一、工程概况及环境特点
1.1工程概况
某商业大楼地下室位于城区人民路与解放路交汇处,拟建地上l2层,总高度约47.1m,结构形式为框架结构,其基础形式拟采用桩基础。该大楼拟设2层整体地下室,基坑平面大致呈矩形,南北向长度约54.45m,东西向宽度约26.70m,占地面积约l453.81m2,基坑周长约162m,拟开挖深度为11.35~13.15m。
1.2工程周边环境特点
本项目基坑的周边环境形势相当严峻:基坑北侧距3~5层1.88m,西侧距人民路2.29m,南侧距6~7层4.31m且约150m处为河流。因此,本项目基坑地下水较为丰富,开挖深度较大,属于一级基坑。一旦基坑失稳,将造成巨大的社会影响。
二、建筑工程基坑支护施工技术要点
2.1合理选择开挖方式
在建筑基坑工程的开挖过程中,应当针对具体问题加以分析,合理选择开挖方式。因建筑基坑工程基本上都是在软弱岩层地基下施工或者在土质地基上施工,挖土量相对较大,所以,可以使用分层开挖的方式进行,由此避免工作面处形成土方的堆积,可以一边开挖一边进行挖出土的运输,从而形成良好的施工环境。同时,在土方的开挖过程中,务必要对围护结构予以实时监测,以控制土方的开挖进程及速度。
2.2合理选择支护施工方法
根据上述几种支护结构的特点,悬臂式的支护结构可用于借助岩土体的支撑作用,来加强结构的稳定性,较适用于基坑的开挖深度较小、土质较好的情况;重力式挡土墙机构可以依靠自身重力保证支护结构在各种压力下的平衡;混合式的支护结构可以简单地理解为一种锚杆支护结构,通过借助锚杆和喷射混凝土面层等将支护结构和基坑形成一个整体,并使之相互作用,以保障基坑支护结构的安全性。要切实根据具体情况合理选择施工工艺,最大限度地保证建筑工程基坑开挖和支护结构施工的安全。
2.3合理选择支护方式
在建筑基坑支护施工中,不同的建筑基坑采取的支护方式不尽相同,比如钻孔灌注桩、土钉墙、地下连续墙、锚杆和支护桩等等。针对不一样的支护方式,应满足不同的支护施工的需求。诸如在锚杆的施工过程中,应当进行必要的现场试验工作,验证并确保锚杆的强度,以促使支护结构达到设计的需要和施工的需求,从而严格按照规范的要求展开基坑支护施工。具体的支护方式如表1所示。
表1基坑支护方式及特点
支护方式 特点
排桩或地下连续墙 适用于基坑侧壁安全等级一、二、三级;水面高于基坑底面时,应该采用降水措施,然后在施工。
水泥土墙 侧壁安全等级为二、三级;基土承载力<150kPa;深度<6m。
逆作拱墙 侧壁安全等级为二、三级;不适合淤泥和淤泥质土场地;基坑深度低于12m。
土钉墙 侧壁安全等级为二、三级;深度<12m。
2.4严格控制地下水位
这是一个在建筑基坑支护施工中一定要重视的一大问题。正是因为当地下水位的变化比较大亦或是地基长期处于地下水位之下时,需要对建筑工程的基坑实施降水、排水等工作,并对该过程中可能出现的管涌、流沙的基坑,制定行之有效的应急预案,以保证工程的正常施工和施工的质量。
2.5必要的安全防范措施
在支护施工中的安全防护措施是建筑基坑的施工过程中必不可少的环节之一,比如工作人员不可以酒后上岗工作;工作人员亦或是监理人员在进入施工现场时,必须有相应的防护措施,必须持证上岗和佩戴安全帽;应当设置和安排专门的技术员按照既有的规定检查机器的工作状况和是否需要进行保养和维修等等,以避免对施工过程的影响,促进施工的进度。另外,基坑围护体系在建筑工程基坑支护施工中发挥着不容忽视的作用,可以防止基坑受到来自土和水等方面压力,因此,必须保证基坑周围边坡的稳定和环境及设备的不受损坏,充分发挥维护体系的作用。
三、基坑支护结构的方案选择
3.1拉锚式的支护结构
该结构主要是由支护桩组成的支护体系,通常锚杆可以划分为土层锚杆和地面锚杆两类。地面锚杆要求使用足够大的土地面积作为锚桩的设置来提供基础,而土层锚杆却需要较大的土层提供所需的锚固力。所以,拉锚式的支护结构适用于场
地较大或者土质较好的建筑工地。
3.2内支撑的支护结构
此类内支撑的支护结构一般是由墙与内支撑组成或支护桩组成,因此对于土层的要求较低,但是因为需要内支撑的设置,因而需要占用较大的空间。图1为内支撑结构的示意图。
