
- 收藏
- 加入书签
高层建筑深基坑工程施工技术施工要点以及控制措施研究
摘要:随着我国城市化进程的加快,受土地资源有限性等因素影响,高层、超高层建筑已成为解决居住和商业建筑土地资源有限性的主要方式,使得其数量和规模日益增大。而深基坑工程作为高层建筑的基础工程,其施工质量和施工安全直接关系到整个建筑的安全和稳定。因此研究高程建筑深基坑的施工技术及施工要点,探讨有效的控制措施,对于提高建筑质量和保障人民生命财产安全具有重要的现实意义。本文针对高层建筑深基坑工程的施工技术、施工要点以及控制措施进行了研究,以期为推进高层建筑深基坑工程施工安全、质量提供一定的借鉴。
关键词:高层建筑;深基坑工程;施工技术;技术控制
一、引言
深基坑是指开挖深度超过5米(含5米),或深度虽未超过5米,但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。受建筑施工区域有限性和地质环境复杂性等影响,深基坑工程施工往往具有施工难度高、安全风险大等特征。虽然国家、地方建设主管部门对深基坑工程施工有严格的管理要求,但在工程实际施工过程中,由于部分单位对深基坑工程的施工安全认识不到位、过程管控不严格,或施工方片面追求施工效率及成本压降,人为削弱施工安全措施,使得深基坑工程施工安全事故发生率至今仍处在一个较高的水平。如何确保深基坑工程施工安全,确保施工高效,成为亟待解决的问题。本文旨在探讨高层建筑深基坑工程施工技术特点、要点及措施,以期为提高工程质量、保障施工安全提供借鉴。
二、深基坑工程施工技术特点
(一)复杂性
由于高层建筑工程项目常受建筑区域有限性影响,为提高土地综合利用率,对地下空间开发,已成为高层建筑的特点,由此,使得深基坑工程成为高层建筑施工的重要组成部分。但不同的高层建筑工程因其建筑类型、用途、建设地地质条件存在差异,导致深基坑工程所采取的施工技术呈现出显著的差异化特征,深基坑工程施工技术也因此具有了较为显著的复杂性特征。
(二)地域性
由于我国各个地区的自然环境条件存在较大的差异,并且深基坑工程的施工位置主要针对地下,在实际的建设施工过程中必须考虑到自然环境条件的差异性。因此,高层建筑深基坑工程在建设施工过程中尤其需要做好对实地勘察工作的重视,明确当地的基础地质环境条件,并围绕可能存在软土地基和其他土质系统变性、渗流等一系列问题进行综合考虑,使得深基坑工程施工技术具有一定的地域性特征。
(三)严谨性
从深基坑工程的整体施工情况来看,由于深基坑工程具有施工难度大、风险性高的特点,加上在我国城市化进程持续推进的过程中,大量在城市地区进行的深基坑工程都存在施工条件复杂、支护难度较大等问题。深基坑工程作为建筑工程中的事故高发项目,在建设施工过程中尤其需要做好对严谨性的重视,保证能够严格执行规范、规程及相关管理文件,将质量安全责任进行有效明确,才能确保深基坑工程全过程都能得到有效监控,以避免在施工建设过程中可能出现的基坑安全事故[2]。
三、高层建筑深基坑工程施工要点
(一)支护结构类型与特点
深基坑支护结构是基坑工程的重要组成部分,需要具有较强的抗变形能力,其设计的合理性直接关系到工程的稳定性、安全性,支护方式设计前,必须对施工现场进行详细的地质勘察和环境调查,以便充分掌握地质条件、地下水位、建筑周边环境等情况,以确保支护结构的设计安全、经济、合理性。常见的深基坑工程支护结构类型及特点如下:
(1)放坡开挖。在保证有良好的地质条件且地下水位较深时优先考虑采用这一支护结构。
(2)支挡式支护结构。具有应用广泛、适应性强、支护结构变形控制简单、适用于多种复杂的地质环境,且在长期以来的应用过程中,技术发展较为成熟。
(3)重力式支护结构。具有施工方便的优势,在实际应用过程中,如果土质条件较差,则需要避免开挖深度过大,通常用于小型基坑工程。
(4)组合式支护结构。采用多种支护结构相结合,兼具多种支护结构优势特点,但在实际应用过程中同样需要考虑到更多的因素,并且对施工技术水平有较高的要求[3]。
(二)基坑土方开挖与运输
