深基坑基坑防护选型及施工

(整期优先)网络出版时间:2021-08-30
/ 2

深基坑基坑防护选型及施工

安璐

14270219860818****

摘要:新时代,我国道路桥梁工程正在向着规模化、功能化方向升级。基坑防护及施工作为其中的重要分部项目,起着关键性作用。本文以此为出发点,选取深基坑基坑防护选型及施工作为研究题目,剖析了深基坑防护选型。并以此为基础,对桥梁深基坑基工程中的钢板桩支护技术的应用进行了具体讨论。

关键词:深基坑;基坑防护;选型;施工


深基坑工程防护体系通常包括了支护结构与止水方案。在支护方面,一般以外围支护结构为准,选取预制桩挡 土、连续密排灌注桩、钢板桩挡土等进行设置。在止水方面,则以设置隔水帷幕为准,通常会选择高压旋喷桩、水泥搅拌桩、咬口拉森钢板桩等形成对地下水的阻断,预防其流向坑内。在深基坑基坑防护选型及施工方面,设计施工一体化模式下的复杂化程度较高。因而,要求在防护选型过程中,充分考虑多重因素的影响,并结合实际的分项目、子项目合理的选择施工方案。

1、深基坑基坑防护选型分析

深基坑基坑防护选型中,需要对施工特点进行细致剖析。从当前道路桥梁工程中对深基坑工程的防护及施工经验看,首先,深基坑的防护结构施工技术在应用中具有临时性特点,支护体系、止水体系的应用,在施工过程中以临时结构应用为准,施工后需要进行及时拆除。其次,深基坑防护施工在不同的施工区域,需要以地质、地形、水文、气候等作为参考因素,结合实际情况进行合理规划与防护方案设计。而且,在地基理型技术条件限定下,也要求对周围建筑体的地基、地下水位情况等进行细致的考察。第三,在基坑支护结构与止水方案的实际设计过程中,防护结构的稳定性,与实际深度、平面形状存在关联,此时,要求对基坑工程内的空间效应,与土压力变化伴随的时间效应进行密切关注。

例如,在锚杆支护(也称喷锚支护)施工技术方面,旨在通过锚杆设置增加预应力。从原理看,通过锚杆连接内部土体和基坑边坡滑动面,能够凭借挡土结构与外拉系统之间的联合,增强深基坑边坡的稳定性。但是,在其应用中,要求以地下水位以上条件为主,同时,对于土质也有一定的要求,适用于粉土、黏性土土质,对于其它区域的适用性相对较差。另外,锚杆的承载力、抗拔力设计,与其布置层数、选材等相关,要求进分析坡土压力,精准计算锚杆的承载力、抗拔力。

再如,钢板桩支护技术的应用虽然具有周转使用率高、成本投入低、抗变形能力强、便于拆装、混凝土用量少,以及结构简单等优势。然而,在施工程序、原材料检验、切割面控制、加固处理方面,既要保障其精度,也需要配套的对其变形问题进行及时的矫正处理等。所以,无论选择哪一种深基坑防护方案,均要求结合施工技术的特点、影响因素、适用范围、时空效应等,进行综合考量,最终确定与在建项目适用性较强的技术,再结合实际要求配套的进行设计施工一体化应用。

2、深基坑基坑防护施工分析

在现代路桥工程中,深基坑分部项目中结合产业链思维,构建了以项目方案研发设计、物料采购运输、施工建设、运维管理(拆除)等为基本环节的深基坑防护施工产业链条,形成了设计施工一体化实践模式。在设计环节,一般按照确定的防护技术类型进行具体设计。从设计经验看,需要注重对参数变化情况的剖析,配套设计有应急方案。例如,在土压力释放与内凝聚力变化、内摩擦角变化、含水率变化等方面,要求以参数变化为范围为准,合理的设置应急方案。对于施工中存在复杂环境的项目,则要求对周边的放坡条件进行全面分析。并根据安全支撑需求,选择相应的支护体系;结合实际的地下水情况,配套设置止水体系。例如,在7米到15米的深基坑施工方面,通常会选择排桩支护。如果在此基础上增加施工复杂程度,则应该增加基坑底沿灌注桩及加固措施等。以当前应用相对较多的钢板桩施工技术为例:

