建筑基坑支护施工技术在高层房屋中的运用论文

建筑毕业论文 时间:2018-11-30 我要投稿

  【摘要】社会的不断进步与城市化进程的不断加剧,在给高层房屋建筑带来广阔发展平台的同时,也对其施工技术提出更高要求,尤其是在建筑基坑支护施工技术方面;目前,我国的基坑支护施工技术虽然日趋成熟,但是,由于基坑支护建筑所处的地理位置(环境)均不尽相同,极难做到统一,因此,要想在满足相关规定的基础上,进一步实现提高建筑安全性与降低成本投入等,则必须对建筑基坑支护施工技术进行全方位探究。

  【关键词l高层房屋;基坑支护;施工技术

  高层房屋指的是15-24层(高度至少>24m)的楼层建筑,算得上是城市化发展过程中的重要衍生产物,可有效缓解用地紧张问题,解决居民住房问题等。近几年来,社会的不断进步与发展,虽然在极大程度上为高层房屋建筑提供了进一步发展的空间,并促进其不断的向着大型化与高层化等方向发展,成为建筑领域的宠儿,但是,由于高层房屋建筑上部负荷可随着建筑物高度的不断提高而不断增加,使得高层房屋建筑基坑支护施工技术的重大作用越加突出,因此,为了有效确保建筑结构的稳定性,就必须对高层房屋建筑基坑支护进行深入探究、重点控制及管理。本文通过简单阐述建筑基坑支护施工要点、存在的问题及施工的特点等,对建筑基坑支护施工技术在高层房屋中的运用进行了较为系统的分析,以期为相关人士提供一定的科研参考依据。

  一,建筑基坑支护施工要点及存在的问题

  (一)建筑基坑支护施工要点

  良好的基坑支护施工技术,不仅是整个建筑基坑支护建设得以顺利施工的前提与保证,而且还是决定建筑基坑工程施工成败的重要部分,因此,对建筑基坑支护施工进行全面剖析,以加强人们对其的认识十分必要。一般情况下,建筑基坑支护施工要点主要包括:

  (1)在确保安全的前提下,重点从建筑基坑支护人手,施行并落实好各项施工安全责任制;(2)由于高层房屋建筑多集中在城市密集区域,因此,为了尽可能减少施工对附近居民的影响与提高施工区域的环境质量等,就必须根据实际情况,充分利用现有的先进基坑支护技术或相关建设设备等进行施工建设。(3)为了进一步规避地基变化或者不均匀沉降等可能给临近建筑物带来不利影响,就必须强化基坑支护施工的检测与管理力度,并与时俱进,不断更新或者完善当前所采用的施工机械与技术等。(4)由于基坑支护施工过程中难免会需要架设高压电线,且地下线路繁多,因此,为了杜绝返工,施工工作除必须科学、合理外,还应具有较高可行性。

  (二)建筑基坑支护施工存在的问题

  据相关调查统计结果表明,当前高层房屋建筑的基坑支护施工主要存在以下问题,首先,基坑支护结构设计中的土体物理力学参数选择不当。由于土体物理参数选择不仅涉及到土体含水量、粘聚力及内凝聚力等,而且还需重点考虑施工工艺与基坑支护的结构形式,而基坑支护结构的安全性又与土压力存在着密切关系,是确保基坑支护结构安全、稳定的关键,且我国地质构造十分复杂,现有的技术水平极难精确计算出土压力,因此,高层房屋建筑建筑基坑支护施工普遍存在土体物理力学参数选择不当的问题。其次,基坑支护土体的取样具有不完全性。虽然有关规定早巳明确了在进行建筑基坑支护结构设计前,必须对地基土层进行钻探取样,以获得较为精确的物理力学指标,但是,在实际操作中,施工单位为了尽可能减轻钻探工作量,同时在一定程度上降低工程造价,往往会缩减钻孔数量,甚至降低钻孔质量,加上土质结构繁杂,最终极易导致所获取的土样不能真实的反应土层情况。最后,进行基坑支护开挖时,未充分考虑空间效应。据相关实测数据资料显示:当前绝大多数的基坑支护结构均是以平面应变假设为依据设计的,然而该设计方式只使用于细长条基坑,并不适用于方形或长方形基坑。

  二,高层房屋建筑中基坑支护施工的特点

  (一)地质结构复杂,施工难度大

  由于建筑基坑支护开挖难度与地质结构的复杂程度呈正相关关系,即:地质结构越复杂,其基坑支护开挖难度越大,反之,则难度越小,力日上各地的地质结构均存在较大差异性,例如:土层湿度不同、结构不同及地下水位不同等,这些存在极大可变性的地质条件不仅会在一定程度上增加施工难度,而且还会给建筑基坑支护质量带来不同程度的不利影响,因此,进行基坑支护施工前,必须据地质结构、工程需要等实际情况统筹安排好各项基坑支护施工环节。

