摘要:随着社会的发展与进步,重视超高层深基坑施工具有重要的意义。本文主要介绍超高层深基坑施工的技术要点分析的有关内容。 关键词:超高层;深基坑;施工技术
深基坑工程的施工是一个复杂的过程,施工时应按先设计、后施工的程序施工,并保证做到边施工、边监测,还要遵循”分层开挖,先撑后挖,随挖随撑,对称均衡,限时限屠”的原则,杜绝盲目施工和野蛮施工的现象,加强对整个深基坑施工过程的控制,保证工程顺利、安全地完成。 一、超高层建筑深基坑施工特点 1、深基坑工程特点
与其它分部分项工程相比,超高层建筑深基坑工程具有鲜明特点: 1.1临时性
深基坑工程是为深基础工程施工服务的,深基础工程施工结束后,深基坑工程的历史使命就完成了,深基坑工程属施工措施性工程,具有较强的临时性。因此在深基坑工程实践中,要在确保安全的前提下突出经济性,尽量降低深基坑工程的造价。 1.2区域性
深基坑工程处于岩土体中,其工作状况受岩土工程特性影响极为显著,而岩土工程条件具有显著的区域性。我国幅员辽阔,不同地区岩土工程条件差异极大,沿海地区岩土工程条件较差,如上海、天津软土工程问题特别突出,而广大内陆地区岩土工程条件较好,如北京等地区,地下水位埋深大,土体强度高。因此从事深基坑工程实践时,必须因地制宜,根据工程所在地的岩土工程条件选择安全可靠、经济合理的深基坑工程技术。 1.3风险性
深基坑工程的安全受场地岩土工程条件影响极为显著,但是受技术和经济条件所限,人们对岩土工程的了解还是极为有限的,还不可能全面掌握地下岩土工程的变化规律,深基坑工程实践的不确定性因素比较多,安全风险性高,深大基坑工程尤其如此。因此在深基坑工程实践中要高度重视安全风险问题,采取的各项技术措施要留有足够的安全储备,以规避安全风险。 2、深基坑工程施工特点
超高层建筑深基坑工程规模庞大、环境复杂、工期紧张,施工具有非常鲜明的特点:
2.1规模庞大
超高层建筑深基坑工程占地面广,面积超过50000 平方米的深基坑工程已不鲜见。为了结构稳定和开发地下空间的需要,超高层建筑的基础埋置都比较深,基坑开挖深度达20余米,有的甚至超过30 米。深基坑工程施工技术含量高、施工安全风险大。 2.2环境复杂
超高层建筑多处于城市繁华地段,周边建筑密集,地下管线交错,甚至还紧邻城市生命线工程如地铁等,施工环境复杂,环境保护要求高,深基坑工程施工不但要确保自身安全,而且要将变形控制在环境可承受的范围内,施工控制标准
高。
2.3工期紧张
超高层建筑的显著特点是:投资大、工期长、成本高。因此必须突出工期保证措施,采取有力措施缩短工期。由于深基坑工程施工任务比较单一,牵涉面比较小,因此在超高层建筑施工中,往往将压缩工期的任务落实在深基坑工程施工阶段,深基坑工程施工工期往往极为紧张。 二、超高层建筑深基坑工程施工控制要点
施工阶段是项目实施的关键阶段,工程师应根据地质勘探资料和当地水文气候条件,结合当地深基坑工程施工的经验和条件,确定工程的关键项目,要求施工单位制定专项施工方案报监理机构审核,并强调要制定突发事件的应急预案。 1.深基坑施工
深基坑施工包括挖土、挡土、围护、防水等环节,是一项复杂的系统工程,任何一个环节的失误都有可能导致施工失败,甚至造成事故。施工单位要严格按照施工规程、经批准的施工组织设计及相关的技术规范组织施工,对各施工要点要制定具体措施,并加强过程控制。例如,确定土方开挖方案时,应对周围建筑物、构筑物进行拍照和录像,对地质勘测报告、周围建筑物及地下设施情况等信息进行分析。对特殊地质需精心组织施工,膨胀土地区不宜在雨季开挖,软土地区分层开挖的深度不宜太大。若挖土高差太大或挖土进度过快,极易改变土体原来的平衡状态,降低土体的抗剪强度,可导致土体快速滑移,这样不利工程监控,易造成坍塌事故。
