关于建筑基坑桩锚支护绿色施工技术的研究

2022-09-01 06:11谢合舜
佛山陶瓷 2022年8期
关键词:型钢泥土锚索

谢合舜

(广州建筑产业开发有限公司,广州510510)

1 前言

城市化进程的不断加快带来很多社会矛盾,比如城市用地紧张,相关的政府部门只有通过不断提高城市空间的利用率来缓解这一社会矛盾,以便为城市经济的可持续发展护航。为此建筑地下空间被大量开发使用起来,而基坑工程作为建筑地下空间一个重要的临时性支护工程,其重要性可想而知。随着基坑工程数量的剧增,由此带来了很多问题,比如资源的浪费、环境的污染等方面,跟我国可持续发展战略相违背,为此以下将针对建筑基坑工程在施工中存在的问题进行详细分析探讨,并同时提出相应的改善措施,旨在能够更好地节约资源和保护环境,从而实现建筑行业的可持续发展。

2 基坑桩锚支护结构形式上普遍存在的问题

当前在我国很多城市建筑基坑工程中,通常都是使用桩锚支护加降水的支护设计方案。该方案都是采用钢筋混凝土桩以及泥浆护壁钻孔灌注桩或者长螺旋成孔压灌混凝土后插钢筋笼成桩的施工工艺。这种施工工艺虽然施工效果比较好,能够有效保证建筑基坑支护的安全性,确保工程的顺利开展,但是不可否认其在施工过程中存在的问题,一是施工人员在选择锚杆(索)时,会根据建筑基坑开挖的深度来确定其为一层还是多层,之后等至工程完结后,这些使用过的锚杆(索)会直接丢弃,从而造成资源浪费和环境污染;二是施工团队为了保证基坑支护的安全,会通过抽吸地下水将其内外一定范围内的地下水降低到基坑底部以下,这些地下水被白白浪费掉。以上这两个问题也是目前很多基坑工程采用桩锚支护加降水设计方案普遍存在的问题。

2.1 资源的浪费问题

在建筑基坑桩锚支护结构中,会大量采用到钢筋混凝土桩和锚杆(索),而这些钢筋混凝土桩和锚杆(索)在完工之后无法被回收再利用的,都是随着工程的结束被埋藏在地下,从而导致资源上无必要的浪费和建筑工程成本的提高,于私于公都是不利的。尤其是近几年来类似工程数量的剧增,由此带来的资源和经济上的浪费数量是巨大的。

2.2 环境的破坏与污染

在开挖之前,需要将基坑内的积水处理干净。目前一般是通过抽取方法将基坑内的水位降到基坑底部以下。但是这种方法会将其周边一定范围内的地下水都抽取掉,地下水的下降一方面有可能会导致其地面出现不均匀沉降,以至于其地面上的建筑、基坑周边的地下管线等出现大小程度不一的破坏,威胁到人民群众的人身安全。

建筑基坑降水对生态环境所带来的不良影响并不是危言耸听的,通过近几年的一些调查数据可以很清楚地发现这种施工方式会造成大量的地下水流失。地下水资源作为人类所可以利用的水资源之一,是我国水资源的重要组成部分,若不对其进行很好的保护,未来势必会影响到我国水资源的使用,尤其是近几年来类似工程数量的剧增,地下水资源的保护势在行。

建筑基坑在进护坡桩施工中,最常使用到的施工方法就是泥壁护壁的钻孔法,这种施工方法在施工过程中会产生大量的废弃泥浆,若没及时进行处理,则会对环境造成破坏,若进行处理则会增加施工成本。目前在处理这些废弃泥浆时,一般都是采用以下三种方法:一是是等到泥浆中的水分完全挥发之后,在风的作用下四处飘散,但是由此产生了大量的扬尘;二是运用化学处理剂加入泥浆中进行处理,但是化学处理剂可能会渗透到土壤和地下水中,造成生态环境的污染;三是在施工现场运用分离设备,运用离心力让泥浆中的固相颗粒和水分分离,但是该方法会出现不彻底问题,水中含有大量的泥浆颗粒,一旦排入城市排水管道中就很容易出现堵塞,其后果也是很严重的。

2.3 影响后续地下工程建设

为了防止基坑内的支护桩出现倾倒,而造成基坑结构的不稳,因此在进行桩锚支护结构中施工人员会采用锚杆(索)对支护桩进行进一步加固,并且随着基坑开挖深度的增加,其层数也随之增加。但是由于锚杆(索)在工程结束后也是没有办法回收的,只能跟着其被永久的掩埋在地下,这样一方面不仅造成资源的大量浪费,增加施工成本,另一方面还可能会影响到后续管线铺设等地下工程的开展,锚杆(索)也可能随着的时间的推移出现腐烂而对周边环境造成污染,无论是经济角度还是生态环境角度都存在消极的影响。

