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        我國深基坑支護常用技術與工藝分析
        發布時間:2019-12-12

          摘    要: 建筑工程中的深基坑支護技術十分重要,其關系著主體工程的穩定性,關系著施工過程中的安全性,關系著工程成本控制的高低。我國城市化建設對高層建筑的需求量越來越大,也帶動了深基坑技術的跨越式發展。將結合目前深基坑最常用的技術工藝方法,探討在施工中需要注意的要素,為行業規范合理化發展提供指導性意見。

          關鍵詞: 土建基礎; 施工技術; 深基坑; 工藝;

          0、 引言

          隨著我國城市化進程的加快,近年來高層建筑在城市建設中的數量越來越大,也使得我國土木建筑工程行業迎來了一個非常好的發展階段。作為土建基礎施工中最基本的技術方法,深基坑的支護在主體項目工程施工中保障項目安全性、耐久性和穩定性具有重要的作用。如果深基坑支護施工存在質量問題,將導致工程容易出現移位和滑坡等安全事故,會造成巨大的生命財產損失。因此,要結合國家規范,吸收先進的技術和管理理念,實現我國深基坑支護技術工藝從粗放型的人為控制到安全規范、合理有序的機械化、智能化操作,才能實現土建工程項目低碳節能,安全順利地進行。

          1、 深基坑支護技術概念

          深基坑支護是指為了保證地下建筑結構的穩定性,以及基坑周邊環境的安全性,對深基坑側壁及所屬施工影響范圍內的環境(比如建筑物、建筑廢料、建筑設備、建筑輔助工具)進行支檔、加固與保護的措施[1]。
         

        我國深基坑支護常用技術與工藝分析
         

          2、 我國深基坑支護常用技術與工藝分析

          2.1、 復合土釘墻支護技術

          該技術主要由土釘墻基礎上發展而來的單項輕型支護技術或截水技術,其主要構成要素為土釘、截水帷幕、樹根樁、掛網噴射混凝土面層、原位土體等。施工工藝順序為:測量定位-施作截水帷幕或微型樁-分層開挖-噴射混凝土面-安裝土釘及預應力錨桿并注射漿體-掛網噴射第二層混凝土面-等待24 h之后繼續分層開挖-布置預應力錨桿,并促使漿體強度達到設計要求,確定其將錨桿鎖定之后繼續分層開挖(見圖1)。

          圖1 復合土釘墻組合類型
        圖1 復合土釘墻組合類型

          在施工過程中要注意土方開挖與土釘噴射混凝土工藝的緊密配合是確保土釘墻施工順利的關鍵。要根據地下水位來合理選擇土釘,地下水位以上,穩定性強的地層可以選擇鋼筋土釘或鋼管土釘;地下水位以下,軟弱土層、砂質土層必須采用鋼管土釘來達到穩定之目的。

          2.2、 組合內支撐技術

          該技術主要適用于建筑物密集、施工場地面積狹小、復雜地質土層等施工環境中,具有施工方便快捷,成本投入小產出大的優勢。其主要施工順序為:鋼支撐結構體的吊裝、就位、焊接工作-鋼支撐施加預應力-安裝斜撐、縱向系桿-安裝臨時鋼立柱。

          該技術的施工過程中要注意土方開挖應自上而下分層次有順序進行,每層由中間向兩邊進行開挖建設。支護體系施工中要注意嚴禁在鋼支撐上面放置重物,嚴禁施工人員在鋼支撐上行走。鋼支撐支護體系拆除中要按照自下而上的順序進行,具體操作為先行拆除斜撐、縱向系桿、柱箍等水平構建,再用千斤頂卸載主撐,撤除鋼楔塊,并用塔吊將鋼支撐吊出基坑。

          2.3 、型鋼水泥土復合攪拌樁支護技術

          該技術又叫SMW工法,也稱為加筋水泥地下連續墻工法。是在一排相互連續搭接的水泥土樁中加強芯材(型鋼)的一種地下連續墻施工技術。

          該技術是用專門定制的攪拌機械設備,以水泥漿作為固化劑,再攪拌機械的強力作用下,讓水泥漿固化劑與土層中的軟土強行攪合一起形成堅固致密的水泥土地下連續墻,按照固定的間隙在墻體中插入預受力型鋼,從而形成一種堅固的圍護結構(見圖2)[2]。

          圖2 型鋼水泥土復合攪拌樁支護技術施工流程
        圖2 型鋼水泥土復合攪拌樁支護技術施工流程

          在該技術施工中要注意,插入墻體的型鋼是可以回收重復利用的,因為這個直觀關系到施工成本支出的1/2左右。但是在拔出型鋼的時候要注意不要使其變得彎曲,不然就失去了重復利用的價值,還要注意拔出的過程中要防止出現用力過猛導致壓頂梁斷裂、壓碎甚至水泥土墻頂碎裂等次生問題。

