浅谈绿色建筑工程基坑支护的质量控制

霍 适 李 锐 南飞宇

(中国建筑土木建设有限公司 北京 100071)

近些年来,中国的社会主义市场经济已经步入了一个稳步发展的新时期,而与此同时,城市建设领域也在不断获得了生存的机会与生存空间。同时由于中国经济社会的持续发展以及城镇化建设进程的推进,中国房地产的稀缺性与竞争力也在日益凸显,在这种的大背景下,我们将更偏向于提高城市建设的技术层次,以便使其可以更有效的解决现代人的住房需要。在中国某些城市中,超高建筑也是相当普遍的现象,在高度建筑的集群化发展背景下,也出现了高度建筑群。对较高的房屋建筑而言,所涉及到的建筑工艺也是相当多样化的,尤其是在地基的支撑方面提到的要求就更多,所以也必须进行一定质量的控制。

1 工程地基支护工艺与质量安全控制方面的研究概述

在建筑施工的地面建设过程当中,首先考虑到了地面附近的边坡稳定性问题,这是地面工程中非常重要与基础的一部分,同时还考虑到了地下水的管理方面。地面类型的地下基坑边缘保护中发生次数较非地下基坑边缘支护中的次数更高。

对地面类型而言,假如它是一种临时性的结构那么就不应该进行抗震的考虑,不过由于在本文讨论的基础工程当中,该地基工程通常是永久的,所以在进行地面保护的同时,只要对将地下基坑边缘确定为永久性的边缘结构进行抗震就可以考虑。在如此复杂的地质环境下,通过基坑支护安全管理的实施能够使得地基结构的安全性有所保证,同时又能够达到基坑施工时所要求的合理空间条件,并且同时满足土石方工程、地下室工程建设的要求。最重要的是要确保基础的邻近,并保证了地下管线和设备的安全,从而保证了地基与地下结构之间的纵向和横向位移均被限制在一个允准范围内。在基础支护中,经常采用截水、降水、排水等方法,从而保证在基坑施工时,不会出现任何意外[1]。

2 建筑工程中深基坑支护施工包含的内容

2.1 施工设施

深基坑支护施工体系建设时,需要通过控制各种支护类材料的运用,改善整个系统的实际效率,因此要求将其所使用的施工设备分为地下排水设施、锚杆锚链以及支撑板等各种结构,设备变形率也必须达到国家有关规范的要求,并且就地下排水设施而言,还必须确保各种密封安装设施均处在较为平稳的运行状况下。从设备的工作方式上分析,它们之间也有着相应的差异,尤其是针对以下各设施而言,还需要将它们录入在各种不同的工程记录形式中,以使得最终的施工效率被有效提升,以及管理问题也可以被合理解决。另外管理系统的服务重点还涉及对设备存放区域的观察与分析,特别是对于某些对自然环境要求严苛的物料来说,如建材、相关的精密仪器等,需要采取严格的措施,才能保证这类设备能够保持正常安全的运行状况。

2.2 施工材料

建筑建筑材料主要有多种类型,包括混凝土材料、钢筋材料等,而每个建筑材料都要保证处于最为安全平稳的存储环境,方可使其的最终运行状况达到原设计方案的要求。因此针对入库前的材料检测操作来说,专业技术人员必须经过对国家各项质量管理体系和法规的深入研究与剖析,并通过专门的检查设施实现了对各种建筑材料的统一管理工作,以完成对入库前建筑材料的全部检查。但如果发现某种建筑材料的实际参数与国家有关法规的规定要求不符时,则不能立即将其入库,从而追究供应商的违约责任。

2.3 辅助设施

配套设备还有现场装备、安全保护设施等,要求所有的现场控制人和监理人员都必须做好对这些设施的维护管理工作,避免留下相应的安全隐患。对现场监理工作人员而言,则要掌握各种设备的常见故障表现形式,并在发现设备存在故障后,及时将信息上交到项目的上级工程监督管理机关。而对监理部门而言,在具体的施工设备管理流程上,由于其也要起到辅助性功能,而对于监理单位来说,在具体的施工设备的管理过程中,它也是辅助的,因此,在整个项目的整理和处理过程中,也要承担相应的工作和管理职能,以确保项目管理与监督部门对辅助设施进行有效的管理。

3 深基坑支护存在的问题

3.1 支护结构设计中土体的物理力学参数选取问题不当

深基坑支护结构受力的大小,对其安全性有很大的影响,但由于工程地质条件多种多样、错综复杂,难以精确测量。如何合理地选择混凝土的物理参数是一个十分复杂的问题,尤其是在深基坑开挖后,根据含水量、内摩擦角、粘聚力等因素的不同取值,很难准确地计算出其承载能力。

在深基坑支护设计中,如果对基础混凝土的物理力学参数进行了计算,会对设计结果产生很大的影响。土力学实验结果表明:在不同的内磨角条件下,产生的有效土压力值是不同的;而原混凝土的内部凝聚力与开挖后的原砼具有同样的内部凝聚力,两者间的差别也较大。由于不同的施工工艺、不同的支护组合方式,对混凝土的物理、机械参数的选择也有很大的影响。

3.2 基坑土体的取样具有不完全性

在进行深基坑支护结构设计之前,为了获得对地基的结构对比,必须先对地基进行采样。合理的物性和机械性能是钻井系统研究的重要依据。一般在基坑的开挖深度内部,根据国家有关标准进行钻井采样。但是,为减少钻井压力,减少工程成本,通常是无法实现的。通过这种方法,得到的土壤样品具有相应的不完全性。因为地质构造的原因是非常复杂、多样的,所获得的土壤样品不能完全反映出地层的精确度。因此,支撑体系的设置并不是所有的地质情况都是一样的。

