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建筑工程施工中的深基坑支护施工技术

作者

郑兆利

广州珠江监理咨询集团有限公司 510095

摘要:在城市化步伐的迅猛推进下,城市土地资源日益稀缺,众多建筑项目不得不在地质环境复杂的区域展开施工,这使得建筑作业的难度显著增加。特别是在进行深基坑的开挖与支护工程时,遭遇了前所未有的挑战。从事相关工作的专业人员必须充分意识到深基坑支护的关键性,依据工程特性及施工标准,细致剖析影响深基坑支护的多重因素,坚持有针对性的改进措施,确保深基坑支护的有效性,从而为建筑的顺利进行奠定坚实基础。基于此,本文首先概述建筑工程深基坑支护的概念,分析深基坑支护的特点,重点探究建筑工程施工中的深基坑支护施工技术,以供参考。

关键词:建筑工程;深基坑支护;施工技术

引言

在城市不断崛起的高楼大厦及对地下空间利用需求的推动下,高层建筑在进行深基坑施工时,其支护技术尤为至关重要,它是确保施工过程中安全和稳定的核心步骤。这一技术不仅融合了众多力学原理与结构设计方面的深奥知识,同时还要应对多样化的地质条件和周围环境带来的考验,施工的复杂性不容忽视,挑战性极高。因此,针对深基坑支护技术进行深入研究,优化施工方法,提升施工质量,已成为建筑领域亟待解决的首要任务。

一、建筑工程深基坑支护概念

在地下结构建设或深基坑的开挖作业中,深基坑支护作业扮演着确保坑壁稳固、预防土壤塌陷以及保障邻近建筑、道路、地下管道等构造物免遭损坏的重要角色,这一过程涉及多项技术的综合应用。作为建筑项目中不可或缺的一个步骤,深基坑的支护作业直接影响到整个工程的安全性和周边区域的保护。

确保深基坑工程在施工阶段的土地稳固性是基坑支护的核心任务,其主要是为了避免土壤滑动或崩塌等安全事件的发生,并且保障周边环境免受施工带来的损害。在进行深基坑支护作业时,务必详尽评估挖掘深度、土壤特性、地下水资源情况、周边建筑物及道路布局等因素,据此选择合适的加固方案和施工工艺。施工期间,采取土体加固和水位调控是必不可少的步骤。土体加固可通过灌浆等手段增强土壤的坚固性和稳固性。而降低地下水位的方法有井点降水和深井降水等,这些措施有助于减轻土壤中的水压,从而提升土壤的稳固度。在深基坑支护的施工阶段,严格的监测工作不可或缺,这包括实时监测支撑结构、土地状况、水位变化以及周围建筑物。通过持续的监控所收集的数据,可以有效捕捉到可能的风险点,并迅速采取相应措施进行调整,确保工程进度不受干扰[1]。(如图一,深基坑支护图)

二、深基坑支护的特点

1、复杂性

在建设项目的前期工作中,勘察和测绘是一项重要的工作。建设单位应派专业人员到施工现场进行综合勘察,并对场地土压进行测试和计算。但在实践中,所获得的资料通常是片面的、有限的,仅能反映部分区域的地质环境状况,不能反映出整体工程实际情况。另外,由于对该地区的地质调查资料较为保守,使得其研究成果常常丧失了实际的借鉴意义[2]。

此外,现有的深基坑地基土压力试验中采用的计算方法是比较理想化的。然而,在实际工程中,由于缺乏对地基土应力状态的考虑,从而导致对地基土压力测量的不准确。在深基坑工程中,由于外部环境因素的影响,土体的结构性和受力都会随之产生变化,且这种变化是无法预测和控制的,增加了土体压力测试的困难程度。

2、深度更深

随着我国城市建设规模的不断扩大,高层建筑与城市地下空间的发展也在不断加快,因此,加强对地下建筑空间的研究是非常重要,能够提高地下建筑空间的使用价值。随着大直径跨度桥梁的广泛使用,相应地也出现了大量的深基坑工程,从而加大了工程建设的难度。随着有关标准和规程的逐渐执行,深基坑的建设也日益增多,其中以超深段开挖断面最具代表性。随着我国隧道工程高速稳定的发展,深基坑技术的不断深入,深基坑支护自身的特点也逐渐显现出来[3]。