  (二)建筑基坑支护对质量要求相对较高

  确保建筑质量符合相关工程建设需求与最大限度上保障施工安全是所有建筑工程必须遵守的基本原则,而建筑基坑支护的安全性与建筑质量又存在着极为密切的联系,是保障后期工作得以顺利开展的前提,因此,建筑基坑支护对质量要求相对较高。除此之外,绝大多数的建筑基坑支护施工均是暴露的自然环境下进行下,—旦自然环境发生变化,尤其是天气变化,例如:受雨水或者干旱天气的影响,会导致地下水位出现不同程度的回升或降低,从而增加或者降低土体黏性、温陛及密实度等,针对此种变化,若不引起重视,并给予妥善处理,而是一味的追求施工进度,即便不会引发坍塌、变形及位移等事件,造成不必要的损失,也会在一定程度上降低基坑支护的质量,甚至给基坑支护结构与周边的施工环境埋下安全隐患,因此,基坑支护施工前,必须对施工环境进行实地勘测,并以此为依据,设计出科学、合理,且可操作性强的施工方案。

  (三)建筑基坑支护类型繁多,难以抉择

  就当下而言,建筑基坑支护技术类型主要包括钢板桩支护、深层搅拌支护、地下连续墙支护及排桩支护等,各支护类型均各具特色,可视实际需求对其进行搭配使用;但是,—旦土层结构判定失误或者基坑支护技术选择不当,则极易给周边自然环境与临近建筑物地基带来不利影响,同时,难以确保建筑质量与施工安全,且还会在极大程度上增加施工难度与成本费用等。

  (四)基坑支护系统始终存在一定的安全隐患

  众所周知,建筑基坑支护是确保建筑质量的关键,但是,由于其系统结构极为繁杂,旦支护结构未能起来预想中的作用,那么,基坑附近的所敷设的大量地下管线,甚至临近建筑物等均会遭受到不同程度不利影响,最终引发工程事故,造成不必要的经济损失与人员伤亡,因此,高度重视基坑支护系统的安全性,并对其进行科学、合理的设计具有十分重要的现实意义。

  (五)建筑基坑深度不断增加

  随着社会的不断进步与发展,使得土地资源陷入了用地紧张局面,在此种既要发展又要生存的背景下,为了最大限度上提高土地利用率与满足城市管理需要,建筑基坑深度只好不断朝土层深处发展,例如:多层地下室开始逐渐得到普及,地下交通枢纽相继落成并投入使用等,这些均给基坑的开挖带来了极大挑战。

  三,高层建筑中的基坑支护施工技术的运用

  (一)钢板桩支护

  钢板桩是一种主要用于增强堤防抵御洪水能力的防护装置,可分为热轧钢板桩(受生产条件与规模等客观因素限制,目前我国已停产)与冷弯钢板桩,而钢板桩支护则是由连续钢板桩构成,主要应用于开挖深度大fsm(含Sm)的基坑建设中。虽然钢板桩(尤其是直腹板型Z型与U型)被广泛应用于基坑支护建设中早已是无需争辩的事实,但是,对于其不利方面,却仍需给以足够的重视,例如:(1)由于其韧性较强,—旦锚拉或者支撑系统出现设置不当问题时,其形状便会在短时间内出现变形现象,因此,该支护结构仅适用于深度>5m(含5m),且<7m的基坑建设中。(2)实践证明,钢板桩施工时,不仅会产生大量噪音,给临近地环境带来极大影响,而且还会影响地质结构,致使临近建筑地基出现变形现象,因此,在建筑物集中且人流量密集的地方进行建筑基坑支护建设时,应规避选择此支护施工技术。

  (二)深层搅拌支护

  深层搅拌支护是一种运用搅拌机,根据实际需求,将具有一定科学配比的水泥与软土充分混合在一起,使其发生一系列反应并产生硬结,最终形成具有较高稳定性、强度等级及防水防土性能的桩体挡墙,多适用于水分充足,且土质疏松的淤泥质土粘土及砂土地层的基坑(深度在3—6m范围内)建设中。值得提醒的是,虽然该施工技术在施工过程中并不会产生太大的噪声,但是,为了保护环境,维护临近居民的权益,仍需在条件允许的情况下,设置高度至少在3—4m之间的围护挡墙

  (三)地下连续墙支护

  大多对高层建筑中的基坑支护施工技术有一定研究的人都知道,由于地下连续墙支护的墙体刚度相对较大,且具有极强的防渗水与止水能力,极少会出现塌方事件,可谓是所有基坑支护施工技术中最安全及最主要的结构,因此,多被应用于地下水位以下的砂土层与软粘土层等多种地层条件复杂的施工环境中。目前,基于经济效益问题,地下连续墙支护主要被应用于基坑深度>10m,且须对基坑周边环境进行实时保护的施工环境中,此外,值得注意的是,当在坚硬土体上施工时,因为难免会遭遇岩层,从而增加施工难度与成本费用,甚至导致施工场地遭受破坏,因此,即便该施工技术优点再多,也不建议在坚硬土体上使用该施工技术进行基坑支护建设。

