刊登于《商品與質(zhì)量|建筑與發(fā)展》(國內(nèi)統(tǒng)一刊號:CN11-3669/T)04期
吳文超 徐強 劉薇
沈陽華昌巖土工程有限公司 遼寧 沈陽 110013
摘要:本文通過對深基坑支護技術(shù)的研究,簡要介紹各種深基坑支護類型,從而對高層建筑的施工管理進行了詳細的探討。深基坑工程的施工是一個復雜,繁瑣的過程,所以這就需要我們對施工管理過程進行科學合理的安排。
關(guān)鍵詞:高層建筑 深基坑支護 施工管理
1 引言
深基坑工程是為了解決高層或地下建筑的基礎(chǔ)部分,因臨時開挖而形成的施工問題。隨著我國建筑業(yè)的迅速發(fā)展和突飛猛進,人民對深基坑的研究也得到了迅速發(fā)展。
高層建筑的深基坑支護技術(shù)是一門理論性和實踐性都非常強的技術(shù)。它涉及到水文地質(zhì)學、巖土力學、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學、結(jié)構(gòu)力學等方面的學科。深基坑支護技術(shù)主要研究支護結(jié)構(gòu)的強度和剛度、巖土的強度和變形、以及土與支護結(jié)構(gòu)的共同作用等一系列問題。由于深基坑工程的復雜性、臨時性、隨機性,所以它作為一門新的專門學科,無論是在理論上還是在實踐上,仍然存在大量不完善和不成熟的地方。因此需要通過大量的工程實踐,積累更豐富的知識和經(jīng)驗,進而總結(jié)出有關(guān)動態(tài)設(shè)計、信息施工、監(jiān)理、檢測等一系列成熟經(jīng)驗。
深基坑工程的施工是一個循序漸進的過程,需要我們在施工中注意很多問題,本文對施工前、施工中、施工后的細節(jié)問題進行了詳細的探討。保證施工過程的順利和安全。
2 深基坑支護類型
1)自立式支護。自立式支護又可以分為水泥攪伴樁擋墻支護,懸臂式排樁支護。水泥攪伴樁擋墻支護結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是擋墻厚度大,整體性和穩(wěn)定性好,隔水性能良好,施工速度快,工程造價一般低于沖、鉆孔灌注排樁??觾?nèi)無支撐結(jié)構(gòu),便于機械控土和地下室工程施工;其缺點是擋墻占地面積大,不適宜場地狹小的工程;其強度受土層臺水量和有機質(zhì)含量影響大。懸臂式排樁支護優(yōu)點是基坑內(nèi)無支撐,便于機械化挖土和地下室工程施工。其缺點是支護樁頂水平位移較大。當坑深較大或地質(zhì)條件較差時,工程造價較高。
2)排樁內(nèi)支撐支護。排樁內(nèi)支撐支護的優(yōu)點是支護系統(tǒng)較安全可靠;內(nèi)支撐的布置應(yīng)盡量簡單。以方便基坑機械挖土和地下室施工;其缺點是基坑控土和地下室施工較為不便;一旦有某個節(jié)點破壞,將導致整體失穩(wěn),因此必須把好各個節(jié)點質(zhì)量關(guān)。
3)排樁拉錨支護。這種方法對基坑土方開控和地下室施工十分有利。但往往會超出建筑用地紅線,需征得紅線以外的有關(guān)部門同意。
4)噴錨網(wǎng)支護。
5)組合型支護。當基坑內(nèi)有幾種深度,或者土層分布變化較大,或者基坑各側(cè)的環(huán)境條件有較大差別時,可因地制宜地采用不同的支護方法.以充分發(fā)揮各種材料及支護結(jié)構(gòu)類型的優(yōu)越性,降低工程造價。
3 高層建筑施工管理要點
3.1 施工準備階段
