高层建筑施工中深基坑问题探究

'高层建筑施工中深基坑问题探究　　【摘要】在高层建筑施工全过程，深基坑施工环节是其中的重点工作，基坑施工的质量对整个高层建筑的建设有重要影响。本文将从以下几个方面来详细分析高层建筑深基坑施工的要点，以及需要注意的一些问题。【关键词】高层建筑；施工；深基坑中图分类号：TU97文献标识码：A一、前言高层建筑施工要求的技术水平较高，施工的质量也必须达到要求的水准，特别是对于深基坑施工来说，它的施工工作是高层建筑的基础性工程，必须控制其施工质量。二、高层建筑深基坑施工的主要特点1、基坑深度增大为了使用方便、节约土地，为了符合城市管理规定及人防需要等，建筑不断向地下发展。过去建l-2层地下室，在大城市也不普遍，中等城市则更为少见。现在大城市、沿海地区尤其是特区，地下3-4层已经很平常，5-6层也很多见。因此，基坑开挖深度多在lOm~16m之间。2、地质条件差，基坑环境复杂7 在某些沿海经济开发区，建筑工程所处的地质条件差的问题较为突出。城市中，高层和超高层建筑集中在人口稠密、建筑物密集的地方，并紧靠重要市政公路。而一般情况下，这些地方的原有建筑结构陈旧，地上与地下管线密布。因此，基坑开挖不仅要保证基坑本身的稳定，也要保证周围的建筑物和构筑物不受破坏。3、基坑支护方法多目前，深基坑支护的方法越来越多，如混凝土灌注桩、人工挖孔桩、预制桩、深层搅拌桩、钢板桩、地下连续墙、锚钉墙等，还有各种桩、板、墙、管、撑同锚杆联合支护。三、高层建筑施工中深基坑问题的几种表现形式1、忽视深基坑支护工程的重要性引发的严重问题随着社会的快速发展，特别是近几年来高层及超高层建筑日益增多，建筑工程在向高空和地下两个层次逐步延伸，加之国家有关规范对基础埋置深度和人防工程的要求建筑物的地下结构越来越深，高层建筑地下室的设计必不可少有的地下建筑深至有三、四层开挖深度达十多米，与之相关的是深基坑支护的施工，因此深基坑支护成为一个必要的施工过程。但由于深基坑支护为临时建筑，在建筑主体施工的范围内为节省投资、降低成本及加快进度，相关单位往往忽略了基坑支护施工的重要性、复杂性及风险性，致使深基坑施工时安全质量事故时有发生，不仅延误了工期，还造成了巨大的经济损失。7 深基坑支护方案的设计是否合理直接关系到整个深基坑施工的成败。在我国，深基坑的出现较晚，深基坑支护设计日趋成熟，但设计参数众多，地质不明因素的影响，使设计工作的难度加大。据资料统计在基坑工程施工质量事故中，由于设计原因造成的事故占总数的43%。设计原因主要表现在：无证挂靠设计、盲目设计、参数取值错误、地下水处理方法失误、支护方案选择不当等。2、基坑设计中的其他问题表现形式钢板桩的施工可能会引起相邻地基的变形和产生噪声振动，对周围环境影响很大，因此，在设计中要考虑该方法对人口密集、建筑密度大的地区的影响。同时，还要注意施工结束后钢板桩拔出时对周围地基土和地表土的影响。土钉墙只适用于地下水位以上的粉土、黏性土与无黏土，不能用于淤泥质土、饱和软土。对基坑周围环境安全等级要求高，对土坡变形有严格控制要求，以及基坑周围上下水道有漏水可能的，不宜采用土钉墙方法支护。7 当基坑周围场地狭小，基坑开挖深度较大，如超过6m，或基坑紧邻已建成建筑物、交通干道、重要管线，通常均选用支撑或锚杆排桩、连续墙结构支护。在软土地区及基坑四周无地下空间设置锚杆，不宜采用锚杆式排桩或连续墙结构对基坑进行支护。当基坑周围不具备放坡条件及设置水泥土挡墙时，且周围无重要建筑物及管线开挖深度不大，可以采用悬臂桩或连续墙结构支护。当变形较大可设置双排桩；对土体水平位移控制严格时，不宜选用此种结构支护。四、高层建筑施工中的深基坑施工质量的控制要点1、深基坑施工深基坑施工包括挖土、挡土、围护、防水等环节，是一项复杂的系统工程，任何一个环节的失误都有可能导致施工失败，甚至造成事故。施工单位要严格按照施工规程、经批准的施工组织设计及相关的技术规范组织施工，对各施工要点要制定具体措施，并加强过程控制。例如，确定土方开挖方案时，应对周围建筑物、构筑物进行拍照和录像，对地质勘测报告、周围建筑物及地下设施情况等信息进行分析。