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深基坑支护工程在土木工程中的应用

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摘要:随着土木工程的不断发展,深基坑支护技术的重要性不言而喻。我国在土木工程深基坑支护问题上虽然有所完善,但依然存在一些问题和不足需要改进。在科技占主导地位的新时期,加强对深基坑支护工程技术在土木工程中的应用分析,对确保土木工程的发展有着重要的意义。

关键词:深基坑支护;土木工程;应用

中图分类号:TV551文献标识码: A

一、深基坑支护技术的定义

深基坑支护是指为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全,对深基坑侧壁及周边环境采用的支档、加固与保护的措施。

二、深基坑支护技术的施工特点

随着城市的快速发展,城市人口密度不断加大,建筑物土地成本不断增加,使得投资者们加大了对地下空间的开发。目前,大多数基坑开挖深度都在十米以上。由于土地的稀缺及受到整个城市整体规划的制约,建筑物选址是难免会碰到选址条件比较差得情况,所以我们在施工中经常会使用到基坑支护技术,在施工中常用到的形式有:深层搅拌桩、人工挖孔桩、预制桩、混凝土灌注桩、钢板桩、锚钉墙、地下连续墙等,以上几种支护形式可以单独使用,也可以相互结合使用,具体视情况而定。在基坑支护技术实施过程中,技术不到位、计算方法选择不正确、计算模式选择出错、钻孔资料不准确及管理不善等原因都可能引起事故的发生。

三、深基坑支护结构选型

当深基坑工地的实际施工现场不具备常规放坡条件时,一般会采用支护结构进行临时支撑,以保证深基坑的坑壁稳定。深基坑支护结构的选型包括桩锚支护、喷锚支护、自立式支护、组合型支护等。

1、桩锚支护

这种方式适用于施工场地的土层性能较好或软土层较薄的施工场地。对基坑深度较大的工程,桩锚杆的一些参数有严格要求,并在锚索锁定时会施加预应力,从设计值的30%到70%不等,一般施加的预应力越大,越容易限制桩顶变位。

2、喷锚支护

喷锚支护是钢丝网、锚杆、喷射混凝土组成的联合支护形式。这种方式主要适用于在地下水位以上或经过人工降水后的人工填土、粘性土和弱胶结砂土。不能用于施工场地土壤条件极差的淤泥层,而是常用在单层地下室,要求淤泥较少、地下水较少,而且基坑深度不能大于12m。它能最大限度地利用支护基坑壁土体的自稳能力,可自行调节处于最佳状态,不会造成局部过载,灵活性较强。但是这种方式会使基坑壁变形较大且锚杆会超出建筑用地红线,需征得施工场地业主的同意。

3、自立式支护

自立式支护中又包括悬臂式排桩支护和水泥搅拌桩挡墙支护。悬臂式排桩支护采用人工挖孔灌注桩或冲、钻孔。它的优点是在深基坑内无支撑,以便机械挖土和地下工程施工,但是当坑基较深或地质条件较差时,会加大支护桩顶部的水平位移,增加工程造价。因此这种支护方式主要用于坑深不大于6m且地质条件较好的施工地。它的优点是稳定性高,整体性强,坑基挡墙厚度大,施工效率高,且深基坑隔水效果好,造价一般也比较低。水泥搅拌桩挡墙支护在坑内也无支撑结构,也便于机械化挖土和地下室工程施工。但是其挡墙面积大,且施工土层含水量和有机质含量的多少会严重影响支护的强度。

4、组合型支护

当深基坑内土地环境差别较大时,应该因地制宜地采用组合型的支护方式,以充分发挥各种支护结构类型的优越性。主要包括:上部放坡下部钢筋混凝土悬臂排桩(或桩锚)的组合;拱形水泥土墙与钢筋混凝土灌注或H型钢的组合;钢筋混凝土排桩与桩间高压旋喷桩的组合;各种支护结构与有水泥土搅拌桩或高压旋喷桩形成的封闭止水帷幕组合。其中,排桩或土钉墙支护是近几年来深基坑支护的主要形式。

