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建筑基坑支護施工技術(shù)在高層房屋中的運用論文
【摘要】社會的不斷進步與城市化進程的不斷加劇，在給高層房屋建筑帶來廣闊發(fā)展平臺的同時，也對其施工技術(shù)提出更高要求，尤其是在建筑基坑支護施工技術(shù)方面;目前，我國的基坑支護施工技術(shù)雖然日趨成熟，但是，由于基坑支護建筑所處的地理位置(環(huán)境)均不盡相同，極難做到統(tǒng)一，因此，要想在滿足相關(guān)規(guī)定的基礎(chǔ)上，進一步實現(xiàn)提高建筑安全性與降低成本投入等，則必須對建筑基坑支護施工技術(shù)進行全方位探究。
【關(guān)鍵詞l高層房屋;基坑支護;施工技術(shù)
高層房屋指的是15-24層(高度至少>24m)的樓層建筑，算得上是城市化發(fā)展過程中的重要衍生產(chǎn)物，可有效緩解用地緊張問題，解決居民住房問題等。近幾年來，社會的不斷進步與發(fā)展，雖然在極大程度上為高層房屋建筑提供了進一步發(fā)展的空間，并促進其不斷的向著大型化與高層化等方向發(fā)展，成為建筑領(lǐng)域的寵兒，但是，由于高層房屋建筑上部負荷可隨著建筑物高度的不斷提高而不斷增加，使得高層房屋建筑基坑支護施工技術(shù)的重大作用越加突出，因此，為了有效確保建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，就必須對高層房屋建筑基坑支護進行深入探究、重點控制及管理。本文通過簡單闡述建筑基坑支護施工要點、存在的問題及施工的特點等，對建筑基坑支護施工技術(shù)在高層房屋中的運用進行了較為系統(tǒng)的分析，以期為相關(guān)人士提供一定的科研參考依據(jù)。
一，建筑基坑支護施工要點及存在的問題
(一)建筑基坑支護施工要點
良好的基坑支護施工技術(shù)，不僅是整個建筑基坑支護建設(shè)得以順利施工的前提與保證，而且還是決定建筑基坑工程施工成敗的重要部分，因此，對建筑基坑支護施工進行全面剖析，以加強人們對其的認識十分必要。一般情況下，建筑基坑支護施工要點主要包括：
(1)在確保安全的前提下，重點從建筑基坑支護人手，施行并落實好各項施工安全責任制;(2)由于高層房屋建筑多集中在城市密集區(qū)域，因此，為了盡可能減少施工對附近居民的影響與提高施工區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量等，就必須根據(jù)實際情況，充分利用現(xiàn)有的先進基坑支護技術(shù)或相關(guān)建設(shè)設(shè)備等進行施工建設(shè)。(3)為了進一步規(guī)避地基變化或者不均勻沉降等可能給臨近建筑物帶來不利影響，就必須強化基坑支護施工的檢測與管理力度，并與時俱進，不斷更新或者完善當前所采用的施工機械與技術(shù)等。(4)由于基坑支護施工過程中難免會需要架設(shè)高壓電線，且地下線路繁多，因此，為了杜絕返工，施工工作除必須科學、合理外，還應具有較高可行性。
(二)建筑基坑支護施工存在的問題
據(jù)相關(guān)調(diào)查統(tǒng)計結(jié)果表明，當前高層房屋建筑的基坑支護施工主要存在以下問題，首先，基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計中的土體物理力學參數(shù)選擇不當。由于土體物理參數(shù)選擇不僅涉及到土體含水量、粘聚力及內(nèi)凝聚力等，而且還需重點考慮施工工藝與基坑支護的結(jié)構(gòu)形式，而基坑支護結(jié)構(gòu)的安全性又與土壓力存在著密切關(guān)系，是確保基坑支護結(jié)構(gòu)安全、穩(wěn)定的關(guān)鍵，且我國地質(zhì)構(gòu)造十分復雜，現(xiàn)有的技術(shù)水平極難精確計算出土壓力，因此，高層房屋建筑建筑基坑支護施工普遍存在土體物理力學參數(shù)選擇不當?shù)膯栴}。