对特殊地质需精心组织施工，膨胀土地区不宜在雨季开挖，软土地区分层开挖的深度不宜太大。若挖土高差太大或挖土进度过快，极易改变土体原来的平衡状态，降低土体的抗剪强度，可导致土体快速滑移，这样不利工程监控，易造成坍塌事故。2、深基坑止水效果的控制在地下水位较高的地区，地下水对深基坑工程施工带来的危险程度是相当高的。地下水的来源一般为上层滞水、潜水、承压7 水、雨水及基坑周围的渗漏管道水。由于水的来源复杂，枯水期和丰水期水位变化的影响，在制定止水方案时应从深基坑工程的防水、降水和排水三个方面考虑，根据地质勘察部门提供的地质资料，深入分析地下水的成因。了解深基坑周围环境，对周边建筑基坑，宜采用以堵为主，抽水为辅，否则会导致基坑周围土体与水体的流失，使建筑物不均匀沉陷。甚至发生坑底流沙、管涌等现象，增大了处理难度，拖延了工期，反之，以降水为主。止水帷幕是高水位地区深基坑支护工程中常用的止水措施，其施工方法主要有高压喷射注浆法、浆喷深层搅拌法、粉喷深层搅拌法和压力注浆法等。采用浆喷深层搅拌法进行止水帷幕止水施工时要注意几点：（一）保证桩体质量。确定合理的水泥浆掺加虽，保证桩体搅拌均匀、桩长达到设计深度，避免桩头出现搅而无浆的情况，特别是在土层情况变异较大的地区，因搅拌桩的桩径不易控制，容易导致止水失效。（二）保证桩的搭接长度和密实度，杜绝空洞、蜂窝及桩头开叉的现象。（三）不得随意在基坑支护结构上开口，否则会影响支护结构的安全，也破坏了止水帷幕，导致地下水的渗入。3、深基坑支护的信息化管理7 深基坑施工的质量问题实质上是基坑的整体刚度和稳定性，即基坑支护结构是否会发生变形、是否会产生沉降及水平方向的位移或倾斜、支护结构是否有裂缝以及基坑底是否产生隆起和变形，若发生这些问题将导致基坑支护结构的失败。基坑支护结构信息化管理的主要手段，是安排专业施工监测人员对基坑现场及周围建筑物进行监测，根据基坑开挖期间监测到的基坑支护结构或岩土变位等情况，比照勘察、设计的预期性状，动态分析监测资料．全面掌握位移变化的大小、方向、变化频率，对照报警标准，预测下一阶段工作的动态，及时对施工中可能出现的险情进行预报，超过位移设定的预警值时，应及时采取有效的应对措施，确保工程安全。深基坑支护结构工程监测的主要内容有：支护结构顶部水平位移；支护结构沉降和裂缝；临近建筑物、道路的沉降、倾斜和裂缝；基坑底隆起的观测等。以上监测除每天进行目测之外，一般每8～l0re设一个监测点，关键部位适当加密，开挖后每天监测3次，位移大时应适当加密。观测结果要真实反映所测目标的动态趋势，并绘出变化曲线图，以传递险情前兆信息。五、高层建筑施工中深基坑工程尚未完全解决的问题由于开挖深度、周边环境、地层性质等多因素的影响,基坑支护方案会根据所选物理力学参数的不同而选择不当。基坑支护的内力和变形的精确计算是一个比较复杂的问题,其计算模型需要考虑围护结构、支撑体系和土三者的共同作用。但是,目前将其简化为平面问题,难以准确反映空间效应。7 在软土地区,淤泥、淤泥质土等具有蠕变特性,围护结构会随着无支撑时间的延长而逐渐增大变形,即所谓的“时间效应”。目前时间效应尚未精确考虑到理论计算中。由于受到多种未知因素,如暴雨等自然灾害的影响,深基坑土体的变形和位移无法精确计算。当基坑平面尺寸较大,支撑体系较复杂时,由气温变化引起的温度应力和收缩应力会使支撑杆件内力增加,但在围护结构设计时该理论只加以概略估算。在建筑物密集地区设计深基坑的支护结构,多以变形控制,但在设计时如何控制周围地面沉降尚有一定难度,这是由于计算方面尚难以提供精确值。六、结束语综上所述，高层建筑施工中深基坑施工是一项重视质量和施工技术的工程，必须严格把握施工的要点和施工出现的一些重点问题，从而提高深基坑施工的质量。【参考文献】[1]祁勇.高层建筑深基坑施工技术浅析[J].科技论丛,2011,8(12):114.[2]刘炳巧.高层建筑深基坑施工技术分析[J].建筑工程,2010,12(9):100.[3]黎锦周.深基坑工程施工中存在的问题及技术处理措施[J].施工技术,20087'