谈民用高层建筑深基坑支护的技术要点

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谈民用高层建筑深基坑支护的技术要点

山东茂隆新材料科技有限公司 2020-11-19 2518 0


0 引言 随着我国高层建筑深基坑支护技术的迅猛发展,众多新理论与新方法应运而生。深基坑支护工程施工过程,必须始终坚持“因地制宜”“理论联系实际”的原则,由此挑选出最佳的深基坑支护技术。据调查结果表明,我国高层建筑深基坑支护工程具有下列施工特点:1)基坑深度越来越深。现代城市建筑因受到节约用地、使用方面、人防需要、城市管理等因素的影响而逐步朝向地下空间发展,例如地下室的层数由原来的1层,2层发展到3层,4层或5层,6层,此外基坑开挖深度已达到10 m~16 m,甚至达到20 m左右。2)工程地质条件及基坑四周环境越来越复杂。城市超高层或高层建筑的建址多分布有密集的建筑物及人口,同时与重要交通要道紧密相连,外加建址四周建筑结构较陈旧及管线分布密度较高,所以基坑开挖必须确保基坑自身及四周建筑物的稳定性。3)基坑支护方法越来越多。现代高层建筑深基坑支护方法主要包括人工挖孔桩、深层搅拌桩、混凝土灌注桩、钢板桩、预制桩、锚钉墙、地下连续墙及各种墙、桩、管、板、撑与锚杆的联合支护。4)基坑支护的安全隐患越来越大。基坑支护效果直接影响着建址四周地下管线、已有房屋及道路的稳定性,即基坑支护失效势必引起已有建筑设施受到破坏,甚至引发严重的安全事故,所以工程实践过程必须对深基坑支护结构进行科学设计,同时采取必要的支护技术措施,以确保深基坑支护工程的顺利推进。本文着重谈论民用高层建筑深基坑支护的技术要点。高层建筑深基坑支护工程具体施工过程,任意环节出现问题均会影响到支护工程的施工效果及高层建筑整体施工质量,因此民用高层建筑深基坑支护施工必须坚持“考虑全面、突出重点”的原则。本章节主要围绕民用高层建筑深基坑支护的技术要点展开论述。 1 基坑支护结构的选择 基坑支护多指以确保基坑四周环境及地下结构施工安全为目的,专门针对基坑四周环境及基坑侧壁而采取的加固、支挡及保护措施,因此基坑支护具有止水及挡土两大功能。目前高层建筑深基坑支护结构具有形式多样的特点,但可简单划分成重力式支护体系及桩(墙)式支护体系两大类,具体包括桩撑、排桩悬臂、排桩支护、桩锚,地连墙+支撑、地下连续墙支护,钢板桩支护,水泥土挡墙等。基坑支护结构的选择往往直接影响着基坑支护工程的施工质量,因此基坑支护结构的选择必须综合考虑支护结构的设计原则及具体情况与具体解决的原则,由此提高结构选择的灵活性与创造性。总体而言,民用高层建筑深基坑支护结构的选择必须遵循下列基本依据,即基坑的宽度与深度、基坑场地的形状、基坑支护结构的所有荷载(如地震荷载、侧向荷载、地面超载、竖向荷载等)、支护工程水文地质与地质条件(如承压水层、地表水位、地下水分布情况、勘探资料内容等);环境条件(如基坑四周建筑物情况、基坑四周道路与交通情况、基坑四周公用设施与地下构筑物分布情况、基坑四周水域情况等)、建筑物上部结构与基础结构对支护结构的具体要求等。 2 基坑支护设计方案的优化 民用高层建筑深基坑支护结构的选择要求对施工企业的施工技术水平及工程基础桩相同类型桩进行优化考虑,若支护工程选择钢筋混凝土灌注桩,那么基坑支护结构最好也选择钢筋混凝土灌注桩,同时桩的直径应控制到位,由此实现对机械设备进场费用的控制。若条件允许(即基坑较深围护桩布置位置),最好选择两排支护桩,由此实现对围护桩受力状况进行改善,同时实现桩配筋数量的减少。若基坑围护桩满足防渗要求,那么基坑的深度应该小于7 m,此外若地表回填土内混有大量的固体碎片,那么最好选择水泥灌注浆。与此同时,基坑支护施工控制要求对施工场地地下水与地面变形及基坑上部坑边缘的稳定性进行控制,以防出现流砂或管涌等问题,此外支护方案必须根据环境因素与地质条件的改变而实时进行调整。总体而言,民用高层建筑深基坑支护设计方案必须综合考虑基坑施工场地的地下水情况、体质条件、基坑深度及不同支护方式的优缺点。 3 深基坑支护的具体施工 民用高层建筑深基坑支护施工过程,务必对工程类型、周边环境、地理条件、支护结构、基坑开挖规模等因素进行综合考虑,此外基坑支护施工尤其要重视坑体的变形及支护的稳定,同时把坑体变形控制到基坑周边环境条件所允许的范围。民用高层建筑深基坑支护施工控制往往特别重视对地面变形、基坑的稳定性、地下水进行控制,同时要求根据支护工程实际情况对施工方案进行调整。高层建筑深基坑支护施工过程必须高度重视下列事项,即支护体施工过程必须加强对环境污染进行控制;施工过程必须高度重视施工活动对四周环境设施的影响,尽可能降低或规避施工活动对建址四周环境设施的不良影响;施工流程的安排必须符合客观实际。民用高层建筑深基坑支护的主

