倪興
摘要:在工程建設(shè)中,高層建筑深基坑支護(hù)技術(shù)的工程建設(shè)較為復(fù)雜,涉及到多方面的的內(nèi)容,因此加強(qiáng)對高層建筑深基坑支護(hù)技術(shù)的控制,有利于提升建筑施工的質(zhì)量和水平。高層建筑深基坑支護(hù)技術(shù)主要包括了三個(gè)方面,分別是施工前、施工過程中的要點(diǎn)控制和深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量檢測,在建筑施工中做好這三個(gè)方面的工作,可對于建筑工程的質(zhì)量有效可控。本文就高層建筑深基坑施工支護(hù)技術(shù)的方法展開研究,同時(shí)對其質(zhì)量控制進(jìn)行分析和了解,旨在促進(jìn)高層建筑深基坑支護(hù)技術(shù)水平的提升。
關(guān)鍵詞:高層建筑;深基坑;支護(hù)技術(shù)
社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展推動(dòng)了城市化的進(jìn)程,許多建筑開始朝著高層和超高層的方向發(fā)展,這也是城市建筑的一種主要發(fā)展趨勢。基于高層建筑的大量出現(xiàn),也帶來了基礎(chǔ)工程的革命,深基坑工程涌現(xiàn)而出,因此也需要加強(qiáng)對深基坑支護(hù)工程質(zhì)量的控制,尤其要重視對開挖深度超過5米的深基坑需要加強(qiáng)設(shè)計(jì)和論證,加強(qiáng)深基坑支護(hù)技術(shù)的研究對于工程建設(shè)具有重要意義。本文主要從三個(gè)方面進(jìn)行論述研究,分別是施工前的要點(diǎn)控制、施工中的要點(diǎn)控制和對深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量檢測。
一、高層建筑深基坑支護(hù)技術(shù)概述
根據(jù)深基坑相關(guān)規(guī)定,基礎(chǔ)開挖深度在5米及以下的基坑被稱為深基坑。深基坑施工技術(shù)是一項(xiàng)較為復(fù)雜的工作,所以在施工中需要加強(qiáng)對其關(guān)鍵技術(shù)和施工質(zhì)量的把控。深基坑工程涵蓋了挖土、擋土、圍護(hù)和防水等諸多環(huán)節(jié),是一項(xiàng)非常復(fù)雜的系統(tǒng)性工程,施工中的每一個(gè)環(huán)節(jié)都對整體建筑質(zhì)量有著重要的影響。施工單位應(yīng)對施工的規(guī)范和流程進(jìn)行嚴(yán)格的控制,在施工組織設(shè)計(jì)批準(zhǔn)以后,對施工中的要點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行具體的交底分析,并強(qiáng)化對過程的監(jiān)督控制。
(一)深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)介紹
深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)包括很多選型,在方案的設(shè)計(jì)上重視優(yōu)選非常重要,應(yīng)結(jié)合實(shí)際的施工情況,選擇出最優(yōu)的深基坑支護(hù)方案。當(dāng)前常見的支護(hù)結(jié)構(gòu)主要有以下幾種:第一,放坡開挖,這種支護(hù)方法較為簡單且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠,開挖的成本低且施工技術(shù)要求低,容易對施工過程和質(zhì)量進(jìn)行控制。適合地下水少且基坑土質(zhì)條件較好的場地區(qū)域。缺陷是開挖量大,在狹小空間內(nèi)施工不利。第二,水泥土攪拌樁支護(hù)結(jié)構(gòu)。水泥土攪拌樁是采用機(jī)械鉆井、噴漿并加強(qiáng)與土攪拌而形成大的柱狀加固體。水泥土墻主要由水泥土攪拌樁兩兩相互搭接而形成大的柱狀加固體作為擋土墻。水泥土墻適用于流酥、淤泥質(zhì)土、素填土和軟塑的粘土、粉土和粉砂性軟土地基。