建筑基础工程中的深基坑支护施工技术研究
朱林
中承华宇建设集团有限公司 河北省承德市 067000
在城市化进程快速推进的今天,高层建筑工程项目越来越多,而它们对建筑基础的承载性等提出了更高要求。如果建筑基础承载性等性能不满足上部建筑结构的承载需求,就会危及后续建筑结构稳固性。为了保障整体建筑工程施工质量,就需要采取恰当的基础加固施工技术。而深基坑施工技术在改善基础承载性等方面作用非常突出,但是由于基坑开挖深度比较大,容易诱发基坑坑壁坍塌等安全事故,危及现场施工作业人员的安全,故有必要同时做好基坑支护施工。
一、深基坑支护施工技术概述
深基坑主要是面对高层建筑的一种基础加固方式,由于开挖基坑的深度与面积都比较大,整体施工作业条件也比较复杂,增加了其支护施工作业的难度。同时,深基坑施工技术应用中本身涉及比较长的施工周期,具体涵盖了开挖土方、结构支撑、浇筑混凝土等,它们各个阶段都需要开展合理协调与计划。同时,在较长施工周期中进行施工期间,可能会发生的地质条件或地下水位突变等情况,进一步增加了支护施工作业的难度。此外,深基坑支护施工本身会较大影响周边环境,如开挖深基坑可能造成周边地面沉降问题,或者没有合理处理钢筋砼等施工材料而破坏环境,甚至可能会因为施工操作不到位而诱发比较高的施工安全风险。鉴于深基坑支护施工技术具有上述突出的特征,决定了其必须进行合理应用。
二、建筑基础工程中的常用深基坑支护施工技术及应用要点
2.1 钢板桩支护施工技术
该种基坑支护施工技术主要是运用钢板结构作为支护用的构件,具体需要结合现场深基坑施工作业条件,灵活选用 U 形、Z 形等外观与性能都比较恰当的钢材,之后借助静压或震动捶打等方式将其插入基坑周边的土体当中,并借助恰当的加固连接方式拼接起来构成一个完整的钢板墙。如此,就可以借助构成的钢板墙来对深基坑的土体滑坡等进行抵挡。该种基坑支护技术具有简单易懂的应用原理,实际的应用中也涉及简单施工方式与工艺,主要适用于那些地基比较软的情况,但是必须对所设置钢板桩本身的柔韧性进行充分考虑。此外,该种施工工艺与技术对周边施工环境也有一定的要求,一般适用于那些深度不超过 8m 的深基坑施工作业条件。
2.2 地下连续墙施工技术
地下连续墙也是当前深基坑支护施工中应用比较广泛的支护施工技术之一,一般主要应用于那些具有较高地下水位的深基坑支护施工作业当中。在该支护技术应用中,主要要点如下:其一,要首先合理设置地下连续墙导墙的平面位置,这会对其支护作用的顺利发挥产生直接影响,故需要精准开展施工放样,并进行仔细校核来确保其精准度。其二,由于施工阶段容易造成不同墙体涉及差异化的沉降情况,故需要在该技术应用中对不同墙体彼此的沉降情况进行密切关注与控制,保障它们符合规定施工要求。其三,要加强不同墙体彼此连接部位的承重性,增强其衔接能力,以此来改善其稳固性与支护性。
2.3 排桩支护施工技术
该支护施工技术一般主要由支护桩、支撑与防渗帷幕等共同构成,其中支护桩一般涉及板桩、灌注桩与砼预制桩等。基于基础施工作业条件与需求,可以选择连续式或列式等这些布局方式排列支护桩。该种支护技术涉及比较低的施工成本,所采用的施工设备也较为简单,最终形成的支护稳定性也比较好。在应用该支护技术阶段,施工作业人员要依据间隔式排列的方式,将砼灌注桩排列成排桩支护形式。在此基础上,可以依据“钻孔操作
清孔操作
成孔操作 $$ 钢筋笼制作与下放 $$ 放置导管
二次清孔操作
砼灌注 $$ 导管起拔操作
埋置护筒操作”这一施工作业流程进行砼灌注桩设置。针对桩顶,可以设置锚杆或砼连系梁,结合基础工程施工条件和要求,对截水帷幕和支撑帷幕等进行合理设计,以此来构成稳定性与强度都比较高的基坑整体支护结构。
