摘 要
随着科学技术的不断发展,各行各业在新技术的运用上都有了突飞猛进的发展,建筑行业也在科技进步中,对于建造高层及超高层建筑来说,其基础往往较深,要求相对较高。深基坑就成了当前建筑施工中比较常见的一种基坑类型,如何做好深基坑的支护对于整个工程的质量安全和人员安全都显得十分必要。在深基坑的支护中必须按照相关规范要求进行施工,并严格做好现场的各项管理工作。
近年来,随着我国建设用地的逐渐紧张,高层和超高层建筑和的越来越多,这种建筑形式的出现,对其基础的要求也非常严格,大部分高层和超高层建筑都建有地下车库,其基础往往非常深,这也使得工程施工难度也变得越来越大,一些技术难点和不确定性也越来越多。施工单位在进行深基坑建筑中也是越来越规范,建设单位和监理单位对深基坑的管理和监督也越来越严格,为的就是确保深基坑建设安全。对于深基坑支护,是保证施工安全的一些有效措施和手段,目前大部分深基坑支护工程都是临时性工程项目,受到外界影响较大,但是由于地下施工非常容易受到地下水、地下地质条件的不利影响,从而使得深基坑的施工难度较大,有时候会远远超过建筑本体的施工难度,并且会产生一些安全风险,所以深基坑支护工程在整个工程的施工过程中起着十分关键的作用。本文主要就是通过对深基坑支护工程过程中,根据一些不同的实际情况进行不同方法进行支护,并根据支护过程中容易出现问题的施工步骤进行分析并提出解决办法,为深基坑的支护提供了一定的参考。
关键词:建筑工程;深基坑;支护;技术管理
作为建筑行业来说,安全和质量就是我们的生命,没有了安全任何成绩都是零,安全包含的内容也很多,人员安全、设备安全、财产安全,任何一个方面都是需要我们每名现场管理人员和施工人员时刻注意并保持高度警惕的,因为安全问题往往就出现在疏忽的一瞬间,让现场人员来不及反应。目前由于高层建筑的广泛出现以及地下车库和地下商场的建设,深基础就成为了主要类型,如何保证深基坑的有效支护就成了摆在施工管理人员面前的一个重要课题,首先就是要是保证施工现场人员和设备的安全,同时保证施工质量和施工工期,所以,对于工程管理人员和施工人员都提出了非常高度管理要求和施工要求,对建设单位和监理单位的管理和监督水平也提出了更高和更严格的要求,只有不断根据施工现场实际情况和建筑类型进行不断的施工技术优化,从而使工程顺利安全进行。
1研究的来源
自我国改革开放以来,四十多年来,我国的各领域都取得了突飞猛进的发展,建筑领域也是日新月异的发展,无论是建筑形式还是建筑技术都有了质的的提升,尤其是高层和超高层建筑的出现,不仅为城市建设节约了土地面积,也为建设现代化城市提供了有利条件和基础。进入二十一世纪以来,全国各地的城市化进程不断加速,各地的基础建设更是如火如荼,高层建筑和超高层建筑不断出现,这些高层和超高层建筑的建设,都需要深基础来进行承托其地面以上的建筑主体,深基础的施工离不开深基坑的支护。深基坑的支护施工和技术管理是一项非常专业和风险性较大的工程,但是随着现代施工技术和施工机械的发展,一些复杂的深基坑支护施工变得越来越简单和越来安全,当然这需要根据现场实际情况进行分析和操作,只有对建筑区域的地质条件和施工条件进行全面科学的进行分析,才能制定出安全有效的技术措施,才能保证施工过程顺利进行,才能保证建成后建筑的安全使用,除了先进的技术和更为重要的是科学有效的施工技术管理,这对施工质量和安全所起的作用更为重要和关键。
2建筑工程深基坑支护施工技术管理现状
