試論基坑支護(hù)與加固技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用
2015-03-24
基坑支護(hù)與加固技術(shù)是建筑工程施工中重點(diǎn)關(guān)注的兩個(gè)問(wèn)題，為了保證建筑工程的穩(wěn)定性與施工質(zhì)量，施工人員必須要嚴(yán)格按照國(guó)家及施工單位的相關(guān)規(guī)定要求，然后采取科學(xué)合理的施工方案進(jìn)行施工，這樣才能夠保證其施工質(zhì)量，提高建筑工程的穩(wěn)定性，使其使用功能得到充分發(fā)揮。
1.基坑支護(hù)工程的概述
所謂基坑支護(hù)工程也就是在建筑物基礎(chǔ)工程中的一系列施工措施，其中主要包括基坑的開(kāi)挖、排水設(shè)施的設(shè)置、坑壁的圍擋以及地下管道的保護(hù)與檢修等，通過(guò)這些工程的順利施工有利于提高工程的安全性與整體性，從而保證其使用功能的充分發(fā)揮。根據(jù)基坑支護(hù)體系的受力特點(diǎn)的差異，我們可以將基坑支護(hù)與加固技術(shù)分為兩種，即為內(nèi)撐式支護(hù)與非內(nèi)撐式支護(hù)。
一般來(lái)說(shuō)，內(nèi)撐式支護(hù)體系主要由維護(hù)支撐墻體與支護(hù)墻體兩個(gè)方面構(gòu)成，而支護(hù)墻體的主要功能則是避免水或者土對(duì)于基坑造成影響；而維護(hù)支撐墻體的做藥作用也就是抵抗墻體后部土體的壓力，從而使土體具有一定的穩(wěn)定性，達(dá)到整個(gè)施工的穩(wěn)定性。另外，在實(shí)際工程施工過(guò)程中，支撐墻體與支護(hù)墻體還具有克服土體變形的作用。在建筑工程施工過(guò)程中，通過(guò)支撐體系能夠有效的提高支護(hù)墻體的穩(wěn)定性，并且土體的變形還會(huì)對(duì)基坑的強(qiáng)度、穩(wěn)定性及其周邊的環(huán)境等造成嚴(yán)重的影響。因此在實(shí)際工作中，如果需要在高水位去使用內(nèi)支撐體系，那么我們還應(yīng)當(dāng)將降水措施或者輔助隔水措施相結(jié)合應(yīng)用在其中，這樣才能夠達(dá)到防水的效果，從而達(dá)到理想的施工要求。
2.基坑支護(hù)與加固技術(shù)在建筑工程施工過(guò)程中的具體應(yīng)用
2.1樁墻內(nèi)支撐支護(hù)技術(shù)的具體應(yīng)用
在建筑工程施工中，擋土結(jié)構(gòu)主要由地下連續(xù)墻、止水幕墻以及排樁等構(gòu)成的一種結(jié)構(gòu)形式，該結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用在軟土地基施工當(dāng)中。在實(shí)際施工之前，施工人員必須要對(duì)當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件、基坑開(kāi)挖深度進(jìn)行全面分析，然后再設(shè)置多層或者單層支護(hù)結(jié)構(gòu)。在采用內(nèi)支撐支護(hù)技術(shù)施工的過(guò)程中，施工人員一般會(huì)采用鋼筋混凝土構(gòu)架進(jìn)行支撐，因?yàn)檫@種構(gòu)架能夠提高基坑開(kāi)挖的穩(wěn)定性，并且能夠?qū)⒒酉陆Y(jié)構(gòu)的樓層充分應(yīng)用起來(lái)，從而達(dá)到理想的施工效果，滿足工程的施工要求。
2.2預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)技術(shù)的具體應(yīng)用
所謂錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)也就是技術(shù)人員將支護(hù)排樁以及錨桿組合而成的一種結(jié)構(gòu)，而支護(hù)墻主要采用的是鋼筋混凝土墻。在實(shí)際工程施工過(guò)程中，我們一般都會(huì)將錨桿作為一個(gè)受拉構(gòu)件，控制錨桿的另一端，使其一端直接深入到地下，在實(shí)際施工過(guò)程中進(jìn)行鉆孔。等到孔的深度達(dá)到規(guī)定要求之后，施工人員再將鋼筋、鋼管、鋼絞等材料插入到其中，并在其中灌注適量的水泥漿液，這樣也就能夠有效地提高錨桿的抗拉強(qiáng)度，從而達(dá)到理想的施工效果，保證其施工質(zhì)量。
2.3重力式加筋水泥擋墻和水泥土擋墻的具體應(yīng)用
在建筑工程施工過(guò)程中，水泥土擋墻具有擋水的效果。在基坑工程施工過(guò)程中，如果基坑開(kāi)挖深度小于6m，且屬于軟土地基，那么施工人員也就可以將這一技術(shù)應(yīng)用在其中；而如果基坑開(kāi)挖深度超過(guò)6m，那么施工人員在實(shí)際施工過(guò)程中可以通過(guò)加設(shè)筋桿件來(lái)設(shè)置水泥土擋墻，從而起到擋水的效果。另外，施工人員還應(yīng)當(dāng)采用錨桿支護(hù)與內(nèi)支撐相結(jié)合的方式設(shè)置水泥土擋墻，這樣可以在一些基坑開(kāi)挖深度較大的工程中應(yīng)用。
2.4土釘墻支護(hù)技術(shù)
