浅谈建筑施工中基坑工程技术应用

摘  要

由于都市人口不断增加,造成的交通拥堵已经成为制约都市发展的主要原因。为缓解这种紧张状况,许多大城市纷纷投入到建设城轨的热情中。随着我国城市化进程的加快,轨道交通建设将成为缓解我国城市交通拥堵、提高城市综合服务水平、实现城市可持续发展的重要途径。在此基础上,结合实际情况,结合实际情况,综合分析确定了两组不同类型的深埋深设计方案。通过对比和分析,提出了一种适用于深基坑工程的设计方法,采用了一种采用内支护结构的方法,并对实施这一方法的公司作了较为详尽的介绍。根据工程实际情况,结合工程实际情况,结合工程实际情况,结合工程实际,给出了合理的基坑排水设计。在施工过程中,对地面的沉陷、横向移动、地下水的深度、支护的纵向作用力等进行监控与测定;利用实测数据对其进行修正,并将实测数据反馈给工程实践。实施建筑工程,并对建筑工程进行检验。针对.本区域.的交通条件以及.地下管.线的影响,提出了适宜的地.下管线、交通组织措施以及保护措施,以保证.基坑施.工的安全性、合理性和有效性。对其进行全面评价,进而引导工程建设,并对工程进行反馈,对工程建设和工程进行相应的调整;这样才能对基坑中的土体和围护结构的变形进行有效的控制,从而防止了基坑中的事故的发生。

关键词:建筑施工;基坑工程;技术设计

 

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摘  要 1

1 引言

2 深基坑围护结构设计

2.1支撑结构选型及设计

2.1.1深基坑围护结构选型

2.1.2重力式围护结构

2.2地连墙厚度设计

2.3标准段基坑加固

3. 基坑施工组织设计

3.1施工部署

3.2现场布置

3.3进度计划

3.4施工工期

4基坑降水组织与进度管理

4.1施工流程

4.2水位监控

4.3支撑监控

5 结论

参考文献

致谢

 

1 引言

当前,中国各大、各大、省、会城市以及各大、二线大、大、城市均修建了轨道交通。在今后数十年内,随着城市的持续发展,部分二线城市也将修建轨道交通【1】。到那时,地下铁路的建造将达到一个难以预料的高度。高速发展的轨道交通对一个城市的经济发展具有极大的推动作用,然而,要想实现轨道交通的现代化却面临着诸多的难题。在我国,地铁车站的设计与施工已经进入了人们的视野。在修建轨道交通时应着重考察。地铁车站工程中,因其主要建筑形式的复杂,其工程设计一般都很深。因此,在深部基坑工程中,应进行支护结构与结构的优化设计,以确保周边结构与结构的安全性与稳定性。深层开挖技术涉及到了多个专业,涉及到了工程、地质学、弹性力学、土、土力学、结构性、以及监测技术等诸多领域。大量的工程实例证明,在工程建设中,若建筑物的构造不合理、技术不完备、工程质量不高、工程质量不高、工程质量不高等;由于工程建设中存在着大量的工程建设,因此,在工程建设过程中,由于工程建设中的疏忽,势必会引起地基周边场地的不稳定,进而造成地基的损坏。凹陷,会影响到附近的建筑。建筑可能造成墙体裂缝、倾斜、或管道断裂等问题,造成可观的经济损失,在严重情况下可能会威胁到工作人员的生命安全。虽然深基坑围岩的围岩技术经过多年的发展,取得了较为成熟的成果。在此基础上进行施工,均不会造成基坑的变形。当基坑开挖引起的地表沉降超出容许值时,将给周边建筑及周边地下管道系统的安全性、稳定性及正常运行带来巨大风险。把人们对交通出行的注意力从地上转移到了地下,从道路上信号密集、车流量巨大、线路纵横交错的道路转移到了巨大的空间上;建设绿色、高效的地铁运输系统是优化资源分配的有效途径。将地上交通合理地融入到地下,构建绿色、高效的地铁交通体系,是解决城市交通、环境和资源等问题的一种行之有效的方法,也是城市轨道交通的发展方向。针对目前我国城市轨道交通工程建设中存在的问题,提出了城市轨道交通工程建设中的基坑设计方法。场地紧凑、地质情况复杂等特征,在基坑施工之前,应该详细的对基坑周围环境的调查和地质情况进行详细的分析。如果能够对各种干扰因素进行全面地分析和考量,那么就可以对其进行科学地选择出最佳的基坑开挖和围护结构设计方案,这样就可以有效地防止深基坑施工过程中事故的发生,从而节省了经济资源。防止基坑施工中发生意外的主要原因是基坑的土体和围挡的变形[3]

