深基礎(chǔ)支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工探析

鄭艷慶

摘 要：面對(duì)我國土地資源日益趨緊的趨勢(shì)，為提高土地資源利用率，高層建筑工程越來越多，而深基坑支護(hù)技術(shù)就直接決定了高層建筑使用壽命、安全性、穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：建筑工程;深基坑支護(hù);施工技術(shù)

1 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)種類

在建筑物的深基礎(chǔ)施工中，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)種類很多，如排樁、地下連續(xù)墻、水泥土墻、土釘墻等。哪種結(jié)構(gòu)類型適宜，就必須根據(jù)深基坑的大小、形狀、深度、土質(zhì)、地下水埋深及其與相鄰建筑物距離、地面荷載等因素選用。必須著重研究相鄰建筑物荷載的相互影響及滿足新老建筑物的生產(chǎn)、使用要求。特別是新建建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)深開挖時(shí)，更要加倍謹(jǐn)慎，深入研究解決深基坑底部及基坑周圍地基土的穩(wěn)定性，確保相鄰建筑物不致遭受損壞。

一般來說，在深開挖的補(bǔ)償式基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和施工中，最關(guān)鍵的問題是坑側(cè)土向基坑方向的塑性流動(dòng)（包括基坑壁的側(cè)向位移），基坑底的彈性隆起和隨后沉降，以及坑外的地面沉降，而這些均與土的抗剪強(qiáng)度，應(yīng)力DD應(yīng)變DD時(shí)間特性及地下水影響密切相關(guān)。深基礎(chǔ)支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中必須運(yùn)用到極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式，其中就涵蓋正常使用極限狀態(tài)與承載能力極限狀態(tài)兩方面內(nèi)容。從深基礎(chǔ)支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路及施工工藝角度研究，這對(duì)于具體施工流程有著極其重要的導(dǎo)向作用。

2 深基礎(chǔ)支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)容及設(shè)計(jì)思路

當(dāng)前國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展背景下，為了盡可能提升土地資源的利用率，不少地區(qū)紛紛加大了高層及超高層建設(shè)的設(shè)計(jì)與施工力度。然而伴隨建筑物高度的不斷提升，不斷增加的基礎(chǔ)埋深使得深基礎(chǔ)支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用更加廣泛。所謂的深基礎(chǔ)主要是指一種特殊的建筑支擋結(jié)構(gòu)，具體包括了錨拉基礎(chǔ)、樁或墩基礎(chǔ)、沉箱沉井以及地下連續(xù)墻等。從被支護(hù)的土體作用來分析，深基礎(chǔ)支護(hù)也被劃分為支護(hù)型與加固型兩大類，支護(hù)型結(jié)構(gòu)包括地下連續(xù)墻、排樁以及板樁墻等，而加固型結(jié)構(gòu)則包括了水泥攪拌、注漿和樹根樁等結(jié)構(gòu)。除此之外，有時(shí)深基礎(chǔ)支護(hù)結(jié)構(gòu)施工還涉及到第三種類型的支護(hù)結(jié)構(gòu)，那就是將支護(hù)型與加固型相互融合的混合型支護(hù)結(jié)構(gòu)，其中比較常用的深基礎(chǔ)支護(hù)結(jié)構(gòu)除了深層水泥攪拌樁與組合式擋墻之外，還有地下連續(xù)墻以及排樁等內(nèi)容。

由于高層或超高層建筑上部結(jié)構(gòu)的巨大荷載力需要傳到地基位置，因此深基礎(chǔ)支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)正是實(shí)現(xiàn)了對(duì)這一荷載力的重要補(bǔ)償，同時(shí)也從地下空間設(shè)計(jì)與規(guī)劃方面滿足了實(shí)際的施工建設(shè)需求，一般高層或超高層建筑的基礎(chǔ)埋深都較大。關(guān)于深基礎(chǔ)支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)內(nèi)容，一般涵蓋兩個(gè)方面的主要內(nèi)容：第一，關(guān)于支護(hù)結(jié)構(gòu)的比較與選型工作，而其中的支護(hù)體系主要涉及支撐體系與擋墻等方面的內(nèi)容;第二，關(guān)于支護(hù)結(jié)構(gòu)變形及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的計(jì)算，其中主要涉及水壓力和土壓力的計(jì)算，地面超載與影響范圍的計(jì)算，還有施工荷載的計(jì)算工作。關(guān)于支護(hù)工程外力計(jì)算問題基本是沿用擋土墻的計(jì)算理論來實(shí)施具體計(jì)算，然而也有一些科研機(jī)構(gòu)指出深基礎(chǔ)支護(hù)結(jié)構(gòu)在受力條件方面與擋土墻有著顯著差異，因此其計(jì)算過程也應(yīng)有所革新。從實(shí)際土質(zhì)條件以及支護(hù)方式角度分析，深基礎(chǔ)支護(hù)結(jié)構(gòu)的工程設(shè)計(jì)以及施工方案選擇應(yīng)當(dāng)從具體的施工環(huán)境和設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)著手，做好設(shè)計(jì)部門與施工單位之間的協(xié)調(diào)工作。此外，還應(yīng)在施工預(yù)算造價(jià)中做好相關(guān)的設(shè)計(jì)費(fèi)用計(jì)算，完善項(xiàng)目審批環(huán)節(jié)，避免由于支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題而導(dǎo)致施工過程中的問題出現(xiàn)，進(jìn)而導(dǎo)致施工效率有所下降。

