【摘要】文章對基坑圍護施工進行了詳細研究,闡述了施工過程中面臨的技術(shù)難點和應(yīng)對措施,研究重點包括地下水因素對基坑圍護工程的影響、基坑圍護綜合治理原則的應(yīng)用。通過全面調(diào)查地下水因素,制定了科學合理的基坑降水方案和圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計,保證工程施工的安全性,并采用深層攪拌樁和錨桿支護技術(shù),優(yōu)化施工方案,減少施工成本。研究結(jié)果表明,科學合理的施工技術(shù)和管理措施能夠有效保障基坑圍護施工的安全性和高效性。
【關(guān)鍵詞】建筑工程;基坑圍護施工技術(shù);地下水
【中圖分類號】TU753 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-6028(2025)02-0156-03
0 引言
隨著我國城市化進程不斷加快,高層建筑、地下空間開發(fā)等大型工程項目日益增多,基坑工程作為這些項目的基礎(chǔ)性工程,其安全性和穩(wěn)定性直接關(guān)系到整個工程的成敗。因此,基坑圍護施工技術(shù)作為保障基坑工程安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié),其重要性不言而喻。放坡開挖、土釘墻等傳統(tǒng)基坑圍護技術(shù)在面對復(fù)雜地質(zhì)條件和深基坑工程時,難以滿足安全性和經(jīng)濟性的要求。近年來,隨著新材料、新工藝不斷涌現(xiàn),以及對基坑工程力學特性認識的深入,各種新型基坑圍護技術(shù)應(yīng)運而生,并在實際工程中得到了廣泛應(yīng)用?;诖耍疚闹荚趯ㄖこ袒訃o施工要點進行研究,分析不同類型基坑圍護技術(shù)的特點,探討其在不同地質(zhì)條件下的應(yīng)用效果,以期為基坑工程施工提供參考[1]。
1" 基坑圍護施工技術(shù)的主要種類
基坑圍護施工技術(shù)種類繁多,常見的有排樁圍護墻、地下連續(xù)墻、水泥土攪拌樁、土釘墻、噴錨支護等。每種技術(shù)都有其適用范圍和優(yōu)缺點,需要根據(jù)工程地質(zhì)條件、周邊環(huán)境、基坑深度、施工周期等因素進行綜合考慮,選擇最合適的方案。如在軟土地區(qū),常采用地下連續(xù)墻或水泥土攪拌樁等止水性能好的支護結(jié)構(gòu);而在巖石地區(qū),則可采用噴錨支護等經(jīng)濟性較好的方案。通過在基坑周邊布置傳感器,可以實時監(jiān)測基坑變形、地下水位、支撐軸力等關(guān)鍵參數(shù),并將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控平臺進行分析預(yù)警,實現(xiàn)對基坑安全的動態(tài)監(jiān)控。
2 施工難點
2.1 地下水因素對基坑圍護工程的影響
地下水是基坑工程中不可忽視的自然因素,其存在形式、賦存條件、變化規(guī)律都會對基坑圍護結(jié)構(gòu)產(chǎn)生復(fù)雜的影響。不同地質(zhì)條件下,地下水影響程度和表現(xiàn)形式也各不相同,如在富水地層中,地下水位高、水量豐富,基坑開挖過程中極易發(fā)生涌水、流砂等現(xiàn)象,嚴重威脅施工安全。而在地下水位較低的地區(qū),雖然涌水風險較小,但基坑降水不當仍可能導致周邊建筑物沉降、地下管線破壞等問題。為有效應(yīng)對地下水對基坑工程的影響,施工前必須對地下水因素進行全面調(diào)查,包括了解地下水的類型、水位、流向、補給排泄條件、水質(zhì)情況等,并結(jié)合工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件,制定科學合理的基坑降水方案和圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計,流程見圖1。但在實際工程建設(shè)中,由于種種原因,地下水因素處理不當,基坑工程事故頻發(fā)。
2.2 基坑圍護綜合治理原則影響
