内支撑体系在深基坑支护中的应用

内支撑体系在深基坑支护中的应用

欧文强

(深圳市工勘岩土工程有限公司,广东深圳518000)

摘要:随着越来越多的高层建筑出现,在建筑施工中,深基坑支护的设计显得非常重要。既要防止基坑内外的土方移动,保证施工现场的作业安全,还要保证周边环境的正常运行和安全。同时,基坑形状的不规则性和基坑规模的不断扩大,给基坑支护的施工带来了很多的麻烦与困扰,若要确保建筑施工的顺利进行,需要相关人员研究出一套完善的基坑保护制度。文章对城市建筑基坑支护存在的问题、内支撑在工程实例中的运用以及内支撑在基坑支护中的安全管理这三大问题进行了讨论。

关键词:建筑;基坑支护;内支撑

doi:10.3969/j.issn.1006-8554.2013.05.098

1基坑工程的特点

在基坑工程中,由于地皮价钱昂贵和建筑面积有限,建筑工程需要转移到地下。随着城市建筑密集化和人口的逐渐增多,城市地下管道繁杂交错等现象导致建筑施工的难度越来越大。基坑工程在施工中存在着极大的风险性,基坑支护一旦失效,将会造成建筑与地下管线的损坏,严重的将造成重大的人员伤亡事故和经济损失。

基坑支护采用的支撑方式有很多种,比较普遍的有地下深层搅拌桩、排桩、双排桩、地下连续墙、锚喷、土钉墙、圆拱结构支护等。

2基坑支护工程中的问题

211施工设计和施工过程存在差异

深基坑的挖土设计中经常对挖土程序有所要求,以减少支护变形,并进行图纸交底。而实际施工过程中却经常忽视这些问题,只是一味地抢进度,追求局部效益,甚至偷工减料。如在深基坑中需要支护施工时,深层搅拌桩的水泥掺量不够,就会影响到水泥土的质量和支护强度,使水泥土发生裂缝和破损。在设计时,支护结构应根据实际情况适当调整修改,才能达到适应空间效应的要求。

212土层开挖和边坡支护不匹配

现在的土方开挖技术含量较低,挡土支护的技术含量较高,前者开挖组织管理相对容易,而后者施工组织和管理较复杂。在大型工程施工中,两项技术的不协调致使管理难度较大。土方单位在施工中一味追求进度,开挖顺序杂乱,不考虑挡土支护施工需要的工作面,使支护施工无法按时完成工作。基坑支护工程多数为专业分包,一些不具备技术条件的施工单位为了追求利润而随意修改工程设计,导致施工现场管理混乱,降低了安全性,这也是深基坑支护施工中比较常见的问题。

213边坡修理不达标

开挖时均使用机械开挖、人工简单修坡后即开始挡土支护的混凝土初喷工序。在实际开挖时,由于施工管理人员不合格、技术交底不到位、开挖的高度不统一、机械操作手的水平不达标等影响,使机械开挖后的边坡平整度和顺直度极不规则。而人工修理技术有限,无法深度挖掘,只能就机挖表面作平整度修复。边坡顶面处理不当,并且不注重表面硬化和排水处理,在没有通过质量验收的情况下就进行初喷,导致常出现超挖和欠挖现象。214工程检测与管理制度不完善

很多施工单位没有技术条件和相关资质,管理场面混乱且监控制度不完善,对基坑变形不能及时反馈,技术上的隐患问题得不到及时解决,导致问题出现时无法补救。

3内支撑体系在工程实例中的运用

311内支撑平面的布置方式

目前,一个工程会采用多种内支撑方式相互组合。支撑方式应科学、合理,且能兼顾基坑的特点以及主体地下结构对周边环境的保护。根据不同的基坑情况设置不同内支撑体系,综上所述,可分为以下几种支撑布置方式:

1)基坑形状若是长条形,支撑方式应是以短边方向对撑、两端水平角撑的体系。依照基坑土方开挖和基坑短边长度情况,选择采用钢内支撑和混凝土支撑相结合的方式。

2)若基坑面积较大且形状不规则时,可以利用角度设置角撑,长边设置沿短边方向对撑的支撑体系。此方法的优点是具有很好的经济性,能够较好地控制结构变形,并适用于各种形状的基坑,是现在应用极为广泛的内支撑体系方式。

3)若基坑周围的临近建筑为要求安全性较高的火车站、地铁站等,则对施工环节要求比较严格,可以采用相互正交的对撑布置方式。

4)基坑平面有不规则折角时,应在折角的两个方向上设置支撑点,或尽量避免折角。

5)基坑形状若是规则的方形、圆形时,可以采用环形支撑体系,根据不同情况可灵活选择单环形或多环形支撑方式。312各种内支撑方式的特点

31211排桩型内支撑

排桩内支撑可分为:钻孔灌注桩、沉管桩以及预制桩,在我国沿海城市普遍应用,其优点为支付系统安全可靠,其结构便于基坑开挖和地下施工,并能够根据不同的基坑特点来组合支护桩类型。基坑开挖深度、现场地质情况、施工周围环境都是支护施工过程中需要考虑的因素,所以选择合理的挖土方案能弥补支付方案的缺陷。