2 深基坑围护结构设计

2.1支撑结构选型及设计

2.1.1深基坑围护结构选型

边坡法是一种较常见的边坡法,它是一种较常见的边坡法,特别是在边坡法需要较多的边坡法中,边坡法是一种常用的边坡法。一般情况下,为了确保边坡在基坑工程中的稳定,必须确保边坡坡度的合理。对于放坡开挖支护来说,尽管放坡开挖成本较低,可以避免其它支护的尽可能采用放坡开挖,但它对基坑的土质、开挖深度、工作面等方面的要求都比较严格。另外,在某些情况下,仅靠挖土是无法确保边坡稳定的,还需要采用简单的支护措施以确保边坡的稳定。由于边坡法施工过程中,由于土方数量多,工期紧等原因,边坡法施工成本往往不高。从当前的发展情况来看,这种新型的支挡结构由于具有较小的变形和较好的刚度,特别是在类似于地铁车站等深基坑工程中得到了广泛的应用。然而,由于其截面细长,结构单一等特性,也对其适用范围造成了一定的局限:该围护结构对所开挖基坑的土质和开挖深度的要求比较严格,只适合于土质环境良好,有较大的 c、φ值,开挖深度较浅的基坑。从悬臂式围护结构的工作机理来看,当所使用的悬臂采用了坑内支.撑和围.檐结构的体系时,围.檐结构的常见形.式包括了钢.结构和.钢筋混.凝土结.构。钢。钢。混凝土。混凝土。水泥。水泥。从目前的情况来看,悬臂支护的形式已经有了很大的发展,如:排桩、地连墙、钢板桩等。如以上所讨论的地连墙体,除了具有很高的总体刚性和很高的承载能力外,还具有很好的抗渗性;工作效率高,噪声低,具有显著的经济效益,它很适合于与地铁车站相似的城市基坑工程的施工。

2.1.2重力式围护结构

在此基础上,提出了一种新型的自升式支挡方案,并对该方案的可行性进行了分析。重力式围护结构的主要工作原理是:利用高压旋喷抑或是深层搅拌,将水泥等胶凝材料与天然土体强行拌和,从而构成一种水泥与土相混合的连续搭接的水粘土墙壁。这种墙壁既可以作为屏障,又可以起到隔离基坑外侧土体的效果,同时还可以起到隔离水的作用。由于考虑到工程成本和支挡结构的总体特性,一般都是使用与网格系统相似的自重形式【5】。总的来说,重力型围护结构体系更经济,成本更低,还兼具挡水挡土的双重作用,所以这种围护体系不需要任何的内部支撑,所以它更容易对基坑中的土体进行迅速的机械化挖掘。同时,由于该技术具有振动小,环境污染小等特点,在城市基础工程中具有较大的应用前景。然而,它的变形和位移一般都很大,特别是在像地铁车站这样的狭窄的、长形的基坑中,这种现象更加突出,并且会对周围的环境产生很大的影响;只适合于挖得比较深的土层。

2.2地连墙厚度设计

通过对软土地区工程实例的总结,得出了地下连续墙厚度与埋深的关系。根据工程实践经验,地下连续墙的深厚比有以下关系:墙厚600 mm,地墙最深可达28 m。当墙体厚度为800毫米时,地面墙的最大深度可以达到45米,当墙体厚度为1000~1200毫米时,地面墙的最大深度可以达到50米。这个车站的地下连续墙最大的深度是34 m,并且在标准.段和端.头.井的墙、底部的土层都是粉.质的粘土,所以可以使用80.0 mm的地.下连续墙。

