边坡支护技术在土木工程中的应用——以 IOI棕榈城(2012JPO1地块)工程为例

 摘 要

国内社会经济的稳步提升推动着国内各行业领域的快速发展,在土木工程施工建设之中,项目的建设质量、施工安全一直以来均是各界所关注的重点问题。而将边坡支护技术应用于土木工程施工建设之中,有助于提升工程建筑结构的稳定性和安全性,保证项目的建设质量。基于此,本研究将土木工程施工行业领域的高质量发展作为研究背景,将提高土木工程施工建设质量与施工安全性作为研究目的,围绕边坡支护技术在土木工程施工中的具体应用,为提升理论研究的针对性,本研究将以IOI棕榈城(2012JPO1地块)D1地块基坑支护及工程桩基工程项目为例进行举例论证,同时从应用重要性、技术类型、技术特点、以及该项技术在工程项目施工各阶段的应用等方面展开论述。通过本文的理论研究明确,边坡支护技术的使用需遵循因地制宜的原则,该项技术分为(冲)钻孔灌注桩、双管高压旋喷(止水)支护两大类别,该项技术具备技术复杂性与环境复杂性两大特点,该项技术在土木工程施工中的应用需遵循全过程管理的原则,即管理施工前、施工中、施工后三个阶段,以保证发挥出边坡防护技术的应用作用。从土木工程施工实践的层面上看,边坡支护技术对于提升工程项目施工质量维护施工安全具备重要意义,所以对土木工程施工中边坡支护技术应用的理论研究具体较强的学术意义与实践意义。

 关键词:土木工程 边坡支护技术 建设质量

1 绪论

  1.1 研究背景及意义

  1.1.1 选题背景

近年来随着国内社会经济的快速发展“城市化建设”目标稳步推进,在国内各区域的基础建筑快速发展的大趋势下,城市的地下空间使用率逐年提升。通过归纳当下各区域基础建筑的发展情况可知基础建筑的规模、高度、深度持续增大,是各城市基础建筑快速发展的典型特征。但是在土木工程施工的过程中随着规模、高度、深度的增大对基坑边坡的开挖、支护施工提出了更高的要求,而应用科学合理的边坡支护施工技术有效地进行边坡支护施工则成为了土木工程施工与城市建设实践中的重要问题。

土木工程项目施工具备周期长、专业复合度高等诸多特点,同时在施工现场之中施工人员应基于施工图纸的设计要求逐一核实施工现场的施工环境、所应用的施工工艺等多方面信息,并结合具体的情况制定合理的施工措施以保证土木工程施工体系的完善性。而在项目建设环节中项目的管理目标主要手段为空间布局与专业的施工手段管理,从工程的本质上看在具体的项目施工之中基坑的施工质量对于项目建设效率、建设质量、施工安全等诸多方面存在直接的影响,所以土木工程项目管理实践中结合建筑特性与施工手段去科学的选择边坡支护技术是保证土木工程项目施工高质高效的关键举措,同时也是促进施工单位施工水平高质高效发展的重要保障。

 1.1.2 选题意义

理论意义:从理论研究的层面上看本文的研究能够为土木工程施工中边坡支护技术应用相关理论的丰富奠定基础,为边坡支护施工技术在土木工程项目施工实践中的应用提供理论参照。在研究的过程中通过检索现有的文献资料,获知国内外学术领域关于边坡支护技术的学术研究现已经取得了较为理想的研究成果,本研究基于现有的文献一方面归纳和梳理关于边坡支护技术的相关内容,另一方面基于具体的项目从全过程施工管理的角度简要分析边坡支护技术在项目中的应用,本文的研究内容可为施工单位施工质量的提升、基坑施工效率的优化乃至国内土木工程施工领域的发展奠定理论支撑。

实践意义:从实践发展的层面上看本文的研究内容能够为土木工程中边坡支护技术的合理应用、科学应用做出示范,促进土木工程项目施工质量得到一定程度的提升,与此同时如果能够将理论研究成果转化为实践,那么本文的研究内容能够为施工技术人员施工技术水平的提升提供指导性依据,继而在提升项目施工效率的基础上使施工安全与建筑结构安全性均得到提升。

1.2 研究方法

本节将简要介绍本文研究过程中所应用的研究方法。

 1.2.1 文献研究法

在研究的过程中将“边坡支护”、“土木工程”等作为关键词在相关学术网站上检索现有的研究成果,而后归纳筛选具备本研究参考价值的文献资料,将其作为本研究的理论参照。为保证本研究内容的科学性在归纳筛选文献资料的过程中对国内外各位学者的研究观点进行了解读,并花费大量的时间阅读其他学者的研究内容,以达到学术沉淀的目的。