基坑的开挖过程将对基坑周围带来的负面的应力冲击,对基坑应力变化进行全面管控是基坑土方开挖的重点。因此,土方开挖应严格落实“分段分层开挖、先撑后挖、随挖随撑”的原则,开挖时重点要严格控制好每次开挖深度,并按照设计方案提前或及时对基坑支护工程进行施作,以减小基坑开挖应力对边坡的冲击影响,并做好挖掘机、自卸汽车、人工等主要开挖基础支持内容的配置。另外,基坑开挖前必须探明地下管线、暗河,并高度重视基坑开挖对周边环境带来的破坏性变形及环境影响。开挖过程中应当将产生的土体进行集中控制,按照施工方案有序地将土方运输到指定弃土位置,避免在施工和工程使用阶段因为降水或其他外力因素,导致土方对深基坑工程的功能作用和施工情况造成影响。
(三)土钉墙施工
土钉墙施工尤其需要注意做好对成孔标准的控制,严格按照实际间距和标高做好对成孔位置的明确和标记。重点做好对土钉距离孔距偏差、孔深等要素的精准管控,保证能够完全满足工程施工需求。此外,在土钉的制作与安放上需要针对可能存在的锈蚀问题进行预处理,为保证土钉墙的施工质量,在土钉安装完成后需要落实好清孔工作且保证工作落实效果达标后,再进行注浆操作,有效保障结构的强度。整体施工顺序为:修整边坡,埋设喷射混凝土厚度标志,喷射第一层砼,施作土钉、注浆、安设连接件,绑扎钢筋网和喷射第二层砼。
(四)降排水措施
降水与排水是深基坑工程的重要环节,需要严格按照《建筑深基坑工程施工安全技术规范》(JGJ311-2013)进行降排水措施设计,保证其规范性和有效性。常用的降水方法有:明沟加集水井降水、轻型井点降水、喷射井点降水、电渗井点降水、管井井点降水等。在降排水工作安排上,必须做好对场地的水文地质条件、基坑深度、地下水位变化等情况进行综合考虑,保证降排水措施的针对性,抽排出的水需要及时进行处理,避免出现倒灌重新流入基坑的情况。结合项目深基坑工程建设施工需求来看,主要采用高压旋喷止水帷幕加管井降水的方式完成基坑降排水作业。为保证基坑内正常施工,需要结合施工情况进行合理布置,加强对降水井的保护,进而实现对降水效果的保障。
(五)监测与预警
对深基坑工程的监测与预警,是有效分析和预判基坑稳定性和确保施工安全的重要环节,基坑开挖前,必须制定基坑专项监测方案并按程序报审批,施工过程项目管理者必须加强监测监管,确保监测工作严格按审批方案落实。重点落实好以下六项措施:
(1)加强对支护结构顶面位移变化的监督管理。
(2)重视施工对周边环境、建筑物的影响。
(3)实时监测施工过程中的地下水位变化。
(4)安排明确的监测计划。
(5)设置多个观测点,做好对施工现场沉降现象的全面检测。
(6)密切关注阴雨天气对深基坑工程的影响,提升监测与预警管理力度,并提前落实好预防措施[4]。
四、深基坑工程技术的控制措施
(一)落实施工分析,做好施工准备工作
明确深基坑工程施工技术的复杂性、地域性特征,确保施工分析工作的有效落实,高度重视施工现场勘察工作,确保能够做好对施工现场情况的全面分析,并结合施工要求做好对具体施工计划和施工技术应用需求的综合考虑。围绕在深基坑工程技术应用过程中,可能出现的风险、问题进行有效明确,并针对其制定相应的处理预案,借此保证施工工作的顺利进行,充分发挥出施工准备工作的指导、规范作用,从而实现对深基坑工程施工质量的有效保障。
(二)强化施工过程控制
由于深基坑工程施工技术的应用容易受到施工环境、高层建筑具体建设需求以及施工人员、施工技术等多方面因素的影响,为保证最终建设完成的深基坑工程能够达到预期目标,必须强化深基坑工程施工过程控制,结合其他深基坑工程在建设施工过程中出现的问题做好考虑,明确问题的具体影响因素和产生问题的根源,避免在实际施工过程中出现相似或同类问题。施工过程控制的强化具有较强的动态性,需要相关单位在实际施工过程中发现的情况进行合理优化,通过动态调整的方式保证施工过程控制的有效性。
(三)强调深基坑改进工作
在深基坑工程的改进工作中,需要重点做好对支护结构、监测预警等方面内容的重视。目前,我国建筑行业的整体发展态势较好支护结构的类型也得到了新的发展,混凝土智能化喷射便是其中具有较强代表性的技术内容。在实际应用中发现,该项技术能够有效提高深基坑工程的施工效率,并进一步做好对施工质量控制措施有效性的保障,充分利用智能化喷射系统实现精准喷射,从而实现对材料方面成本投入的有效控制,有利于提升深基坑工程的经济性和安全性[5]。此外,结合深基坑工程项目建设施工中的各项工作落实情况来看,通过监测预警工作中对现代信息技术构建信息化管理平台的应用能够更好地实现科学管理,保证施工单位能够准确掌握工程的安全性,并及时针对施工过程中存在的疏漏和问题进行改进处理。