2.3标准段基坑加固

在该工程的标准区内,采用混合桩法对其进行加固,其加固方案以3米宽、5米间隔、3米深为宜。基坑开挖后,利用三轴水泥土混合桩法对基坑进行加固。具体地说,就是利用基坑原位土体的稳定性,通过调整基坑坡率并于基坑坡面建设砂浆锚杆或打入角钢等形成土钉,并绑扎、铺设钢筋网片,将两者相连接,最后喷射混凝土面层而形成的一种复合支护结构。土钉墙的混凝土表层是挡土止水,而锚杆则是通过与土体的内聚力和摩擦来达到抗拔力。总之,在加固过程中,由于土钉支护结构的存在,使得地基的抗拉和抗剪能力得到了很好的补偿,从而可以很好地解决地基本身强度的问题。该方案具有构造合理、受力清晰、整体效果好、工程造价低廉等优点。然而,它对土壤和土钉的防腐能力有一定的需求,需要重点关注。

3. 基坑施工组织设计

3.1施工部署

基坑的挖掘和施工。工分两个步骤。进行。在第一级.段段,从两个工作面上,从两头到两头分别进行,整个工程的主体结构也是这样进行的。当两个隧道的主干分别在50米左右的时候,将施工围挡拆除,让车辆通行,然后进行二期工程【6】。第二期为对隧道两边的 U形槽边坡进行围护,并对其进行从中央到两边的挖掘和主体结构的建设。第一期工程结束后,将采用三个工区、四个工作面同步进行的方式,在此基础上,对整个工程的质量和质量提出了要求。在施工过程中,要设置好各种监.测点,并对基坑、周围地.面沉降、冠梁、水平位.移、地.下水位、支撑轴力进行强化监控,如果发生了什么改变,会对开挖产生影响,因此要提前对施工方案进行调整。

3.2现场布置

按照建筑工程的设计方案和围墙的布置,在工地上设置钢筋储存区,钢筋加工厂,木材加工车间;钢架存放区域,仓库,洗车间,休息间,卫生间等。工程中使用2个变电所和3个公共电网供电接口。在公路以北,平均布置了3个24 kVA的供电公用网络接口3个。配电柜布置:在北部的基坑(围)内,每50米布置一次配电柜,并在龙门吊和钢筋加工厂内布置一条特殊的电线。在基坑两侧(围护)处,每隔40米安装一支碘钨灯组,每个灯组一个开关,采用线路供电。排水系统,以施工现场的实际情况为依据,将排水沟设置在挡墙的外面,它的宽度为0.2 m,深度为0.2 m,每隔90 m分别与现有的雨水检查井相连。

3.3进度计划

针对工程地质条件、工程地质条件及开挖深度,将工程分为三个分区【7】。本区间的轨道是从地下到地面的走向,在K49+889-K49+993.3 (I段)的基础上,本区域的基础是比较深的,最大的基础是15.8 m。在K49+839-K49+889 (II)中,最大挖掘深13.2米;在K49+811-K49+839 (III)中,最大挖掘深11.4米。根据 M轨道交通的建设经验,在进行基坑挖掘时,为了保证基坑的安全性和正常使用,本工程在此位置采取了钻孔灌注桩+钢管内支撑(两道)。在此基础上,结合轨道交通沿线不是市区的繁忙区域,有一定的下坡量,进行下坡量的控制;降低了支护的困难程度,使斜率为1:1.2 (高度:宽度),5米高,2米高。通过对该工程的水文地质情况分析,确定该工程的地下水埋深在7-8 m,深基坑的挖掘深度超过-11.4 m,因此需要对该工程进行降雨,才能满足干法的要求。另外,由于地下6 m至15 m的土层以粘土为主,具有良好的渗透性和巨大的工程面积,因此,在工程开始之前,需要根据支挡的布置来进行相应的排水设计。使用了坑外管井降水的方法,并与新筑~保税区明挖段的水文地质条件及降水经验相结合,来确定其基本参数。但是,在进行降水设计时,渗透系数是一个十分关键的参数,因此要对其进行正确的选择。