2.4 土钉支护施工技术
相较于其他深基坑支护施工技术,土钉支护施工涉及比较简单的操作流程,整体操作难度相对较小,并且施工作业的周期也相对较短,尤其是可以对整体支护结构稳固性进行控制。该种支护技术应用原理是基于在需要支护的深基坑四周土体上面增设土钉来改善整体土体的摩擦力,以此来实现对支护深基坑土层稳固性进行增强的支护施工目标。但是在实际的施工中,相应施工作业人员需要对土体中插入的土钉拉力值及强度等进行合理控制。在该施工技术应用中,必须切实做好拔出试验,期间需要规范相应的操作流程,以明确具体的拉力数值,进而可以对实际的灌浆量进行有效控制。但是由于实际施工阶段涉及比较多的施工部门与人员,故它们彼此之间要强化联系,避免相关的参数出现误差问题。在该支护施工中,主要涉及砂浆和水泥,实际应用中可以在其中适当掺加一些外加剂,并对水灰比偏差进行合理控制,避免误差过大而对整体支护施工技术应用质量带来不利影响。此外,要对该技术应用中所用土钉的具体尺寸进行有效控制,保障整体支护施工作业质量。
2.5 深层搅拌桩支护施工技术
该技术应用中不需要投入过多施工材料,能够最大程度运用原土,还可以在其中适当掺入一些固化剂,以此对水泥用量可以进行控制,整体施工材料的投入成本可以得到有效控制,最终基坑支护具有比较好的效果,不仅可以起到截水作用,也可以起到挡土作用。在应用该支护技术中,一般不会出现振动情况,噪声污染能够得到一定程度控制。同时,该支护技术可以对地基土侧向挤压作用进行控制,不容易造成软弱下卧层出现附加沉降问题,故基本上不会影响周边既有的构筑物或建筑物。此外,该支护技术本身基本上不会涉及较大的施工作业空间要求,可以在建筑或人口密集区域进行应用,尤其适用于那些软性基础土体结构的加固或支护施工;由于施工作业中涉及固化剂的应用,故必须借助合理选用搅拌设备,并开展充分搅拌作业,让固化剂、原土与水泥几种施工原料彼此紧密结合起来,从而对原有土体特征和性能进行最大程度改善。
2.6 旋喷桩墙支护施工技术
在软弱地基的基坑支护作业中,该技术应用广泛,尤其适用于砂土、淤泥质土、淤泥以及粉土等这些类型的土壤处理。该种支护技术具有比较强的承载性和稳定性,应用期间需要首先借助钻机设备进行钻孔处理,将注浆管下放到需要加固处理的土壤深处,之后借助高压泵将预制完毕的混凝土材料灌注其中来实现加固整体土壤结构的施工目标。这种支护施工技术可以在地下深处构成一道具有良好止水作用的帷幕。但是为了保障该技术应用质量,需要对钻孔质量进行控制,使其规格及所在位置等都满足规定质量要求与标准。在注浆作业前,要对浆液材料的性能与质量进行提前校核,如保证所用水灰比符合设计与施工要求,有效管理进浆和回浆的比例;在旋转喷浆之前,要对喷射管连接的质量与可靠性进行仔细校核,保证后续其提升以及旋转喷射的相应速率都得到有效控制。如果发生冒浆问题,那么需要仔细剖析其成因,并应用恰当处理措施进行及时、有效处理。此外,在施工阶段,要对其转速、注浆量、压力以及垂直度等这些关键施工工艺参数进行严格控制。
三、结语
综上所述,钢板桩、地下连续墙、排桩、土钉、深层搅拌桩及旋喷桩墙等深基坑支护技术各具特点与适用范围。其成功应用的关键在于根据工程地质条件、水文环境、基坑深度、周边建构筑物情况及施工成本等因素,科学选择适宜的技术方案,并严格把控材料质量、施工工艺参数和过程管理。唯有如此,方能有效保障深基坑支护结构的稳定性、止水性和施工安全性,为高层建筑基础工程提供坚实保障。
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