随着社会的发展,作为城市建设的基础建筑越来越多,层数越来越高,随之而来的就是建筑基础越来越深,基坑的开挖深度越来越深,各种深基坑支护技术越来越复杂,也越来越成熟,安全性越来越高。经过近十年的发展和实践,当前深基坑支护的方法日益成熟,管理方式越来越规范,这都极大的提高了深基坑施工的安全性从而保证了整个建筑的安全性。当前施工条件下,建筑项目在实施过程中,对于深基坑的支护施工过程中技术管理主要包含以下几个方面:
2.1桩锚结构体系支护施工技术管理
在当前实际施工项目中,对于深基坑的支护应运用多种技术进行加固和管理,并且随着施工的技术的成熟,可选择的手段越来越多,桩锚结构就是一个重要的技术手段,这种技术主要是采用灌注桩和锚杆结合的方式对于基坑周围加以支护。工程项目实际施工过程当中,不但要求相关工作人员切实保障锚固体以及锚索具备良好质量,而且需要投入大量成本,相对应用范围较局限。
2.2 连续墙支护施工技术管理
作为在深基坑支护施工中比较常见和成熟的技术手段,连续墙支护方式有着较为明显的优势,连续墙支护是指利用连续的泥浆形成一个较为坚固的护壁,来阻挡地下水以及土质的流动,从而达到稳定基础的作用。通常来讲,一般在基坑较深且地下水较多的情况下使用这种技术,这种技术虽然墙体较薄但是其防渗水能力较强,一般用在房屋密集性的建筑项目中。
2.3 挡墙支护施工技术管理
在深基坑的支护工程中,一种非常重要且使用频率十分高的深基坑支护体系当中,挡墙支护是不可忽视重要的一个部分。通过挡墙支护能够有效提高工程项目整体质量。一般来讲,挡墙支护技术使用在大量土质的情况之下比较适宜。挡墙支护技术主要就是通过使用土壤和水泥浆深层搅拌促使土壤达到要求,可以促使土壤形成重力保护墙。在我国很多建筑工程项目当中都会采取挡墙方式,具备良好应用效果以及广阔的发展前景。
3 深基坑支护的技术管理
3.1深基坑的常见支护技术
当前国内建筑工程施工现场常见的深基坑支护施工技术有内支撑、土钉墙、地下连续墙等多种形式。内支撑技术是指在施工中利用混凝土挡土墙及钢管对外侧进行支撑保护,这种技术通过钢管的角撑、对撑、圆环式支撑等式进行布置。土钉墙是较为方便的基坑支撑技术,这种技术在实际施工中成本较低,普遍用于深度不大于15米并且对周围环保要求不高的基坑施工。地下连续墙一般适用于基坑较深且对周边环境保护要求较高的基坑施工,在施工中要采取安装可拆卸等特殊措施,以此来解决地下连续墙的错固问题。近年来,随着施工技术的飞速发展,预应力地下连续墙作为深基坑支护的一种新技术被广泛应用,这种技术可以有效的加大支护墙体的深度并能显著减少支撑的应用。
3.2深基坑施工的排水技术
深基坑的施工由于作业面在地平线以下,其受到地下水的影响较大,由于地域不同,地下水的深度也不同,一般来说,对于地下水较少的地区,施工时可以采取提前排出的方式将水排净,对于地下水位较浅的区域可以在施工工长采取降水井边施工边排水的方式,使得施工能够顺利进行。
3.3 施工设施
深基坑支护施工系统施工中,要求通过对各类支护类材料的使用,提高整个系统的实际运行质量,需要完成管理的施工设施包括地下排水设施、锚杆锚链以及支护板等各类构件,设备变形量要符合相关规定的要求,此外对于地下排水设备来说,要保证各类泵体设备都处于最为稳定的运行状况下。
从设备的作用形式上来看,其都存在一定的区别,尤其是对于相关设备来说,要将其记录到各类不同的记录表格中,确保最终的设计质量被提高,并且运行故障能够被有效排除。另外管理系统的工作内容也包括对设备存储区域的研究和分析,尤其是对于一些对自然环境要求苛刻的材料来说,包括建筑材料、相应的精密设备等,要求通过监管的工作,方可确保这类设施都处于正常稳定的运行状况。
3.4施工材料