所謂土釘也就是在需要加固的部位進(jìn)行施工，從而使其達(dá)到支護(hù)的目的。其具體施工措施是：將鋼絲網(wǎng)、土釘?shù)仍O(shè)備采用相應(yīng)的設(shè)備將其固定在混凝土面板上，從而形成穩(wěn)定性強(qiáng)的土釘墻。在實(shí)際工程施工過(guò)程中，為了保證土釘墻能夠正常運(yùn)送到基坑內(nèi)，施工人員一般都會(huì)進(jìn)行中支架的焊接，且其間距應(yīng)當(dāng)控制在2m左右，并且要求其位置的準(zhǔn)確性，避免因位置偏離太遠(yuǎn)而導(dǎo)致其出現(xiàn)各種問(wèn)題，影響到工程的正常施工。
3.工程實(shí)例
3.1工程概況
某建筑高地面部分高二十六層，地下部分為三層，工程標(biāo)高為-0.6米，基坑開(kāi)挖的深度為12.15米?；优c停車場(chǎng)靠近，人流量 、車流量都比較大，基坑邊緣與人行道的最小距離為1米，且與通訊電纜、電力電纜、水管道靠近。
3.2地下水
在工程施工范圍內(nèi)，含水層僅有第一層有填土，地下水補(bǔ)給來(lái)源主要是生活廢水和大氣降水。在基坑開(kāi)挖深度內(nèi)，其他土層的滲透系數(shù)為（5～15）×10-8cm/s，滿足帷幕截水系數(shù)的要求，因而可以視為隔水層，無(wú)須進(jìn)行截水施工。
3.3基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
該基坑選用的是雙層內(nèi)撐式的排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)，計(jì)算主要分為兩個(gè)部分，支護(hù)樁計(jì)算和支撐系統(tǒng)計(jì)算。在支護(hù)樁方面，選用了樁中心距為1000m、樁徑為800m的鉆孔灌注樁。
第一，在基坑深度計(jì)算方面，本工程的地下室外墻均采用單樁承臺(tái)，其最小凈距約為6m，其他邊距支護(hù)樁邊的最小距離為4m，基坑開(kāi)挖的深度應(yīng)算至底板的墊層底，大約為12m。
第二，嵌固深度。對(duì)于嵌固深度計(jì)算，可以采用圓弧滑動(dòng)方法來(lái)確定，根據(jù)地質(zhì)差異，有6m、9m兩種，整體的安全系數(shù)約為1.36、1.43。
第三，對(duì)于支護(hù)樁的內(nèi)力計(jì)算，可以采用F-SPW單元計(jì)算方法，以彈性支點(diǎn)法為理論依據(jù)，假定支錨點(diǎn)側(cè)向位移不能逆轉(zhuǎn)，即在每一工況下，支錨點(diǎn)的位移都大于前階段的計(jì)算結(jié)果。在回填階段，將地下室位置作為支點(diǎn)位置，其位移情況應(yīng)保持不變。將地基的彈性作用視為二力桿彈簧，支護(hù)樁與彈簧抗力在截面水平位移為p=kx，彈力系數(shù)為土層的抗力系數(shù)，即k=mz，其中，m指的是土層的抗力系數(shù)比例系數(shù)，根據(jù)單樁的水平荷載情況，可以得出m值，即，計(jì)算工況有以下十種：一是開(kāi)挖標(biāo)高為-3.31；二是第一層支撐施工；三是開(kāi)挖標(biāo)高為-7.21；四是第二層支撐施工；五是開(kāi)挖標(biāo)高為-12.43；六是在標(biāo)高-12.43處安裝剛性鉸；七是在標(biāo)高-8.10處安裝剛性鉸；八是第二層支撐拆除；九是在標(biāo)高-4.42處安裝剛性鉸；十是第一層支撐拆除。
第四，支護(hù)樁超灌砼擋土驗(yàn)算。在一般情況下，對(duì)于第一層支撐以上的邊坡，可以采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣?lái)保持穩(wěn)定，如放坡開(kāi)挖等，不僅能方便施工，還能降低工程的造價(jià)。在本基坑中，根據(jù)建設(shè)方的場(chǎng)地標(biāo)高-1m，將第一層的支撐面標(biāo)降低至-2.50m，在第一層支撐上的1.5m土體，可以采取放坡與砌墻結(jié)合的方式。但當(dāng)支撐開(kāi)挖至標(biāo)高的-3.30m準(zhǔn)備進(jìn)行第一層施工時(shí)，需要鑿除支護(hù)樁超灌砼，這時(shí)可以發(fā)現(xiàn)基坑的外場(chǎng)地和道路標(biāo)高均高出-0.60m，可能是因?yàn)闃?biāo)高誤差，或者是因?yàn)楣r之間混淆，因此不能貿(mào)然進(jìn)行支護(hù)樁超灌砼鑿除施工。以權(quán)限平衡法來(lái)計(jì)算，可以得出標(biāo)高-3.30處的支護(hù)樁內(nèi)力值，剪力為35.6kN，彎矩為26.3kN；標(biāo)高-2.50m時(shí)的剪力為13kN，彎矩為6.5kN。
4.結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，建筑施工中，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)安全度是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，其施工質(zhì)量好壞會(huì)直接影響建筑工程的整體質(zhì)量，施工過(guò)程中應(yīng)根據(jù)建筑工程的實(shí)際情況，選擇合適的基坑支護(hù)和加固技術(shù)方案，并確保施工安全和質(zhì)量。
