市政施工深基坑支护技术的运用

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张振刚

西安市西郊市政设施养护管理有限公司 西安市710000

摘要

随着城市化建设的发展,城市建设用地面积减少,越来越多的建筑项目需要在复杂的地质条件下进行,建筑施工难度提升,与此有关的深基坑开挖和支护工程都面临着巨大的挑战。深基坑施工安全,土体稳定、成本效益等问题都成为重要探究课题。为此在市政工程中,施工人员首先应该了解各类支护方法,针对施工环境具体选择相应的支护技术与材料。同时结合日常工作,进一步分析深基坑支护工程,争取在后期的工作中进行优化。


关键词

市政施工;深基坑支护技术;运用

正文


引言

随着城市化进程的加速,城市中心区域的土地资源日益紧张,深基坑工程成为城市建设中不可或缺的一部分。深基坑工程涉及到地质、水文等多种复杂因素,尤其是在高密度人口和建筑物密集的城市中心区域,其施工技术的选择和应用尤为关键。有效的深基坑支护技术不仅关系到工程本身的安全性和经济性,更对周边环境和建筑物的保护提出了更高要求。因此,探索和实践适用于复杂条件下的深基坑支护技术,具有重要的理论价值和实际意义。

1市政工程中深基坑的施工特点

一般情况下,市政施工深基坑设计为长方形,地下会有许多管线分布周围,深度会随着具体的工程而确定。因为属于地下结构施工,所处土壤地质、自然环境、温湿度都各自不同,就算是同一个城市,不同位置的深基坑施工也有很大的差异性。还有一些临时性的深基坑,比起永久性深基坑缺乏安全性和稳定性,安全隐患较多。所以,要求市政相关管理部门,在设计前就要根据深基坑支护的设计要求,对工程场地实施具体勘察,对现场相关数据进行全面收集,并撰写相关勘察报告;在深基坑施工前,施工单位要对施工设计图纸、深基坑深度、水文地质勘察报告、具体支护技术模式等进行深入研究。以此组织设计深基坑专项施工方案,并通过全面研究现场状况进行施工应急预案的制定,与此同时,施工监理单位要对现场的施工安全加大管理监督力度,并对施工组织设计以及深基坑专项施工方案进行及时审查,同时进行详细的工作记录。

2市政施工深基坑支护技术的运用

2.1地质勘探和分析

地质勘探和分析是深基坑支护施工技术中的关键要点之一。在进行深基坑支护施工前,必须对地质条件进行详细的勘探和分析,以了解地下土层的性质、强度、稳定性等信息。施工前对深基坑所在区域地质情况进行全面细致的调查,可帮助施工人员根更好的了解地质情况,结合实际地质情况制定合适的深基坑维护方案。地质勘探内容包括地质剖面观测、现场取样和物理力学性质测试等。地质勘探过程中可收集深基坑所在区域详细的地质数据,相关技术人员通过数据分析可以绘制出地下层位图,可以明确地质分层情况的同时,也可以确定地下水位所所在位置。地质勘探和分析还能够提前预测和识别地质灾害风险,如滑坡、塌陷等,为围护设计提供科学依据,以确保基坑施工的安全和稳定性。地质条件能够为深基坑尺寸和形状提供参考,通过地质勘探获取地下图层、地下水位和岩层信息,从而确定深基坑深度和形状,制定合适的深基坑支护方案,保证深基坑施工可以顺利进行。

2.2测量放线,复核桩位

划定深基坑施工区域后,使用推土机进行场地整平处理。按照施工图纸在场地上测量放线,确定桩基轴线和桩的位置,在桩位上撒石灰做标记。本工程中使用NTS-332全站仪测量确定桩位中心点,再安排施工人员进行桩位复核,桩位允许偏差为1/3桩径,确保位置精确。在施工场外布设3个水准点,便于进行标高控制。

2.3沟槽开挖技术

1)为确保深基坑的安全施工,技术人员需要根据实际深度进行评估,判断是否需要制定专项施工管理计划。在深基坑支护作业中,当沟槽开挖深度达到3m以上时,通常需要制定专项施工计划以提供辅助。对于深度超过5m的基坑,必须经过专家组评估并按照其指导进行开挖。在沟槽开挖前,管理人员需要充分了解施工区域的地下空间分布情况,包括原有基础设施、敷设管线等,以防止开挖作业破坏地下结构导致的危险,如管道泄漏等。2)在沟槽开挖之前,必须将土方运输工具在深基坑周边进行妥善布置。这一步骤的关键在于确保挖出的土料能够被安全地运送到指定的地点。在需要临时放置土方的情况下实际高度应严格控制在1.5m以下。为防止散落的土料对施工造成干扰,应在土堆边缘设置防护栏杆。3)在开挖沟槽时,作业人员需要确认当前的气候条件是否适宜安全施工。应避免在雷雨天气下进行作业,以防意外。同时,在施工现场周围准备充足的水泵和编织袋等安全防护设施,以便在突发情况下迅速进行急救。对于那些深度超过5m的深基坑,必须搭建围挡,围挡高度1.2m,距离深基坑500mm以外。