3、施工涉及因素多

在建筑工程施工中,由于深基坑支护技术施工具有明显的特殊性,影响因素众多。这就需要工程技术人员对深基坑支护技术进行合理的分析。例如,岩石、土壤、湿度等都会对深基坑支护施工的稳定性产生一定的影响。在工程实践中,如果地层或地基的强度发生变化,不仅会对整个深基坑的稳定性产生不利的作用,还会导致重大的工程安全隐患。

三、建筑工程施工中的深基坑支护施工技术

1、连续墙支护技术

采用地下连续墙支护技术,即在施工现场连续挖掘后浇筑钢筋混凝土,既能有效阻挡土壤移动,又能实现防水功效。常见的墙厚包括600毫米、800毫米、1000毫米,个别情况下甚至可达1200毫米。地下连续墙的建造过程包含了建立导向墙体、泥浆形成护壁、开槽施工、水下浇筑混凝土以及墙体连接部位的处理等多个环节。在实际操作中,墙体构造主要分为独立板块和封闭单元两种类型。施工初期,使用挖掘设备在基坑周边喷射泥浆,增强墙面与泥浆的粘合力,防止墙面剥落。接着在基坑表面开挖出矩形的深槽,完成槽形后立即进行混凝土的浇筑作业,以此将各个墙体单元连接成整体。选择地下连续墙作为地下室的外围墙体,能够有效降低材料消耗,缩短建设周期[4]。

2、土层锚杆支护技术

土层锚杆支护技术是一种利用锚杆将土壤及其周围结构紧密连接的方法,以此提升土壤的稳定性与承重能力。在建筑施工过程中,这种土层锚杆支护技术扮演着至关重要的角色,其在深基坑支撑方面的贡献无可替代。要确保土层锚杆支护技术的效用得到充分实现,从业者必须从以下几个关键环节着手:首先,必须进行详尽的工程勘探与策划,通过勘探数据分析,准确识别基坑位置和土壤特性,据此设定支护标准和参数,依据设计规范和土壤状况,选择最合适的锚杆类型和尺寸。接着,从业者还需做好充分的准备工作,彻底清除基坑和土壤表面的一切杂质与废弃物,确保锚杆能实现良好的黏合和稳固。此外,还要确保施工场地平坦且安全,为后续作业的顺利进行奠定基础。同时,钻孔施工在建筑建设过程中占据着极其重要的地位,利用钻孔机械在地下土层进行作业,钻孔的位置和孔径必须严格遵循工程建设的规范要求,而且钻孔深度一般应超过预置锚杆的长度。在钻孔作业中,操作人员需密切关注钻孔的方向和倾斜度,以确保锚杆植入土层后能够保持稳定[5]。另外,还需确保锚杆的一部分插入钻孔内,以加强锚杆与土层的紧密结合。操作人员可以向孔内注入胶浆或混凝土,以促进锚杆与土层之间的牢固连接。注入的胶浆需确保彻底固化,从而增强锚杆的稳定性和承载能力。最后,操作人员应根据工程的具体情况,进行相应的后续处理,比如对土层表面进行加固,以提升其承载力度,或者对锚杆的固结部分进行加固,以增强其抗拉伸能力。

3、排桩支护技术

在建筑领域,排桩支护技术包含三大主要组成部分,即保护桩、支撑柱和阻水幕。依据施工技术的差异,排桩支护技术可采取悬挑型、锚固型、支撑型和锚杆型等多种形式。该技术还能与多种深层基坑施工方法相结合,例如将桩基与内部支撑系统融合使用,这对于深度较大、形态狭长的建筑基坑尤其合适,它不仅确保了结构整体的稳固性,而且有效地控制侧壁的形变,展现出较高的经济效益。目前,为了增强对土壤的保持效果,通过设置桩基作为承重结构,并利用钢筋混凝土进行加固,能极大地提高桩基施工的效率,并且有效地抵御边坡的挤压作用力。排桩支护技术与长锚杆结合的支护方式是近几年发展起来的一种新型支护方法,通过前排和后排桩基、桩顶连梁与土壤层的互动作用,有效地维护边坡的稳定性。

