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基坑支护桩设计与施工的常见问题和对策

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摘要:我国经济的迅猛发展,城市化水平的不断提高,大量的高层建筑新建和地下空间的进一步开发利用,导致了城市发展与土地资源紧张的矛盾,怎样能节约城市的土地资源,更好的利用空中和地下空间,向地下索取空间成为缓解城市发展诸多矛盾的有效措施.高层建筑的兴建及地下空间进一步的开发利用,促进了基坑支护的发展,基坑工程开挖深度不断加深和开挖面积不断增大,促进了基坑工程的设计与施工的发展。

关键词:基坑;支护桩设计施工处理;措施;

中图分类号:TV551文献标识码: A

引言

深基坑支护技术是最近几年被人们广泛重视的一项建筑施工技术,在我国当前的发展中,城市化水平越来越高,同时城市用地的数量也越来越少,在这样的情况下,我国的很多城市当中也出现了很多高层的建筑,所以深基坑支护技术就拥有了更加广阔的发展空间,在深基坑支护施工中为了更好的保证施工质量一定要按照相应的施工要点展开施工,以下就对这一技术进行简要的阐述。

一、深基坑工程的特性以及施工特点

所谓深基坑,即开挖深度大于5m的基础工程,对建筑工程起奠基作用,并且能在一定程度上提高建筑上部结构的整体性和稳固性。深基坑施工质量直接影响建筑工程质量,因此在实际施工中一定要严格做好质量控制,以免发生安全事故或给建筑工程埋下质量隐患。结合以往深基坑工程的施工经验来看,该工程主要具有以下几大特点:1.施工条件复杂、严苛。比起浅基础,深基坑工程的施工条件更加严苛,且施工期间很容易受到各种不同施工条件的影响,要求施工技术人员必须做好完全准备,掌握熟练施工技术。2.深基坑工程由基坑支护体系、土方开挖两部分构成,它的综合性很强,施工期间必须做好基坑支护施工与土方开挖的配合,以免发生施工冲突,既延搁施工工期,又损坏施工质量。3.深基坑工程的支护结构是临时结构,只存在于施工期间,深基坑工程施工完成后便不再需要。4.深基坑施工中,如果采用支护桩做深基坑支护结构的主要形式,则支护桩很可能会在施工期间发生断裂,进而危害施工安全,所以施工期间必须控制好深基坑支护桩的施工质量,防止其断裂。

二、建筑工程中基坑支护存在的问题

(一)深基坑环境复杂性

在设计过程中,根据提供的资料进行基坑工程支护的设计,由于环境的多样性和复杂性,不可能考虑到实际施工中遇到的各种问题,由于地质调查覆盖的程度不同,现实中存在的软弱地层或涌水地层等可能没有勘查到,在实际中需要多加预防与指定响应的预防措施,以保障支护施工的顺利进行。

(二)基坑工程中地下水的影响

在基坑工程的开挖和支护过程中,地下水的影响尤其需要得到足够的重视,是一个不能忽略的问题。随着基坑开挖深度的不断增加,许多基坑在地下水位以下或者受到地下水的影响,尤其在地下水位较高的地区,以及粉砂地基中,往往容易发生地下水的灾患,容易给基坑工程支护工程带来极大的危险。对于基坑支护等过程中出现的涌水、渗水等现象,需要事先制定响应的防范措施。此外,建筑工程施工过程中还存在着许许多多的问题,比如地基的不均匀沉降,施工工艺的优化等,在此不再一一赘述。

(三)土方开挖中的问题

基坑开挖违反“先撑后挖,分层开挖”,以及支护桩附近留内压土台的施工原则。局部还出现超挖和未支撑就挖的现象,造成基坑卸载较快,基底回弹,支护变形过大。而在施工人员在对土方工程进行开挖施工的时候,施工人员没有对开挖场地周围的土质结构和水文地质的相关信息进行考察,并且施工人员所采用的施工方法不当,这就导致施工人员在土方开挖过程中容易受到周围环境的影响,使其土方工程结构存在着一定的质量问题,使其在进行深基坑支护桩施工的过程中,其支护桩结构受到地质结构的影响,这就会使支护桩所受的荷载大幅度的加强,从而导致深基坑支护桩出现断裂的现象。

