浅谈复杂环境条件下深大基坑支护与降水技术

浅谈复杂环境条件下深大基坑支护与降水技术

孟祥君

身份证号： 230826198507150611

摘要：为了满足城市的发展需求,必须要利用好城市地下空间,在施工过程中,必定会面临深大基坑支护问题,尤其是在高层建筑地下室、地下停车库、地下变电站等,不仅开发面积相对较大,深度也在逐渐增加。这种对地质、环境有着较高的要求,所以从设计上就有较大的难度,施工过程中更是需要不断调整。为了保证工程质量,必须根据环境条件采取相应措施开展施工,做好工程中的降水技术处理,以此来避免对周围建筑造成不良影响。本文针对复杂环境条件下深大基坑支护与降水技术进行分析,明确工程中各个阶段的施工要点。

关键词：复杂环境; 基坑支护; 降水技术;

1深大基坑支护特点、要求与分类

1.1深大基坑支护特点

基坑支护施工首先要做好方案设计,施工过程以及土石方开挖等,这些是较为重要的环节,必须要做好质量控制,而且基坑支护体系大多都是临时结构,所以存在较大的安全风险。其次由于地质环境条件复杂,对于深大基坑支护施工,也会有不小的影响,导致施工重点、难点差异较大。在当下的城市建筑项目中,施工过程中都会面临环境的影响,不仅要保证施工的安全稳定,还要避免影响周围的建筑物和设施,所以工程难度系数有较为明显的提升。除此之外地下水埋深浅,地层渗透系数大,如果可以控制好地下水位,也就可以提高整个基坑支护施工的质量安全。

1.2深大基坑支护要求

基坑支护施工需要注意很多细节,所以要求也会比较多,首先是基坑槽壁的稳定性,这是非常关键的环节,必须要保证符合规范要求。其次在施工过程中,不能影响附近的建筑物以及地下管线等,基坑附近地面沉降与水位平移必须控制在一定范围之内。在施工开始后,必须要做好降水处理,可以采用降水、排水等方法控制地下水位,尤其是施工作业面必须在地下水位0.5m以上,才能保证施工顺利开展,也能有效提高基坑支护施工的质量与安全。

1.3深大基坑支护结构形式分类

(1)重力围护结构在基坑支护施工中使用较为广泛,一般会选择深层搅拌桩,也可以选择高压旋喷注浆法,利用天然土和水泥土的结合,起到支挡围护的作用。

(2)内撑围护结构具有较为显著的支撑作用,该结构大多用于支挡水与土的压力,又被分为围护体系与内撑结构两种,包括钢筋混凝土桩以及地下连续墙都属于围护体系,而内撑结构会被分为水平支撑与斜支撑。

(3)悬臂围护结构不仅要利用地下连续墙以及钢板桩,还要加上一定深度才能维持住整体的稳定性,不过需要注意该围护结构,对于开挖深度的变动是非常敏感的,并不适用大开挖,很容易出现变形的问题。

2深大基坑支护方案与降水方案选择

一般来说基坑支护的方法有很多种,比如常见的地下连续墙、重力式挡土墙、悬臂桩等等,具体选择哪种方法,还要根据工程实际情况来选择,而且每种方法会有不同的使用要求,像降水深度过大、周围建筑物与地下管线密集的情况,就可以采用锚拉桩等方法,但该方法造价较高,所以要经过详细分析再选择使用。另外降水方案也要根据实际情况来选择,如果是基坑面积大,地下水位埋深较浅,就不能使用轻型井点降水,不但难以满足降水需求,还会对周围的建筑、地下管线造成一定影响。根据实际的施工情况来看,应该采用基坑内轻型井点并名排的方式进行降水,在基坑四周设置轻型井点,然后在基坑修排水沟及集水坑,这样就能起到很好的降水效果。

3深大基坑支护方案设计与实施

3.1基坑支护设计

为了设计出有效的方案,必须针对施工现场进行实地勘查,并按照地质条件、环境条件等要求来设计基坑支护方案,不过需要注意工程的需求变化、施工过程中的各项因素等,必须要进行综合性考虑。尤其是基坑开挖深度相对较大,而且周边无放坡空间,环境较为复杂,不但有较多的建筑物,地下的管网线路也分布密集,所以要采用桩锚、内支撑等方式进行施工。除此之外要考虑支护方法的安全性、经济性等,要选择更为适当的基坑支护方法,这样才能节省费用,缩短整个项目的周期。目前最适合使用的就是钢筋混凝土排桩、预应力锚索以及土钉墙结合的方法。这个融合多种技术的方案,可以起到更好的效果,尤其是在锚桩支护的基础上,再加上土钉来加固,可以最大程度地确保施工质量与安全。

