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基坑总体方案选对了,省钱、安全、高效

 碧海蓝天zhj 2019-12-02

导 语

随着地下工程的开发程度提高,很多在建的项目都有深基坑工程,超过了5米的基坑在目前的建设行业中已经非常普遍,更有甚者,基坑开挖的深度已经达到30米之深。在基坑越来越深的同时,基坑周边的建筑环境越来越复杂。所以基坑的安全事故频发,那么针对基坑事故频发的原因,是施工单位的责任吗,其实不然,有的也是设计方案的责任,在实施过程中方案的选择上没能满足施工和基坑周边的情况要求。

在实施基坑实施阶段,首先要进行的设计,但是设计也要有基础参数,比如:周边的情况、地质勘察报告、施工时候的季节性等,所以基坑设计在集齐这些内容后方可进行基坑设计。

基坑总体方案选对了,省钱、安全、高效

基坑总体方案的选择是一个重要的抉择,关系成本、安全、影响等。基坑支护是为了满足地下结构的施工要求及保护基坑周边环境的安全,对基坑侧壁采取的支挡、加固和保护措施,基坑支护总体方案的选择直接关系到基坑及周边环境安全、施工进度、工程建设成本。那么基坑总体方案主要有哪些呢?顺作法和逆作法,还有顺逆结合法。

在同一基坑中,顺作法和逆作法可以在不同的区域组合使用,从而在特定条件下满足工程的施工进度、建设成本、周边环境安全的要求。顺作和逆作的主要区别就是指地下结构施工时从上到下还是从下到上,从上到下是逆作,从下到上是顺作。那么两者实施会有什么不同呢?既然要研究不同,那我我们先从施工方法讲起。

接下来,我们先来讲一下顺作法,什么是顺作法呢?

顺作法是指先施工周边围护结构,然后由上而下开挖土方并设置支撑(锚杆),挖至坑底后,再由下而上施工主体结构,并按一定顺序拆除支撑的过程。

顺作法基坑支护结构通常有围护墙、支撑(锚杆)及其竖向支承结构组成。顺作法是基坑工程传统的施工方法,设计较便捷,施工工艺成熟。支护结构与主体结构相对独立,设计的关联性较低。

顺作法常见的有:

放坡大开挖,此方式比较经济,当季节性雨水或地域性表层水较为丰富时候,应取混凝土坡面护坡措施;

基坑总体方案选对了,省钱、安全、高效

重力式水泥土墙或高压旋喷围护墙,主要依靠自重和刚度保护坑壁,一般不设内支撑

土钉墙、复合土钉墙,其中复合土钉墙有土钉墙结合止水帷幕、土钉墙结合预应力锚杆、土钉墙结合微型桩等形式。

支挡式结构:本类结构形式在深基坑中运用较多,主要有型钢横挡板、钢板桩、混凝土板桩、灌注桩排桩、预制排桩、地下连续墙、型钢水泥土搅拌墙等。

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接下来讲一下逆作法,那么什么是逆作法呢?

逆作法是指利用主体地下结构水平梁板结构作为内支撑,按楼层自上而下并与基坑开挖交替进行的施工方法。逆作法围护墙可与主体结构外墙结合,也可采用临时围护墙。逆作法是借助地下结构自身能力对基坑产生支护作用,即利用各层水平结构的刚度、强度,使其成为基坑围护墙水平支撑点,以平衡土压力。在采用逆作法进行地下室结构施工的同时,还可以同步进行上部结构的施工,但上部结构允许施工层数(高度)需进过设计计算确定。接下来分析一下逆作法的优点和缺点。

逆作法的优点:

(1)基坑变形较小,有利于周边环境保护;

(2)地上和地下同步施工时,可缩短工期;

(3)支护结构与主体结构相结合,可大大节约支撑等材料;

(4)围护墙与主体结构外墙结合时,可减少土方开挖和回填;

(5)有利于解决特殊平面形状的支撑设置难题;

(6)可充分利用地下室顶板作施工场地,解决施工场地狭小的难题。

逆作法的不足:

(l)基坑设计与结构设计的关联度较大,设计与施工的沟通和协作紧密;

(2)施工技术要求高,如结构构件节点复杂、中间支承柱垂直度控制要求高;

(3)挖运设备尚有待研究,土方挖运效率受到限制;

(4)立柱之间及立柱与围护墙之间的差异沉降较难控制;

(5)结构局部区域需采用二次浇筑施工工艺;

(6)施工作业环境较差。

介绍完成顺作法和逆作法,那么接下来讲一下顺逆结合的实施方法

对于某些条件复杂或具有特殊技术经济要求的基坑,可采用顺作法和逆作法结合的设计方案,从而可发挥顺作法和逆作法的各自优势,满足基坑工程特定要求。工程中常用顺逆结合主要有主楼先顺作裙房后逆作、裙房先逆作主楼后顺作、中心顺作周边逆作等方案。

1.主楼先顺作、裙房后逆作

高层和超高层建筑通常由主楼和裙房组成,若主楼为工期控制的主导因素,在施工场地紧张的情况下,可先采用顺作法施工主楼地下室基坑,裙房暂作施工场地,待主楼进入上部结构施工某一阶段,再逆作裙房地下室基坑。该方法一方面可解决施工场地狭小、作业困难的问题,另一方面由于主楼基坑面积较小,可加快施工速度;裙房逆作不占绝对工期,缩短了总工期。同时裙房逆作基坑可较好的控制基坑变形,可减少对周边环境的影响。

2.裙房先逆作、主楼后顺作

高层和超高层建筑施工中,若裙房的工期要求非常高(如裙房作为商业建筑而需要尽快投入商业运营),而主楼的工期要求较低,裙房可先采用逆作法,且可上下同步施工,以满足工期要求,而在主楼区域可设置大空间取土口。待裙房地下结构完成后再顺作施工主楼结构。该方法由于在主楼区域设置大空间,可大大提高挖土效率,加快裙房施工速度;同时大空间也改善了逆作区域的通风和采光条件。裙房可采取上下同步施工工艺,可编短裙房施工工期。裙房采用逆作法施工可较好地控制基坑变形。

3.中心顺作、周边逆作

对于面积较大且周边环境保护要求不是很高的基坑,可在基坑周边先施工一圈具有一定水平刚度的环状结构梁板,然后在基坑周边被动区留土护壁,并采用多级放坡的方式使基坑中心区域开挖至坑底,在中心区域顺作地下结构,并与周边环状结构梁板贯通后,再逐层开挖和逆作周边留土区域。该方法由于周边利用结构梁板作为水平支撑,而中心区域无需临时支撑,具有较高的经济效益,且由于中部敞开,出土速度较快,可加快整体施工工期。同时由于中心区域顺作施工,可节省逆作施工中的中间支承柱。

中心顺作、周边逆作也可在施工周边环状结构梁板后,盆式开挖中心区域土方,再开挖周边环状结构梁板下土方,然后逆作基坑周边下层结构,在强度满足要求后再逐层进行土方开挖和周边地下结构施工,开挖至坑底后浇筑基础底板,最后由下而上顺作完成中心区域地下结构。

基坑总体方案选对了,省钱、安全、高效

总体方案的选择正确,关乎后期的施工成本、进度、安全等,所以一个好的总体方案,总能给项目带来各式各样的惊喜。

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