1)方案設(shè)計。一個設(shè)計方案是否合理會影響高層建筑深基坑支護工程的成敗。我們應(yīng)當設(shè)計及出經(jīng)濟、科學、成功的深基坑支護設(shè)計方案,這樣才能保證施工的安全以及施工技術(shù)的可行性。雖然在我國深基坑出現(xiàn)較晚,這幾年,深基坑支護設(shè)計日趨成熟,但是一些設(shè)計參數(shù)比較多,地質(zhì)因素不明,所以設(shè)計工作的難度會比較大。方案的設(shè)計人員應(yīng)該具有較強的力學知識和地基與基礎(chǔ)等方面的多學科的知識,又要有豐富的邊坡支護設(shè)計的實踐經(jīng)驗,還要對當?shù)氐乃牡刭|(zhì)狀況和特點十分熟悉,在結(jié)合要設(shè)計的建筑及其周圍環(huán)境特點的基礎(chǔ)上,設(shè)計出經(jīng)濟、科學、高效、安全的深基坑支護方案。方案的施工人員在施工前要對方案進行詳細的檢查,對已經(jīng)設(shè)計出的方案要十分熟悉,并且要及時與設(shè)計人員進行溝通,在施工組織時,使各個組成部分、各道工序協(xié)調(diào)有序。最后我們建筑的業(yè)主方應(yīng)了解深基坑支護的重要性,盡可能的選擇有經(jīng)驗的設(shè)計單位設(shè)計支護方案。
2)專業(yè)隊伍的分配。由于深基坑支護的特殊性,其施工應(yīng)該由專業(yè)的施工隊伍進行,他們有專業(yè)的施工資質(zhì)與能力。施工單位的整體素質(zhì)、技術(shù)力量是影響工程質(zhì)量的重要因素,監(jiān)查工程師應(yīng)該幫助業(yè)主審查包工單位選定的施工專業(yè)隊伍,盡量選擇技術(shù)力量強、施工經(jīng)驗豐富、社會信譽好的專業(yè)隊伍,最好有類似工程的施工經(jīng)歷,同時還要防止層層轉(zhuǎn)包這樣的情況出現(xiàn),這樣才不會影響工程的質(zhì)量。
3)方案的審定。施工專項方案對具體指導施工十分重要。但在有些施工單位直接復制了他人的方案,有的雖說是按具體工程的實際情況編制的,但控制要點不具體,措施針對性不強,基本上無指導意義。所以,我們的監(jiān)查工程師要認真審核施工單位提交的施工方案,對不能滿足施工要求的,一定要設(shè)計方修改完善后按程序申報,特別復雜的方案可又眾多專家匯審,待總監(jiān)審批后方能實施。審核內(nèi)容主要有:施工平面圖、基坑開挖方式、基坑的支護方式、施工工期、降水措施、監(jiān)測布置的合理性等。
3.2 施工階段
1)深基坑工程的施工。深基坑工程包括挖土、圍護、擋土、防水一系列環(huán)節(jié),是一項復雜的系統(tǒng)工程,任何一個環(huán)節(jié)的失誤都有可能導致無法完成工程,有可能造成事故。我們的施工單位要嚴格按照施工設(shè)計圖紙、遵循規(guī)則,對各施工要點要制定具體措施,加強過程的監(jiān)控。
2)深基坑周圍土體控制。在地下水位較高的地區(qū),地下水對深基坑工程施工帶來的危險程度是相當高的。由于水的來源復雜,枯水期和豐水期水位變化的影響,在制定止水方案時應(yīng)從深基坑工程的防水、降水和排水3個方面考慮,根據(jù)地質(zhì)勘察部門提供的地質(zhì)資料,深入分析地下水的成因,了解深基坑周圍環(huán)境,對周邊有建筑基坑,宜采用以堵為主,抽水為輔,否則會導致基坑周圍土體與水體的流失,使建筑物不均勻沉陷,甚至發(fā)生坑底流沙、管涌等現(xiàn)象,增大了處理難度,拖延了工期,反之,以降水為主。止水帷幕是高水位地區(qū)深基坑支護工程中常用的止水措施,其施工方法主要有高壓噴射注漿法、漿噴深層攪拌法、粉噴深層攪拌法和壓力注漿法等。采用漿噴深層攪拌法進行止水帷幕止水施工時,如果止水帷幕的攪拌樁成樁質(zhì)量不好,深基坑開挖后會出現(xiàn)滲水較多的現(xiàn)象。若此時再采用灌漿的方法進行處理,則延誤工期、增加造價。
