工民建施工中的深基坑支护技术研究

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

王昊楠、周晓颖

陕西旅游集团建设有限公司 陕西省西安市 710100

摘要

随着城市化进程的加快,高层建筑和地下空间的开发利用日益增多,深基坑工程在工民建施工中变得越来越普遍。深基坑支护技术作为确保基坑稳定性和周边环境安全的关键技术,其研究与应用显得尤为重要。本文旨在探讨当前深基坑支护技术的研究现状,分析各种支护方法的优缺点,并提出相应的优化建议。


关键词

工民建;深基坑支护技术;应用

正文


1工民建施工中深基坑支护技术的特点

1.1地质条件复杂性

在工民建施工中,深基坑支护技术面临的一个重要挑战是地质条件的复杂性。由于城市地下地质情况多变,基坑开挖过程中可能会遇到各种不同类型的土层,如砂土、黏土、淤泥等。这些土层的物理和力学性质差异较大,对支护结构的设计和施工提出了更高的要求。此外,地下水位的变化也会对基坑稳定性产生影响,需要采取有效的降水措施或选择合适的支护结构形式。

1.2施工技术的多样性

为了应对不同地质条件和工程需求,深基坑支护技术呈现出多样性。常见的支护技术包括地下连续墙、深层搅拌桩、土钉墙、锚杆支护、钢支撑等。每种技术都有其适用范围和优缺点,需要根据具体工程情况进行选择和优化。例如,地下连续墙适用于地质条件复杂、基坑深度较大的情况,而土钉墙则适用于土质较好、开挖深度较浅的基坑。

1.3环境保护要求严格

随着城市化进程的加快,环境保护要求也越来越严格。在深基坑施工过程中,必须采取有效措施减少对周边环境的影响。例如,控制施工噪音、振动和扬尘,防止地下水污染,以及确保周边建筑物和地下管线的安全。这要求施工单位在设计和施工过程中充分考虑环境保护因素,采用先进的技术和设备,确保工程顺利进行。

 

2深基坑支护技术的应用

2.1地下连续墙技术应用

地下连续墙技术是一种在深基坑支护工程中广泛应用的技术手段,它通过在地下连续浇筑混凝土墙体,形成一道坚固的屏障,以支撑基坑周围的土体。这种技术特别适用于地质条件复杂、基坑深度较大的工程。地下连续墙具有良好的整体性和抗渗性,能够有效防止地下水和土体的流动,确保基坑的稳定性。

在实际应用中,地下连续墙的施工通常分为以下几个步骤:①导墙施工:首先在预定位置建造导墙,作为后续施工的导向和支撑结构。导墙的建造需要精确,以确保后续施工的顺利进行。

②槽段开挖:使用专用的抓斗或铣槽机在导墙内开挖出连续的槽段。槽段的开挖需要严格按照设计要求进行,以保证墙体的整体性和稳定性。

③钢筋笼安装:在槽段内安装钢筋笼,钢筋笼的尺寸和配筋需根据设计要求进行。钢筋笼的安装需要精确,以确保混凝土浇筑后的墙体强度和稳定性。

④混凝土浇筑:通过导管将混凝土浇筑到槽段内,确保混凝土密实并达到设计强度。混凝土浇筑需要严格控制,以保证墙体的整体性和防水性能。

⑤墙体连接:相邻槽段的混凝土浇筑完成后,通过特殊工艺将墙体连接成整体。墙体连接需要精确,以保证整体结构的稳定性和防水性能。

地下连续墙技术在施工过程中需要严格控制槽段的垂直度和墙体的平整度,以保证整体结构的稳定性和防水性能。此外,施工过程中还需注意对周边环境的影响,采取相应的减振、降噪和防尘措施,以减少施工对周边环境的影响,确保施工的顺利进行。

2.2深层搅拌桩技术应用

深层搅拌桩技术是一种先进的地基处理方法,它通过专用的机械设备将水泥浆与地下土体进行充分的搅拌混合,从而形成一种具有较高强度和稳定性的水泥土墙体。这种技术特别适用于软土地区,能够显著提升土体的承载力,增强其稳定性,并有效减少基坑在施工过程中的变形问题。

深层搅拌桩的施工过程可以详细分为以下几个关键步骤:首先,根据工程设计的具体要求,操作人员需要将钻机移动到预定的位置,并进行精确的定位工作,确保钻机的准确性和稳定性。

在钻机定位完成后,启动钻机的钻进系统,将钻头钻入地下预定的深度。与此同时,通过钻头喷射出水泥浆,与周围的土体进行充分的搅拌混合,确保水泥浆与土体能够均匀地结合在一起。