四、土建工程中的深基坑支护施工

1、土木工程中的深基坑支护施工的准备

要想将深基坑支护做到合理化施工,就必须要正确的进行支护结构设计。只施工之前,就要做好基坑以及周围的勘察工作。

勘察岩土:在勘察阶段要对深基坑以及场地上的岩土进行勘察,普遍做法就是在开挖的边界外挖出一些勘探点,如果下面是软土就要适当扩大勘察范围;然后按照一定规则选择勘察点,通过勘察得出需要的相关数据。每两个勘察点之间要间隔15到30米,如果底层的变化比较大,就要适当增加勘察点。

勘察水文地质:要实地勘察深基坑土质下的含水层,包括了静止水位与视见水位,以及水的动态变化与补给情况,和附近的水体连通情况等等,这些都关系说施工后土质的移动,十分重要。

勘察基坑周边环境:施工前要对基坑周边环境进行勘察,包括影响范围中的建筑类型、层数以及基础类型、埋深等结构状况;基坑周边的地下设施,比如排水、给水、污水、雨水、电缆、热力等各种管线性状与分布;要对周边环境各个情况勘察清楚,分析其影响程度。

2、土木工程中的深基坑支护设计

2.1土木工程中的深基坑支护挡墙的类型

排桩式的挡墙;在实际之中比较常用的挡墙多是人工挖孔桩或者钻孔桩组成的。如果边坡的土质比较好,而地下的水位也较低,就利用土拱的作用,采用稀疏的排桩来支撑边坡。如果遇到不能够利用土拱承力的软土边坡,就要采用连续密排作为支挡桩;同时为了实现防止地下水的效果,还要在挡墙背后加上高压注浆或者高压旋喷桩。

旋喷桩挡墙;这种挡墙就是使用钻机钻孔之后,从地基土的深处把钻杆逐渐上提,同时开动钻杆端部旋转喷嘴,把水泥浆的固化剂放进地基土里,这样就形成了水泥桩,诸多桩体就形成了帷幕墙。挡墙是否发挥主要功能主要由制桩优劣来决定,因此一定要要把握好注浆、注浆量以及搅拌的均匀程度,施工人员一定要实时监督、及时记录,发现问题就要及时进行处理。

地下连续墙;先是采用机械成槽之后放进钢筋笼,之后采用水下混凝土进行浇筑。这种墙体具有不透水、刚度大、可任意调节墙体等优势,并且能够成为永久性的建筑,在深基坑支护中使用比较普遍。

2.2深基坑支护结构

对于深基坑的支护结构主要分为了支撑与挡墙,对于挡墙上面已经做了阐述,接下来对支撑进行分析。目前使用常见支撑形式有角撑、对撑以及圆形支撑、拱形支撑等。所谓支撑就是沿着基坑纵横方向因尺寸比较大大,为防止出现坍塌要在中间加设立柱,提防支撑的杆件过长而失稳。在实际操作中,支护上的支撑大都是采用大直径圆钢管或者使用大规格H型钢。为了降低挡墙变形,还要对支撑加上预顶力,将应力值控制到计算值的1/10-1/15,而且要确保每根支撑松紧度一致,让这些支撑体共同承力。

2.3开挖土方

当深基坑支护设计的强度达到了75%之后,就可以对土方进行开挖。开挖的时候并不是众多人在里面随便挖一通,而是要从施工一方朝着另一放进行分层开挖,而且还要一边开挖一边观察基坑的变形情况,只要发现变形的速度加快了,就要紧急采用加固措施,避免出现坍塌事故。

结束语

随着高层建筑工程不断增加,深基坑支护施工技术的发展潜力逐渐体现。因此必须要从施工现状出发,研究深基坑支护施工技术中存在的种种需要改进之处,结合支护施工技术发展做出相应对策。只有这样,才能提高土木工程中的深基坑支护施工技术的发展。

参考文献

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