3.4施工工期

综合考虑地下管线、工.程地质、施工进度等因素,为该工程提供了两种不同的基坑支护施工方案,通过实例对比分析,最终形成了一种较为合理的基坑支护施工方案,也就是灌注桩+内部支撑的支护结构。因为从基坑开挖到隧道封底的施工时间长达6个月,所以在基坑工程的施工组织中,采用的是两个阶段、三个施工段、六个作业面的施工布局,对施工人员、机械进行合理的配置,并对每一个环节具体工序的施工时间展开分析,采取合理、有效地工程措施,确保施工质量和工期。

4基坑降水组织与进度管理

4.1施工流程

测量和定位钻孔位置:根据开口部分深孔的平面图,测量和定位钻孔位置。排水井将建在第一阶段的平台上。如果所使用的孔点因地面障碍物或施工条件而受损,则可能是这种情况。进行适当的调整。安装钻头:反向钻头是稳定的,并且钻头与井眼的中心对齐,以确保钻杆是垂直的,并且钻探稳定且不会干扰机体。钻孔:孔直径为800毫米。在施工过程中,直接在水位以上进行干燥钻探,手动清理土方工程,并在到达含水层后添加适量的水,以确保钻孔时孔不会塌陷。钻孔过程应是连续的,并且在每种情况下都应打孔。直径误差不超过20 mm,垂直误差≤1%,并且井眼深度满足井眼深度的要求。钻孔管:管道进入施工现场后,应检查无沙管是否损坏。必须先测量孔的深度,然后再向下导引管道。孔深达到设计要求后,启动钻孔管。用底部支架握住钻孔管,并用竹条和铁丝将空孔绑在钻孔管的各个部分之间,然后依次将其降低到钻孔底部。井口应在距地面0.5 m处并盖好。回填材料:在钻孔关闭后填充材料。该材料被认为是3毫米至5毫米的圆形砾石,过滤材料的污泥含量(石粉量)≤3%。填充时,过滤材料沿钻孔管的外圆周均匀填充,保证持续保养,防止灌装速率太高或太低。管路的偏差和过滤器的物质在井眼内构成了一座桥。注满超过标准水位2米的水。在清理完井眼后,滤芯下沉。到时候将滤芯填满。填充剂的真实含量至少为理论值的95%以上。当切削结束时,应在井口上方的上方部分填满黄泥。水洗是油气田.油气田.油气田.洗井作业的目标是彻底清理掉井内的淤泥,打碎井壁上的淤泥,并将渗入到含水地层中的淤泥及细粒子,这样就形成了一个很好的、围绕着滤网的人造滤网,从而.增加从.钻孔中.涌出的.水量。.

4.2水位监控

地下水水位监测站应当沿基坑周边,在被保护的大象周围,或在两者之间。两个监测点的间距应该在2.0至5.0米范围内.,并应在地下水位以下3-5 m内检查埋管的深度。水位管是一种特殊的PVC管,直径为53毫米。管的底部覆盖有垫圈,连接处用胶带密封[9]。沉淀部分的下部设置为2至3 m,从过滤器部分沉积少量的淤泥和沙子,中间管壁为2〜直径为6至8排的水过滤孔大约6毫米,钻4毫米,纵向孔.间距为.50至.100.毫米。.相邻两.行中的.孔交错.排列,.像李子.一样排.列。过滤层被包裹以确保密封质量。地下水位监控由电子水位蜂鸣器监控。观察时,首先连.接电缆.,将探.头插入.水位管.,并且当水位传感器发出滴滴的声音时,站起来,就是标志。将线缆.从水平管道中拔出,用钢丝尺.量出线缆长度.孔洞中的线缆的长度与地下水的深度相当。两个相继观测数据的中间值为观测水位。挖到要求的深度后再将其填埋到潜水井中,用钻头将直径约70 m.m的滤.水塑料.外壳埋.入该孔.中。用.干净的.细砂填.充孔的.外壳和.壁,然.后用淡.水冲洗.孔的底.部,以.防止泥.浆堵塞.测量孔.并确保.水路畅.通。测量管在地面上方约200毫米处。保护观察孔。