這種深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法比較簡單,通常適用于深度不超過7米的基坑中,在挖深達(dá)到4米~6米的基坑中顯得更加經(jīng)濟(jì)合理,水泥土墻具有止水的功用,在實(shí)際應(yīng)用中得到了廣泛的應(yīng)用。第三,土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)。土釘墻支護(hù)是在深基坑開挖的過程中,將較為密集的細(xì)長桿件深入土層。經(jīng)過土釘、土體和噴射混凝土面層的共同作用,形成復(fù)合的土體結(jié)構(gòu),這種支護(hù)結(jié)構(gòu)充分利用了土層介質(zhì)自身的承受能力,產(chǎn)生了穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),承擔(dān)的變形壓力較小。土釘墻支護(hù)的施工簡單快捷,成本較低,支護(hù)的結(jié)構(gòu)更加輕巧且柔性大,具有較好的抗震性能和延性,適合10米以內(nèi)的深基坑支護(hù)施工。然而這種支護(hù)結(jié)構(gòu)缺乏必要的場地空間,且容易發(fā)生變形的現(xiàn)象。第四,排樁結(jié)構(gòu)工程。主要為挖孔樁、灌注樁、預(yù)制樁等結(jié)構(gòu),常利用樁頂連梁組成空間組合懸臂支護(hù)結(jié)構(gòu),利用超靜定剛架結(jié)構(gòu)隨支承條件及荷載變化而自動(dòng)調(diào)整內(nèi)力分配的特性,發(fā)揮空間組合樁的整體剛度和空間效應(yīng),與樁間土協(xié)同作用,支擋由于開挖引起不平衡力,保持坑壁穩(wěn)定,控制變形的目的,一般適于基坑6-10米及以外的支護(hù)。
(二)深基坑周圍土體止水
地下水位高的地區(qū),地下水對深基坑工程帶來的危險(xiǎn)程度比較高。結(jié)合地質(zhì)勘察部門提供的相關(guān)地質(zhì)資料,深入分析地下水的成因,并對深基坑周圍的環(huán)境進(jìn)行了解,以堵為主的方式為輔之抽排水,避免出現(xiàn)深基坑周圍土體和水體流失,建筑物出現(xiàn)沉陷、坑底流沙和管涌現(xiàn)象,使施工的難度增加,工期延誤。
止水帷幕是高水位地區(qū)深基坑支護(hù)工程中常見的止水措施,當(dāng)前深基坑支護(hù)中施工的方法主要包括高壓噴射灌注漿法和漿噴深層攪拌的方法以及粉噴深層攪拌的方法或壓力注漿法等。選用漿噴深層降板的方法止水帷幕進(jìn)行施工,首先應(yīng)保證樁體的施工質(zhì)量;另外,應(yīng)保證樁的搭接長度和密實(shí)度的質(zhì)量,避免出現(xiàn)質(zhì)量缺陷的狀況;最后深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),不能破壞支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全,應(yīng)保護(hù)止水帷幕,使地下水不易滲入。
(三)深基坑支護(hù)監(jiān)測
高層建筑的深基坑支護(hù)技術(shù)施工中的質(zhì)量問題主要是深基坑中的整體剛度和穩(wěn)定性,及深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)能夠產(chǎn)生變形以及是否會(huì)出現(xiàn)沉降和水平方向位移的狀況,使深基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)傾斜、裂縫和變形等,如果出現(xiàn)相關(guān)的問題會(huì)導(dǎo)致深基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)質(zhì)量變差。