基坑支護綜合治理原則是確保基坑圍護施工質(zhì)量的重要指導方針,這些原則不僅涵蓋了技術(shù)層面的要求,還涉及經(jīng)濟、環(huán)境、社會等多個方面。首先,技術(shù)層面原則要求施工方案必須科學合理,能夠應(yīng)對復(fù)雜的地質(zhì)條件。如在軟土層較多的區(qū)域,采用深層攪拌樁技術(shù),增強基坑的穩(wěn)定性,而在巖石層較多的區(qū)域,則利用錨桿支護技術(shù),進一步提高支護結(jié)構(gòu)的承載能力。其次,經(jīng)濟層面原則要求在保證施工質(zhì)量前提下,盡可能降低施工成本,包括材料和設(shè)備成本、人工成本、時間成本。通過優(yōu)化施工方案,減少不必要的工序和材料浪費,有效降低施工成本。而合理安排施工進度,避免因工期延誤而產(chǎn)生的額外費用,也是經(jīng)濟層面原則的重要體現(xiàn)。再次,環(huán)境層面原則要求施工過程中盡量減少對周邊環(huán)境的影響,在城市中心區(qū)域施工場地受到周邊建筑物、道路、地下管線的限制,如何在保證施工安全的同時,減少對周邊環(huán)境的影響,是亟待解決的問題[2]。
2.3 地域特征影響
不同的地質(zhì)特征和土質(zhì)條件對基坑支護方法有著不同的要求。軟土地區(qū)土質(zhì)松軟,承載力低,容易發(fā)生流砂、管涌等現(xiàn)象,在軟土地區(qū)進行基坑支護時優(yōu)先考慮采用地下連續(xù)墻、SMW工法樁等具有較強止水性能和抗側(cè)向壓力能力的支護結(jié)構(gòu)。巖石地區(qū)地質(zhì)條件相對穩(wěn)定,但巖石強度和節(jié)理發(fā)育程度差異較大,基坑支護需根據(jù)巖石的強度和節(jié)理發(fā)育情況,選擇合適的支護方法,如錨桿支護、噴射混凝土支護等。地下水位較高地區(qū)容易發(fā)生涌水、流砂等現(xiàn)象,對基坑支護結(jié)構(gòu)的安全性造成威脅,因此,基坑支護時需要采取有效的降水措施,并選擇具有良好止水性能的支護結(jié)構(gòu)[3]。
基坑支護方案確定后,要根據(jù)不同的地質(zhì)條件優(yōu)化施工方案,保證施工的高效性。在基坑開挖過程中,首先要根據(jù)地質(zhì)張拉特性,合理控制開挖速度和支護結(jié)構(gòu)的變形,避免發(fā)生基坑失穩(wěn)事故。其次,及時驗算支護結(jié)構(gòu)的承載能力,并采取相應(yīng)的加固措施,確保支護結(jié)構(gòu)的安全可靠[4]。最后,全面收集地質(zhì)勘察資料、監(jiān)測數(shù)據(jù)等信息,及時掌握基坑的變形情況和支護結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài),并根據(jù)實際情況對施工方案進行調(diào)整,基坑開挖卸荷后的變形見圖2。
3 建筑工程基坑圍護施工技術(shù)的應(yīng)用
3.1 制定科學合理的基坑降水方案
在基坑圍護施工中,地下水因素是影響工程安全性和施工效率的重要因素之一。地下水位的變化不僅可能導致基坑邊坡失穩(wěn),還可能引發(fā)周邊建筑物的沉降和裂縫,嚴重時甚至會造成工程事故。因此,全面調(diào)查地下水因素,制定科學合理的基坑降水方案是確保工程安全的首要任務(wù),工作人員要利用鉆探、抽水試驗等手段,獲取地下水位、滲透系數(shù)、含水層厚度等關(guān)鍵數(shù)據(jù),在地下水位較高的地區(qū),采取有效的降水措施,如井點降水、管井降水等,以降低地下水位,確?;娱_挖的安全性。綜合考慮多種因素,如降水設(shè)備選型、布置方式、降水深度等因素,根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行優(yōu)化設(shè)計,并分析降水對周邊環(huán)境的影響,采取相應(yīng)的防護措施,避免因降水導致的地表沉降和建筑物損壞。同時,在降水方案實施過程中要安裝水位監(jiān)測儀器,實時掌握地下水位的變化情況,及時調(diào)整降水設(shè)備的運行參數(shù),確保降水效果達到預(yù)期目標。此外,定期對降水設(shè)備進行維護和保養(yǎng),確保其正常運行,避免因設(shè)備故障導致的降水效果不佳[5]。
3.2 開展科學的圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計