2.4钻孔施工

为保证钻孔施工质量,施工人员根据施工设计图纸,精准布设锚杆孔位,并根据设计要求,确定长度和直径,并严格控制钻孔的深度和角度,将孔位置误差控制在100mm内;钻孔角度偏差控制在5°内;成孔深度偏差控制在50mm内。同时,施工人员根据喷锚施工方法,合理选择钻孔孔径。针对先插入锚杆再注浆施工方法,将钻孔孔径控制在大于锚杆直径15mm以上。针对先注入砂浆后再插入锚杆的施工方法,将钻孔孔径控制在大于锚杆直径25mm以上,以确保砂浆能够完全填充钻孔中。另外,施工人员应注重钻孔的清洁度,对已钻好的孔道进行封堵处理。避免孔内灰土、水等杂物进入影响锚固质量。

2.5混凝土灌注施工

项目中混凝土灌注施工的关键工艺包括:1)项目采用了C25的水下混凝土,现场施工中参照混凝土灌注施工规范,将其坍落度维持在200~220mm之间;2在灌注水泥浆液前,应对导管做加密封圈处理,并注意检查密封效果,做到不漏浆且整体结构连接效果良好。同时注浆时导管底部距离孔底之间的距离为0.5m,本项目施工中按照上述标准复核,未发现质量问题;3在灌注混凝土前,注意检查灌注盖板或者隔水塞的状态,本项目中明确提出,在初次灌溉混凝土时为保证灌注盖板或者隔水塞稳定,可先用8#铁丝悬挂在初灌斗上,在将混凝土浆液注满灌斗后,再剪断铁丝并连同车内混凝土材料共同灌入。其中初次灌入混凝土的高度应≥0.8m且初灌斗容量也应≥0.50m3;4灌注混凝土浆液时,应随时观察管道内混凝土材料高度下降以及孔内反水情况等,理想状态下在拆除导管时应确保导管埋深≥2.0m,且最高高度也应≤10m;5灌注开始后随时了解孔底状况,随时控制埋管深度,本项目针对混凝土灌注施工做出明确要求,其中在混凝土材料灌注结束后超灌注高度应≥0.5m;在材料灌注结束后缓慢拔出导管,使内部混凝土材料有效弥合,避免因为孔隙问题而遗留质量问题。

2.6接桩

工程中使用的PHC预制管桩单节长度为10m,基坑开挖深度为18.8m,为取得理想支护效果需要将沉入2节PHC管桩。上下两节管桩之间采用焊接方式连接。在接桩前,施工人员需要用铁刷子将两节管桩相接的端面清理干净,确保无泥沙、无铁锈、无油垢,在露出金属光泽后方可进行焊接。采用二氧化碳气体保护焊,焊接电流200~220A,焊接速度控制在40~50cm/min。为了防止焊接变形导致管桩的连接强度下降,采取对称焊接方式。焊接时监测金属表面温度,超过240℃后中止焊接,等到温度降低到240℃以下再次施焊,焊接层数需要达到2层。焊接完毕后检查焊接质量,保证焊接部位连续、饱满,冷却20min后继续进行压桩。对于超出标高部分的管桩,使用专门的截桩器进行截割。截割后再次测量管桩露出部分的标高,测量标高与设计标高的误差应控制在±2cm以内。同时,使用砂轮机打磨边缘位置。

2.7双排桩深基坑支护技术

1)土体抗剪强度的影响。针对深基坑的支护,结构设计和选型中其重要的影响因素是土体的工程性质。其中,土体内摩擦角及黏聚力是影响最大参数。为研究其与双排桩支护结构的内力及变形之间的关系,在保持其他条件不变的基础上分别取内摩擦角φ值为30º、25º、20º、18º、16º、14º、12º、10º。从计算结果可以看出,内摩擦角变化对桩体水平产生极大影响,随着摩擦角的增大,桩体水平位移减少,减少的速率非常快。2)基坑深度变化的影响。为更全面地了解不同深度的基坑在使用双排桩支护结构体系时,其内部力学行为及形变特点,在保持其他所有变量一致的前提下,对基坑的深度和双排桩的直径进行调整。具体来说,设定10、11、12m三种基坑深度。同时,针对每种深度,分别选用0.7、0.9、1.0、1.1、1.2m五种不同桩径。经过详尽的数值分析和计算观察发现一个显著现象,即尽管随着桩径逐渐增大,前后排桩体最大位移呈现出递减的趋势,但当桩径增大至1.4m时,其水平位移仍然相当明显,约为50mm,这显然不符合当前的相关工程规范。对此推测,这可能是由于基坑深度过大,而双排桩嵌入深度未能达到足够的标准要求所致。因此,在面临基坑深度大且地质条件复杂的实际工程场景时,单纯依赖双排桩支护结构体系可能难以满足工程需求。为确保工程的安全性和稳定性,需要考虑采用更为先进和有效的支护方法,如结合使用双排桩与支撑结构,或者采用双排桩与预应力锚索联合支护等方式。