在完成钻进搅拌后,操作人员需要边提升钻头边继续喷射水泥浆,直至钻头完全提升至地面。这一过程中,水泥浆与土体的混合更加均匀,从而形成连续且稳定的水泥土墙体。

完成搅拌桩施工后,为了确保桩体的强度和稳定性,需要对桩体进行适当的养护。这通常包括保持桩体的湿润状态,避免过早干燥导致强度下降。

在深层搅拌桩技术的施工过程中,严格控制水泥浆的配比、喷射压力和搅拌速度是至关重要的。这些参数直接影响到桩体的质量和性能。此外,施工过程中还需要特别注意对周边环境的影响,采取相应的环保措施,例如减少噪音、粉尘和振动等,以确保施工活动不会对周围环境和居民生活造成不良影响。通过这些细致的施工步骤和严格的控制措施,深层搅拌桩技术能够为建筑工程提供坚实可靠的地基支撑。

2.3土钉支护技术应用

土钉支护技术是一种经济有效的深基坑支护方法,主要适用于土质较好、开挖深度较浅的基坑工程。该技术通过在土体中插入钢筋或钢索,并在表面喷射混凝土,形成一种复合土体,以提高基坑边坡的稳定性。

土钉支护技术的施工过程主要包括以下几个步骤:首先,根据设计要求,确定土钉的位置和间距,并在预定位置上进行钻孔。钻孔的深度和直径需要根据工程的具体情况来确定,以确保土钉能够有效地锚固在土体中。

在钻孔完成后,将钢筋或钢索插入孔内,并在孔内注入水泥浆。水泥浆的注入需要确保充分填充孔内空间,以保证土钉与土体之间的良好黏结。

随后,进行喷射混凝土施工。喷射混凝土通常采用湿喷法,即将混凝土拌和物通过高压喷嘴喷射到土钉表面,形成一层均匀的混凝土保护层。喷射混凝土的厚度和强度需要满足设计要求,以确保整体结构的稳定性和耐久性。

在喷射混凝土完成后,进行表面处理,如平整、养护等。养护工作对于喷射混凝土的质量至关重要,需要保持适当的湿度和温度,以确保混凝土的强度和耐久性。

土钉支护技术在施工过程中需要严格控制钻孔的质量、钢筋或钢索的插入深度和角度,以及喷射混凝土的厚度和强度。此外,施工过程中还需注意对周边环境的影响,采取相应的减振、降噪和防尘措施,以减少施工对周边环境的影响,确保施工的顺利进行。

土钉支护技术以其经济、高效、施工简便等优点,在深基坑支护工程中得到了广泛地应用。然而,由于其适用范围有限,施工过程中需要严格控制各项技术参数,以确保工程质量。

2.4微型桩技术应用

微型桩技术是通过在土体中钻孔并插入钢筋或钢管,然后注入水泥浆,形成微型桩,以提高地基的承载力和稳定性。微型桩特别适用于地质条件复杂、空间受限的工程,如城市密集区域的建筑物加固和边坡支护。

首先,根据设计要求,确定微型桩的位置和间距,并在预定位置上进行钻孔。钻孔的深度和直径需要根据工程的具体情况来确定,以确保微型桩能够有效地锚固在土体中。

在钻孔完成后,将钢筋或钢管插入孔内,并在孔内注入水泥浆。水泥浆的注入需要确保充分填充孔内空间,以保证微型桩与土体之间的良好黏结。

随后,进行微型桩的养护工作。养护工作对于水泥浆的质量至关重要,需要保持适当的湿度和温度,以确保水泥浆的强度和耐久性。

微型桩技术在施工过程中需要严格控制钻孔的质量、钢筋或钢管的插入深度和角度,以及水泥浆的配比和注入压力。此外,施工过程中还需注意对周边环境的影响,采取相应的减振、降噪和防尘措施,以减少施工对周边环境的影响,确保施工的顺利进行。

微型桩技术以其施工简便、适应性强、成本较低等优点,在地基加固和边坡支护工程中得到了广泛地应用。然而,由于其施工精度要求较高,施工过程中需要严格控制各项技术参数,以确保工程质量。

2.5锚杆支护技术应用

锚杆支护技术是一种广泛应用于地下工程和边坡支护的施工方法。它通过在地下土体或岩石中钻孔,插入钢筋或钢索,并在孔内注入水泥浆,形成锚杆,以提高边坡或地下结构的稳定性。锚杆支护技术特别适用于地质条件复杂、开挖深度较大的工程,如地铁车站、隧道和深基坑工程。