圍護結(jié)構(gòu)除了要承受來自土體的側(cè)壓力,還要應(yīng)對地下水位變化帶來的影響。在地質(zhì)條件復(fù)雜的地區(qū),如軟土、砂土等,圍護結(jié)構(gòu)應(yīng)具備足夠的強度和剛度,才能抵抗土體的側(cè)壓力。工作人員在進行圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計中,需考慮地下水位變化對圍護結(jié)構(gòu)的影響,采取相應(yīng)的防水措施,避免因地下水滲漏導致的結(jié)構(gòu)破壞,遵循“剛?cè)岵痹瓌t。地下連續(xù)墻、鋼板樁等剛性圍護結(jié)構(gòu)具有較高的強度和剛度,適用于深基坑和地質(zhì)條件復(fù)雜的地區(qū),柔性圍護結(jié)構(gòu)如土釘墻、噴錨支護等,具有較好的變形適應(yīng)性,適用于淺基坑和地質(zhì)條件較好的地區(qū)。在實際工程中,根據(jù)具體情況選擇合適的圍護結(jié)構(gòu)形式,或采用組合式圍護結(jié)構(gòu),從而達到最佳的防護效果。圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計還要考慮施工的可行性和經(jīng)濟性,在確保安全性前提下,盡量簡化施工工藝,降低施工難度,減少施工成本。例如,在圍護結(jié)構(gòu)的設(shè)計中,采用預(yù)制構(gòu)件,減少現(xiàn)場施工時間,提高施工效率,優(yōu)化設(shè)計方案,減少材料用量,降低工程造價。
3.3 深層攪拌樁和錨桿支護技術(shù)的運用
在基坑圍護施工中,深層攪拌樁和錨桿支護技術(shù)是兩種常用的支護方法,這兩種技術(shù)不僅能夠有效提高基坑的穩(wěn)定性,還能優(yōu)化施工方案,減少施工成本。深層攪拌樁技術(shù)通過機械攪拌將水泥漿與土體混合,形成具有一定強度和剛度的水泥土樁。該技術(shù)具有施工速度快、成本低、對周邊環(huán)境影響小等優(yōu)點。在基坑圍護施工中,深層攪拌樁可以作為擋土墻或止水帷幕,有效抵抗土體側(cè)壓力和地下水滲透。此外,深層攪拌樁還可以與其他支護結(jié)構(gòu)(如錨桿、鋼板樁等)結(jié)合使用,形成復(fù)合式支護體系,進一步提高基坑的穩(wěn)定性[6]。
錨桿支護技術(shù)在土體中鉆孔并安裝錨桿,利用錨桿與土體的摩擦力來抵抗土體側(cè)壓力具有施工靈活、適應(yīng)性強、成本較低等優(yōu)點[7]。在基坑圍護施工中,錨桿與噴射混凝土、鋼板樁等結(jié)構(gòu)結(jié)合使用,形成錨噴支護或錨板支護體系,從而有效提高基坑的穩(wěn)定性。通過采用深層攪拌樁和錨桿支護技術(shù),可以優(yōu)化基坑圍護施工方案,減少施工成本。首先,這兩種技術(shù)可以減少對周邊環(huán)境的影響,降低施工難度,提高施工效率。其次,通過合理選擇和組合這兩種技術(shù),可以形成經(jīng)濟高效的支護體系,減少材料用量和施工時間,降低工程造價。最后,這兩種技術(shù)還可以與其他支護結(jié)構(gòu)結(jié)合使用,形成復(fù)合式支護體系,進一步提高基坑的穩(wěn)定性和安全性[8]。
4 結(jié)語
綜上所述,本文通過對基坑圍護施工進行詳細探討,研究了在復(fù)雜環(huán)境下進行基坑圍護施工的技術(shù)挑戰(zhàn)和應(yīng)對策略。在施工過程中,通過全面調(diào)查地下水因素,制定了科學合理的基坑降水方案和圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計,保證工程施工的安全性。同時,采用深層攪拌樁和錨桿支護技術(shù),優(yōu)化施工方案,減少施工成本,為施工提供了可靠的技術(shù)支持,確保了整個工程的順利進行。這些技術(shù)的應(yīng)用不僅提高了施工效率,還顯著降低了施工風險,為類似項目施工提供寶貴的經(jīng)驗。未來,隨著城市建設(shè)不斷推進,基坑圍護施工將面臨更多新的挑戰(zhàn),研究人員持續(xù)研究先進的施工技術(shù),不斷提升工程施工人員的專業(yè)素質(zhì),將是保障基坑工程順利進行的關(guān)鍵。希望通過本文研究,能夠為相關(guān)領(lǐng)域的研究打下堅實基礎(chǔ)。
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[作者簡介]陳宏鵬(1995—),男,河北衡水人,碩士研究生,助理工程師,研究方向:土木建筑工程。