          2.4、 凍結排樁法基坑支護技術

          該技術是利用凍結施工技術與排樁支護技術相結合的特殊施工方法。該技術是以含水地層凍結形成凍土墻來形成隔斷含水底層和地下水的封水結構,以基內排樁支撐系統來形成抗水土嚴厲的受力結構,從而一個具有長、寬、深的三維空間結構,以滿足大基坑圍護的要求[3]。

          人工冰結法因具有適應性強,綠色環保,保護地下水資源等優勢,越來越多地被應用在深基坑支護工程中,基坑越深、開挖體積越大,凍結法施工越具優越性。施工順序為:用鉆孔灌注沿著基坑四周打出一排灌注樁-用現澆鋼筋混凝土梁把排樁頂端固定形成支撐結構體系-在排樁外側設計一排凍結孔-在凍結孔外側中心位置布設多個卸壓孔-利用人工凍結技術形成凍土墻,與排樁支撐結構體系一起形成臨時支護結構-進行基坑開挖工作。

          除了上述四種常見的基坑支護技術,還有WSP技術、CRM技術、TRUST技術、制地下連續墻技術、排樁支護逆作法技術、緊鄰建筑物“零占位”基坑支護技術,由于文章篇幅所限,不一一詳細敘述。建設單位要結合施工現場的地質、水文條件,集合自身工程機械設備和技術能力,以及工程規模大小,工程成本預算支出等各方面的因素,選取最復合天時地利人和的深基坑支護技術。

          3、 深基坑支護技術工藝施工設計應用需要注意的要素

          3.1、 做到安全性、技術性與成本控制的平衡

          深基坑支護技術是一項復雜的工程系統,現場人員的調配、設備的運行、物資的分配都需要有一套可行性方案來進行有計劃的指導,除此之外工程也面臨著施工現場地質環境、周圍客觀環境不可控、突發性因素的影響,會給項目進展帶來一定的沖擊,這就需要具備專業素質強,管理經驗豐富的領導層,將整個項目控制在低成本、高安全系數和用技術提高施工效率的可控狀態下,方能確保項目的社會效益與經濟效益的統一。

          3.2、 施工中要遵循相應原則

          深基坑支護技術的主要目的就是為了保障在土方開挖過程中保證施工的安全,工程結構的穩定。基坑在挖掘過程中由于會對原狀土進行破壞,從新用人工物資材料構建新的力的平衡狀態,在這個過程中就伴隨著安全事故風險。因此,基坑開挖前的方案設定一定要遵循土方開挖分層進行,先撐后挖,開槽支撐,禁止超挖的原則(見圖3)。在開挖前的基坑支護技術的選擇關系著施工的安全性和可靠性,對足夠支撐到項目完成具有關鍵性的作用。所以,深基坑支護技術要結合施工現場的實際建筑需要,特別是要注重開挖深度的問題,按照國家規范標準,來設置對應的擋土、擋水、支撐系統,從而讓現場的環境和條件在合理的計劃和有效的管理下按照既定的目標執行。

          3.3、 對施工環境進行嚴格的監測

          深基坑的施工過程無時無刻不在對周邊的環境產生影響,尤其是氣候、地質等客觀因素,稍有變化,便會對工程設計施工帶來未知的風險。因此,要在工程實施過程中,在基坑周圍建筑物上設置多個觀測點,在工程開工前、施工中,竣工后,都要堅持定時觀測,以防觀測值出現異常,一旦出現就要進行緊急應對和解決。這樣,才能確保基坑工程的質量的穩定性,以及對周邊環境具體的影響,已做好相應的補救措施。

          圖3 土方分層開發示意圖
        圖3 土方分層開發示意圖

          4、 結語

          當前可用作深基坑支護技術工藝的方法選擇具有多樣化,在實際工作中,要理論聯系實際來進行合理的運用。建設單位也要加強人才隊伍的建設,管理水平的提升和施工技術設備的迭代升級,方能在硬件和軟件兩方面都能夠應對深基坑支護技術帶來的各種施工挑戰,從生產效率,安全風險管控來實現我國社會生產水平的提升。

          參考文獻

          [1] 程剛.土建基礎施工中深基坑支護施工技術的應用[J].河北企業,2017(2):152-153.
          [2] 楊一偉.土建基礎施工中深基坑支護施工技術[J].建材與裝飾,2018,538(29):21-22.
          [3] 閆書杰.建筑工程施工中深基坑支護技術分析[J].建材與裝飾,2018,536(27):43.

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