 1.2.2 案例研究法

将IOI棕榈城(2012JPO1地块)D1地块基坑支护及工程桩基工程项目作为案例,基于全过程施工管理理论基于项目施工概况探讨边坡支护技术在该项工程中的具体应用。

2 边坡支护技术积极作用与特点

  2.1 边坡支护技术的积极作用

在土木工程施工过程中基地开挖所导致的工作面破坏存在不可避免的性质,而对工作面的支护是保证工程施工质量的关键环节,应用边坡支护技术主要具备以下几点积极作用:第一,边坡支护技术的有效应用能够在一定程度上增强基坑开挖的稳定性,在保证工作面稳定的基础上保证施工环境的安全。第二,边坡支护技术的有效应用能够在一定程度上减轻积水或其他因素对基坑施工所造成的负面影响。第三,边坡支护技术有助于提升整个工作面结构的稳定性与安全性,例如减少裂缝变形、防控管涌事故、避免工作面坍塌等问题。

 2.2 边坡支护技术的特点

本节将从技术与环境两个角度结合土木工程施工过程对边坡支护技术的特点进行简要分析,具体内容见下述。

 2.2.1 技术复杂

通过调查目前国内边坡支护技术的应用现状获知,朗肯土压力法与库伦土压力法是目前国内土木工程施工过程中两种主要的测量方法,应用这两种方法所获得的测量数据极为精确能够保证土木工程的施工质量。但是在具体的土木工程项目建设中两种测量方法仍存在一定的局限性,所以施工人员多通过优化施工技术缩小“测量”与“施工”之间存在的误差。边坡支护技术在施工之前,施工人员需要对施工现场的地形地貌等基本情况进行测量分析,并记录和保存最为原始的数据,以保证施工进展有据可依,与此同时施工人员还需要结合不同的项目概况从成本、施工人员技术水平等多个角度合理的选择应用哪一种类的边坡支护技术,才能够保证所应用的边坡支护技术优势与价值得到真正地发挥,继而提升基坑的整体施工安全。因此边坡支护技术具备技术复杂性的特点。

 2.2.2 环境复杂

我国的地域辽阔不同省份区域的地理环境存在一定程度的差异,导致不同区域的土木工程建设结构存在差异,基于环境的差异施工人员在开展施工之前需要对施工现场的地质条件与水文条件进行细化地勘察。同时土木工程项目施工周期相对较长,项目整体施工所产生的造价相对较高,施工过程中存在的不可预见的因素较多,施工现场的环境相对恶劣。故在施工过程中边坡支护技术的应用,需要施工人员既要考虑项目整体的施工质量、又要在相对恶劣的施工环境中保证施工安全,在边坡支护技术施工后施工人员既要保证能够加固边坡,又要保证边坡下施工的常态化进展。此外边坡支护技术施工环节中发生土体滑移的概率相对较高,一旦发生土体滑移,不仅影响着整个工程项目的施工进展,同时对施工现场工作人员的人身安全造成威胁,因此边坡支护技术的应用具备环境复杂性的特点。

3 土木工程中边坡支护技术要点与施工注意问题

  3.1 科学制定施工计划

为切实的保证边坡支护技术施工的整体施工质量,参与土木工程建设中的参建工作人员需保证施工计划的科学制定,在制定施工计划的过程中结合所使用的支护技术与工程项目的建设时间合理规划每一个施工环节与施工时间,且将项目施工场地的地形结构纳入至考量范围之内。

 3.2 结合区域特征选择基坑挖掘技术

通过上文对边坡支护技术分类的归纳可知目前国内土木工程施工领域中边坡支护技术的种类相对较多,但是对于一个即将开建的土木工程而言并非以往每一个工程的支护技术施工经验都能够作为未开建工程的参照,所以在没有可比实例的情况下施工单位需结合区域的特征去选择基坑挖掘技术,施工管理人员应善于听取施工人员的建议,从而避免基坑挖掘过程中土体滑移发生的概率。

地质结构情况的全面了解对于土木工程项目建设而言具备重要意义,地质检测工作的开展不仅是施工人员选择支护技术种类的重要依据,同时还是避免基坑坍塌变形的关键手段。所以边坡支护技术施工前期,施工技术人员应强化地质检测工作,保证地质检测相关数据的精准性。

 3.3 采取有效的技术措施,确保施工安全

土木工程施工过程中应用边坡支护技术,施工单位应重视技术措施的有效落实,将施工安全纳入至施工管理内容之中,施工监管人员也应重视对施工人员施工安全意识方面的培养,从而为土木工程项目施工的常态化进展奠定良好的基础。本研究建议施工单位及施工管理人员能够在边坡技术管理的过程中融入“人本管理”理论、“全过程”管理理论,在优化施工技术管理水平的基础上为施工单位的高质量发展奠定良好的基础。同时施工管理人员可以利用奖惩措施规范施工人员的支护技术水平与支护技术施工责任心。

