建筑工程中深基坑处理技术探讨

   在城市建筑密集区经常会出现工程场地狭小,周边紧邻建筑群、居民区或者各种重的地下管线,对周围的环境求较高,这样就不容许在基坑外周围井点降水。在这种情况下,逆作法就顺理成章的成为一种在城市建筑密集区域行之有效的深基坑地下结构施工方法。
   关键词建筑工程;深基坑;逆作法
   Abstract In the urban built-up areas are often small construction site, surrounded by close to buildings, residential or a variety of underground pipelines, higher on the surrounding environment, so as not to allow precipitation around the well point in the pit outside. In this case, Reversed naturally become the underground structure of a dense area of the city building effective deep foundation construction method.
  Keywords construction; deep pit; Reversed
  中图分类号 TV551.4文献标识码A文章编号
  
  1 工程概况
   某大型建筑工程主轴线长约95m,总建筑面积约93m2,其中地上建筑面积约21m2,地下建筑面积约95m2,周长约34m,长度约92m,开挖宽度约35-12m。该工程为两层地下室结构,层高4.5m,开挖深度约14.7m,是一项相对独立、设施完善的平战结合6级人防工程。
   A区拟采用钢筋混凝土框架结构作为内支撑,筏板基础或独立基础,设计承载力求15kPa,结构项板上覆土厚度在3米左右,层高约4.5m,工程主跨度多为16m,设计采用明挖顺作的方式施工。
   B区以各层地下室的板梁作为施工时围护结构的水平支撑体系,采用筏板基础结合立柱桩作为基础,工程完成后,结构项板上覆土厚度在3m左右,层高约4.5m,工程主跨度多为8m,设计采用逆作法施工。
  2 建筑工程中深基坑处理技术探讨
   2.1 逆作法概述
   逆作法施工技术的原理是将高层建筑地下结构自上往下逐层施工,即沿建筑物地下室四周施工连续墙或密排桩,作为地下室外墙或基坑的维护结构,同时在建筑物内部有关位置,施工楼层中间支撑桩,从而组成逆作的竖向承重体系,随之从上向下挖一层土方,一同土模浇筑一层地下室梁板结构,当达到一定强度后,即可作为维护结构的内水平支撑,一满足继续往下施工的安全求。与此同时,由于地下室顶面结构的完成,也为上部结构施工创造了条件,所以也可以同时逐层向上进行地上结构的施工。
   2.2 柱列式排桩作为地下支护挡墙的施工
   根据设计求,基坑围护采用Φ9@13、Φ8@12钻孔灌注桩,外设Φ12@9、Φ9@13、Φ8@11旋喷桩止水帷幕。钻孔灌注桩求嵌入岩石深度不小于3m,并且进入花岗岩强风化层不少于3m。旋喷桩求进入花岗岩强风化层不小于5mm,以确保隔水效果。
   根据上述情况、场地地质资料以及基坑周围建筑物的基础施工方式,决定在本工程场地内的灌注桩由两种施工方式完成,一种是冲击钻,另一种是旋挖钻机完成。在基坑北侧基岩埋深较浅的位置,采用冲击钻施工,成孔效果好,而在基坑的东侧靠近其他建筑的一侧的灌注桩,由于其他建筑物在施工时,基坑采用了锚杆,所以也采用冲击钻成孔;而在场地其他位置,由于基岩埋深较深,采用效率较高的旋挖钻机成孔。
   2.3 中间立柱桩的施工
   中间立柱桩是逆作法的重竖向支撑构件,在逆作法施工期间,在地下室底板未浇筑之前与围墙共同承担地下和地上各层结构的荷载以及施工荷载,在底板浇筑之后,中间立柱桩与底板连成一体,作为地下室结构的一部分,将底板以上所有结构及施工荷载传递给地基,期间中间立柱桩承受非常大的荷载。所以在对中间立柱桩进行设计的时候,综合一下几个因素永久结构体系的布置、荷载分布及大小、立柱桩的承载能力、地质条件、逆作法时上下同时施工的求和底板以上允许施工的主体结构的荷载。
   2.4 节点构造及施工
