浅析建筑工程中深基坑支护施工技术论文_李文洪

浅析建筑工程中深基坑支护施工技术论文_李文洪

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摘要:改革开放以来,我国进入了前所未有的高速发展时期,各城市日新月异,致使城市交通环境越发拥挤,建设用地越来越少,迫使人们向高层、超高层建筑和地下工程大力发展,然深基坑支护技术则是合理安全发展的前提。本文从深基坑支护施工的特点、破坏模式、原因和相关措施等方面分析深基坑支护技术中存在的问题及解决方法,为深基坑支护技术在建筑工程中的应用提供一些借鉴。

关键词:建筑、深基坑、施工技术

前言

随着近三十年的发展,城市中人居密度的加大,大城市中可利用的地上空间越来越少。于是人们将开发的方向转向了地下空间,因此在地下工程中占据非常重要作用的深基坑支护工程也越来越多的进入到人们的视野中。朱建波等认为[1]随着城市建设对地下空间开发和利用的不断扩大,深基坑支护工程研究已发展成为一门新兴课题。然而深基坑在施工、设计、管理等方面严重影响到它的安全与稳定,李怀述等认为[2]深基坑支护工程,是建筑基础工程施工中的难点和重点,它的成败不仅对工程的造价、质量和工期有着重大的影响,而且对周围的建、构筑物等的影响同样不可忽视;陈朝阳等认为[3]深基坑工程的施工设计与管理是一个系统化的整体,施工管理与施工技术是同时存在的,不管哪方面有缺陷均存在造成工程失败的可能。因此笔者从深基坑支护施工的特点、破坏模式、原因分析和采取的相关措施等方面全面分析深基坑支护技术存在的问题以及如何提高其安全性、稳定性,对推动深基坑支护技术在建筑行业的发展具有重要的现实意义。

1、深基坑支护施工的特点分析

深基坑相对于浅基坑,是指开挖深度或支护结构不小于5m的基坑[4]。在进行深基坑施工时,它的风险性和事故率要比浅基坑高出数倍,且周围环境的复杂性,致使我们要严格做好施工设计、检测以及支护工作,以保证深基坑的安全,同时尽可能的减少对周围环境和既有建筑物的影响。

深基坑支护工程的施工特点主要表现为:一、区域性。不同区域的地质条件、人文条件、水文条件等存在一定的差异,不同的建筑工程深基坑支护方式不同,应该根据建筑工程的实际状况,采用合适的深基坑支护方式,以此保证工程施工能够安全、有序的进行;二、环境影响。对于高层、超高层建筑工程来说,通常位于交通发达、人员密集以及建筑物众多的地区,这就加强了基坑开挖后周边变形沉降等条件控制的更加严格,都会对深基坑施工产生影响;三、深度的不断加深。随着现代化的发展加速,地面交通的越发拥挤,建设用地逐年减少,迫使人们会进一步提高土地利用率,节约土地资源,会加大对地下空间的开发利用,会增加建筑高度。因此,对基础承受能力不断提高,基坑的深度也在不断的增加。四、随机性和风险性。深基坑支护工程为临时工程,一些施工单位为了节省资金,会采用减少资金和设备投人的方式,缺乏必要的安全保护措施,导致在施工的过程中存在许多安全隐患或者风险,且由于深基坑工程的施工周期相对较长,并且还可能遇到突发状况,例如暴雪、降雨等,存在一定的随机性。

2、深基坑支护的失效模式及原因分析

2.1整体失稳

深基坑支护周围土体中形成滑动面,围护结构连同基坑外侧及坑底的土体一起丧失稳定性,而造成基坑整体滑塌。通常可能原因有如下几种:一、勘察资料与实际有出入,实际基坑开挖后土层中夹杂软弱土层,实际强度指标值会降低,加速了滑动面的形成;二、坡顶堆载,施工时为了方便,把大量的建筑材料和土方堆积在基坑周围,增大了基坑周围的荷载,诱发基坑产生破坏的外力;三、地下水的影响,基坑周围地下水位较高,未注意降水排水,降低了土体强度指标,或地下水位排水过快增加了土层中附加应力,加速了滑动面的形成而产生破坏。

2.2坑底隆起

通常由于深基坑施工过程中开挖过快,深层土卸载回弹或因开挖形成压力差导致土体塑流等原因造成基坑底部产生向上的位移隆起。通常可能有以下原因:一、基坑开挖后,原土体的应力场受到破坏,随着基坑开挖深度的增加基坑中卸载回弹;二、当基坑周围有地面交通时,设计时车流量估计不准,施工后出现严重的超载现象,致使基坑周围产生较大地面沉降导致坑底产生塑性隆起;三、基底土受回弹后土体的松弛与蠕变的影响加大了隆起;四、基坑降水装置发生故障或受到破坏未及时处理,基坑内有较多积水,土体吸水膨胀而隆起。

2.3围护结构的滑移、倾覆及底部承载力失稳

深基坑中由于围护结构内外土压力不平衡或基地土体承载力不够,导致围护结构沿着某点倾覆或整体滑移下沉。通常可能由于施工单位对围护结构不重视,围护结构的嵌入深度和质量达不到要求;又有可能勘察资料与实际有出入,开挖后中间存在软弱夹层,致使土体承载力达不到要求;也有可能设计在进行计算时模型或计算方法错误。