其次，基坑支護土體的取樣具有不完全性。雖然有關(guān)規(guī)定早巳明確了在進行建筑基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計前，必須對地基土層進行鉆探取樣，以獲得較為精確的物理力學指標，但是，在實際操作中，施工單位為了盡可能減輕鉆探工作量，同時在一定程度上降低工程造價，往往會縮減鉆孔數(shù)量，甚至降低鉆孔質(zhì)量，加上土質(zhì)結(jié)構(gòu)繁雜，最終極易導致所獲取的土樣不能真實的反應土層情況。最后，進行基坑支護開挖時，未充分考慮空間效應。據(jù)相關(guān)實測數(shù)據(jù)資料顯示：當前絕大多數(shù)的基坑支護結(jié)構(gòu)均是以平面應變假設(shè)為依據(jù)設(shè)計的，然而該設(shè)計方式只使用于細長條基坑，并不適用于方形或長方形基坑。
二，高層房屋建筑中基坑支護施工的特點
(一)地質(zhì)結(jié)構(gòu)復雜，施工難度大
由于建筑基坑支護開挖難度與地質(zhì)結(jié)構(gòu)的復雜程度呈正相關(guān)關(guān)系，即：地質(zhì)結(jié)構(gòu)越復雜，其基坑支護開挖難度越大，反之，則難度越小，力日上各地的地質(zhì)結(jié)構(gòu)均存在較大差異性，例如：土層濕度不同、結(jié)構(gòu)不同及地下水位不同等，這些存在極大可變性的地質(zhì)條件不僅會在一定程度上增加施工難度，而且還會給建筑基坑支護質(zhì)量帶來不同程度的不利影響，因此，進行基坑支護施工前，必須據(jù)地質(zhì)結(jié)構(gòu)、工程需要等實際情況統(tǒng)籌安排好各項基坑支護施工環(huán)節(jié)。
(二)建筑基坑支護對質(zhì)量要求相對較高
確保建筑質(zhì)量符合相關(guān)工程建設(shè)需求與最大限度上保障施工安全是所有建筑工程必須遵守的基本原則，而建筑基坑支護的安全性與建筑質(zhì)量又存在著極為密切的聯(lián)系，是保障后期工作得以順利開展的前提，因此，建筑基坑支護對質(zhì)量要求相對較高。除此之外，絕大多數(shù)的建筑基坑支護施工均是暴露的自然環(huán)境下進行下，—旦自然環(huán)境發(fā)生變化，尤其是天氣變化，例如：受雨水或者干旱天氣的影響，會導致地下水位出現(xiàn)不同程度的回升或降低，從而增加或者降低土體黏性、溫陛及密實度等，針對此種變化，若不引起重視，并給予妥善處理，而是一味的追求施工進度，即便不會引發(fā)坍塌、變形及位移等事件，造成不必要的損失，也會在一定程度上降低基坑支護的質(zhì)量，甚至給基坑支護結(jié)構(gòu)與周邊的施工環(huán)境埋下安全隱患，因此，基坑支護施工前，必須對施工環(huán)境進行實地勘測，并以此為依據(jù)，設(shè)計出科學、合理，且可操作性強的施工方案。
(三)建筑基坑支護類型繁多，難以抉擇
就當下而言，建筑基坑支護技術(shù)類型主要包括鋼板樁支護、深層攪拌支護、地下連續(xù)墻支護及排樁支護等，各支護類型均各具特色，可視實際需求對其進行搭配使用;但是，—旦土層結(jié)構(gòu)判定失誤或者基坑支護技術(shù)選擇不當，則極易給周邊自然環(huán)境與臨近建筑物地基帶來不利影響，同時，難以確保建筑質(zhì)量與施工安全，且還會在極大程度上增加施工難度與成本費用等。
(四)基坑支護系統(tǒng)始終存在一定的安全隱患
