桩和锚杆的方式进行基坑支护[4]。

(二)支护结构施工

此基坑主要以粉土、粉质粘土为主,强度较高,可用成干作业孔灌注桩为支护桩。支护结构施工工艺和流程如下:首先进行分层拉槽挖土,深度为-6M,同时进行土钉墙的作业;对滴道预应力锚杆以及护坡支护桩进行施工作业;然后再挖到-10M,对第二道预应力锚杆进行施工作业;最后一直挖到-14M,进行第三道预应力锚杆的施工。针对土钉墙的施工作业,首先应挖槽,然后进行人工修坡,在对土钉墙成孔,设置钢筋网,置筋之后进行注浆作业,并喷射混凝土。

在土方开挖过程中以及张拉后,锚杆预应力均有20%的损失量,因此采用了钢绞线作为锚索,并在正式使用前进行了1一2次的预张拉,并在混凝土中加入了早强剂。在开挖之后,通过挂网喷射混凝土,使支护桩与墙体成为一体,保证表面平整,使锚杆、腰梁、桩上均匀受力。将双工字钢运用在腰梁上。

图一基坑开挖平面分区示意图

(三)土方

面对施工环境宽松、施工条件良好的情况,应优先采用顺作法进行施工。施工方法主要为基坑深部土方通过天然土坡道进行外运,施工分区按图一所示,先对一区进行从南向北挖掘,然后再进行II区作业,最后是III区,各区之间采用自然放坡的方式。先将深度挖至-16.5M,工程桩施工完成之后在进行挖掘,深度至-19M。针对桩与桩之间较小的距离,可采用小型长臂挖机以及人工配合的方式进行。

坡道设置应避开高楼施工位置,在场地宽裕的地方采用自然放坡的方式设置取土坡道,坡度设置为1:1;由于汽车坡度宜小于1:6,因此坡道为长度100M的阶梯坡,上部宽度达9米,可对运土车辆错车要求予以满足,同时铺设建筑垃圾用以加固路面,同时可以避免扬尘污染环境。

(四)工程桩

针对此施工地质环境,工程桩采用桩混凝土强度等级为C30,桩径800M,桩长30米,卵石作桩端持力层。工程基坑开挖后,在坑底进行工程桩的施工,可以有效的降低施工费用,并对桩顶标高进行较好地控制。由于大型桩基设备无法进入,因此采用泥浆护壁钻孔桩会造成排浆困难的情况,因此采用减少泥浆量、设置坡道等,解决废弃泥浆处理的问题。

采用全液压驱动的旋挖钻机,对钻孔进行精确定位,对其垂直度进行自动校正,并对钻孔深度进行自动测量,使沉孔的质量和效率较高;成孔过程中,泥浆量较少,仅使用于护壁,并通过除沙净化和沉淀后输送到储浆池,再加入适量的CMC和纯碱等,便可进行循环再次使用,使排污费用得以降低;成孔之后在孔底沉渣较少,也使综合施工的成本也得以降低。

采用后注浆技术可以使工程桩的单桩承载力得以提高,在钻孔桩施工过程中,将注浆管放置在钢筋笼内,保证上端超出约50CM,深度达到笼下20CM,并通过焊接将其连接在钢筋笼的主筋上。

采用导管法进行混凝土浇筑作业,对灌注时间应尽量缩短,当孔内的混凝土进入钢筋笼后,达到约1-2M,应减小导管的埋置深度,适当将其提升,对钢筋笼在混凝土中的埋置深度应予以增加。

结束语

在针对超大深基坑工程设计时,应借鉴成功的施工经验,对支户形式进行合理地选择,有效地降低造价成本,提升施工进度,施工工期缩短,同时对支护形式作出不断魂地尝试和探索,使结构性能和空间形式能够形成完美的统一,为城市建设和发展起到积极促进的作用。

参考文献

[1]马健.超大深基坑支护方案设计及施工监测[J].工业建筑,2010,40(9):97-100.

[2]孔维耀.软土地区超大深基坑工程围护及支撑体系选型分析[J].城市道桥与防洪,2018(4):141-144.

[3]刘辉.超大软土深基坑围护体系施工技术研究[J].建材与装饰,2018,No.534(25):12-13.

[4]段玉清.浅谈超大深基坑地基的施工技术[J].江西建材,2017(22):110-111.

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