2.4围护结构的结构性破坏

围护体本身发生开裂、折断、剪断或压屈,使得结构实务了承载能力的破坏模式。通常可能由于支撑体系不当或围护结构不闭合;也可能是设计计算时荷载估计不足或结构材料强度估计过高,支撑或围檩截面不足导致破坏;此外,结构节点处理不当,也会因局部失稳而引起整体破坏,特别在钢支撑体系中,节点多,加工与安装质量不易控制。支撑和墙体的连接处处理不当等。

2.5支锚体系失稳破坏

支、锚体系失稳破坏包括两种不同的破坏模式[5]。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆锚杆的破坏主要表现为锚杆的拔出、断裂或预应力松弛,土锚的破坏大多是局部的;支撑的失稳很可能是整体性的,其形态因体系不同而不同,支撑体系大多是超静定的,局部的破坏会造成整体的失稳,如倾覆、整体滑移。

2.6止水帷幕功能失效和坑底渗透变形破坏

通常指止水帷幕丧失挡水功能,产生渗漏、涌水、流土或流砂。由于水土流失使基坑外地面下沉、塌陷,导致邻近建筑物的开裂和损坏。引起围护结构止水帷幕功能失效的主要原因是施工因素,其次是设计因素和材料的因素。由于施工质量低劣,止水帷幕有空洞或裂缝,成为漏水的通道是最普遍的现象;止水帷幕设计过短,没有全部切断透水层也是漏水的可能原因。由于止水帷幕失效产生过大的水力坡降引起坑底渗透变形破坏。如不及时制止,由渗透变形引起的坑外土体的位移和陷落是严重的。

3、提高深基坑支护质量应对措施分析

3.1设计中应对措施分析

设计工作是深基坑支护技术的源头工作,它的质量好坏直接影响到基坑工程的安全与稳定性,设计人员要从以下方面引起足够重视。

1)设计开挖深度

设计开挖深度是最关键的一个问题,往往一个工程因设计开挖深度和施工时实际深度有出入而发生了超挖,事故就容易发生。所以设计基坑开挖深度应增加承台、地梁、排水沟的深度。施工中如发生局部超挖时,一定要重新计算基坑稳定性,发生稳定性不够,立即进行设计修改;

2)设计方案的选择

设计方案的确定是受多种因素控制,如场地条件、地质条件、开挖深度、平面形状与尺寸、变形控制要求、施工条件、周边环境、造价、工期等。设计人员要经过多方面的现场实际踏勘,认真核对地质资料和周边环境,进行针对性方案设计,不能盲目迁就建设方。

3)设计与勘察

地质勘察报告是基坑支护设计的极其重要的基本资料,其准确与否对基坑支护结构稳定、安全影响极大,设计人员应引起足够的重视。必要时,运用现场勘探(如静力孔探、坑探、纤探等)方法,应查明软弱土层的范围、厚度、深度。

4)设计与监测

用信息法进行设计施工是基坑问题的关键问题,信息能及时反馈异常情况的发生,也可以为正常施工提供信息保护。设计人员应根据基坑工程的具体情况提出现场监测的要求,包括监测项目、测点布置、监测精度、监测次数和变形报警值等。对重点地段和重点部位要特别强调。

5)设计与施工

由于基坑工程属岩土工程,是一个技术性很强、风险很大的系统工程。不同于建筑工程,设计要考虑施工工艺实施的可能性和实际的施工工况,尤其是施工超载。建议设计人员要经常回访自己设计的基坑工程,了解施

工状况,掌握施工动态,可以及时根据施工过程中出现的情况修改、完善设计。

3.2施工中应对措施分析

深基坑支护结构是为高层建筑基坑开挖和地下结构施工创造条件,同时又保护周边环境不受破坏,所以施工质量的好坏直接影响到整个基坑工程的安全和稳定,应从以下引起重视。

1)认真核对现场地质情况、周围环境以及设计图纸,有出入之处及时联系相关单位,切勿擅自更改设计;

2)严格按设计施工,严格把关各道施工工序,保证施工完段的质量品质,及时对基坑进行监测反馈,采取信息化施工方法施工;

3)基坑四周回填前,尽量少堆载,减少诱发基坑产生破坏的外力;

4)建立完善的施工管理制度,让设计、施工、监理和监测统筹管理。

4、结语

随着现代化的建设发展,深基坑支护施工技术应用将越来越广泛,基于深基坑支护施工技术的特点,从它的破坏模式、原因分析以及设计施工中应对采取的措施,旨在保证我们深基坑支护施工过程的安全和稳定,为深基坑支护技术在建筑行业中科学合理的应用提供实际参考意义。

参考文献:

[1]朱建波。深基坑支护工程的施工控制[J].内江科技.2010,6:127,157.

[2]李怀述.浅谈深基坑支护工程的质量控制及安全管理[J].科技咨询导报,2007,1:146

[3]陈朝阳.刍议建筑深基坑支护工程施工安全管理措施[J].中国科技博览,2013,31:142.

[4]郑柏雄.深基坑支护施工技术在建筑工程中的应用[J].江西建材,2016(6):114-114

[5]李满堂.浅析建筑基坑支护工程安全性影响因素[J].山西建筑,2010,36(23):139-140

论文作者:李文洪

论文发表刊物:《基层建设》2016年31期

论文发表时间:2017/1/17

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