深基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測的主要手段是安排專業(yè)的施工監(jiān)測人員對深基坑支護(hù)的現(xiàn)場和周圍的建筑物實(shí)施必要的監(jiān)測,同時(shí)結(jié)合基坑開挖監(jiān)測到的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)或巖土變化等情況,如勘察、設(shè)計(jì)的建筑形狀,動(dòng)態(tài)分析監(jiān)測資料,全面掌握位移變化的大小、方向、變化評論等,對照報(bào)警值,對下一階段的工作進(jìn)行預(yù)測,并及時(shí)采取必要的措施,應(yīng)保證工程的施工安全。深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)工程檢測內(nèi)容涵蓋了支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部的水平位移、支護(hù)結(jié)構(gòu)沉降與裂縫、臨近建筑物、道路的沉降裂縫與傾斜、基坑底部隆起的觀測等。通過對上述施工的監(jiān)測,對關(guān)鍵的部位及時(shí)加固調(diào)整。觀測結(jié)構(gòu)需要真實(shí)的反應(yīng)所測目標(biāo)的動(dòng)態(tài)趨勢,從中繪畫出變化曲線圖,通過前兆信息的傳遞,發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情所在位置,并對深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算,及時(shí)的排除深基坑支護(hù)中存在的問題,同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對監(jiān)測點(diǎn)的保護(hù)。
二、高層建筑深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)
隨著高層建筑的不斷增多,深基坑支護(hù)施工技術(shù)應(yīng)用的價(jià)值也越來越高,在保證深基坑支護(hù)施工質(zhì)量的前提下,應(yīng)確保基坑施工過程中周邊的環(huán)境是安全的,對深基坑側(cè)壁和周邊的環(huán)境采用一定的保護(hù)與加固。綜上所述深基坑支護(hù)型式涵蓋了水泥土擋墻、土釘墻、樁錨、排樁懸臂等,地下連續(xù)墻支護(hù),基坑內(nèi)的支撐等。隨著建筑發(fā)展水平的提高,深基坑施工的發(fā)展也朝著深度和廣度的方向發(fā)展,當(dāng)前深基坑施工的規(guī)模在不斷的擴(kuò)大,使項(xiàng)目施工的周期變長,施工的難度也更高,所以深基坑支護(hù)的質(zhì)量控制就顯得尤為重要。
現(xiàn)階段深基坑施工的特點(diǎn)影響了深基坑施工的技術(shù)要求,首先,施工技術(shù)手段需要先進(jìn)可靠,需要保證深基坑受力可靠和支護(hù)的保護(hù)作用,從而能夠?qū)⒈匾闹ёo(hù)作用進(jìn)行完全的體現(xiàn)。其次,大型高層建筑主要建立在城市中心,一般情況是在建筑物繁多復(fù)雜的區(qū)域,地下的市政管線也比較大,因此施工應(yīng)保證周邊施工環(huán)境的安全。再次,深基坑開挖的過程中,應(yīng)確保地下水控制成為基坑支護(hù)的一個(gè)組成部分。所以,應(yīng)合理運(yùn)用降水、截水以及回灌等等地形,同時(shí)對地下水進(jìn)行控制,還應(yīng)確保施工技術(shù)的安全。最后,應(yīng)結(jié)合實(shí)際的施工狀況,來選擇適合的施工方案,來實(shí)現(xiàn)工程的最優(yōu)化。地下結(jié)構(gòu)的施工和基坑周邊環(huán)境的安全受到支護(hù)體保障,而基坑支護(hù)體系的設(shè)計(jì)、施工能力水平對施工的質(zhì)量和安全具有影響,有利于提升工程整體的安全可靠性。
高層建筑的深基坑支護(hù)應(yīng)滿足變形與穩(wěn)定性的需求,其承載能力極限狀態(tài)以及正常使用的極限狀態(tài)就是深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的狀態(tài)要求?;又ёo(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足施工要求,根據(jù)深基坑側(cè)壁安全等級和重要性系數(shù)對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析,應(yīng)滿足三個(gè)設(shè)計(jì)的條件;第一,應(yīng)充分利用新技術(shù)和新理念,具體事物具體分析;第二,重視支護(hù)結(jié)構(gòu)理論與材料的試驗(yàn)結(jié)構(gòu)。第三,應(yīng)用于創(chuàng)新,在支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)開拓思路,進(jìn)行多方面嘗試。