31212环形内支撑

环形内支撑的应用原理为将支撑结构设计成环形,可以将土体侧压力通过护壁传递,受力会集中传至圆环,再通过圆环将弯矩转换为轴力的力学特性,从而发挥混凝土材料的受压特性。其优点为结构合理稳固、方便运送施工、空间大、节

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Vol.20,No.5,2013

速这几个方面。

2.3.1温度

控制温度应当注意两点:¹如果把沥青的温度控制在170 e左右,那么就会得出较为满意的出料温度,即拌和出来的混合料的温度就会控制在180e左右。º建议把骨料的温度控制在200e左右。

2.3.2计量

准确计量是完成配合比设计的前提,对于混合料来讲十分重要。SMA配比设计的特点是细集料的用量较少,而粗集料的用量较多。例如,S MA-13,一般0~3mm集料不超过15%,3~6mm集料大约为5%,超过9.5mm的颗粒的用量会>35%。通常大部分沥青拌和站难以准确计量5%的计量,假如没有准确计量3~6mm集料,可能导致不能准确计量0~ 3mm集料的用量,以致影响混合料的级配。为了能够提高计量的准确性,用钢板把3~6mm热仓放料口闭封一半,提升投放的精度,减少单位时间的流量。

2.3.3除尘能力

SMA沥青混合料的除尘敏感度较高,这是因为S MA混合料中细集料的比例一般都低于15%,适当的除尘能力能够确保热料仓中细骨料级配的稳定。在实际的生产实践中,除尘的大小与粉尘含量和细集料的干湿度密切相关。

2.3.4冷料转速

针对S MA这一断级配混合料而言,冷料转速对其的影响是非常大的,体现在对抽提试验中矿料的级配影响和对铺面外观粗细程度的影响。冷料进料的比例由转速来决定,在拌合站,若进入的粗颗粒的集料的比率较高,那么在对其进行筛分之后,整个热料仓中粗骨料的粗细度会增加。反之,整个热料仓中粗骨料的粗细度会减少。在生产配比即热料比例不变的情况下,改变冷料的转速会引发级配和铺面粗细度的变化。

2.4试验检测工作

S MA沥青混合料对于条件变化较为敏感,所以应当注意加强试验检测工作,检测时特别要注意沥青的纤维的添加量、渗水的系数以及室内体积指标。及时并且精准地检测试验可以有效地降低质量隐患。

3结语

S MA沥青混合材料与传统的沥青材料相比更具抗裂性能,不过由于S MA材料对外界因素的影响较为敏感,因此,对其质量与施工工艺的要求才更加苛刻。在研究分析施工工艺与材料后得出结论,表明良好的施工质量和材料是确保公路路面质量的必要条件。在实际的S MA路面的施工过程中,应当综合气候和环境等方面的因素,然后依据施工的条件以及材料的情况,对路面的施工质量进行高效的控制。

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(上接第188页)

省工程预算等。另外,在深基坑工程中采用环形内支撑可以为基坑施工的操作制造出很多有利条件,使挖土速度提高,缩短时间。

31213圆形内支撑

圆形内支撑和其他类型的内支撑相比适应的条件较为苛刻,只适用于开挖较深的基坑,悬臂桩支护结构难以满足,锚杆结构难于完成的情况下。另外,在基坑形状为规则的正方形时,也可采用此支撑结构。

4内支撑体系在基坑支护中的安全管理

411更新深基坑支护工程设计理念

现如今科学的不断发展,我国在深基坑支护技术上积累了越来越多的经验,逐渐摸索出支护结构受力的规律,为设计深基坑支护结构的新理念做好了完美的铺垫。深基坑支护结构的施工设计应抛弃传统理念,根据现在的最新技术和科技信息,以施工监测为主导建立起信息动态设计体系。

412编著安全详细的施工方案

深基坑内支撑工程是一项要求安全性非常高的工程,对周围环境影响较大,还要注意合理分配安全文明施工预算,确保施工顺利和施工人员的安全。如果在施工过程控制环节出现了问题,那么对于以后的补救会比较有难度。所以对施工前的指导文件要完善到各个环节,有关人员应熟悉当地的地质材料、周围环境、设计图纸等,并制定出一套确保现场安全,保护周边设施的施工方案。另外,土方开挖的顺序和方法必须和设计的工作情况一致,尽量减少开挖过程中土体扰动的范围,做到对称开挖、合理开挖。413建立完善的应急措施

因基坑支护内支撑工程在施工中充满了风险性和复杂性,所以容易出现各种各样的突发事故。要提前做好防护措施,长期坚持常备应急方案,时刻做好应急准备,降低风险和事故发生率。如现场可设一位专职人员负责,事故一旦发生,能够迅速启动救援、及时指挥,降低事故的损害性。此外,还应及时对基坑边坡的变形进行观测,通过监测数据分析,及时了解基坑土体变形状况以及土方开挖影响的沉降情况。无论哪一环节出了问题,如果不及时发现补救,都会给整个工程的质量带来影响,并存在安全隐患。因此,制定一份有效的应急方案是非常有必要的。

5结语

现在全国的工程建设日益增多,很多工程都是规模大、层数高,基坑工程的优劣对建筑物的稳定性起着决定性的作用。深基坑工程是一项综合性、复杂性的工程,要保证其安全,只有从勘察、设计、施工各个方面入手,做到全面的防范。

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