眾所周知，建筑基坑支護是確保建筑質(zhì)量的關(guān)鍵，但是，由于其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)極為繁雜，旦支護結(jié)構(gòu)未能起來預想中的作用，那么，基坑附近的所敷設(shè)的大量地下管線，甚至臨近建筑物等均會遭受到不同程度不利影響，最終引發(fā)工程事故，造成不必要的經(jīng)濟損失與人員傷亡，因此，高度重視基坑支護系統(tǒng)的安全性，并對其進行科學、合理的設(shè)計具有十分重要的現(xiàn)實意義。
(五)建筑基坑深度不斷增加
隨著社會的不斷進步與發(fā)展，使得土地資源陷入了用地緊張局面，在此種既要發(fā)展又要生存的背景下，為了最大限度上提高土地利用率與滿足城市管理需要，建筑基坑深度只好不斷朝土層深處發(fā)展，例如：多層地下室開始逐漸得到普及，地下交通樞紐相繼落成并投入使用等，這些均給基坑的開挖帶來了極大挑戰(zhàn)。
三，高層建筑中的基坑支護施工技術(shù)的運用
(一)鋼板樁支護
鋼板樁是一種主要用于增強堤防抵御洪水能力的防護裝置，可分為熱軋鋼板樁(受生產(chǎn)條件與規(guī)模等客觀因素限制，目前我國已停產(chǎn))與冷彎鋼板樁，而鋼板樁支護則是由連續(xù)鋼板樁構(gòu)成，主要應用于開挖深度大fsm(含Sm)的基坑建設(shè)中。雖然鋼板樁(尤其是直腹板型Z型與U型)被廣泛應用于基坑支護建設(shè)中早已是無需爭辯的事實，但是，對于其不利方面，卻仍需給以足夠的重視，例如：(1)由于其韌性較強，—旦錨拉或者支撐系統(tǒng)出現(xiàn)設(shè)置不當問題時，其形狀便會在短時間內(nèi)出現(xiàn)變形現(xiàn)象，因此，該支護結(jié)構(gòu)僅適用于深度>5m(含5m)，且<7m的基坑建設(shè)中。(2)實踐證明，鋼板樁施工時，不僅會產(chǎn)生大量噪音，給臨近地環(huán)境帶來極大影響，而且還會影響地質(zhì)結(jié)構(gòu)，致使臨近建筑地基出現(xiàn)變形現(xiàn)象，因此，在建筑物集中且人流量密集的地方進行建筑基坑支護建設(shè)時，應規(guī)避選擇此支護施工技術(shù)。
(二)深層攪拌支護
深層攪拌支護是一種運用攪拌機，根據(jù)實際需求，將具有一定科學配比的水泥與軟土充分混合在一起，使其發(fā)生一系列反應并產(chǎn)生硬結(jié)，最終形成具有較高穩(wěn)定性、強度等級及防水防土性能的樁體擋墻，多適用于水分充足，且土質(zhì)疏松的淤泥質(zhì)土粘土及砂土地層的基坑(深度在3—6m范圍內(nèi))建設(shè)中。值得提醒的是，雖然該施工技術(shù)在施工過程中并不會產(chǎn)生太大的噪聲，但是，為了保護環(huán)境，維護臨近居民的權(quán)益，仍需在條件允許的情況下，設(shè)置高度至少在3—4m之間的圍護擋墻
(三)地下連續(xù)墻支護
大多對高層建筑中的基坑支護施工技術(shù)有一定研究的人都知道，由于地下連續(xù)墻支護的墻體剛度相對較大，且具有極強的防滲水與止水能力，極少會出現(xiàn)塌方事件，可謂是所有基坑支護施工技術(shù)中最安全及最主要的結(jié)構(gòu)，因此，多被應用于地下水位以下的砂土層與軟粘土層等多種地層條件復雜的施工環(huán)境中。目前，基于經(jīng)濟效益問題，地下連續(xù)墻支護主要被應用于基坑深度>10m，且須對基坑周邊環(huán)境進行實時保護的施工環(huán)境中，此外，值得注意的是，當在堅硬土體上施工時，因為難免會遭遇巖層，從而增加施工難度與成本費用，甚至導致施工場地遭受破壞，因此，即便該施工技術(shù)優(yōu)點再多，也不建議在堅硬土體上使用該施工技術(shù)進行基坑支護建設(shè)。
(四)排樁支護