 3.4 施工注意问题

边坡支护技术施工因技术复杂与环境复杂特点,施工人员的现场作业需要注意以下问题:第一,施工区域电缆线路与管道线路的勘察,如果存在重合问题则应重新规划选择基坑开挖或灌注桩的位置;第二,明确项目各个参数控制范围,依照施工标准去控制每一个项目的参数,例如孔径、倾斜度等;第三,保证材料配比合理与材料质量,一般情况下支护施工所需要的施工原材料并不需要施工单位耗费大量的成本,可以将其视为一般施工材料,但支护施工对于整个工程结构稳定性存在至关重要的作用,所以支护材料质量与配比也应予以高度重视;第四,管理者、质检等施工参与人员需持证上岗;第五,开工前整个施工人员不仅需要明确自身的工作职责与工作任务,同时还要对整个施工计划有全面地掌握,建议施工管理人员能够强化施工人员的质量控制思想;第六,考虑气候因素与施工人员分配因素,对于一些不能够中断的施工环节保证能够顺利进行;第七,秉承全过程质量管控的态度,在每一个施工环节中进行施工管理,保证施工问题可以得到及时的解决;第八,强化部门间的交互效率,保证项目在规定的交付日期内完工。

4 土木工程中边坡支护技术的应用

  4.1 工程概况

IOI棕榈城(2012JPO1地块)D1地块基坑支护及工程桩基工程项目中,IOI棕榈城(2012JPO1地块)D1地块位于福建省厦门市集美区的杏林湾片区,该地块的北侧为已经建成多年的杏林湾路,地块的其他三侧虽然已经规划建设道路网线,但目前为控制,规划道路建设时间未可知,可能随时启动建设。IOI棕榈城(2012JPO1地块)D1地块工程项目设计建设三层联体的地下室结构,通过查阅该项目的合同书及现场勘查明确项目占地面积约为3.49万㎡,设计基坑开挖的深度为15.2m,IOI棕榈城(2012JPO1地块)D1地块工程的建设时间较为宽松,满足项目的建设需求。为降低项目施工过程中边坡对施工所造成的不利影响,施工单位决策合理的应用边坡支护技术,在提升边坡土体稳定性的基础上使施工安全与施工质量得到双重保证,拟定的预期施工目标为:在保证工程项目施工质量与施工安全的基础上尽可能地在交付日期之前完成项目建设系列工作。

 4.2 具体应用

本节将结合IOI棕榈城(2012JPO1地块)D1地块基坑支护及工程桩基工程项目施工过程简要探讨边坡支护技术在土木工程施工中的具体应用。该项目施工环节中所应用的边坡支护技术为(冲)钻孔灌注桩与双重管高压旋喷桩相结合的方式,在基坑内铺设了降水井与适量的集水坑,用以疏干基坑中的积水。具体应用见下述内容:

 4.2.1 施工前

在施工前阶段施工单位结合了所要实施的边坡支护技术,并基于两种边坡支护技术不同的施工要求进行前期准备工作的安排,同时为最大限度地提升边坡支护技术的应用价值进一步完善了施工管理计划,施工计划筹备的初期,施工单位收集了施工区域当地的水文地质资料与气候条件资料,并从施工工期、工程施工队伍的建设效率、现有的机械设备实力、施工材料质量以及施工成本等方面充分分析了施工过程中可能存在的影响因素,为施工的顺利开展创设了良好的先决条件。施工单位秉承“适用”的理念进行边坡支护技术施工材料的选择,同时秉承“最优”的态度进行边坡支护施工材料配比,并规划了施工材料运输的行程与运输时间。本项目中施工单位所选择的商品混凝土、钢筋、水泥以及钢构材料均具备良好的口碑,质量过关且较为突出,施工材料与厂家选择具体见下表4-1所示。

表1 施工材料与厂家选择概况

边坡支护技术施工材料 厂家选择
钢筋 众达;三钢;鞍钢等
水泥 华润;南方;红狮等
商品混凝土 华润;华信;路桥等
钢构件 宝钢;鞍钢;首钢等
阻锈剂 厦门凯景;厦门浩友;福建晟友等

本项目施工单位进场后各个工程的施工时间见下表4-2所示。

表2 子项目施工时间详表

施工内容 施工时间安排
全部工程桩(土钉)的施工 <132天
立柱桩的施工 <224天
土方开挖的施工 <277天

基于项目周边的环境、水文地质等勘察数据施工单位确定了项目的支护结构及相关参数,为后续的支护施工提供了明确的指引,具体见下表4-3内容所示。

 4.2.2 施工中

在边坡支护技术施工过程中关于工程质量控制的相关工作施工单位大多从进度、质量、技术三个层面开展监管,本项目中施工单位管理人员实时监督各个阶段的工程建设质量,且保证各位施工人员明确自身的工作职责与工作内容,通过施行严格的奖罚制度端正施工人员的工作态度,监管人员持有一级建造师资格证与项目负责人安全生产考核合格证书,施工人员中的土建、安全、造价以及试验等人员均持有自身专业岗位证书。钻孔施工后施工管理人员安排施工人员及时清理了孔洞杂物。施工人员首先进行了排水、开挖以及修坡三项工作内容,而后施工人员进行混凝土初喷、钻孔与混凝土浇筑,最后施工人员进行钢筋网的绑扎与混凝土复喷。钻孔灌注桩施工工艺流程见下表4-4内容所述。