首先,根据设计要求,确定锚杆的位置和间距,并在预定位置上进行钻孔。钻孔的深度和直径需要根据工程的具体情况来确定,以确保锚杆能够有效地锚固在土体或岩石中。

在钻孔完成后,将钢筋或钢索插入孔内,并在孔内注入水泥浆。水泥浆的注入需要确保充分填充孔内空间,以保证锚杆与土体或岩石之间的良好黏结。

随后,进行锚杆的张拉和锁定工作。张拉是为了确保锚杆在施工过程中能够承受预定的拉力,而锁定则是为了保持锚杆在张拉后的位置和拉力。张拉和锁定工作需要严格按照设计要求进行,以确保锚杆的稳定性和可靠性。

锚杆支护技术在施工过程中需要严格控制钻孔的质量、钢筋或钢索的插入深度和角度,以及水泥浆的配比和注入压力。此外,施工过程中还需注意对周边环境的影响,采取相应的减振、降噪和防尘措施,以减少施工对周边环境的影响,确保施工的顺利进行。

锚杆支护技术以其施工简便、适应性强、成本较低等优点,在地下工程和边坡支护工程中得到了广泛地应用。然而,由于其施工精度要求较高,施工过程中需要严格控制各项技术参数,以确保工程质量。

 

3工民建施工中深基坑支护技术的应用措施

3.1合理选择支护方案

在工民建施工中,深基坑支护技术的选择至关重要。根据地质条件、基坑深度、周边环境等因素,合理选择支护方案是确保施工安全和工程质量的关键。常见的深基坑支护技术包括土钉墙、锚杆支护、地下连续墙等。设计人员需要综合考虑各种因素,选择最适合项目的支护技术。

3.2加强监测与预警系统

为了确保深基坑施工过程中的安全,建立完善的监测与预警系统是必不可少的。通过安装位移、倾斜、地下水位等监测设备,实时监控基坑及周边环境的变化情况。一旦发现异常情况,应立即启动预警机制,采取相应的应急措施,防止事故发生。

3.3优化施工组织设计

施工组织设计的优化能够有效提高施工效率,减少施工对周边环境的影响。合理安排施工工序,确保各工序之间衔接顺畅,避免因施工不当导致的基坑变形或周边建筑物受损。同时,合理安排施工时间,尽量避开居民休息时间,减少噪音污染。

3.4强化施工人员培训

施工人员的专业素质直接影响到施工质量和安全。因此,加强施工人员的培训,增强他们的专业技能和安全意识是至关重要的。通过定期组织培训,让施工人员熟悉各种支护技术的操作规程和安全要求,确保施工过程中的规范操作。

3.5采用信息化施工技术

随着科技的发展,信息化施工技术在深基坑支护工程中的应用越来越广泛。通过应用BIM技术、三维激光扫描等现代信息技术,可以实现对施工过程的实时监控和管理,提高施工精度和效率。同时,利用信息化手段进行施工模拟,提前发现潜在问题,优化施工方案。

 

4未来发展趋势

随着环保意识的增强和可持续发展理念的普及,绿色施工技术在未来的工民建施工中将得到更广泛地推广。绿色施工技术不仅关注工程质量与安全,还注重环境保护、资源节约和减少施工过程中的污染。例如,采用低噪音、低排放的施工设备,推广使用环保材料,以及实施雨水收集和循环利用系统等措施,都是未来绿色施工技术的发展方向。通过引入物联网、大数据分析、人工智能等先进技术,可以实现施工过程的智能化管理。例如,利用无人机进行现场巡查和数据采集,使用智能机器人进行危险或重复性高的作业,以及通过大数据分析优化施工方案和资源配置,提高施工效率和质量。通过跨学科合作,将不同领域的技术进行融合,开发出新的施工方法和工艺。例如,结合土木工程、机械工程、材料科学等多学科知识,开发出新型的支护结构和施工材料,以适应更加复杂和苛刻的施工环境。随着城市化进程的加快,城市基础设施建设将面临更大的挑战。未来,可持续发展的城市基础设施建设将成为主流。通过采用先进的施工技术和管理方法,可以实现城市基础设施的可持续发展,提高城市居民的生活质量。

 

结语:

综上所述,深基坑支护技术在工民建施工中的应用是一个系统工程,涉及多个环节和方面。合理选择支护方案、加强监测与预警系统、优化施工组织设计、强化施工人员培训以及采用信息化施工技术,都是确保施工安全、提高工程质量的重要措施。未来,随着绿色施工技术、智能化施工技术、综合施工技术的创新以及施工安全与健康管理的加强,工民建施工领域将迎来更加广阔的发展前景。

 

参考文献

[1]杨佳佳.深基坑支护技术及监测方案[J].有色金属设计,2023,50(4):60-63.

[2]林渝皓,郭荣才,蒋勇波.大型公共建筑深基坑边坡支护施工技术研究[J].建筑机械化,2023,44(12):74-76.

[3]韩磊.建筑深基坑支护技术应用[J].工程机械与维修,2022(4):242-243.

 


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