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淺談高層建筑深基坑支護施工管理

刊登于《商品與質量|建筑與發展》(國內統一刊號:CN11-3669/T)04期
 
淺談高層建筑深基坑支護施工管理
 
吳文超 徐強 劉薇
沈陽華昌巖土工程有限公司 遼寧 沈陽 110013
 
摘要:本文通過對深基坑支護技術的研究,簡要介紹各種深基坑支護類型,從而對高層建筑的施工管理進行了詳細的探討。深基坑工程的施工是一個復雜,繁瑣的過程,所以這就需要我們對施工管理過程進行科學合理的安排。
關鍵詞:高層建筑 深基坑支護 施工管理
1 引言
深基坑工程是為了解決高層或地下建筑的基礎部分,因臨時開挖而形成的施工問題。隨著我國建筑業的迅速發展和突飛猛進,人民對深基坑的研究也得到了迅速發展。
高層建筑的深基坑支護技術是一門理論性和實踐性都非常強的技術。它涉及到水文地質學、巖土力學、鋼筋混凝土結構學、結構力學等方面的學科。深基坑支護技術主要研究支護結構的強度和剛度、巖土的強度和變形、以及土與支護結構的共同作用等一系列問題。由于深基坑工程的復雜性、臨時性、隨機性,所以它作為一門新的專門學科,無論是在理論上還是在實踐上,仍然存在大量不完善和不成熟的地方。因此需要通過大量的工程實踐,積累更豐富的知識和經驗,進而總結出有關動態設計、信息施工、監理、檢測等一系列成熟經驗。
深基坑工程的施工是一個循序漸進的過程,需要我們在施工中注意很多問題,本文對施工前、施工中、施工后的細節問題進行了詳細的探討。保證施工過程的順利和安全。
2 深基坑支護類型
1)自立式支護。自立式支護又可以分為水泥攪伴樁擋墻支護,懸臂式排樁支護。水泥攪伴樁擋墻支護結構的優點是擋墻厚度大,整體性和穩定性好,隔水性能良好,施工速度快,工程造價一般低于沖、鉆孔灌注排樁。坑內無支撐結構,便于機械控土和地下室工程施工;其缺點是擋墻占地面積大,不適宜場地狹小的工程;其強度受土層臺水量和有機質含量影響大。懸臂式排樁支護優點是基坑內無支撐,便于機械化挖土和地下室工程施工。其缺點是支護樁頂水平位移較大。當坑深較大或地質條件較差時,工程造價較高。
2)排樁內支撐支護。排樁內支撐支護的優點是支護系統較安全可靠;內支撐的布置應盡量簡單。以方便基坑機械挖土和地下室施工;其缺點是基坑控土和地下室施工較為不便;一旦有某個節點破壞,將導致整體失穩,因此必須把好各個節點質量關。
3)排樁拉錨支護。這種方法對基坑土方開控和地下室施工十分有利。但往往會超出建筑用地紅線,需征得紅線以外的有關部門同意。
4)噴錨網支護。
5)組合型支護。當基坑內有幾種深度,或者土層分布變化較大,或者基坑各側的環境條件有較大差別時,可因地制宜地采用不同的支護方法.以充分發揮各種材料及支護結構類型的優越性,降低工程造價。
3 高層建筑施工管理要點
3.1 施工準備階段
1)方案設計。一個設計方案是否合理會影響高層建筑深基坑支護工程的成敗。我們應當設計及出經濟、科學、成功的深基坑支護設計方案,這樣才能保證施工的安全以及施工技術的可行性。雖然在我國深基坑出現較晚,這幾年,深基坑支護設計日趨成熟,但是一些設計參數比較多,地質因素不明,所以設計工作的難度會比較大。方案的設計人員應該具有較強的力學知識和地基與基礎等方面的多學科的知識,又要有豐富的邊坡支護設計的實踐經驗,還要對當地的水文地質狀況和特點十分熟悉,在結合要設計的建筑及其周圍環境特點的基礎上,設計出經濟、科學、高效、安全的深基坑支護方案。方案的施工人員在施工前要對方案進行詳細的檢查,對已經設計出的方案要十分熟悉,并且要及時與設計人員進行溝通,在施工組織時,使各個組成部分、各道工序協調有序。最后我們建筑的業主方應了解深基坑支護的重要性,盡可能的選擇有經驗的設計單位設計支護方案。
2)專業隊伍的分配。由于深基坑支護的特殊性,其施工應該由專業的施工隊伍進行,他們有專業的施工資質與能力。施工單位的整體素質、技術力量是影響工程質量的重要因素,監查工程師應該幫助業主審查包工單位選定的施工專業隊伍,盡量選擇技術力量強、施工經驗豐富、社會信譽好的專業隊伍,最好有類似工程的施工經歷,同時還要防止層層轉包這樣的情況出現,這樣才不會影響工程的質量。