排樁支護是一種主要由鋼筋混凝土鉆孔與挖空灌注樁組合而成的基坑支護形式，因為鋼筋混凝土鉆孔是主要以柱列形式間隔排布，排布類型主要包括2種，即：(1)樁與樁之間相切的緊密排布;(2)樁與樁之間間距的疏散排布，所以排樁支護具有極強的剛度性能與擋土功能，但是，由于各排樁樁頂澆注上，具有較大截面的鋼筋混凝土帽梁是維系各排樁間聯(lián)系的關(guān)鍵，因此，采用排樁支護施工技術(shù)進行基坑建設(shè)時，必須對此問題進行妥善處理;此外，相對于地下連續(xù)墻支護施工技術(shù)而言，排樁支護還具有施工要求低，不需使用高性能的大型機械，且對周邊環(huán)境破壞小等優(yōu)勢。
(五)土釘墻支護
土釘墻支護是隨著社會與科學技術(shù)的發(fā)展與進步而衍生出的一種新型的擋土技術(shù)，其施工流程主要包括：鉆孔、插筋及注漿等，不僅具有良好的經(jīng)濟效益與穩(wěn)定性，而且安全、可靠，因此，既可作為臨時支護，也可作為永久性構(gòu)筑物，多被廣泛應用于開挖土體與穩(wěn)定邊坡工作中。通常情況下，為了能在最大限度上確保土釘墻的穩(wěn)定，土釘墻支護結(jié)構(gòu)中的墻面坡度須<1：o.lJ此外，還應將土釘與面層連接一起，并將加設(shè)的承壓板或者鋼筋連接至土釘螺栓上，使其構(gòu)成復合土釘墻支護(又稱)，從而進一步提高邊坡的穩(wěn)定性.據(jù)實踐表明，復合土釘墻支護多適用于地質(zhì)條件較好的沿海地區(qū)，或者粉土、粘性土及無粘性土等地面水位以上的土層中。
(六)錨桿支護與土層錨桿支護
錨桿支護是一種通過圍巖內(nèi)部的錨桿作用，使圍巖本身的力學狀態(tài)發(fā)生一定變化，并在錨桿與圍巖的共同作用下，實現(xiàn)維護或者提高巷道穩(wěn)定性目的的加固支護方法，多被應用于采場、隧道等地下硐室施工及巖土、邊坡基坑等地表工程中，具有操作簡單、成本費用低及支護效果良好等優(yōu)勢。若從錨桿支護的作用(尤其是懸吊作用)角度分析，不難得出其主要作用就是將巷道頂板較軟弱巖層懸吊至上部穩(wěn)固的巖層上，但是，由于其懸吊作用受諸多因素.(例如：所懸吊的巖層層數(shù)、厚度及錨桿長度等)影響，且經(jīng)實踐證實，即使巷道上部不存在穩(wěn)固的巖層，錨桿也能通過多種方式給予彌補或者解決，從而充分發(fā)揮其自身的支護作用，因此，其適用性相對較強。
土層錨桿支護，又稱土錨桿支護，是_種具有極強抗拉力的一種能夠與士體進行有機結(jié)合的基坑支護類型，其除了可以通過使用高強度的鋼材進行結(jié)構(gòu)固定外，還可以有效控制建筑物的變形量，且在施工過程中，既省時又省力，還無需用到大型機械，因此，多被作為坑壁支護，例如：面積較大，且深度較深的地下停車場或者鐵道車站。需提醒的是，該支護施工技術(shù)極其不適用于地下水較大、土質(zhì)疏松或者含有大量化學腐蝕物的土層結(jié)構(gòu)中。
四，結(jié)束語
總而言之，基坑支護施工技術(shù)不僅是確保高層房屋建筑質(zhì)量的關(guān)鍵，更保障建筑能夠得以順利投入使用的基礎(chǔ)外，，因此，在實踐應用中，必須根據(jù)實際情況、相關(guān)規(guī)定及綜合考慮各基坑支護施工技術(shù)特點等，實事求是的謹慎選擇，以在確保建筑質(zhì)量與施工安全的基礎(chǔ)上，降低施工過程中所帶來的不利影響，同時，還應與時俱進，積極、主動的學習或者借鑒發(fā)達國家的先進基坑支護施工技術(shù)及管理模式等，并通過不斷的總結(jié)實踐經(jīng)驗，對基坑支護施工技術(shù)進行一定的完善與創(chuàng)新，以此順應時代發(fā)展需要，促進基坑支護施工技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻
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