4.3支撑监控

在基坑开挖期间,时间间隔不应超过3天。在其他情况下,可以延长到5-7天。若观测结果超出有关规范,或观测点有显著改变时,需对观测数据进行加密。在强降雨、强降雨或地基横向荷载条件改变的情况下,必须立即监测。在出现风险事件的征兆时,必须对其进行持续监测[10]。主矿坑施工阶段的监视频率设置为每周3次。该工程基坑开挖深度大,面积大。为了确保道路交通安全和该地区隧道主体结构的施工,并且不干扰结构的正确施工,基坑工程已在基础周围建立了土壤沉降,一系列冠状梁水平位移,地下水位和壳体支撑轴向力的监测和测量系统。通过及时分析和评估数据并预测施工过程中可能出现的情况,消除了各种隐患,以确保基坑房屋系统,周围建筑物和道路的安全性和稳定性。监测数据表明,土地沉降监测点的最终沉降量在规格书中规定的-6 mm之内。基坑水平变形监测点位移变化量为±0.1 mm/d-0.4 mm/d,属于正常值。井筒内的沉降量基本满足了设计和施工的实际情况。支护的轴向应力变化规律较为平稳。在基坑工程的过程中,观测到的数据是比较稳定的,它们都处于变形预警区域之内,这也说明了施工方案的合理性。

5 结论

在此背景下,以地铁站台为依托,采用理论、模拟、实测相结合的方法,对地铁站台施工计划及监控技术进行了探讨。通过对隧道构造、土体构造、地下水埋深等特征的分析,确定了地表沉陷量;基坑的横向移动、地下水位、纵向受压的支护及信息的实现监控与检测。这个市政隧道工程的特点是开挖了一个很大的洞口,这个洞口会使得原有的公路狭窄,很难达到原来的公路通行要求。此外,周边的运输工具与基坑的距离过远。考虑到本区域的交通条件以及对地下管道的影响,利用交叉交通栏杆来进行合理的交通组织以及对地下管道的防护,从而保证了基坑工程的安全,合理性和有效性。轴向支撑力在合理范围内,表明提出的分选方案+现场浇筑桩+钢支撑壳方案是充分有效的,可以保证基坑施工的安全性和稳定性。

参考文献

[1]白廷辉.上海轨道交通深基坑工程新技术与实践[J].地下空间与工程学报,2021,1(4),554-560

[2]唐传政.武汉地铁基坑工程地下水问题及其处理对策[J].岩土工程学报,2021,32(增一),410-411

[3]刘建航.地铁深基坑施工的监测与控制[J]. 城市建设. 2021,4:18-19

[4]王建华支护结构与主体地下结构相结合的深基坑工程研究现状[J] 南昌工程学院学报,2021(01)

[5]曹双寅整体式支护结构设计的优化分析[J]. 工业建筑.2021(10)

[6]廖瑛 模糊综合评判法在深基坑支护方案优选中的应用[J]. 工业建筑.2021 (09)

[7]段绍伟. 基于工程可靠度、工期的深基坑支护结构选型研究[J]. 湘潭矿业学院学报. 2021(02)

[8]李万玉 基坑放坡安全开挖的设计与施工[J]. 安全与环境工程. 2021 (04)

[9]王永祥 层次分析法在深基坑支护方案优选中的应用[J]. 华东交通大学学报. 2021(02)

[10]李永辉 黄土深基坑施工监测分析与数值模拟[J] .建筑科技大学 2021.25-28

致 谢

如今岁月回首,仍记得当年怀着“世界那么大、我想出去看看”的信念,当初以“进京赶考”心态从求学的初心。此刻终于交上了我的毕业答卷,心中虽有些许遗憾,但更多的是怀念与感恩。在这短短的时光里,我们定格了科研生活的最美瞬间,锁住了蓬勃生命的别样精彩。感恩命运的加持,山高路远有时尽,唯有恩情日月长。

春风化雨,永念师恩!感谢老师的谆谆教导和悉心培养。老师凭借着深厚理论功底与丰富实践经验,让我感受到了学习中的万般喜悦以及目对美好生活的憧憬。在论文完稿之际,向导师致以崇高的敬意!感谢转载与引用的文献、资料、研究思想与设想的所有者,并衷心感谢在百忙之中抽出宝贵时间对本文进行评阅和审议的专家和学者们!

所有过往皆为序章,感恩所有遇见。此去山高路远,各自万般珍重。

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