施工材料有多种形式,包括水泥材料、钢筋材料等,所有材料都要保障处于最为安全稳定的存储环境,方可让其的最终运行状况符合设计方案的要求。例如对于入库前的检查操作来说,专业人员通过对各类管理制度和规章制度的研究和分析,并采用专业的设备落实对各类建筑材料的管理工作,以实现对入库前材料的全面检测。当发现某类材料的实际参数和相关规章制度的要求不符时,则不可将其入库,并追究供应商的责任。
3.5辅助设施
辅助设施包括施工设施、安全保障设备等,要求所有的现场监管人员和监理人员都要落实对这类设备的保障工作,防止遗留相关的安全隐患。对于现场监管人员来说,更需要了解各类设备的常见故障表现形式,并在发现设备出现问题时,及时将信息上交给企业的上级管理部门。而对于监理单位来说,具体的工程设备管理过程中,其更要发挥辅助性作用,而对于整个管理系统的铺排和整理工作来说,要发挥应有的工作衔接和分析工作,所以从最终的作用效果上来看,要确保所有的工作子系统和监管体系都要完成对辅助性设施的管理工作。
4深基坑支护的施工现场管理
4.1施工人员管理
现场施工人员对于建筑工程的顺利进行起着至关重要的作用,尤其是对于深基坑的施工来说,由于深基坑支护的专业性较强,所以必须在施工前加强对现场施工人员的技术培训和安全教育,对于特殊岗位的人员必须要求持证上岗。对于现场管理人员来讲,其对整个项目的安全保质的进行负有十分重要的作用,管理人员必须做好施工前的各种准备,提前做好各种风险的预案,并对现场施工班组进行有效、科学的管理。
4.2施工方案管理
施工方案的管理是保证建筑工程现场施工进度和质量的重一项要管理工作。在深基坑支护的现场施工前,管理人员和技术人员要结合工程的实际情况对工程的各项方案进行仔细审查。确保各项方案都是科学合理的并且能够符合施工现场的实际情况。除此之外,为了保证深基坑支护的安全,管理人员应加强对建筑材料的购买方案进行审查,及时与设计方、技术人员、监理方进行沟通,以确保最佳的购买方案来保证工程的顺利进行。
4.3现场文明施工管理
深基坑支护施工是一项工程时间较长的室外施工项目,较容易受到各种自然因素和人为因素的影响,在人为因素的控制管理中,在施工前应制定较为科学有效的现场文明施工制度,作为保证施工工程中施工进度有序进行,施工设备有序整理,施工材料有序堆放,形成一个文明施工的标准,从制度层面上提高建筑施工的现场管理质量,并在施工实际过程中加以监督强化。
4.4施工现场噪声污染管理
深基坑支护施工是一项噪声污染比较严重的施工项目。为保证周边居民的正常的生产生活,在进行深基坑施工时,施工队伍要在施工现场要对噪声污染进行严格的控制,严格避免夜间施工尤其是在中、高考期间,要科学安排施工时间,并在施工现场周围做好有效的防护设施将施工影响降到最低,从根本上实现绿色标准施工,以尽量做到施工不扰民,保证工程能顺利进行。
4.5施工标准化管理
为了全面提升施工现场的管理水平,保证施工质量,项目部管理人员应制定项目的全程标准化施工的制度,用以对工程的每个方面和每个进度进行监督把控,对于现场一些不按标准化制度施工的人员及时纠正。尤其是对于深基坑支护的现场管理,更应该采取标准化的管理制度,因为深基坑的支护是保证整个建筑顺利进行的关键步骤。所以,这就要求项目管理人员在深基坑支护施工前对方案制定、建筑材料选购、施工设计、施工场地管理、验收交工等流程都要有着明确的标准化规定,从根本上实现标准化的施工管理。
4.6施工过程监测管理