3.3 对地基开挖所产生的空间效果考虑得不周

施工中大量的实际资料可以证明:从地基周围向地基内进行的高低移动往往是中央大二侧小。深基坑边坡体的稳定性一般发生在最大边沿的中部。传统的深基坑支护结构均以平面应力问题为依据。对于某些细长的线条状地基来说,这样的平面应力假设更接近于实际,但是对于一些矩形的深基坑,却是天壤之别。因此,如果在空间问题没有得到解决前,仍然按照平面应力假设,则支护结构为了适应挖掘过程中的空间效果,必须进行相应的调整。

3.4 支撑构件的设计方法,与现实承载力有关不符

目前,对深基坑支护体系的工程计算仍然是以极限平衡为基础,而对其进行了有限元计算。很简单。通过现场试验,证实了在一定条件下,某些支护结构按极限平衡理论设计的安全系数是由原则上决定的。从本质上讲,它是完全可靠的,但是有时候也会造成伤害;有些支架部件的安全系数的确很低,甚至没有达到标准的要求,但是在实际工程中,也是符合规范的。极限平衡理论是一种静力学的深基坑支护结构设计方法从理论上讲,混凝土在实际施工中的体积处于动态平衡状态,这是一种逐渐放松混凝土体积的动态过程。随着时间的延长,混凝土的强度逐渐下降,并逐渐成形。因此,在产品的设计上,企业应当充分考虑到这一点。

4 深基坑支护方案设计与施工中的注意事项

4.1 彻底转变传统的设计理念

中国在过去的十多年里,已经积累了大量的深基础支撑技术,并获得了工程实施的全过程。在此基础上,对岩体变形地基承载能力的变化进行了探讨,为更好地理解应力—应变关系提供了理论依据。它为支撑结构设计的新理念、新技术提供了坚实的理论依据。然而,在深部基础上,中国目前尚缺少一套完整、精确的结构设计计算方法,大多数仍处于摸索和研究阶段。中国目前尚无一套完整的支撑结构设计规范。土的压力分布仍然是按照库伦和兰肯的理论计算的,但钻孔桩数的计算方法仍然采用“等值梁法”。该成果与支撑结构实际承载能力的差异较大,因此,在深基坑支护结构中,不能采用传统的“结构”来进行施工。而从根本上改变工程设计的思路,逐步建立基于实地观察的信息反馈动力学工程设计体系,这就要求工程师们在技术上取得更大的突破。

4.2 建立了变形控制的新的设计方式

目前,在工程设计中,极限稳定法是一种较为简便、实用的古典设计方法。有一定的参考价值。但是,这种设计方法在深基坑支承构件中,仅能满足支承构件的强度要求。并且,不能改善支承部件的刚度。很多建筑问题都是因为支承部件的过度变动而导致的,因此,一个支撑件的设计,不仅要考虑它的强度,还要考虑它的性能。是否存在环境问题,关键是其变化的幅度。根据上述情况,在建立一种新的应变控制工程计算中,应着重讨论支持构件的变形控制要求、空间效应向平面应力及地表超载的转换确定、对支承部件的功能等。

4.3 大力推广支撑结构的实验研究

确切地说,是建立在大量实验基础之上的。但到目前为止,中国在深基坑的支护结构方面还处于起步阶段。没有任何一个科学系统的试验。有的支架已经建好了,但并没有说出什么成果。支撑结构的建造是失败的,但他说不出失败的真正原因。在建造支承结构的过程中所累积的科技资源很有价值,但是科技试验资料缺乏,无法进行科学的分析,无法提高科技水平。这是一个非常关键的技术问题。在进行试验支持系统(包括实验室模拟试验和工程现场试验)时,虽然可能会造成一些损失。但是,由于在深基坑工程中的投资较大,因此在工程设计中必须进行实地的设计。联合装置通过大量的实测资料,可以为今后类似工程的顺利实施打下良好的基础。

4.4 新的支撑体系计算方法的探讨

建筑技术的发展,使深基坑的支护结构技术发生了一场技术革命。钢板桩,钢筋混凝土板桩,钻孔灌浆。在桩防护挡墙、地下室连续墙等支护结构形式成熟应用后,采用双排桩、土钉、组合拱形等。幕墙、旋喷土锚、预应力钢筋混凝土余孔板等也将陆续出现。但是,在这些事情上。如何构造支持结构的计算模式,如何选择计算简图,如何设计更科学、更合理,在目前的新型支护结构设计中,仍是一个迫切需要解决的问题。当前,深基坑支护技术正在向融合的方向发展,其中包括水平结构和受力形式的相互融合、临时性的影响。支承和永久支护方式互相融合,基坑施工和支护技术模式相互融合。以上所述这种组合不可避免地增加了支撑结构的受力。因此,在深基坑工程中,采用新型支撑结构的计算方法已经成为了一种新的施工技术。

5 结语

综上所述,单就技术而言,在建筑施工的整个过程中,操作技术人员对项目所在的工作环境经过了全面的考察与调查,并主动的引入了一些新型的建筑施工科学技术推进项目的建立与实施。而对于在施工过程所遇到的提问,建筑施工应经过了全方位的调查研究和做好处理办法的探索,以提高建筑施工的支护技术的有效性和质量安全管理的有效性,并以此提高建筑施工的产品质量,造福于广大人民的日常生活与居住,从而促进了经济社会的发展与建筑行业效益的提高。