  (四)排桩支护

  排桩支护是一种主要由钢筋混凝土钻孔与挖空灌注桩组合而成的基坑支护形式,因为钢筋混凝土钻孔是主要以柱列形式间隔排布,排布类型主要包括2种,即:(1)桩与桩之间相切的紧密排布;(2)桩与桩之间间距的疏散排布,所以排桩支护具有极强的刚度性能与挡土功能,但是,由于各排桩桩顶浇注上,具有较大截面的钢筋混凝土帽梁是维系各排桩间联系的关键,因此,采用排桩支护施工技术进行基坑建设时,必须对此问题进行妥善处理;此外,相对于地下连续墙支护施工技术而言,排桩支护还具有施工要求低,不需使用高性能的大型机械,且对周边环境破坏小等优势。

  (五)土钉墙支护

  土钉墙支护是随着社会与科学技术的发展与进步而衍生出的一种新型的挡土技术,其施工流程主要包括:钻孔、插筋及注浆等,不仅具有良好的经济效益与稳定性,而且安全、可靠,因此,既可作为临时支护,也可作为永久性构筑物,多被广泛应用于开挖土体与稳定边坡工作中。通常情况下,为了能在最大限度上确保土钉墙的稳定,土钉墙支护结构中的墙面坡度须<1:o.lJ此外,还应将土钉与面层连接一起,并将加设的承压板或者钢筋连接至土钉螺栓上,使其构成复合土钉墙支护(又称),从而进一步提高边坡的稳定性.据实践表明,复合土钉墙支护多适用于地质条件较好的沿海地区,或者粉土、粘性土及无粘性土等地面水位以上的土层中。

  (六)锚杆支护与土层锚杆支护

  锚杆支护是一种通过围岩内部的锚杆作用,使围岩本身的力学状态发生一定变化,并在锚杆与围岩的共同作用下,实现维护或者提高巷道稳定性目的的加固支护方法,多被应用于采场、隧道等地下硐室施工及岩土、边坡基坑等地表工程中,具有操作简单、成本费用低及支护效果良好等优势。若从锚杆支护的作用(尤其是悬吊作用)角度分析,不难得出其主要作用就是将巷道顶板较软弱岩层悬吊至上部稳固的岩层上,但是,由于其悬吊作用受诸多因素.(例如:所悬吊的岩层层数、厚度及锚杆长度等)影响,且经实践证实,即使巷道上部不存在稳固的岩层,锚杆也能通过多种方式给予弥补或者解决,从而充分发挥其自身的支护作用,因此,其适用性相对较强。

  土层锚杆支护,又称土锚杆支护,是_种具有极强抗拉力的一种能够与士体进行有机结合的基坑支护类型,其除了可以通过使用高强度的钢材进行结构固定外,还可以有效控制建筑物的变形量,且在施工过程中,既省时又省力,还无需用到大型机械,因此,多被作为坑壁支护,例如:面积较大,且深度较深的地下停车场或者铁道车站。需提醒的是,该支护施工技术极其不适用于地下水较大、土质疏松或者含有大量化学腐蚀物的土层结构中。

  四,结束语

  总而言之,基坑支护施工技术不仅是确保高层房屋建筑质量的关键,更保障建筑能够得以顺利投入使用的基础外,,因此,在实践应用中,必须根据实际情况、相关规定及综合考虑各基坑支护施工技术特点等,实事求是的谨慎选择,以在确保建筑质量与施工安全的基础上,降低施工过程中所带来的不利影响,同时,还应与时俱进,积极、主动的学习或者借鉴发达国家的先进基坑支护施工技术及管理模式等,并通过不断的总结实践经验,对基坑支护施工技术进行一定的完善与创新,以此顺应时代发展需要,促进基坑支护施工技术的可持续发展。

  参考文献

  【1】王洪海,建筑基坑支护施工技术在高层房屋中的运用[J】.江西建材,2015(09)

  【2】杨良瑞,对高层建筑基坑支护施工技术控制的几点思考[J】科技创新导报,2014(03)

  【3】王宗鸣,基坑支护施工技术在莱综合楼建筑工程中的应用【J】价值工程,2011(11)

  【4】龙殷富.基坑支护施工技术在高层建筑中的应用研究[Jl.中华民居·学术版.2013(05)

  【5】刘登军,高层建筑深基坑支护施工的技术研究【Jl.中华民居(下旬刊),2013(07)

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