2.深基坑止水效果的控制
在地下水位较高的地区,地下水对深基坑工程施工带来的危险程度是相当高的。地下水的来源一般为上层滞水、潜水、承压水、雨水及基坑周围的渗漏管道水。由于水的来源复杂,枯水期和丰水期水位变化的影响,在制定止水方案时应从深基坑工程的防水、降水和排水三个方面考虑,根据地质勘察部门提供的地质资料,深入分析地下水的成因。了解深基坑周围环境,对周边建筑基坑,宜采用以堵为主,抽水为辅,否则会导致基坑周围土体与水体的流失,使建筑物不均匀沉陷。甚至发生坑底流沙、管涌等现象,增大了处理难度,延了工期,反之,以降水为主。止水帷幕是高水位地区深基坑支护工程中常用的止水措施,其施工方法主要有高压喷射注浆法、浆喷深层搅拌法、粉喷深层搅拌法和压力注浆法等。采用浆喷深层搅拌法进行止水帷幕止水施工时,如果止水帷幕的搅拌桩成桩质量不好,深基坑开挖后会出现渗水较多的现象。若此时再采用灌浆的方法进行处理,则延误工期、增加造价。
3.深基坑支护的信息化管理
深基坑施工的质量问题实质上是基坑的整体刚度和稳定性,即基坑支护结构是否会发生变形、是否会产生沉降及水平方向的位移或倾斜、支护结构是否有裂缝以及基坑底是否产生隆起和变形,若发生这些问题将导致基坑支护结构的失败。基坑支护结构信息化管理的主要手段,是安排专业施工监测人员对基坑现场及周围建筑物进行监测,根据基坑开挖期间监测到的基坑支护结构或岩土变位等情况,比照勘察、设计的预期性状,动态分析监测资料.全面掌握位移变化的大小、方向、变化频率,对照报警标准,预测下一阶段工作的动态,及时对施工中可能出现的险情进行预报,超过位移设定的预警值时,应及时采取有效的应对措施,确保工程安全。深基坑支护结构工程监测的主要内容有:支护结构顶部水平位移;支护结构沉降和裂缝;临近建筑物、道路的沉降、倾斜和裂缝;基坑底隆起的观
测等。观测结果要真实反映所测目标的动态趋势,并绘出变化曲线图,以传递险情前兆信息。找出险情发生的必要条件,如地质特性、支护结构、临近建筑物、地下设施等,结合相关的诱发条件,如气象条件、开挖施工、地下水变化等。 4.应急处理
建筑施工是一个投资大、周期长、参与人员多的过程,施工过程中会发生许多不可预见的事件。对于基坑支护结构的施工,更要做好应对突发事件的技术准备。常见的突发事件有:基坑内管涌、流沙;基坑支护局部出现成因不明的裂缝、沉降;气象异常,出现持续多日的狂风暴雨;相邻工地施工的影响,如降水、打桩、开挖土方;地下障碍物妨碍基坑支护结构或止水帷幕的施工等等。事件发生后,及时启动应急预案,并会同相关单位研究解决办法。 三、结语
随着改革开放的发展,城市建设了大批的高层和超高层建筑。开发商为提高建筑用地率,加之国家有关规范,对基础埋置深度和人防工程的要求,多层建筑地下室的设计必不可少。于是,地下建筑开挖时的深基坑支护成为一个必要的施工过程。但由于深基坑支护为临时建筑,不在建筑主体施工的范围内,为节省投资、降低成本及加快进度,业主、施工单位往往只强调基坑支护施工的临时性,而忽略了基坑支护施工的重要性、复杂性及风险性。认为只要基础工程完成时,基坑支护未垮掉便解决问题,有的施工单位甚至认为挖一个大坑,简单地处理一下坑壁即可,致使深基坑施工时安全质量事故时有发生,不仅延误了工期,还造成了巨大的经济损失。 参考文献:
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[3]姚天强,石振华.基坑降水手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2006.
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