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建筑工程深基坑支护施工技术应用分析

作者

何彦仁 金峰 董林建

中国二冶集团有限公司 内蒙古自治区包头市 014000

引言:随着城市化进程的加速,城市土地资源日益紧张,建筑工程逐渐向地下空间拓展,深基坑工程数量不断增多。深基坑支护作为深基坑工程的核心组成部分,其施工技术的合理应用直接关系到基坑周边环境安全、建筑物基础施工安全以及后续工程的顺利开展。一旦深基坑支护施工技术应用不当,可能引发基坑坍塌、周边建筑物沉降或倾斜等严重事故,造成巨大的经济损失和人员伤亡。因此,深入分析建筑工程深基坑支护施工技术的应用,具有重要的现实意义。

1 深基坑支护技术概述

1.1 深基坑支护技术的概念

深基坑支护技术是指为保证深基坑施工、主体地下结构的安全和周围环境不受损害而采取的支护结构、排水和地下水控制、土方开挖与回填等综合性工程技术措施。它通过对基坑侧壁及周边环境进行支挡、加固与保护,确保基坑在施工期间的稳定性和安全性。

1.2 深基坑支护技术的特点

深基坑支护技术具有复杂性、区域性、时效性和风险性等特点。首先,深基坑工程涉及土力学、结构力学、地下水动力学等多学科知识,且受到地质条件、周边环境、施工工艺等多种因素影响,使得其设计和施工过程较为复杂;其次,不同地区的地质条件差异较大,同一支护技术在不同地区的应用效果可能截然不同,具有明显的区域性;再者,深基坑支护结构的受力和变形会随时间发生变化,施工过程中必须严格控制各工序的时间节点,体现出时效性;最后,由于深基坑工程的复杂性和不确定性,一旦出现问题,可能引发严重的后果,具有较高的风险性。

1.3 深基坑支护技术的重要性

深基坑支护技术是保证建筑工程基础施工安全的关键。它能够有效防止基坑侧壁土体坍塌,控制基坑变形,保护周边建筑物、地下管线等设施的安全。同时,合理的深基坑支护技术应用有助于提高施工效率,减少施工对周边环境的影响,保障工程的顺利进行。此外,良好的深基坑支护效果还能为后续主体结构施工创造有利条件,确保整个建筑工程的质量和使用寿命。

2 常见建筑工程深基坑支护施工技术及应用分析

2.1 排桩支护技术

排桩支护是指在基坑周边排成排状布置的桩体,通过桩体的抗侧移能力和入土深度来保证基坑的稳定性。排桩可采用钻孔灌注桩、挖孔灌注桩、钢板桩等多种类型。钻孔灌注桩具有施工噪音小、对周边环境影响小等优点,在城市建筑工程中应用广泛。在某高层住宅深基坑工程中,由于周边建筑物密集,采用了钻孔灌注桩排桩支护。通过合理设计桩径、桩长和桩间距,并设置冠梁和支撑体系,有效控制了基坑变形,保证了周边建筑物的安全。然而,排桩支护技术也存在一些局限性,如桩间土易出现坍塌,需要采取桩间网喷混凝土等措施进行防护;当基坑深度较大时,需配合内支撑或锚杆使用,增加了施工成本和难度。

2.2 地下连续墙技术

地下连续墙是在地面上采用一种挖槽机械,沿着深开挖工程的周边轴线,在泥浆护壁条件下,开挖出一条狭长的深槽,清槽后在槽内吊放钢筋笼,然后用导管法灌筑水下混凝土,筑成一个单元槽段,如此逐段进行,在地下筑成一道连续的钢筋混凝土墙壁。该技术具有整体性好、防渗性能强、对周边环境影响小等优点,适用于各种复杂地质条件和深基坑工程。在某大型商业综合体深基坑工程中,地下连续墙作为支护结构,不仅有效抵抗了基坑侧壁的土压力和水压力,还起到了止水帷幕的作用,为基坑内干作业施工创造了良好条件。但地下连续墙施工设备复杂,施工成本较高,且施工工艺要求严格,如槽壁垂直度控制、混凝土浇筑质量控制等,一旦出现问题,修复难度较大。