(四)正确处理基坑变形监测
在处理基坑变形检测工作的过程中,需要严格按照《建筑基坑工程监测技术标准》(GB50497-2019)中的要求进行工作落实。严格按照极可能的安全等级、施工进度情况和基坑设计情况做好对基坑监测频率的控制,保证能够通过及时有效的监测做好对基坑变形问题的有效明确,并遵循可靠性、安全性、经济性原则落实好基坑变形监测工作。尤其需要注意,针对在深基坑工程中有特殊要求的保护对象,在设计及检测变形控制方面必须采用高标准、严要求,以免影响到整个深基坑工程的施工质量和安全性。
(五)加强对施工专业设备的规范管理
施工专业设备的规范管理需要从入场阶段开始进行考虑,严格按照设备管理要求组织进场验收,保证所有入场设备均具有先进精良、年限短等重要特征,重点检查设备的产品质量合格证和出厂合格证。在此基础上,制定明确的维修保养计划,落实好定期检查制度,通过有效的维修保养,保证施工专业设备的使用寿命能够达到预期。针对设备运行过程,必须在项目上备齐两套常用设备配件,并保证维修人员常驻现场,确保在设备出现问题时能够在第一时间得到有效处理,达成在2h内修复完成的目标,以免影响到正常施工。
五、深基坑施工技术存在的问题与挑战
(一)常见问题
围绕深基坑工程项目建设过程中存在的具体情况来看,其中的常见问题主要包括以下五项。
第一,高层建筑对深基坑工程的深度要求逐渐增加,深基坑施工容易对周边土体的稳定性造成影响。第二,城市地下环境中存在供给水管道、天然气管道等重要基础设施,深基坑工程施工可能会对相关设施造成损坏。第三,深基坑工程面积增加导致深基坑工程的支护工作难度显著上升。第四,深基坑工程地下环境施工容易受到降水的影响,导致施工质量难以达到预期。第五,相近区域多个深基坑工程同时开工,容易对打桩、挖土等重要工序,和地下环境结构的稳定性造成不利影响[6]。
(二)技术难点
在深基坑工程施工技术的应用过程中,由于技术具有显著的复杂性、地域性特征,导致其往往会面临多方面的技术难点,需要做好对技术难点的合理应对才能更加顺利的完成施工作业。
具体而言,深基坑工程施工技术的难点主要体现在以下方面:(1)基坑开挖边坡的放坡设置情况和对土质特性的考虑。(2)地下水位控制的规定标准要求。(3)地面水入侵的处理。(4)边坡结构的稳定性。(4)外部因素对边坡的影响等。必须做好对深基坑工程施工技术难点的把握,才能保证最终完成的深基坑工程具有较高的质量和安全性。
结语
综上所述,在高层建筑深基坑工程的建设施工过程中,必须做好对施工过程复杂性的正确认识,加强对工程建设施工的管理,并针对技术应用常见问题和技术的特点特征做好把握,借此保证最终建设完成的深基坑工程具有较高的质量,合理规避在该方面建设施工中容易出现的安全问题,减少在工程建设施工非必要支出,从而实现对施工过程安全性和施工成本管理有效性的兼顾,稳步提升整个高层建筑工程项目的质量。
参考文献
[1]刘江.探究建筑深基坑工程中的施工技术及控制措施关键分析[J].城市建设理论研究(电子版),2024(02):111-113.DOI:10.19569/j.cnki.cn119313/tu.202402036.
[2]张赟.建筑深基坑支护工程施工的关键技术分析[J].居业,2022(12):31-33.
[3]季鹏,费东星.新形势下建筑深基坑工程施工技术及其安全管理方法研究[J].中国住宅设施,2022(11):124-126.
[4]张宁.建筑深基坑工程施工技术及安全风险控制分析[J].安装,2022(11):86-88.
[5]房霆宸,龚剑.软土地区超高层建筑桩基及基坑工程施工新技术研究与进展[J].建筑施工,2021,43(10):2177-2178+2182.DOI:10.14144/j.cnki.jzsg.2021.10.065.
[6]武平.高层建筑深基坑工程支护施工技术[J].城市住宅,2021,28(08):230-231.
作者简介:王志,男,汉族,籍贯:重庆綦江区,本科,工程师,研究方向:土木工程。