3.3悬臂式的支护结构
此类支护结构具体是指设置锚杆和支撑的支护体系,这样需要足够的人土深度作为支护基础,与此同时,应当利用锚杆的抗弯强度加以支撑,以此强化支护结构的稳定性和安全性。因此,悬臂式的支护结构均适应于开挖深度不深但是土质较好的基坑。
3.4土钉墙的支护结构
土钉墙的支护结构是由密制的土钉、喷射于坡面的混凝土面板和加固的土体构成的一种支护结构。该支护结构不适用于淤泥质土或淤泥等土层,土钉支护适合地下水位以上的粘性土、砂土和碎石土等土质。
3.5重力式的挡土支护结构
此类机构主要是利用挡土墙的自身重量来抵抗土体所产生的压力,以此达到支护效果的一种支护结构设计方案。
四、该工程基坑支护设计方案与施工管理注意事项
针对本项目的具体特点,依照基坑支护施工的技术要求,现提出如下设计方案及施工管理注意事项。
4.1基坑支护设计方案
(1)本基坑支护设计方案采用排桩+内支撑,外围及排桩桩间采用双管高压旋喷桩止水帷幕。
(2)桩型采用钻孔灌注桩,桩径1000~1200mm,桩中心距l300~1500mm。为加强桩的整体性,在桩顶设置1.0m高的冠梁,宽1.2~1.4m。
(3)支护桩间采用双管高压旋喷桩止水帷幕,桩径500mm,桩距1200~1300mm。外围设单排双管高压旋喷桩止水帷幕,桩径500mm,相邻桩位搭接宽度150mm,桩净距350mm。
(4)由于基坑开挖深度较大,为控制桩顶变形,设置两层水平支撑。第一道中心标高-2.45m,第二道中心标高-7.O0m,采用长边对顶+角撑。支撑采用钢筋混凝土结构,混凝土强度等级采用C35。主撑梁截面l000×800,联系梁截面800×600,纵向钢筋采用HRB400钢筋。第一道支撑与冠梁整体浇灌,同一节点支撑结构应一同浇筑。在支撑节点处设置1根立柱桩(必须避开地梁及柱、承台),立柱桩坑底板以上部位设置角钢格构立柱,角钢规格为4L160×16下部设置12.0m长钻孔灌注桩,桩径900m,共计两根。
(5)放坡及桩间土采用土钉挂网喷砼保护。
4.2现场施工的注意事项
(1)在基坑的施工中,严格按专家修改后的设计方案编制详细的施工组织设计(包括拆撑和换撑、挖土)方案,并按图施工。
(2)加强对支护桩施工质量的控制,对支护桩进行低应变检测,确定桩身完整性。检验合格后,进行后续施工。
(3)加强高压旋喷桩施工管理,确保止水帷幕施工质量。
(4)支护桩和高压旋喷桩施工采取间隔施工措施,减少对周边环境的影响。
(5)编制详细的基坑开挖专项施工方案,在组织专家两次论证通过方案后,再开始进行土方开挖。
(6)降水井逐井验收,并进行试验性抽降水,配备双回路电源和专用发电机。
(7)设排水沟、集水井,四个沉沙池,沿人民路设置两个排水口。并协调市政公司扩大排水管网,以保证及时抽排至市政排水管网。
(8)遵循“信息法”施工原则,委托有相应资质的第三方监测单位制定详细的基坑监测方案,对邻近建筑及支护结构、地下水位进行监测。并及时反馈信息,指导施工。
(9)为保证在土方开挖过程中施工车辆的顺利通过,避免拥堵及保障人员安全,采取的主要措施有:协调交通部门和市政部门,临时撤销工地位于人民路边的停车点:白天场地内主要进行冠梁及支撑施工,土方开挖时间改为晚8:O0以后,车辆可顺利出入;严格按文明施工要求对出入车辆进行清洗,并安排洒水车沿路清洗被污染的路面。
结束语
总之,高层建筑的建设离不开深基坑支护工程,基坑支护结构基本上均是临时性的施工组件,因而施工的过程中风险性较大,安全储备较小。再者,由于建筑施工技术往往会受到环境、水文和地质等诸多方面的影响,而对于深基坑支护来说,通常有着较强的地域性差异,所以,深基坑支护工程的施工必须具体问题具体分析,切勿一概而论。
参考文献
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[2]秦勇,魏瑞兵.建筑工程基坑支护施工技术要点分析[J].中华民居.2013(6):89.
[3]张玉琴,黄西江.建筑工程基坑支护施工技术要点探析[J],华章.2013(22):212.
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