论高层建筑深基坑施工技术应用

所属栏目:建筑设计论文 发布日期:2012-11-24 09:28 热度:

  【摘要】随着城市高层建筑不断发展,深基坑支护工程也得到了广泛的应用,这是建筑基础工程施工的难点和重点,其施工效果对工程造价、质量和工期有很大的影响,本文就从深基坑设计原则出发,对基坑开挖的主要施工技术进行介绍,旨在提高深基坑施工技术水平。

  【关键词】高层建筑,深基坑,支护施工

  随着我国经济的快速发展,城市高层建筑也得到了迅猛发展,同时促进了深基坑支护技术的快速发展,国内在高层建筑建设中积累了基坑开挖和支护方面的施工经验,但是在寸土寸金的城市,施工场地有限,开挖的基坑深度过大,对周边的建筑和地下管线产生一定的影响,这就需要加强深基坑支护结构设计,才能确保安全施工。

  一、深基坑支护设计原则

  (1)高层建筑施工内容繁多,在深基坑施工中,要按照设计要求建立信息化施工管理程序,对施工的各个环节进行动态管理,对施工的各个关键步骤进行现场监测,建立反应迅速的反馈机制,方便管理人员对信息进行分析,达到动态设计和信息化施工的目的。

  (2)城市中施工场地狭窄,需要做好围护结构的设计和施工,对围护结构外的各类外荷载进行考虑,保证围护结构能够有效抵抗变形,保证基坑的安全,在基坑支护的同时需要对周边建筑物、地下管线进行监控,一旦出现变形过大的情况应该立即停止施工。

  (3)施工中用到的预应力锚索应该进行抗拔承载力试验,保证预应力筋的质量;基坑中的土方开挖需要遵循分层、平衡、适时的原则,施工前制定详细的施工组织设计。

  二、深基坑施工准备工作

  1、基坑挖土施工准备

  软土深基坑挖土施工前应掌握下列资料和情况:

  (1)施工技术人员应该对地质勘查报告进行详细研究,明确报告中软弱土层的分布情况,对各个土层的厚度及物理性质进行了解。

  (2)熟读基坑围护结构的设计图纸,能够了解桩墙结合内支撑围护、水泥搅拌桩重力式挡墙、土钉墙或复合式土钉墙、地下连续墙等不同的基坑支护方法,针对施工现场的地质条件,有针对性的制定基坑开挖方案和应急方案,确保施工能够顺利进行。

  (3)对施工场地周围的环境、建筑、地基、地下管线等进行调查,有针对性的提出监控方案。

  (4)熟悉地下室工程图纸,包括基坑内各个地方的挖深、承台、基础梁、后浇带的分布情况,了解地下室各层梁板标高,并对基坑支护的挖深进行计算,确定基坑开挖中的拆撑措施是否合理、可行。

  (5)根据设计单位提供的资料和对现场勘查的资料,制定基坑土方开挖的施工方案,方案的主要内容有:基坑工程概况、施工准备、组织管理机构、开挖施工部署、机械配备计划、开挖施工工艺、进度计划、安全与环境保护措施、应急方案等。

  2、施工机械准备

  基坑开挖的土方量较大,均采用机械施工,其中主要使用的施工机械为长臂液压反铲式挖掘机、自卸式汽车、推土机、排水泵等,其中长臂反铲挖掘机的挖土半径与挖土深度比较大,适合于基坑开挖量较大的工程;基坑开挖的土方常常使用自卸式汽车进行装卸,自卸汽车的装土量为10t,同时运土时需要制定专门的运土方案,防止在施工中出现窝工或停工现象;基坑开挖中遇到地下水后,会影响到基坑开挖的顺利进行,这就需要排水泵进行排水,排水泵的数量可以根据基坑面积和地下水情况合理配备。

  挖土施工中可能还使用到测量仪器、钢质路基板和基坑应急措施采用的设备材料,如钢管建议槽钢式钢板桩等,以及空压机带动的风镐等拆撑机械。

  三、挖土施工技术

  基坑开挖时需要根据地质情况和围护结构施工的优势确定开挖方案,基坑开挖可以分为全面分层开挖、中心岛式开挖与盆式开挖。三种开挖方式均要做到分层、分块、对称、限时开挖,确保基坑开挖的质量。

