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建筑工程深基坑施工需要注意的几个问题

2014-09-26屈生才

科技创新与应用 2014年29期
关键词:基础施工深基坑建筑工程

屈生才

摘 要:随着我国城市的发展和扩大,高层建筑拔地而起,对基础设施建设事业也提出了更高的要求,因此更加高效的利用地下空间来为地上服务也就成为了城市建设规划的重要课题,深基坑施工也成为土木工程建设中必须掌握的技术。由于深基坑施工所涉及的技术种类较多、范围较广,因此在建筑工程施工的过程当中,着重研究深基坑施工需要注意的问题,对提升深基坑施工的速度与质量有着重大意义。

关键词:建筑工程;深基坑;基础施工

1 深基坑工程建设现存的问题

1.1 支护结构整体失稳

在松软的地层环境中,当基坑平面范围较广,就容易致使作为支护结构的板桩墙插入深度达不到预期标准,或者在施工时其对接处的几何形状和相互连接情况达不到要求,使得受力支撑位置不恰当,支撑与围檩系统结合不够牢固,板桩墙产生位移过大,墙体就会发生前倾或后仰,导致基坑外土体大滑坡,支护结构系统整体被破坏而失稳。

1.2 基坑土体隆起

在软弱的粘性土层中开挖基坑时,基坑内的土体被不断地挖走,板桩墙内外土面的高差等于墙外在基坑开挖水平面上作用了附加荷载。随着挖深程度的增大,水平面的荷载也会随之增加。这时,如果墙体入土深度不足以支撑荷载,就会导致基坑内土体大量隆起的同时基坑外土体过量沉陷,支撑系统需要负担的力量剧增,导致支护结构因为整体失稳而被破坏。

1.3 管涌及流砂流土

含水砂层中存在基坑支护结构,在基坑开挖过程中,板桩墙内外会形成一定的水头差,当动水压力的渗流速度过大,超过临界流速,或者水力梯度过强以致于超过临界梯度时,就会引起管涌和流砂的现象。本应该存在于基坑底部或者墙体外面的大量的砂随着地下水的涌上而被冲入基坑,导致基坑平面发生塌陷,同时也会使墙体因为受力不稳产生偏移,进而引起整个支护系统的崩溃。还有时开挖面下有薄不透水层,而其下是一层有承压水头的砂层,当薄不透水层无法抵挡水头产生的压力,就会在渗流作用下被切割成小块脱离原有的为之而形成流土,这也会造成支护结构的崩坍破坏和不稳定。

1.4 支撑强度不够或者刚性欠佳

当设计的支撑间距过大或者数量太少、强度不足或者刚度不够的时候,在较大的侧向土压力作用下,就会发生支撑结构被破坏或者被压屈,进而引起板桩墙发生过度形变而导致支护结构不能够起到相应的支撑作用。

1.5 墙体遭到破坏

如果墙体的强度不够或连接结构没有设计妥当,那么其在土压力和水压力的作用下,产生的最大弯矩就会超过墙体的抗弯强度,从而导致墙体遭到强度上的破坏。

1.6 支护结构平面变形大于可承受限度

由于支护结构平面变形超过上限,或是因为降水而造成周围土体滑坡沉降,会使基坑外围的土体发生垂直或者水平的位移。有时,这种变形即使没有对支护结构本身带来直接影响,也会对邻近建筑物或地下管线产生不利的影响,造成建筑物下沉、倾斜、开裂,造成上、下水管、煤气管、供电和通讯电缆变形、张紧或断裂等等一系列不稳定的问题。

2 建筑工程深基坑施工现存问题的解决方案

2.1 施工前的全工程把控措施

2.1.1 分析地质勘察报告。施工前应该对工程的地质勘察报告进行认真的分析研究,充分考虑挖土深度范围之内的不同土质物理性能和地下水位的现状,特别实在地下水丰水期开始投入施工的项目,同时注重选择相应的土方开挖、稳定的支护结构以及应对降水的方案。应该事先对基坑支护结构的承载能力的上线进行计算,同时,检验基坑周边环境和支护结构的可承受变形程度。在确定了详细的施工方案之后要及时对全体参与施工人员进行安全教育和技术安排。