2.3 土钉墙支护技术

土钉墙支护是由随基坑开挖分层设置的、纵横向密布的土钉群,被加固的原位土体、喷射混凝土面层及必要的防水系统组成的支护体系。该技术利用土钉与土体之间的摩擦力,将土体与土钉形成一个整体,提高土体的稳定性。土钉墙支护具有施工简便、成本低、工期短等优点,适用于地下水位以上、土质较好的基坑工程。在某市政道路工程的深基坑支护中,采用了土钉墙支护技术。通过合理布置土钉间距和长度,及时喷射混凝土面层,有效地控制了基坑边坡的变形。但土钉墙支护不适用于淤泥质土、流沙等软弱土层,且当基坑周边对变形要求严格时,其应用会受到一定限制。

3 建筑工程深基坑支护施工技术应用中存在的问题

3.1 设计不合理

部分深基坑支护设计单位对工程地质条件和周边环境调查不够深入,设计参数选取不准确,导致支护结构设计不合理。例如,对土体力学参数取值偏高,使得支护结构实际承载能力不足;对周边建筑物和地下管线的影响考虑不周,可能造成周边环境破坏。此外,一些设计人员缺乏创新意识,盲目套用以往工程经验,未根据实际工程特点进行优化设计,降低了支护结构的安全性和经济性。

3.2 施工质量控制不严

在深基坑支护施工过程中,存在施工质量控制不严的问题。部分施工单位为追求进度,忽视施工工艺要求,如在灌注桩施工中,未严格控制成孔深度、垂直度和钢筋笼的安装质量;在土钉墙施工中,土钉的插入深度和注浆强度不达标。同时,施工过程中的监测工作不到位,未能及时发现基坑变形等异常情况,无法采取有效的应对措施,给工程安全带来隐患。

3.3 施工管理不善

深基坑支护施工涉及多个工种和专业,施工管理难度较大。一些施工单位存在施工组织不合理、人员协调不到位等问题,导致施工效率低下,甚至出现安全事故。此外,施工过程中的安全管理措施落实不到位,部分施工人员安全意识淡薄,违规操作现象时有发生。

4 建筑工程深基坑支护施工技术应用的优化措施

4.1 加强设计管理

设计单位应加强对工程地质条件和周边环境的详细勘察,采用先进的勘察技术和设备,提高勘察结果的准确性。在设计过程中,充分考虑各种影响因素,合理选取设计参数,运用计算机模拟等技术对支护结构进行优化设计。同时,鼓励设计人员开展技术创新,结合工程实际情况,采用新技术、新工艺,提高支护结构的安全性和经济性。

4.2 严格控制施工质量

施工单位应建立健全质量管理制度,加强对施工过程的质量控制。严格按照施工图纸和规范要求进行施工,加强对关键工序的质量检查和验收,如灌注桩的成孔、钢筋笼制作与安装、混凝土浇筑,土钉墙的土钉施工、喷射混凝土等。同时,加强施工监测工作,建立完善的监测体系,实时掌握基坑变形情况,一旦发现异常,及时采取有效的处理措施。

4.3 强化施工管理

施工单位应优化施工组织设计,合理安排施工顺序和施工进度,加强各工种和专业之间的协调配合。建立健全安全管理制度,加强对施工人员的安全教育培训,提高施工人员的安全意识和操作技能。严格落实安全管理措施,加强施工现场的安全巡查,及时消除安全隐患。

5 结论

建筑工程深基坑支护施工技术的合理应用对保证工程安全和质量至关重要。通过对常见深基坑支护施工技术的应用分析可知,不同的支护技术具有各自的特点和适用范围,在实际工程中应根据工程地质条件、周边环境、基坑深度等因素综合选择合适的支护技术。同时,针对当前深基坑支护施工技术应用中存在的设计不合理、施工质量控制不严、施工管理不善和地质条件变化影响等问题,需要采取加强设计管理、严格控制施工质量、强化施工管理和应对地质条件变化等优化措施,以提高深基坑支护施工的安全性和可靠性,推动建筑工程行业的健康发展。

参考文献:

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[3]陈超,曹辉. 建筑工程中深基坑支护施工技术的应用分析 [J]. 中华建设, 2024, (12): 147-149