3)深基坑支護的信息管理。基坑的整體剛度和穩(wěn)定性是深基坑施工質(zhì)量問題的實質(zhì),就是基坑支護結(jié)構(gòu)是否會產(chǎn)生沉降及水平方向的位移或傾斜、是否會發(fā)生變形、支護結(jié)構(gòu)是否有裂縫以及基坑底是否產(chǎn)生隆起和變形,一旦發(fā)生了這些問題,就會導致基坑支護結(jié)構(gòu)的失敗。
安排專業(yè)施工監(jiān)測人員對基坑現(xiàn)場及周圍建筑物進行臨測,是基坑支護結(jié)構(gòu)信息化管理的主要手段,根據(jù)基坑開挖期間監(jiān)測到的巖土變位或基坑支護結(jié)構(gòu)等相關(guān)情況,和勘察、動態(tài)分析監(jiān)測到的資料進行比較,全面掌握位移變化的方向、大小、變化頻率,對照報警標準,預(yù)測下一階段工作的動態(tài),及時對施工中可能出現(xiàn)的險情進行預(yù)報。超過位移設(shè)定的預(yù)警值時,應(yīng)及時采取有效的應(yīng)對措施,確保工程安全。
要對關(guān)鍵部位設(shè)置監(jiān)測點。觀測結(jié)果要真實反映所測只標的動態(tài)趨勢,并繪出變化曲線圖,以傳遞險情前兆信息,找出險情發(fā)生的必要條件,如地質(zhì)特性、支護結(jié)構(gòu)、臨近建筑物、地下設(shè)施等,結(jié)合相關(guān)的誘發(fā)條件,如氣象條件、開挖施工、地下水變化等,根據(jù)摹坑支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性計算結(jié)果進行科學決策,以排除險情。開挖較深的基坑時,還應(yīng)測試支撐的內(nèi)應(yīng)力,當應(yīng)力值達到設(shè)計值的90%(或支撐變形達到10mm)時,要及時采取防范措施。另外,因現(xiàn)場施工情況復雜,監(jiān)測點極易被破壞,要注意對嗡測點的保護。
4)突發(fā)事件的管理。建筑施工是一個很復雜的過程,施工過程中會發(fā)生許多無法預(yù)料的事件。對于基坑支護結(jié)構(gòu)的施工,應(yīng)該提前要做好應(yīng)對突發(fā)事件的技術(shù)準備。常見的突發(fā)事件有:流沙、基坑內(nèi)管涌、沉降、基坑支護局部出現(xiàn)成因不明的裂縫等。氣象異常,出現(xiàn)持續(xù)多日的狂風暴雨;相鄰工地施T的影響,如降水、打樁、開挖土方:地下障礙物妨礙基坑支護結(jié)構(gòu)或止水帷幕的施工等等。事件發(fā)生后,及時啟動應(yīng)急預(yù)案,并會同相關(guān)單位研究解決辦法。
4 結(jié)語
本文介紹了高層建筑深基坑支護施工管理,簡單介紹了深基坑支護方面的知識,然后列出幾種深基坑支護類型,最后深入探討了深基坑支護管理。
深基坑工程的施工需要一步一步慢慢進行,要確保每一步的安全、科學、合理。施工單位應(yīng)根據(jù)事先設(shè)計好的圖紙、保證施工過程符合設(shè)計的圖紙,并盡量做到邊施工、邊監(jiān)測,杜絕盲目施工和野蠻施工的現(xiàn)象,加強對整個深基坑施工過程的控制,保證工程順利、安全地完成。
參考文獻
[1] 韓建強.土釘墻支護結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化探討[D] .第十六屆全國高層建筑結(jié)構(gòu)學術(shù)交流會論文集.2000.
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