3 建筑基坑桩锚支护绿色施工技术研究

水泥土防渗桩墙插型钢与可回收锚索技术,具体施工方案如下图1 所示。

图1 支护结构剖面示意图

首先直接利用施工场地上基坑开挖出的土运用搅拌设备搅拌成水泥土浆,使用长螺旋压灌的施工搭接方式水泥防渗桩墙,之后将可回收的型钢插入到水泥土桩体中,实现边开挖基坑,边可回收型钢,这样就能有效地保证基坑的稳定,不会出现渗水等不良情况,同时由于采用的是就地取土搅拌成水泥土浆以及使用可回收的锚索及型钢材料,避免出现资源上的浪费及环境上的破坏,同时也不会增加没有必要的施工费用,另外由于锚索及型钢等材料的及时回收而避免被掩埋地下,这样也不会影响到后续管线铺设等地下工程的开展,经济性和施工效果都是非常理想的,具体施工工艺流程如下图2所示。

图2 施工工艺流程图

3.1 水泥土防渗材料实验研究

本次工程施工团队采用的是泵送的方式来运输水泥土浆材。根据本次工程设计要求,水泥土浆材性能必须满足坍落度在18 厘米到22 厘米之间,水泥土浆材中的结石体的抗压强度和防渗性能要良好。在正式拌制水泥浆液之前,需先确定了浆材的选料以及拌制比例。本工程浆材除了选用水泥和碎石之外,还会加入本地常见的粉质黏土进去,其中水泥为普通的硅酸盐水泥以及控制在15 毫米以内粒径的碎石,在搅拌过程中根据工程设计要求的浆液坍落度加入适量的水进行搅拌。

3.2 水泥土桩的施工工艺以及防渗桩墙布置形式

3.2.1 水泥土桩的施工工艺

在进行桩孔施工过程中,会产生大量的废弃泥浆,若这些泥浆没有及时处理掉则会对环境造成污染,若需要进行处理则会增加施工成本。为此决定桩孔施工选用干式钻孔方法,也就是长螺旋压灌成桩工艺,其具体工艺流程如下图3 所示。

图3 长螺旋压灌成桩工艺流程示意图

长螺旋压灌成桩工艺是这几年比较先进的桩孔施工工艺,其可以直接就地取土来搅拌成浆液,同时运用泵送方式进行压灌,不仅施工成本费用低、环境污染少,而且这种工艺成桩的桩体严密、均匀,无论是防渗性能还是抗压强度都是非常好的,有效满足了工程设计要求。但是长螺旋压灌成桩工艺并不适用于任何土质,其通常被应用在一些比较特殊的土层,比如填土、淤泥质土、黏性土、粉土等。

3.2.2 水泥土防渗桩墙布置形式

基坑在开挖过程中,地下水很容易渗透到基坑里面,影响基坑的稳定和工程的开展,为此需要做好相应的防渗措施。本次工程是运用水泥土桩做出搭接的排桩墙,来形成一道止水帷幕。从工程实践效果来看,若想起到更好的防渗效果,施工人员应该要设置两排搭接布置,根据设计要求先施工后排水泥土桩,完成后在进行前排插型钢的水泥土桩。

3.3 型钢以及其插拔工艺

3.3.1 型钢的要求

为了很好抵抗基坑边坡的变形,作为其主要构件的型钢要求就比较高,型钢的要求主要为以下几方面:强度以及规格要达到设计要求;按照相关规定要求将钢板焊接成型;尽量选用整材,若不得不焊接情况下也要严格按照规定要求进行分段焊接以及坡口焊接方式进行,焊缝质量等级要在二级以上。

3.3.2 型钢的插拔工艺

长螺旋压灌成桩工艺作为基坑绿色施工技术之一,型钢的回收再利用也是其绿色环保表现之一。而型钢的回收率则直接受到型钢插拔的影响,为此必须要严格按照规定要求进行操作。型钢在插入之前,需要在其身上均匀涂抹上减阻剂,但是其在插入土层后,土层下的型钢减阻剂基本上都没有了,因此之后就很难将其起拔出来,影响型钢回收率。

3.4 可回收新型锚索

作为基坑桩锚支护结构的绿色施工技术关键之一,锚索的回收也是其重要部分。由于本次建筑基坑肥槽空间相对比较狭窄,因此设计师必须要设计可回收的锚索作为锚固方式。但是目前我国对于可回收锚索的研究比较少,虽然也有设计出一些可以回收的锚索,但是这些可回收的锚索多多少少上都存在一些问题,为此业内人士应该要继续不断努力研究与改进。

4 结语

综上所述,作为一项临时性工程,建筑基坑支护对于工程的顺利开展和施工人员安全是非常重要的,但是由于在很多建筑基坑支护工程中都是采用桩锚支护加降水的方法,其由此带来了很多生态环境方面的问题,若不进行改进,必然会影响我国的生态资源环境等方面。因此研究完善我国建筑基坑支护绿色施工技术有非常积极的意义,需要业内人士的不断努力与改进,实现人与自然的和谐共处。

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