三、施工前對高層建筑深基坑支護(hù)技術(shù)控制要點(diǎn)分析
施工前對高層建筑深基坑支護(hù)技術(shù)控制的要點(diǎn)主要由三部分組成,分別是方案的設(shè)計(jì)、審定以及施工單位的選擇。
(一)施工方案的設(shè)計(jì)
施工方案是施工前對深基坑支護(hù)技術(shù)控制要點(diǎn)的關(guān)鍵部分,施工主要是根據(jù)方案來進(jìn)行,所以施工方案設(shè)計(jì)質(zhì)量對于整個(gè)深基坑支護(hù)具有決定性的作用。一般實(shí)用性強(qiáng)的施工方案,主要根據(jù)三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來選擇,分別是施工過程的安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理性以及施工技術(shù)的可行性。施工方案設(shè)計(jì)需要滿足經(jīng)濟(jì)合理性,要滿足深基坑施工的工程造價(jià),施工中的安全可靠性要求施工方案設(shè)計(jì)應(yīng)滿足施工的安全要求,施工技術(shù)的可行性要求深基坑支護(hù)技術(shù)與實(shí)際的施工環(huán)境相匹配和適應(yīng)。施工方案的設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)師對施工當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)狀況非常熟悉,并對當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境做進(jìn)一步的了解,從而為施工方案儲(chǔ)備必備的基礎(chǔ)資料。
(二)施工方案的審定
施工方案的審定應(yīng)根據(jù)經(jīng)濟(jì)合理性、施工的安全可靠性和施工技術(shù)的可行性三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來選擇,應(yīng)重視對施工方案的認(rèn)真審核,從設(shè)計(jì)思路到與設(shè)計(jì)人員的溝通交流都應(yīng)重視起來。施工方案的審定過程中,應(yīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中的問題并尋求正確的解決方案。在施工設(shè)計(jì)單位選擇上應(yīng)優(yōu)先選擇具有設(shè)計(jì)施工經(jīng)驗(yàn)的單位,方案設(shè)計(jì)要應(yīng)嚴(yán)格把關(guān),優(yōu)化論證;同時(shí)施工審核應(yīng)關(guān)注施工平面圖、基坑的支護(hù)方法、基坑開挖的方式、降水措施以及監(jiān)測布置和施工工期設(shè)置的合理性。
(三)施工單位的選擇
高層建筑的深基坑支護(hù)技術(shù)對于建筑工程來說較為復(fù)雜,因此對于施工單位的選擇很重要。要優(yōu)選那些專業(yè)技術(shù)強(qiáng)、施工經(jīng)驗(yàn)豐富、信譽(yù)較好、管理能力較強(qiáng)的施工單位。施工單位的選擇應(yīng)通過招標(biāo)優(yōu)選,只有選擇那些經(jīng)濟(jì)合理和施工技術(shù)安全可靠以及資信較好的建筑施工單位,才能夠保證施工的質(zhì)量。
四、施工過程中對高層建筑深基坑支護(hù)技術(shù)控制要點(diǎn)的研究
(一)了解高層建筑深基坑支護(hù)施工的特點(diǎn)