首先,在施工程序方面,要求严格遵循定位-放线-开挖沟槽-安装导梁-施打钢板桩-拆除导梁等工序,进行具体操作。同时,对于配套应用的锚杆位置高程土方,应该进行清理-挖土-承台施工-拔除钢板桩。

其次,在施工原材料的质量检验方面,除常规的外观、材质、规格等检验外,要求通过工程质量检验部门,选择匹配的实验方法,对其母材化学成分、物理性能等进行全面试验。尤其在锁口强度、弯曲、拉伸、延伸率等方面,要做到精细化检测。现阶段进场的钢板桩通常会以2个为准开展相关实验,确保其材质质量检验结果的有效性。

第三,在切割面的控制方面,施工时应该从切割防护、腐蚀与变形等方面进行处理。例如,在标准规范要求下,完成切割面的切割后。一方面,应该采用油脂等材料对桩间的凹口实施工封闭处理。另一方面,若发生了变形情况,则宜根据变形程度,选择火烧矫正、液压千金顶矫正等方案及时处理。

第四,在加固过程中,钢板桩因打桩时受到较大的力,可能会发生弯曲现象。为了预防此类问题的反复发生,需要配套的设置对钢板桩的支护方案与加固方案。例如,在打桩方向控制方面,目前以经纬仪进行监测与控制,旨在保障垂直度在有效范围内,使其偏差控制在1度的标准要求以内。再如,打桩过程中,要求以规范、准确作为基本要求,实施动态化的测量与校正,确保在预定深度到达时,做好临时加固。

第五,钢板桩技术在施工环节的运用,既要与设计方案保持一致性,也需要从系统性设计的角度,实时的对施工技术进行合理的牵引与指导。因而,在路桥工程深基坑分部项目施工时,通常会根据确定的钢板桩防护技术,配套设置施工监测与施工控制方案。例如,在钢板桩的位置变化方面,通常会根据现场仪器测量进行数据记录,根据位置变化情况,对其进行相关的数据分析。具体操作方面,通常以具有借助性的控制点作为监测对象,重点放在支护结构的水平位移、竖向位移,以及周边建筑体的位移情况监测等方面。并结合监测结果,调整施工控制方案。

除以上几点之外,在钢板桩的施工中,要求根据施工方案的具体要求,匹配设置安全围栏、临时水电、提示标语、警示标志、安全梯(用于深基坑上下工作与逃生)等。尤其是对于设备的操作人员,应该在施工前做好相应的培训,并在施工环节,对其进行相应的职能、责任检查等。新时期应用BIM技术,能够借助建模、可视化检验等,提前对支护结构、止水方案进行观察、复验、技术修改,减少施工风险。

结束语

总之,深基坑基坑防护类型多、施工技术专业化程度高,多种技术在同一防护方案中的应用十分常见。因而,在防护选型时,一方面,需做好对支护类型、止水技术的选择,并根据防护总体系,对支护小体系、止水小体系进行合理设计。另一方面,则应该根据路桥分部项目的实际需求,在产业链条件下,检验针对设计、物料、施工、运维管理诸环节的施工技术质量控制指标,保障深基坑支护施工时的安全性,并发挥出支护与止水体系的功能优势。

参考文献

[1]范燕波,陈丽,史江伟,等.砂土地层深基坑开挖引起下卧隧道变形机理研究[J].现代隧道技术,2021,58(2):103-110.

[2]王朱贺,李楠,张希瑞,等.基于机器学习的深基坑三维土层重建[J].重庆大学学报,2021,44(5):135-145.

[3]刘轶博,雷斌,宿峰,等.深基坑支护预应力锚索同步施工技术[J].施工技术,2021,50(1):62-66.