  1、分层挖土施工方法

  基坑的分区段开挖主要有三种方式:第一种就是大面积分层式开挖,每层土开挖深度不得超过2m,这种施工方法具有施工速度快的优点,但是在基坑底部有淤泥或淤泥质土时,会导致挖土机陷入到软土中,阻碍施工的顺利进行;第二种就是中心岛式分层开挖,即在基坑周边分层开挖,当开挖到支撑底或土钉墙的最底层后,才进行中心岛的土方开挖,开挖的土方通过多台反铲接力式机械将土方运至地面,采用这种方式进行基坑开挖时,临时边坡角需要控制在1:3以内,临时堆土高度不得大于0.6m;第三种分层开挖方式为盆式开挖,这种施工方式适用于基坑四周下部布置有斜撑、留置三角土有利于稳定围护结构的情况。

  2、支撑下方的挖土方法

  基坑支撑下方的挖土方法有两种。第一种方法是采用小型反铲挖机钻到支撑下挖土,然后接力式传送土方到自卸汽车上,此方式需要支撑下可挖高度在3m以上,以保证小型反铲挖机的操作空间;第二种方法是采用长臂反铲机站在支撑顶作业。作业前应在支撑顶回填塘渣且铺垫钢质路基板,还应保证停机的支撑下土方不松动,避免挖土作业负荷时压断支撑。若自卸汽车也需要在支撑顶行走,则应按栈桥设计对支撑截面配筋加固,支撑的立柱也应具备相应的承载能力。

  四、施工过程中应注意的事项

  (1)施工前需要对场地围护桩范围内的地下管线进行检查,防止有遗漏情况出现。

  (2)基坑开挖应该配合围护结构分层施工,在机械开挖完成后,采用人工方式修整基坑边坡。

  (3)做好基坑内的排水工作,保证在雨季施工时基坑内不得有积水现象。

  (4)三重管旋(摆)喷桩在冲孔围护桩施工后进行,而在全面施工前需要进行试桩试验,主要通过试桩试验确定各项施工参数。

  (5)锚头钢板、腰钢、三角形垫板等传力装置钢板接触面坡口应该进行焊接,保证焊缝高度为5mm。

  (6)自卸式汽车在挖机后面进行装土,即挖机带土旋转180°进行卸土,防止汽车对边坡产生过大的压力。

  (7)严禁在下雨过程中挖土,因为雨水容易软化土层,导致边坡出现滑塌问题。

  (8)控制运土坡道的坡角在15°之内,可以在坡道上填筑塘渣或建筑垃圾,增强坡道的摩擦力。

  (9)土方开挖后,在24h内完成快砌、快浇基底垫层,以稳定围护桩墙。

  (10)坑内进行排水处理时,应该对围护桩进行保护工作,保证整个基坑处于一个密封的帷幕之中,因为基坑开挖施工中进行排水主要是减少地表水以及基坑内的渗水,在基坑降水过程中,应该对周边建筑物、地下管线进行监测,防止出现变形过大,同时需要对基坑边坡进行检查,防止出现滑坡等地基失稳现象。

  五、基坑监测

  基坑开挖监测是信息化施工的重要方面,可以通过监测了解基坑变化情况,起到预防事故的作用,在基坑开挖阶段,需要布置观测点,每2-3d进行观测一次,当基坑开挖到地面以下2m时,每隔1-2d进行观测,观测过程中注意基坑边坡的变化情况,底板浇筑完成后需要每隔7-10d进行一次观测,主要观测坡顶或坡顶建筑物沉降点的变化,一旦发现坡顶水平位移和沉降位移累计超过25mm或水平位移速率>5mm/d时,应该及时通知相关人员采取防范措施,观测结束后,每天对观测数据进行整理,将结果反馈给甲方、设计单位和监理单位。

  六、结束语

  综上所述,基坑开挖与基坑支护施工是一个系统工程,施工过程中涉及到了工程勘察、水文地质、结构设计、建筑材料、围护施工工艺及施工管理等诸多方面,需要土建施工、地质勘察、结构设计等各个专业的配合,它是一个综合性学科,由若干个独立功能的体系学科组成。基坑开挖过程中需要从整体功能出发,利用管理手段将各个部分、各个专业协调好,才能确保基坑开挖的安全可靠、经济合理。

  【参考文献】

  1、龙日生 刍议建筑深基坑挖土施工技术 科技致富向导 211

  2、陈秀红 刍议建筑深基坑的支护设计及施工监测 2011

  3、顾爱忠 论建筑深基坑工程施工技术应用 科技风 2010

文章标题:论高层建筑深基坑施工技术应用

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