3.2桩锚支护体系

该支护方法为钢筋混凝土排桩加上预应力锚索以及短土钉挂网喷面,在自然地表下-1.5m位置处,为一放坡平台按照1:0.2放坡,宽度为1.0m。平台上布设钢筋混凝土排桩,桩径要控制在0.8m左右,间距为1.5m,长度则为27m,并搭配加强钢筋,预应力锚索从上到下分别采用2～4φ15.2有黏结型钢绞线。水平间距与垂直间距分别为1.5m、3.0m,中间需要打入土钉固定,土钉长度为2.0m,横向与纵向的间距均为1.0m,需要注意土钉空内注入水灰的比例,为1:0.5的纯水泥浆,水泥强度要达到32.5级。

3.3桩锚结合土钉支护体系

该方法用于基坑中部地段处,地面以下12.5m～17.8m深度处分布厚度3m～8m的粉砂,所以要在位于坑壁砂层部位深度为12m～16m处,采用密集构造土钉墙来进行加固,一般会选择长度为6m～9m的土钉使用,水平间距要控制在1.5m左右,垂直间距为1.5m,水灰比例为1:0.5纯水泥浆,水泥强度32.5级。锚索端部要焊接加强钢筋,桩间土必须挂上钢筋网,混凝土的喷射厚度要控制在40mm。

4深大基坑支护降水设计与实施

4.1降水方案设计

根据现场勘查的情况来看,基坑支护施工可以采取疏干降压法来进行处理,在基坑内部设置降水井,深度为开挖地面下5m左右,再加上比较长的预抽水时间,足够解决前期基坑施工地下水造成的影响,同时也考虑了基坑开挖至底面过程中的土层疏干。需要注意布井有效面积,必须控制在175m2左右,而且在基坑挖土前必须要提前抽水一周,考虑到含水层水位高、压力大的情况,必须根据实际开挖深度进行底板验算,设置合理的降压井,就能保证工程顺利开展。

4.2疏干井设置

为了保证深大基坑支护施工安全,必须采取有效的降水技术与方法,针对挖土层范围内的地下水做疏干处理,这样基坑支护施工就能在无水的环境下开展,从而提高施工质量与速度。根据实际的施工情况来看,基坑面积A为1608m2,但经抽水有效面积为a为175m2,根据详细计算基坑内需要设置10口疏干井,每口疏干井的深度都要为25m,必须要按照这个要求进行设置,这样才能起到相应的降水效果,保证基坑支护施工的后续进行。

4.3坑外备用井设置

考虑到基坑支护开挖的深度情况,水头差相对大,止水是采用单排三轴搅拌桩,如果出现围护壁渗漏的现象,封堵处理非常困难,也会对基坑支护施工造成影响,甚至会带来较大的安全风险。为了降低风险,确保工程可以顺利安全进行,必须在坑外设置一定数量的备用井,在必要的情况下可以使用,降低坑外水位,减少坑内外的水头差,这样就能更好地进行封堵处理。

4.4深井设计

在设计深井过程中需要注意,井口必须比地面高出0.5m,这样才能防止地表水进入井内,而且井口要采用优质粘土进行封闭,井壁管可以采用混凝土管,降压井壁管则使用焊接钢管,井壁管的直径大约在250mm。深井点一般会采用圆孔滤水管,直径为250mm,没过绿水管要用30目～40目的尼龙网包扎,沉淀管是为了防止内沉砂导致的过滤器堵塞,所以在滤水管底部应该设置长1m,直径250mm的沉淀管,而且必须要封死底口。

5结束语

在当下的高层建筑工程中,基坑支护是非常重要的环节,尤其是在环境复杂的情况下,必须采取有效措施,开展基坑支护工程,包括桩锚支护等方法,结合其他措施可以大大增加工程安全性。需要注意的是基坑支护施工,必须要结合现场环境共同进行,这样才能及时处理过程中的问题,包括前期施工的准备,还有设计方案的对比等等,只要保证技术与实际施工有效结合,深大基坑支护施工质量与安全也能得到一定保障。目前深大基坑支护在很多工程中都有应用,而且有较多成功实例,由此可见深坑支护对于复杂环境,确实有较强的适用性。

参考文献

[1]贾荣谷,阮永芬,刘克文.复杂环境的深大基坑工程安全控制措施[J].粉煤灰综合利用,2020,34(4):24-29.