施工是深基坑支護(hù)建設(shè)的重要環(huán)節(jié)。從一個(gè)施工單位的具體施工過程來看,在對施工區(qū)域進(jìn)行了地質(zhì)勘查以后,應(yīng)了解當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)環(huán)境條件,同時(shí)應(yīng)結(jié)合深基坑工程的施工經(jīng)驗(yàn)來判斷,要求施工單位能夠嚴(yán)格根據(jù)施工的程序來執(zhí)行施工任務(wù),將施工中的每個(gè)要點(diǎn)進(jìn)行落實(shí)。在高層建筑深基坑支護(hù)技術(shù)施工的過程中,應(yīng)加強(qiáng)對施工過程的控制,如果發(fā)現(xiàn)施工過程中出現(xiàn)了相關(guān)問題,應(yīng)及時(shí)研究解決的方案。如開挖施工,在施工以前應(yīng)對周邊的建筑物進(jìn)行考察,確定好施工環(huán)境的條件以后。根據(jù)不同的地下條件進(jìn)行必要的分類,對于深入地面挖掘軟土的區(qū)域,由于信息資源的不充分以及挖掘方式不當(dāng),會(huì)導(dǎo)致土體的抗剪程度降低,容易產(chǎn)生土體下滑的情況,對工程帶來坍塌的影響。
(二)加強(qiáng)對深基坑支護(hù)周圍土體的止水效果管理
高層建筑深基坑支護(hù)建設(shè),會(huì)遇到地下水水位較高的情況,而這一現(xiàn)象不利于深基坑支護(hù)建設(shè)。在深基坑支護(hù)的建設(shè)施工中,應(yīng)關(guān)注施工中天氣的情況,根據(jù)地質(zhì)勘測部門的資料進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)。如在施工過程中如果出現(xiàn)了水量過大的現(xiàn)象,應(yīng)采取抽水和排洪的措施,避免周邊的建筑物產(chǎn)生塌陷的情況。通常,深基坑支護(hù)周邊的土體應(yīng)具有較好的止水效果,而止水主要通過以降水為主的帷幕方式。在應(yīng)用這一方式的過程中可采用高壓噴射注漿法,還應(yīng)該對關(guān)鍵部分的進(jìn)行深層的攪拌。所以,在對深基坑周邊的土體實(shí)施攪拌的過程中,應(yīng)重視對關(guān)鍵部分的細(xì)節(jié)處理,如保證水泥漿攪拌量的合適性以及整個(gè)樁體的均勻程度。
五、高層建筑深基坑支護(hù)技術(shù)的質(zhì)量檢測
高層建筑的深基坑支護(hù)技術(shù)對整個(gè)建筑的質(zhì)量具有影響,關(guān)系到施工的全局。深基坑施工的安全可靠與高層建筑的穩(wěn)定性。安全性與長久性有著密切的關(guān)聯(lián)。深基坑支護(hù)工程應(yīng)從設(shè)計(jì)與支護(hù)和施工方面開始,確保施工的質(zhì)量。深基坑支護(hù)施工技術(shù)水平的提高,有利于促進(jìn)工程施工順利的開展。為了能夠提升深基坑支護(hù)的質(zhì)量,應(yīng)對深基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行質(zhì)量的檢測,其中檢測的內(nèi)容涵蓋了多個(gè)方面,分別是支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移、擋土樁深度的位移觀測以及土釘錨桿抗拔試驗(yàn)等。為了確保支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與剛度,需要由專業(yè)知識豐富的技術(shù)人員進(jìn)行深基坑支護(hù)機(jī)構(gòu)的施工,這樣才能夠保證深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量,同時(shí)借助第三方檢測單位應(yīng)對其中潛在的措施進(jìn)行預(yù)報(bào),并采取有效的措施應(yīng)對,這樣才能夠保證高層建筑施工可以順利的實(shí)現(xiàn)和完成。
六、結(jié)語
隨著城市化進(jìn)程的加快,城市的建筑水平在不斷的發(fā)展和提升,從而高層建筑的深基坑支護(hù)技術(shù)也會(huì)是建筑中重要的問題。深基坑支護(hù)技術(shù)應(yīng)對施工前、施工中以及施工以后的控制要點(diǎn)進(jìn)行分析,加強(qiáng)對深基坑支護(hù)技術(shù)的管理以及質(zhì)量監(jiān)測,從而促進(jìn)高層建筑的質(zhì)量水平提高,保證百年大計(jì),質(zhì)量第一。