现场的施工监测管理对于深基坑支护的质量有着非常重要的作用,技术人员通过对施工现场的土质、地下水位、地质结构等重要数据进行详细监测,为支护施工提供科学依据,从而保证了施工的安全顺利实施。除此之外,施工人员制定的施工方案与施工现场进度不一样时,施工人员可以运用现代化的监测技术和手段根据监测的结构,对整个施工队伍从新调整,以保证施工状态的最佳。
5深基坑支护的施工信息管理
5.1加强施工信息化系统建设
随着信息化技术的飞速发展,各行各业都对信息化系统的建设予以不断加强,从而利于各种信息的共享及管理,对于建筑工程项目来讲,信息化系统的建设也非常重要,它能对工程中需要的各种信息进行全面及时的管理和分析,并通过各种模型进行优化,从而有效的避免了施工中重复劳动的浪费。
信息化系统的建设原理一方面为通过对当前硬件设施的升级,让其能够肩负更为庞大的数据量分析负担,同时也要对软件系统进行优化,通过对大数据和云计算等新型互联网技术的使用,以更好地提高对数据的分析精度和分析效率。此外对于一些有条件的施工单位来说,可以将信息化系统和BIM技术平台进行连接,采用移动式的BIM数据记录设施完成对施工现场数据的记录和分析,通过建成的数据平台研究当前工程施工中存在的问题,并提出相应的数据的获取精度。
5.2施工信息管理制度建设
施工信息管理系统的建设主要是指现场管理人员和监理人员,对于现场施工管理人员来说,制度的完善和优化主体为当前系统中的施工单位或企业,具体的工作措施为通过对当前系统中存在问题的研究和剖析,让管理人员能够更好的向系统中输入相关的数据,并在此基础上落实对各类数据的全面分析和研究工作,才能让整个系统获得更好的发展。
对于信息系统管理人员来说,建立的管理体系要从人员的从业素质、从业热情、从业态度以及从业素养等多个角度出发,确保其工作素质满足相关规定的要求,同时建成的管理制度也要让其了解各类信息工作中的普适性原则和区别性原则,让其能够更好地依照相关规章制度完成具体的管理工作项目,方可让其能够更好的对相关问题和施工现场中的故障进行排除。
5.3施工信息管理方法优化
管理方法的优化工作为建筑施工现场管理当前和今后一个重点的研究项目,本文提出的方法为,通过对传统工作过程中存在问题的了解和分析,制定出针对目前各种问题的解决方法,即可实现对当前的施工信息管理系统的全面高效优化。
本文认为,一方面对于深基坑支护工程来讲,在施工过程中对数据的提交和管理流程方面建成新的管理体系,规定在当日完成对各类数据的上传和分析工作,可以有效的提升施工的效率,减少施工过程的失误,对于节省工程成本有着非常重要的意义。另一方面对于整个管理流程来说,包括施工前的设计、施工过程管理以及竣工验收过程来说,都要提高设计部门、施工部门以及监管部门之间的连接强度,以及时确认和找到整个工程中的材料管理问题,并提出针对这些问题的解决方法。
6建筑工程中深基坑支护施工技术的管理问题
6.1 管理流程问题
正确的管理流程为完成对各类材料施工前的检测项目、地质勘测项目,并且所有人员完成对施工人员具体素质的记录和检查工作,并将相关数据输入到信息化系统中,由该系统找到当前施工中的问题,并提出相应的解决办法,以更好的提高整个支护系统的施工质量。
当前存在的问题为,一方 面整个管理系统对具体的管理流程认识程度不足,出现严重的混乱问题,严重时可能会导致整个工作无法开展。另一方面这--系统的整体运行质量下降,原因在于由于专业人员的个人从业素养不足、对当前施工过程中存在的隐患和故障类型了解不清,自然无法明确和分析当前系统中存在的问题。虽然整体工作流程可能在进行程度上践行更高,但是从最终取得效果上来看,出现和存在的问题和工作流程混乱问题基本相似。
6.2管理项目问题
