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建筑工程基坑及地下結構施工方法研究論文
建筑工程的整個項目中，基坑土方工程與地下支護及永久性結構是關鍵的分部工程，也是事故與質量問題多發(fā)的關鍵節(jié)點。經過多年的發(fā)展，如今國內建筑工程基坑挖掘與地下結構施工已經形成多種成熟的方法，這些方法都有各自的特點。我國幅員遼闊，各地地質與土層條件多有不同，當前國內建筑施工企業(yè)已經從過去的劃片而治逐漸走向全面的市場競爭，而根據不同的場地條件選擇不同的基坑與地下結構施工方法，也成為各建筑施工企業(yè)必須精通的競爭條件。
一、基坑開挖方法及其適用
1.明挖法
明挖法即明挖基坑，基坑頂部敞開露天，工程機械與土方運輸設備受空間限制小。明挖基坑可以基坑四周與中部挖掘順序的不同分為墩式挖土、盆式挖土以及混合式挖土。墩式挖土也稱中心島式挖土，挖掘順序是先進行四周的挖掘，在基坑中心逐漸形成島狀土墩，在土墩上搭設棧橋式輸土設備�；铀闹艿膫缺谥苯油谥翗烁呱疃�，側壁放坡坡度或豎直支護一次性施工到預定狀態(tài)，挖掘后期，土方都通過中心島的棧橋輸送到坑外。為了防止中心土墩崩塌，其高度有限制，使棧橋存在一定角度，因此墩式挖土一般適用于大型且深度小于10m的基坑。盆式挖土則相反，先將基坑中部挖至標高深度，在四周形成盆狀的斜坡以供運土車輛出入。待場地中部都達到標高，再將四周的斜坡挖除，這時就要利用基坑外面的吊運設備將四周側壁挖掘的土方運出。盆式挖土的適用性很廣，不過一般中心已挖至基底部分要及時進行處理，同時由于盆式場地易于積水，必須做好排水措施�；旌鲜酵谕羷t是墩式與盆式挖土混合的挖土方式。一般是基坑大部分區(qū)域采用墩式挖土，將側壁斜坡挖除并搭設支護，而在某一小角度范圍內，留著中心島土墩與基坑外場地的通道。土方集中到中心島并通過通道運出，最后將中心島挖除，而通道方向的側壁斜坡最后挖去，無需搭設中心島棧橋，而吊運設備也僅需在通道方向的外側安裝，因此應用也較為廣泛。
2.蓋挖法
所謂蓋挖法是在地面封閉的頂蓋下方進行基坑的挖掘作業(yè)。蓋挖法是在地下結構逆作法的施工方案下進行的，其頂蓋上留下小型工程機械與挖掘土方的出入口，地下結構與地面主體結構可以同時施工。不過從地下?lián)跬两Y構的修筑方式來分，蓋挖法也還可以分為蓋挖逆作與蓋挖順作。蓋挖逆作，指的是在蓋挖施工自上向下進行挖掘時，還未挖掘到標高，就逐層向下修建擋土結構；蓋挖順作，則是在未挖掘至標高時，四周只修建臨時性擋土結構，待挖至標高進行基礎的施工與底板封底之后，再自下而上進行外墻的澆筑。
二、地下結構的施工方法
1.基礎的種類與施工方法
（1）樁基樁基是最為常見的建筑基礎，如今樁基一般分為混凝土樁與攪拌樁�；炷翗都床捎娩摻罨炷列拗臉痘溥�細分為預制樁與現(xiàn)澆樁。預制樁是在工廠或者樁基坑外部的開
闊場地上用模具澆筑并養(yǎng)護而成。預制樁施工時，先對基底土層進行平整、夯實，然后挖掘埋樁坑。埋樁坑有人工挖掘與機器挖掘等方法，如今多采用機器挖掘，所挖的樁坑要保證垂直度小于0.5%，并將樁坑底部的石子、碎渣等清理干凈，用起重設備將預制樁埋入�，F(xiàn)澆樁同樣挖掘樁坑，但是直接將鋼筋網籠降入坑中，將混凝土澆入、振搗，待其凝固則成。顯然，現(xiàn)澆樁省去整樁運輸成本，要更為廉價，澆筑后也不易出現(xiàn)整樁沉降偏斜，但是也可能由于混凝土凝固收縮產生過大應力而撕裂基底場地。攪拌樁即粉噴樁，分為干噴樁與濕噴樁，其中濕噴樁應用最多。其采用打孔深度5m以上的樁機在基底上鉆孔，孔內深層原質土不全部挖出，而將水泥砂漿加壓灌入孔中，與孔內土進行攪拌混合，最終凝固而成攪拌樁。攪拌樁施工簡單，但是其關鍵在于所灌入用于攪拌的水泥砂漿的配比。攪拌樁的成樁深度如今越來越大，很多都已經超過15m，因此對于地下水位要細致勘測。（2）地下連續(xù)墻的施工地下連續(xù)墻是廣泛使用的擋土與基礎綜合地下結構。地下連續(xù)墻在基坑挖掘時通�？梢宰鳛閾跬两Y構使用，其挖掘采用專門的挖槽機械，在基底挖出連續(xù)的窄槽，將鋼筋網箱沉降其中，然后進行澆筑。其適用范圍很廣，從6層以下的低層房屋淺基礎到高層深基坑都廣泛采用。在深基坑施工中，多采用抓斗式或回轉式成槽機，開挖出來的窄深槽側壁要用泥漿護壁，防止崩落。