3 深基礎(chǔ)支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

3.1 清楚了解擬建建筑物場(chǎng)地的工程地質(zhì)資料;

3.2 查明周圍建筑物的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)荷載資料及建筑物的現(xiàn)狀;

3.3 調(diào)查并收集場(chǎng)地地下水的變遷資料;

3.4 收集擬建建筑物周圍場(chǎng)地的地面荷載資料。了解上述資料后，才能初步估算施工時(shí)間可能發(fā)生的位移變化，事先考慮并準(zhǔn)備有效的技術(shù)措施，使相鄰建筑物的影響降至最低限度。由于地基處理工程的復(fù)雜性，影響因素較多，機(jī)械化施工是一個(gè)很好的技術(shù)措施。隨著工程的進(jìn)展，監(jiān)測(cè)資料的分析及地基土質(zhì)的變化，設(shè)計(jì)施工方案也需要不斷地進(jìn)行修改與補(bǔ)充。

4 深基礎(chǔ)支護(hù)結(jié)構(gòu)的具體施工方法

作為建筑基礎(chǔ)工程施工的核心內(nèi)容，深基礎(chǔ)支護(hù)結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量與整體工程的安全穩(wěn)定有著密切聯(lián)系。當(dāng)前技術(shù)發(fā)展背景下，關(guān)于深基礎(chǔ)支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工工藝日趨復(fù)雜，主要有鋼筋混凝土板樁、地下連續(xù)墻以及螺旋鉆孔灌注樁等。以其中的地下連續(xù)墻施工為例，深基礎(chǔ)支護(hù)結(jié)構(gòu)施工過程中需要使用到專用挖槽機(jī)等專業(yè)化設(shè)備，于地下空間挖掘出一條連續(xù)溝槽，并往其中注入必要的材料以達(dá)到防水、擋土以及承重的作用。其中主要的澆筑材料有塑性混凝土、自硬泥漿、固化灰漿以及鋼筋混凝土等，這就導(dǎo)致混凝土墻、泥漿墻、固化灰漿墻以及塑制墻等結(jié)構(gòu)的形成。除了具備擋土承重與防水防滲的作用之外，地下連續(xù)墻還作為重要的建筑基礎(chǔ)常見于工程建設(shè)初期的水庫截流與壩體防滲工作當(dāng)中，因此它也被廣泛用于地下停車場(chǎng)的建設(shè)。具體到這一支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工工藝，主要包括了導(dǎo)墻、成槽施工、泥漿護(hù)壁以及灌注混凝土施工等內(nèi)容。

4.1 導(dǎo)墻施工。所謂的導(dǎo)墻通常是指特定的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，作為一種必要的措施，導(dǎo)向的使用保證了地下連續(xù)墻的幾何尺寸，與此同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)部分泥漿的容蓄。在承受施工過程中的荷載作用方面導(dǎo)向也有極其顯著的功能，這對(duì)于保證成槽施工過程中的土壁穩(wěn)定有著極其重要的作用。

4.2 泥漿護(hù)壁施工。通過對(duì)槽壁施工一定的壓力還盡可能保證深槽的形狀不發(fā)生改變，再利用混凝土灌注的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)泥漿的置換。需要注意的是，槽壁上泥漿的附著會(huì)形成一層泥皮，這層泥皮是不透水的，這就使得泥漿的靜水壓力能夠在槽壁范圍施工壓力，這對(duì)于壁面防滲以及槽壁脫落都有積極的穩(wěn)定作用。

4.3 成槽施工環(huán)節(jié)。成槽施工環(huán)節(jié)主要是通過沖擊鉆以及旋轉(zhuǎn)切削多頭鉆等專業(yè)設(shè)備來完成必要的挖槽操作。

4.4 水下灌注混凝土施工。遵照水下混凝土施工的基本方法，灌注混凝土施工需要通過必要的導(dǎo)管法來完成相關(guān)的灌注操作，通常采用的是連續(xù)灌注的方式，對(duì)實(shí)際灌注量以及上升高度進(jìn)行測(cè)量。

4.5 墻段接頭處理環(huán)節(jié)。從施工工藝角度分析，地下連續(xù)墻主要是由多個(gè)獨(dú)立墻段構(gòu)成，因此這一環(huán)節(jié)也需要采用連續(xù)施工的方式展開。實(shí)施混凝土澆筑前，我們需要實(shí)施鎖口鋼管的預(yù)插工作，并于達(dá)到初凝狀態(tài)之后將其取出，這就使得相鄰墻段之間形成了一個(gè)聯(lián)合的整體。

5 結(jié)語

綜上所述，深基坑支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，決定了高層建筑建設(shè)的質(zhì)量以及安全性，所以在施工中，相關(guān)從業(yè)人員必須要對(duì)基坑支護(hù)技術(shù)的重要性有足夠的了解，嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工。

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