2.8绑扎钢筋网

施工人员在绑扎钢筋网片时,要对每批钢筋进行抽样检测,检测包括钢筋的规格、长度、直径、弯曲度等方面。针对钢筋表面污渍、锈蚀等问题,应用机械刷洗或者喷砂等方法进行清理。同时,施工人员在焊接前还应检查钢筋的相对位置是否正确,以避免因钢筋安装不当而影响后续的焊接工作。在钢筋网挂设时,施工人员参照设计图纸要求,对钢筋网与锚杆进行连接,并将保护层厚度控制在大于2cm的范围内。考虑到基坑边坡可能存在不平整的情况,施工人员控制钢筋网与受喷面之间的间隙在3cm以内,避免浆液渗透不到位或者浪费过多的问题。需要特别指出的是,在绑扎钢筋网过程中,若出现受喷面上有石块或杂物,应立即停止喷射,并考虑采用人工清理或机械清理等方式,确保受喷面的平整度和光滑度。

2.9支撑横梁连接

支撑横梁的连接采用焊接方式,连接点的焊缝长度为全周长的75%,焊接采用E5015电焊条,焊接质量符合GB/T5117-1995标准要求。为确保焊接质量,焊接前后均进行了超声波无损检测,检测合格率达到100%。此外,为了进一步提升支撑系统的稳定性,每个支撑层之间通过斜撑进行加固,斜撑采用直径为89mm,壁厚为4.5mm的圆钢管,斜撑与横梁的连接同样采用焊接方式,确保了整个支撑系统能够均匀有效地分担土体压力,最大程度地减少基坑潜在的变形风险。

2.10深基坑支护工程的环境保护与治理

1)粉尘治理:对施工现场的粉尘进行治理。可以采用湿式喷淋、覆盖等方式,减少施工产生的粉尘扩散,避免对周边环境和居民的污染。(2)噪音治理:对施工过程中可能产生的噪音进行治理。可以采用降噪器、隔音板、夜间施工等方式,减少施工对周边环境和居民的干扰和影响。(3)废水处理:对施工现场产生的废水进行处理。可以采用分离处理、化学处理和生物处理等方式,减少废水对周边生态环境的危害。(4)废弃物处理:对施工现场的废弃物进行妥善管理和处理。可以采用分类收集、无害化处理和资源化利用等方式,减少废弃物的产生和对环境的污染。(5)环境监测:对施工过程和施工结束后的环境进行监测。监测环境的空气、水质、噪音等项目,确保施工对环境不会产生不良影响,及时发现并处理环境问题。

2.11施工过程的控制和监测

施工过程的控制和监测是深基坑支护施工技术中不可或缺的要点。在进行深基坑支护施工时,需要通过控制和监测施工过程,确保支护结构的稳定性和施工的安全性。施工过程的控制包括施工方法的选择、工序的安排和施工周期的控制等。深基坑支护方案是影响深基坑支护施工成败的重要因素,因此,施工过程中应科学设计施工安敢,选择合适基坑支护方式。设计人员应结合深基坑所在地区人文地质情况以及特点,并结合周围建筑和环境特点,制定合适的深基坑支护方案。施工前需要施工人员认真分析支护方案,并及时与设计人员进行沟通,保证施工工作可以顺利进行,保证深基坑支护工作可以顺利完成。

结语

深基坑支护技术已经成为建筑技术的核心力量,在市政工程施工中发挥着不可替代的作用,在高科技浪潮下,深基坑支护技术还在不断地发展,在地下工程中的应用更加广泛。与此同时,只有将深基坑支护技术与工程质量管理有机结合,针对不同的问题采取相匹配的施工质量管理措施,才能真正发挥其技术优势和管理优势,从根本上保障施工安全和工程质量,真正体现出该施工技术的价值,为不断深化的城市化建设提供坚实的技术支撑和管理经验。

参考文献

[1]黄辉.市政工程深基坑支护技术及施工要点分析[J].江西建材,2019(12):191-192.

[2]马俊杰.探讨当前市政施工中深基坑支护技术施工存在的难点与解决对策[J].四川水泥,2019(12):322.

[3]张敏,高洪亮.市政工程深基坑施工技术探讨[J].科技创新与应用,2017(3):254.

[4]吕达.道路桥梁基坑支护施工技术的应用分析[J].中国新技术新产品,2016(3):128-129.

[5]邢丹.市政工程深基坑支护施工技术研究[J].工程技术研究,2023,8(9):211-213.

 

 

 


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