由于在后期要作為地下室外墻的主墻使用，一般采用防滲混凝土，其防滲關鍵節(jié)點在于各墻的結合點。地下連續(xù)墻根據其穩(wěn)定類型，分為自立式、錨固式、支撐式和角撐式。自立式多為深厚比較小的地下連續(xù)墻，其沉降后依然能夠依靠重力自穩(wěn)定；錨固式為在外側土層側壁上鉆孔拉錨，借其穩(wěn)定地下連續(xù)墻；支撐式類似板墻支護，采用型鋼在基坑內部對地下連續(xù)墻進行支撐；角撐式主要在場地較小的基坑使用，依靠垂直的地下連續(xù)墻交角處的澆筑混凝土構件支撐穩(wěn)定。
2.基坑支護的種類及施工方法常見的基坑支護種類有很多，其中地下連續(xù)墻已經在上文的基礎施工中詳細描述了，下面主要介紹排樁式、板墻式支護。（1）排樁式支護。排樁式支護，顧名思義，是采用密集的豎直排列的混凝土樁進行側壁擋土的支護結構。其源自古老的木排樁擋土墻，穩(wěn)定方式主要依靠外拉錨排樁、與排樁之間的橫向連接構件。排樁的外拉錨可以采用側壁拉錨或者坑外拉錨，排樁之間一般在頂部要澆筑橫向的一體式的框架狀冠梁，而中部也要澆筑橫向的腰梁，這樣就能依靠整體抵抗側壁土壓。（2）板墻支護。板墻支護分為混凝土板墻與鋼板墻，混凝土板墻為預制混凝土板，鋼板墻由于抗剪力性能好，應用越來越多。板墻分塊之間以錯牙進行連接，并以砂漿或其他材料進行連接密封。板墻內側要在基底修建型鋼支撐，一般采用H型鋼、矩形鋼管或者圓鋼管，橫向的鋼支撐下必有豎直支撐，豎直支撐與橫向支撐之間可以采用高強度螺栓或者焊接連接。
三、新興的地下結構施工方法
1.逆作法
逆作法被發(fā)明應用也已經有很多年了，比較著名的是日本讀賣新聞大樓的地下6層結構采用逆作法施工，工期縮短了6個月時間。逆作法之所以能夠縮短將近1/3的施工時間，就是因為其地下結構施工與地面主體施工時同時進行的。先將標高0.00層底板封閉，留下幾米直徑的出入口，地下開挖以燈光照明，并輔以排風系統(tǒng)。過去，逆作法多數只能采用人工或者小型機械挖掘，駕駛型的較大機械都難以進入。隨著工程機械技術的發(fā)展，如今，尺寸較小但是功能又較為強大的駕駛式小型挖掘機械已經能夠通過封蓋的幾米的孔洞進入地下作業(yè)。逆作法如今也被靈活應用，發(fā)展出了全逆作、半逆作和局部逆作。根據不同的施工條件與地下結構設計，能夠充分適應多種情況的施工，具有良好的發(fā)展前景。
2.永久性支護用作地下結構
過去，支護結構多為臨時性結構，在地下結構施工后，尤其是外墻施工后，多數被土方回填掩埋，沒有額外的作用。如今，從地下連續(xù)墻到密排樁都出現(xiàn)了按照永久性結構標準進行修建，然后直接用作于地下室外墻的永久性支護設計。過去，排樁支護在防滲等要求上往往要求較低，不考慮30年甚至更長時間的使用問題，因此多數要在這些支護內部額外修筑地下室外墻。若作為永久性結構使用，過去關鍵的問題在于，在基坑橫向剛度不足的情況下的基坑施工過程中，這些支護結構就會產生較大的位移，而無法滿足作為永久性結構使用的要求。但是，逆作法出現(xiàn)之后，事先封閉的00層樓板及向下逐層施工的樓板或支撐結構就給支護提供了足夠的剛度，使其按照永久性結構的標準建造并使用成為了可能。
四、結語
如今，新材料、新方法在建筑工程建設中應用得越來越成熟，國內各大施工單位在長期的項目建設中，引進吸收了西方先進的建筑工程技術的同時，自身也在不斷創(chuàng)新。隨著近十余年來，國內基礎建設與城市建設的飛速發(fā)展，國內建設行業(yè)積累了許多擁有老道經驗與精深技術的工程人員。但是，一二線城市的房地產開發(fā)與市政建設逐漸成熟并飽和，三線以下城市依然散布著許多從小施工隊發(fā)展起來的中小施工企業(yè)，這些工程人員缺乏系統(tǒng)專業(yè)的理論學習與大工程的經驗，在三線城市的項目競爭中處于劣勢。不僅國內小企業(yè)面臨大企業(yè)的競爭壓迫，隨著國內市場與國際市場的雙向開放，國內企業(yè)走出去的同時，國外企業(yè)也想要走進來競爭，愈加白熱化的競爭局面下，不斷提高自身工程技術水平，研究新方法、應用新技術、降本增質，是唯一的道路。
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