2.1.2 勘察基坑周围的建筑物。勘察基坑周围建筑物在深基坑开挖之前是否已经存在倾斜、裂缝、使用不正常等等会对工程造成不利影响的情况,可以通过拍摄现场环境照片、绘图等手段收集有关资料,有需要时还应考虑邀请有资质的单位对基坑周围的建筑物进行分析鉴定。对于距离深挖坑边缘较近的地下管线等等应当事先加固或者采取其他相应的保护措施。

2.1.3 根据实际情况,选择和确定切实可行的施工方案。根据基坑经过勘探后呈现的实际情况来选择安全可靠的施工计划案,并邀请各种专家进行方案评析。对于地质条件并不是非常有利于开挖的地段,比如软土地基、松杂填土地基,或者开挖坑边距离周围的地下管线或者建筑物比较近时,应该尽量选择排桩或地下连续墙支护结构,避免选择土钉墙支护结构,并相应的计划出安全应急预案。

2.1.4 对基坑周围的场地进行预先硬化处理。对设计开挖的基坑周围场地周围的地面预先进行硬化处理,在其中设置完善的排水系统以备雨季大量雨水涌入基坑而导致塌陷,或者渗透到基坑周边的坡状土体中,对其结构造成破坏而降低边坡土体的稳定性。

2.1.5 建立系统的监控体系。在深基坑工程计划投入实施之前,就应对全程作出系统的监控策划案,其中应该包括监控目的、受监控的项目、监控报警值、监控方法及精度要求、监测点的布置、监测周期、工序管理和记录制度以及信息反馈系统等等项目内容。

2.2 在施工过程中的必要控制措施

2.2.1 测量定位与监测控制。测量定位应确保工程的边线、轴线、标高等数据的精准,同时对周边的管线和建筑物做好监测记录,尤其是地下水位的高度以及需要采取降水方案的深基坑施工地段。同时,对基坑周边是否会发生沉降进行观测,以防过量降水造成基坑周边环境出现沉降开裂。

2.2.2 對具体施工方案的监控。参与施工的全体人员必须严格按照报批的施工方案组织施工,未经允许不得任意改变任何细节。如果实在需要进行变更,也需要先汇报审批,再按审批后的方案进行施工。另外,基坑坑顶边缘不得安置任何土方、材料及设备,特别是会产生振动作用的设备,避免增加坑顶边缘不稳定处的荷载作用。

2.2.3 对施工全过程的监控。对于采用锚杆支护结构的深基坑建设施工,基坑开挖和锚杆施工应按要求,自上而下、分段分层,但是要做到同时同步进行,以备锚杆施工跟不上土方开挖的进度,形成坑壁暴露进间过长而遭受风吹雨淋日晒等风化作用,这不仅仅易被剥蚀而且容易会增加整个工程的不稳定性。

2.3 采用分层分段开挖支护,确保能量释放

建筑工程深基坑的边坡破坏往往是从局部开始的,其破坏过程是一个逐渐扩大的过程。其是以一个局部破坏的部位为突破点,然后破坏面积逐渐扩大。为了避免建筑深基坑施工中出现塌方,必须要掌握好开挖和支护的技巧。而采用分层分段的开挖方式能够让边坡能量得到较好的释放。这种开挖支护方式能够将前期开挖的能量通过锚体传输一部分到较深图层,只有一部分在浅层部位。而一旦下一层开挖,这种能量又会被后期开挖段吸收,这样就能保证能量的释放。

2.4 选择适合的土方支护结构

在建筑深基坑施工中,采用什么样的支护结构也是非常重要的。当土方开挖之后,要想减少土方机械施工对边坡稳定性的影响,必须要采取一定的支护措施。对边坡进行支护的形式主要有土钉墙、锚杆桩和水泥搅拌桩等几种,每种支护结构和形式都有其特点,也都有其适用的范围。应该根据建筑工程所在地的地质条件,考虑到整个工程的规模和性质等因素,采用既能够保证边坡稳定,又能保证工程经济效益的支护结构。

3 结束语

深基坑建设是当前建筑工程施工中最主要的建筑施工之一,一旦深基坑工程出现质量等问题,对整个建筑工程的施工过程都会产生不容忽视的负面影响。因此,在建筑工程施工之前,务必要做好深基坑周边环境的勘探和隐患排查工作工程,以保证工程的顺利高效进行。

参考文献

[1]董官聪.浅谈深基坑施工技术的现状及发展[J].华章,2010(25).

[2]王士彬,李克勤.浅谈深基坑施工中应注意的事项[J].黑龙江科技信息,2010(4).

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