鉴于复合土工膜部分现场观测成果合成材料在工程应用中具有一定的抗老化能力,故有些国家的某些文件中对其使用年限作了较为宽限的规定,如前苏联BCH07-74《土石坝应用聚乙烯防渗结构须知》中规定,聚乙烯土工膜可用于使用年限不超过50年的建筑物。奥地利林茨公司发表的“聚丙烯复合土工膜土工合成材料的长期性状”一文中的结论写道:“对聚丙烯的15年以上的现场应用经验表明,它们的化学和生物稳定性高;织物的最大损坏是在施工中;铺设以后没有大变化;……可预期超过100年的稳定性。

要施工流程详见图1。

结合图1可知,支护桩施工作为高层建筑深基坑支护施工的重要环节,必须对其施工质量进行严格控制。根据民用高层建筑深基坑支护工程的实际情况及施工要求,支护桩大多选择人工挖孔桩,同时选择钢筋混凝土对桩体进行护壁。联系梁施工前必须事先进行基槽开挖及抗渗墙混凝土浇筑,待上述施工工序验收合格后再进行连续梁施工。待基坑开挖深度达到锚杆标准高度后,再按照下列施工顺序开展施工作业:钻孔一制作锚头一注浆一安装联系梁一穿外锚具一锚固锚具一锚杆试验。深基坑土方开挖大多采用分层开挖的方法,同时土方开挖与土方运输同步进行,以便土方开挖作业有序推进。 4 基坑支护的监测 民用高层建筑深基坑施工质量的评判指标主要包括基坑整体的稳定性与刚度,即基坑支护结构的变形程度、水平位移或沉降程度、支护结构完好程度、基坑底的变形程度等。若想提高高层建筑深基坑支护工程的施工质量,必须高度重视基坑支护结构的监测,即组织专业监测人员跟踪监测基坑及基坑四周的建筑设施,同时根据基坑开挖过程岩土或基坑支护结构的变化情况,对勘察阶段与设计阶段的预期性状进行比照及对监测资料进行动态分析,以便对位移变化的方向与大小及变化的频率进行全面了解。此外,根据事先制定的报警标准对后一阶段的工作状态进行预测,以便及时预报施工过程出现的险情及及时采取针对性的应对措施。民用高层建筑深基坑支护结构的监测内容主要包括支护结构的裂缝与沉降、支护结构顶部的水平位移、基坑底部的隆起、建址四周道路与建筑设施的裂缝与沉降等。针对上述监测对象,每天的目测工作必须落实到位,此外监测点的设置间隔为8 m一10 m,注意关键部位及位移程度较大的部分必须进行适当的加密处理。 5 结语 民用高层建筑深基坑支护工程作为一项系统性的工程,其施工质量直接影响着建筑工程整体质量的提高及使用寿命的延长,因此施工单位必须严格按照既定程序开展施工,同时积极落实相应的监测工作,注意施工与监测必须同步推进。除此以外,深基坑支护施工必须始终坚持“考虑全面、突出重点”的原则,以确保支护工程的顺利推进。


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