3)方案的審定。施工專項方案對具體指導施工十分重要。但在有些施工單位直接復制了他人的方案,有的雖說是按具體工程的實際情況編制的,但控制要點不具體,措施針對性不強,基本上無指導意義。所以,我們的監查工程師要認真審核施工單位提交的施工方案,對不能滿足施工要求的,一定要設計方修改完善后按程序申報,特別復雜的方案可又眾多專家匯審,待總監審批后方能實施。審核內容主要有:施工平面圖、基坑開挖方式、基坑的支護方式、施工工期、降水措施、監測布置的合理性等。
3.2 施工階段
1)深基坑工程的施工。深基坑工程包括挖土、圍護、擋土、防水一系列環節,是一項復雜的系統工程,任何一個環節的失誤都有可能導致無法完成工程,有可能造成事故。我們的施工單位要嚴格按照施工設計圖紙、遵循規則,對各施工要點要制定具體措施,加強過程的監控。
2)深基坑周圍土體控制。在地下水位較高的地區,地下水對深基坑工程施工帶來的危險程度是相當高的。由于水的來源復雜,枯水期和豐水期水位變化的影響,在制定止水方案時應從深基坑工程的防水、降水和排水3個方面考慮,根據地質勘察部門提供的地質資料,深入分析地下水的成因,了解深基坑周圍環境,對周邊有建筑基坑,宜采用以堵為主,抽水為輔,否則會導致基坑周圍土體與水體的流失,使建筑物不均勻沉陷,甚至發生坑底流沙、管涌等現象,增大了處理難度,拖延了工期,反之,以降水為主。止水帷幕是高水位地區深基坑支護工程中常用的止水措施,其施工方法主要有高壓噴射注漿法、漿噴深層攪拌法、粉噴深層攪拌法和壓力注漿法等。采用漿噴深層攪拌法進行止水帷幕止水施工時,如果止水帷幕的攪拌樁成樁質量不好,深基坑開挖后會出現滲水較多的現象。若此時再采用灌漿的方法進行處理,則延誤工期、增加造價。
3)深基坑支護的信息管理。基坑的整體剛度和穩定性是深基坑施工質量問題的實質,就是基坑支護結構是否會產生沉降及水平方向的位移或傾斜、是否會發生變形、支護結構是否有裂縫以及基坑底是否產生隆起和變形,一旦發生了這些問題,就會導致基坑支護結構的失敗。
安排專業施工監測人員對基坑現場及周圍建筑物進行臨測,是基坑支護結構信息化管理的主要手段,根據基坑開挖期間監測到的巖土變位或基坑支護結構等相關情況,和勘察、動態分析監測到的資料進行比較,全面掌握位移變化的方向、大小、變化頻率,對照報警標準,預測下一階段工作的動態,及時對施工中可能出現的險情進行預報。超過位移設定的預警值時,應及時采取有效的應對措施,確保工程安全。
要對關鍵部位設置監測點。觀測結果要真實反映所測只標的動態趨勢,并繪出變化曲線圖,以傳遞險情前兆信息,找出險情發生的必要條件,如地質特性、支護結構、臨近建筑物、地下設施等,結合相關的誘發條件,如氣象條件、開挖施工、地下水變化等,根據摹坑支護結構的穩定性計算結果進行科學決策,以排除險情。開挖較深的基坑時,還應測試支撐的內應力,當應力值達到設計值的90%(或支撐變形達到10mm)時,要及時采取防范措施。另外,因現場施工情況復雜,監測點極易被破壞,要注意對嗡測點的保護。
4)突發事件的管理。建筑施工是一個很復雜的過程,施工過程中會發生許多無法預料的事件。對于基坑支護結構的施工,應該提前要做好應對突發事件的技術準備。常見的突發事件有:流沙、基坑內管涌、沉降、基坑支護局部出現成因不明的裂縫等。氣象異常,出現持續多日的狂風暴雨;相鄰工地施T的影響,如降水、打樁、開挖土方:地下障礙物妨礙基坑支護結構或止水帷幕的施工等等。事件發生后,及時啟動應急預案,并會同相關單位研究解決辦法。
4 結語
    本文介紹了高層建筑深基坑支護施工管理,簡單介紹了深基坑支護方面的知識,然后列出幾種深基坑支護類型,最后深入探討了深基坑支護管理。
深基坑工程的施工需要一步一步慢慢進行,要確保每一步的安全、科學、合理。施工單位應根據事先設計好的圖紙、保證施工過程符合設計的圖紙,并盡量做到邊施工、邊監測,杜絕盲目施工和野蠻施工的現象,加強對整個深基坑施工過程的控制,保證工程順利、安全地完成。
 
參考文獻
[1] 韓建強.土釘墻支護結構設計與優化探討[D] .第十六屆全國高層建筑結構學術交流會論文集.2000.

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