4、土钉墙支护技术

随着科技进步和经济社会的发展,土钉墙支护技术作为一种创新的施工方法崭露头角。通过恰当运用土钉墙技术,施工效果得到显著提升,确保深基坑的支护强度。在深基坑施工过程中,土钉墙技术不仅能提高支护的工作效率,还能适应各种复杂地形和土壤条件,包括河堤、坡地等,这一技术的运用有效地防止土壤位移和变形,保证工程建设的安全与顺利进行。在运用土钉墙支护技术的过程中,关键步骤如下:首先,施工人员需在基坑侧壁布置一定数量的土钉,这些土钉通常由高强度钢筋制成。接着,通过混凝土面板或预制板的连接,土钉之间形成了一个坚固的整体结构,这一结构不仅能够承受土体的重力,还能有效抵抗震动和外界环境的影响。在整个施工过程中,施工人员必须严格控制质量,确保土钉的埋深和位置符合工程规范,面板安装质量上乘。施工结束后,要对土钉墙进行全面细致的检验,确保其稳定性和牢固度达到要求,可采用位移检测仪等工具进行检测,同时辅以肉眼观察[6]。

5、灌注桩钢筋混凝土

在建筑工程结构中,灌注桩钢筋混凝土结构因其卓越的性能而被广泛应用,特别在于其能有效抵御侧向变形,展现出较高的侧向稳定性能。当与旋喷桩止水帷幕配合使用时,能够提供支护的稳定性,适应各种土壤条件,桩的长度可根据地基承载需求灵活调整。其承载能力强,施工便捷,尤其适合于深度基础的建设,对基坑开挖的面积需求相对较小。在实际工程中,针对施工需求和特性,选择灌注桩钢筋混凝土支护结构。其施工过程严谨有序,首先设立周围围护的护壁桩,待其强度达标后,进入土方挖掘阶段,并预先准备施工所需的设备和材料。随后,着手进行人工钻孔作业、钢筋笼的搭建以及混凝土的注入,每个环节都严格遵循细致的养护流程。紧接着,对施工顶圈梁进行施加,清除过剩的土壤,完成垫层的铺设。在灌注桩内部,安装钢板网以提升结构的稳固性,开展底板及侧壁的钢筋内模板制作、混凝土浇筑工作,而在工程结束后,再将模板和型钢支架拆除,进行上层侧壁的建设和轨道基础的施工,最终实现顶板及上层结构的最终构建。

结束语:

综上所述,在建筑领域,深基坑支护技术扮演着极其关键的角色,其施工的品质直接决定了建筑的整体交付品质。随着该技术的持续进步,各类深基坑支护的施工计划和手段各异,为支护的设计与执行带来了不少挑战。技术人员需依据工程的具体要求,精心进行施工的勘察与设计,精心挑选出最佳的支护策略,同时加强对基坑周边的监测施工,并强化基坑现场的保养与维护工作,以确保深基坑支护施工技术的效能得到充分利用,进而不断提高施工的品质与效能等级。

参考文献:

[1]杨子民.建筑工程中的深基坑支护施工技术要点探讨[J].模型世界,2022(20):113-115.

[2]李文博.建筑工程中的深基坑支护施工技术[J].价值工程,2022,41(24):121-123.

[3]顾仲稷.建筑工程中的深基坑支护施工技术分析以拟建项目为例[J].中国建筑金属结构,2022(3):56-57.

[4]袁家武.建筑工程中的深基坑支护施工技术研究[J].越野世界,2022,17(10):122-124.

[5]王贵美,周建亮.高层建筑深基坑支护结构位移动态监测方法[J].哈尔滨工程大学学报,2024(4):717-721.

[6]李鹏,艾雪奎,沈康.写字楼建筑深基坑支护施工技术及质量控制研究[J].工程建设与设计,2023,(24):112-114.