(四)基坑支护桩设计不当

一般情况下,深基坑工程施工前期都会对施工现场的地质条件、水文条件进行勘测,以掌握深基坑施工现场的实际情况。另外,设计人员设计基坑支护桩方案前,也要对基坑地质进行勘测,得出勘测结果,并根据勘测结果设计支护结构体系。但是在该项工程施工中,施工单位、设计单位尽管做了施工前期的现场实地勘测工作,但并没有勘测完全,没有获取到完整的、全面的水文地质信息,从而导致基坑支护结构体系设计不当,支护桩断裂。

三、基坑中支护桩的设计与施工处理措施

(一)转变传统的设计观念

当前我国对深基坑支护设计还没有一个非常科学和准确的计算方法,高层建筑在设计的方式和方法上也没有一个统一的规定,因此在当前的高层建筑设计中一定要意识到传统的设计理念和设计方法已经不能很好的满足当今建筑业的发展要求,因此建筑设计人员一定要转变已有的设计理念和设计思想,根据高层建筑的实际情况建立一套新型的实用性强的,科学合理的深基坑支护设计方案,同时也要将其作为建筑施工的一个十分重要的理论基础,这样才能更好的保证当前建筑深基坑支护技术的发展和创新。

(二)重视支护结构的实验研究过程

为了能够更好的保证工程设计方案的科学性和准确性,设计人员一定要在设计工作开始之前进行多次的实验和研究,但是就目前的实际情况来看,我国对深基坑支护还没有一个非常科学的实验机制和实验体系,在高层建筑深基坑支护施工的过程中,工程的设计人员一定要对施工地点相关的数据进行采集,同时还要对施工现场的地质构造进行仔细的勘察,但是在当前的勘察活动中没有对相关的数据进行十分充分的了解和掌握,这也给实验之前的分析工作带来了十分严重的障碍,所以在实验中所得出的结果是很难为施工的设计提供一定的参考和借鉴的。

(三)深基坑开挖施工过程中的控制

深基坑开挖施工过程中,一定要对基坑支护结构、基坑周围土体和相邻的构筑物进行综合、系统的监测,施工过程中,不断修改、优化设计与施工方案,确保工程安全、经济、顺利地进行。

(四)全程控制基坑支护的施工质量、岩土深基坑支护施工重在过程控制

一旦施工过程控制环节出现问题,事后纠正和补救都会比较困难。因此我们必须进行严格的施工过程控制管理,确保施工质量。严格按设计方案组织施工。工程施工前,有关人员需要熟悉当地的地质资料、本次施工设计图纸及施工现场周围的环境,另外,降水系统应确保正常工作。施工单位在施工过程中不得随意改变锚杆位置、长度、型号、数量,钢筋网间距,加强筋范围,放坡系数等。设计方案变更时必须重新经专家评审。基坑支护施工单位要与挖土施工单位紧密配合,坚持分层分段开挖和分层分段支护的施工原则进行施工。土方开挖的顺序和具体开挖的方法必须与设计的工作情况相一致,并遵循“开槽支撑,先撑后挖,分层开挖,严禁超挖”的原则,减少开挖过程中土体的扰动范围,缩短基坑开挖卸荷后无支撑的暴露时间,对称开挖,均衡开挖,合理利用土体自身在开挖过程中控制位移的能力。岩土深基坑开挖的过程中应采取措施以防止碰撞支护结构、工程桩或挠动基底原状土。

结束语

综上所述,基坑中支护桩的设计与施工处理措施,必须从支护桩设计、施工两个方面入手,切实做好深基坑支护桩的设计与施工,强化管理,从根本上提高深基坑支护桩的施工质量,避免断裂。

参考文献

[1]王建军.基坑支护现场试验研究与数值分析[D].中国建筑科学研究院,2006.

[2]宗金辉.深基坑开挖有限元模拟及现场实测研究[D].天津大学,2006.

[3]徐中华.上海地区支护结构与主体地下结构相结合的深基坑变形性状研究[D].上海交通大学,2007.

[4]谢小松.大型深基坑逆作法施工关键技术研究及结构分析[D].同济大学,2007.