   在逆作法施工中,由于楼板结构从上而下(地下首层楼板为分界线),而竖向承载结构(立柱桩和围护墙)的施工则是从下而上进行的,因此存在梁、柱、墙之间的混凝土不同时浇筑的问题,形成了施工缝。结构节点的设计必须同时满足结构永久受荷状态下和结构在施工状态下的求。
   由于本工程采用柱列式排桩作为围护结构,在基坑开挖到某楼层梁底标高时,在灌注桩上进行植筋处理,然后在柱列式挡墙临空面一侧浇筑,以灌注桩表面为内模,人工假设模板为外模,在灌注桩内侧形成一层2-4cm的加固层,使其与灌注桩形成一个整体增加围护结构的抗弯能力,同时也使支撑传递的水平力能更好的向围护墙扩散,不至于产生应力集中现象。待加固层达到一定强度的时候,利用该层梁对应的设计标高和尺寸在“二合一”的围护墙上钻孔植筋,使植入的钢筋与梁上的钢筋进行连接,在与梁的配筋搭接前,将植筋部位的混凝土表明凿毛,并且在围护墙和板梁之间设置止水钢板,最后制模,完成围护墙与板梁节点的施工。
   在逆作法施工中,围护墙与底板的连接需满足与设计假定刚性节点一致以便使地下室底板与围护墙连成整体,同时节点的链接必须密封,以达到防水的求。在本工程中,主采用在“二合一”的围护墙体上植入钢筋的方法使围护墙与底板进行连接,同时为了达到防水的目的,在围护墙和底板之间止水钢板,以增强防水能力。
   2.5 逆作法中土方的开挖
   在逆作法施工中,土方工程是一项及其重的工程。由于逆作法施工中土方工程与结构施工交叉进行,而且土方开挖多以暗挖的方式进行,操作空间小、施工难度大、周期长,是影响工期的重因素;此外,土方的开挖也是基坑土体、围护结构变形、周围环境变形的主原因。能否制定科学合理的土方的开挖方案是逆作法施工面临的寺问题,所以必须预先做好施工组织设计,在充分考虑时空效应理论的前下,结合信息化施工统一控制挖孔的位置和速度。
   明挖。在基坑开挖首层土层就是采用明挖,并且采用盆式开挖,基坑周边开挖到首层梁底标高,向基坑放坡开挖,以尽可能多挖土方,以减少暗挖的土方量。
   暗挖。在首层项板强度达到求后,即对首层项板的模板进行拆除,并对项板以下的土层进行开挖—-暗挖。在暗挖土方的过程中遵循着“分块、分层、限时、对称、对撑”的原则。在本工程中主采用.4m3的小型挖土机挖土,采用小型推土机完成已经开挖土体的水平运输,把土体集中到出土口位置,然后再用专门的机器将土运到首层顶板上,装车运走。在土体竖向运输过程中,在本工程中主采用两种方式共同进行,以加快出土效率。一种是直接在出土口设置专门的抓斗,将顶板以下的堆土直接用抓斗抓起,然后直接把土体装在车上运走;另一种是利用传送带,在项板以下用推土机直接把土体放到传送带上,然后通过传送带把土体运输到顶板上,然后在装车运走。
   2.6 逆作法土方出土口的设置
   对于逆作法来讲,由于在顶板施工之后,整个下一步的挖土工作都是以暗挖的形式进行,顶板以下呈封闭状态。在这种情况下,不但不利于土层的暗挖也不利于土体的运输,更不利于顶板以下的地下工程施工材料的入场、施工中的通风、照明等后续施工步骤。所以,在施工前必须有详细的基坑设计、周密的施工规划、合理的施工组织,确定出土口的尺寸、数量和平面位置。
   出土口的尺寸。在逆作法施工中,出土口的形状大小应满足挖土、出土机械的求,并且
   经过结构设计的认可。取土口一般大小为8m×8m见方,但是有的时候,因实际的需,在不改变柱梁的结构布置的情况下,可以适当改变出土口的尺寸。为了防止雨水进入地下室,应在出土口周围设置防水围堰,并设置手动或者自动的帐篷在贯通各层楼板的混凝土浇筑孔处设置临时薄板。
   出土口数量的确定。出土口的数量除了受场地的限制以外,还受到出土机械的台班产量、土方开挖量和施工工期的影响。一般一个出土口设置一台出土机械,在结构以及工作面允许的情况下,可以适当增加取土口的数量。
  
  3 结语
   传统的基坑工程设计已经不能满足逆作法这一新工艺的求,跟不上逆作法施工工艺发展的步伐。因此,对采用逆作法施工工艺进行施工的基坑工程,在施工过程中必须使设计施工一体化,以达到动态信息化施工的效果。
  
  参考文献
   1.刘春安,廖秋林,曾志献,曾广桃,张悦.南京德基广场超深全逆作法综合施工技术.施工技术.211(2)
   2.余军秋.逆作法在深基坑支护中的应用.中国新技术新产品.21(12)
   3.陈向波,涂安.逆作法施工在深基坑支护工程中的应用.安徽建筑.21(4)