正常的工作过程中要依照对整个深基坑支护系统施工过程中藏在问题的研究和分析,制定相应的专业检查和管理项目,从而让所有的工作人员都能够在这一管 理制度下完成各项工作。
目前存在的问题为,一方面监管人员对需要落实的项目认知程度不足,导致具体施工中存在一些项目的缺陷和管理短缺,并且监管系统也对这些问题存在认知程度上的不足,最终大幅降低了整个工作的开展质量。另一方面在目前的工作中,现场管理人员和监理人员对整个施工过程的认知程度不足,或者未能完全按照相关规章制度的落实完成对各类施工项目的高效记录和管理工作,致使最终取得的实际作用效果下降,降低了整个系统的运行稳定性和安全性。
6.3数据精度问题
数据精度要保证被及时上传到信息化管理系统中,通过对相关模型的应用了解当前施工过程中存在的问题,并采取相应的解决方法。
当前的数据精度问题包括两个方面,其一为 数据的获取精度不足,常见的问题为现场管理人员和监理人员对相关工作内容的监管质量不足,从最终的作用效果上来看,大量数据和实际的施工过程存在偏差,导致这一系统的实际运行质量大幅下降。另一-方面在于企业方面未能及时将相关数据输入信息化系统中,或者信息化系统与整个工程项目中的相关参数不符,都会导致最终获取的分析和处理结果与实际工程项目之间存在过大偏差,最终导致整个工程项目的数据来源精度大幅下降。
7、土方开挖及基坑监测管理
7.1土方开挖原则及方法
在基坑工程项目中,土方开挖已成为一道最关键的工序,在工程领域中更是备受人们的重视。针对不同的基坑形式及地质条件应该制定不同的土方开挖方案,并且土方开挖施工应该与基坑支护施工紧密配合,遵循先撑后挖、分段分层开挖的基本原则,确保基坑在开挖过程中的安全。
根据项目土方开挖工程实际情况,确定土方开挖施工前主要要明确如下几个方面:施工段的划分、开挖的工艺流程、开挖的技术要求以及开挖中的监测制度。
1、施工分段
基坑搅拌桩、钻孔桩完成后,土方开挖视作业面划分若干个小段作业,以交叉作业,加快进度。土方开挖分层开挖,同时配合锚索支护作业。为保证基坑安全,采用退挖方式,周边土层宜先挖,并紧密配合支护,中间后挖方式推进,加快挖土进度。
土方开挖挖土流向大致为:在已完成的支护结构段开挖,先沿支护桩内侧开挖,每层开挖深度小于2m,长度小于30m,可采用跳挖方式,不可一次性开挖过深、过长、过快;挖完基坑周边支护桩内侧土方,可依次向基坑内部开挖,即由外向内侧开挖,不可先开挖基坑中间土方,总体基坑开挖至设计深度后,再逐开挖出土道路土方,至全部基坑土方完成。
基坑淤泥层较厚时,土方开挖应注意对工程桩进行保护,在工程桩附近开挖时要分层缓慢开挖,每层开挖深度小于1m,不可开挖过快,应先挖除桩周边土方,围绕桩身四周均匀下挖,不可一次性在桩一侧开挖,避免令一侧土方下滑、流动造成工程桩破坏。
2、施工流程
施工流程计划分五步施工,具体如下:
a、场地平整、修筑临时道路
c、锚索锁定后,土方分层开挖,每层土方开挖深度小于1m,同时基坑内进行降水施工,土方开挖注意保护旋挖桩基础,不可碰撞桩身,桩身周边均匀开挖,缓慢卸载,避免造成桩身位移、断裂、倾斜。
4、监测制度:
在基坑土方开挖期间需采用信息化施工手段,在施工过程中对支护结构、土体变形和周边道路及建筑物进行监测2]。监测频率应满足现场要求,可以采取每三天观测一次,必要时每天一次或一天两次,监测结构应及时准确,如发现位移、变形较大,应停止开挖和结构施工,采取打锚杆等加固措施,等基坑稳定后方可继续施工。
7.2基坑监测措施与管理
基坑监测作为一项对于基坑以及基坑周围建筑和环境安全的检查和监控技术,对于基坑在施工时期以及建筑物使用期限内的安全稳定提供重要的支持和保证,现场监测所产生的动态信息是对现场情况的及时性反馈,对施工现场的情况有很强的指导和参考作用2]。因此基坑监测在基坑施工过程中的占据着非常重要的地位,本文根据中惠璧珑湾项目基坑监测的实际情况,对于基坑监测的重点进行分析。
1、基坑监测的原则
一般基坑支护施工及土方开挖都会对周边的地层及土质进行扰动,并有可能对相邻的地下管线及构筑物等造成较大的影响,影响周边建筑的安全,因此在基坑支护施工及土方开挖过程中要对基坑及周边的建筑物的变形及位移进行监测,当变形达到或超过报警值时应采取相应的补救措施。所以基坑施工应遵循“动态化设计、信息化施工、全方位监测”的原则,制定全面有效安全监测措施,及时准确的记录监测结果,并形成书面的文件报送参建各方及相关政府监督部门3。
基坑监测的目的:
(1)能够及时准确的了解到基坑周围土体在施工过程中动态变化的信息,分析施工工程对现有土体的影响以及可能产生失稳得薄弱环节。
(2)能够了解支护结构的应力及应变状态,能够对支护结构的安全性有一个比较全面的评价,为后续的施工提供保障。
(3)通过对地下管线、建筑物等的监测确保它们在施工过程中仍处于安全稳定的状态。
(4)了解施工过程对周围地下水位的影响程度。
(5)将监测的结果及时反馈给设计施工方,能够合理有效的改变施工参数和步骤,对整个施工过程进行信息化管理。
2、基坑监测内容及技术措施
2.1监测内容
监测一般可分为.
①基坑地面沉降观测,
②基坑支护结构水平位移监测;基坑变形监测警戒值主要由累计变化量与变化速率两部分组成,不论哪部分的监测数值达到或超过警戒值,都应进行报警处理。本基坑变形控制保护等级为二级。
7.3土方开挖施工管理重点与难点
基坑土方开挖工程是一项系统的工程,它的实施与基坑支护工程及基坑监测有着密切的关系。只有在确保基坑支护结果安全的前提下才能进行土方开挖,同时通过基坑监测手段对基坑在开挖过程中的变形及位移进行检测,看其是否满足设计要求,为后续的土方开挖方案的修正提供依据。由于中惠璧珑湾项目地处江河入海口,地质条件极其复杂,淤泥层太厚,且常年地下水位很高,给土方开挖带来了很大的难度。
在土方开挖前,首先重点要对基坑内进行降排水,合理设置排水沟及集水井,根据地下水量的情况安排足够数量的水泵进行抽水,确保基坑内不要积水。其次对开挖的范围内道路进行合理的设置,既要保证施工车辆的正常进出,又要保证工程经济合理,创造较高生产效率。同时土方开挖要分层进行,要根据不同的地质条件来确定分层的深度,对于淤泥质土的基坑开挖,每次的开挖深度要控制在1.5米以内,否则在开挖及土方运输过程中极易造成边坡失稳,从而导致工程桩受到水平推力而破坏。这样不仅给整个工程造成了重大经济损失,同时也拖延了工期,实践证明良好的施工组织安排,能够有.效减少支护结构的水平位移,从而降低风险。
8结束语
综上所述,深基坑支护系统在运行和建设过程中存在的问题为,管理流程混乱、数据处理精度不足等,都会导致整个系统无法发现当前和今后一段时间中可能存在的安全故障和隐患。为解决这些问题,可采用方法为信息化系统的建设和深基坑管理方法的优化等,以最大限度提高整个系统的运行稳定性和安全性。
深基坑支护工程在现代的建筑工程中是一种非常普遍的工程,但是同时它也是非常关键的一个施工步骤,支护工程的好坏直接影响着整个建筑的质量是否能正常使用。所以,对于建设项目的管理人员来讲,必须要高度重视深基坑支护工程管理工作,要切实加强对人员、方案、现场管理、各项标准化制度等的科学有效管理,从而全面提升整个建筑工程的质量。