表3 项目支护施工具体信息

相关内容 具体设计及参数
支护结构 两道钢筋险内撑式
圈撑 钢筋混凝土对撑及角撑
支护桩 钻孔灌注桩
钻孔灌注桩直径 1000mm
钻孔灌注桩中心距 300mm
支护桩间直径 600mm
立柱状数量 154根
立柱桩选择 网格构式钢柱与钻孔灌注桩组合桩
网格构式钢柱与钻孔灌注桩组合桩直径 900mm
持力层材料 散体状强风化花岗岩
桩断面置入持力层深度 ≮5m
相关内容 具体设计及参数
支护结构 两道钢筋险内撑式

表4 钻孔灌注桩施工工艺流程

步骤 内容
1 熟悉图纸,了解设计意图及技术应用要求,了解持力层位置,核实钻头尺寸等相关信息,原材料抽样检测等。
2 施工人员开挖泥浆池并埋设护桩,保证泥浆指标控制在1.1<r<1.3的范围之内。
3 施工人员结合施工图纸复查各个尺寸放出桩位并做好护桩,控制桩位偏差≤5cm,护筒外漏尺寸控制≤50cm,护筒倾斜度控制≤1‰。见下图5-1。
4 钻孔设备在开始钻孔之前应用膨润土造浆,初期钻进的速度应缓慢钻记录钻孔数据并核对地质情况是否符合施工前期的勘察数据。成孔后需及时检查各类参数,如孔深孔径与孔的倾斜度等。成孔见下图5-2。
5 终孔钻进施工后施工人员利用换浆法开展一清工作,控制工作时间为≥30min。
6 制作与安装钢筋笼保证各个钢筋的焊接点质量,下探笼见下图4-3所示。
7 施工人员进行闭水、抗拉实验控制导管底部与孔底的距离在40cm左右,并核实导管的长度和密封性。见下图5-4所示。
8 施工人员开展二清工作控制泥浆比重<1.2,含砂率控制<2%,沉渣厚度控制≤20cm。二清后施工人员检查各参数是否符合施工标准。
9 根据孔径大小选择料斗并安装料斗,见下图4-5所示。
10 灌注混凝土(连续),灌注完成后检查混凝土的使用数量,控制导管的底距与连续灌注过程中导管的拆除长度。
11 灌注完成后在<2h的时间范围内(垂直)拔除护筒,并凿除桩头,见下图4-6所示。

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704689ca946bc22b8162a697a175849b  双重管高压旋喷桩施工流程见下图7所示。

8662fb82771441bccb160eefde20220a  图7 双重管高压旋喷桩施工流程

  4.2.3 施工后

支护技术施工后本项目的施工人员进行了施工现场的清理,处理了废弃施工材料,恢复和维护了施工场地周边环境卫生。并再次核对了施工质量,施工监管人员对工程进行了整体的、全面的施工质量进行检验,并在规定交付日期之前完成工程交付等相关工作。

 5 结论

综上所述,本研究围绕土木工程项目施工中边坡支护技术的应用对该项技术的特点、分类、积极作用、注意问题、应用等方面进行了简要的论述。通过本文的理论研究得以明确,在学术研究方面,国内外学术领域对于此方面的理论研究已经取得了较为理想的研究成果,但国内各位学者对于边坡支护技术的研究,实践指导性仍有待进一步提升。在边坡支护技术特点方面技术复杂性与环境复杂性是该项技术的主要特点。在技术分类方面,该项技术的类别较多,通过归纳整理发生无论何种边坡支护技术,其所应用的施工原材料具备获取便利性,且相较于其他项目施工而言施工过程相对简单。在积极作用方面本研究认为边坡支护技术最大的作用就是能够促进土木工程项目整体结构稳定性的提升,但实际上在施工安全方面该项技术的应用也具备积极意义。在应用方面本研究结合IOI棕榈城(2012JPO1地块)D1地块基坑支护及工程桩基工程项目从施工前、施工中、施工后三个方面进行了分析,并对两种支护技术的施工工艺流程作出了简要的论述。

合目前国内土木工程建设领域的发展趋势,虽然施工企业的发展目的均是为了实现利益最大化,但在城市化建设进程持续高速推进的背景下,边坡支护技术因其自身的积极作用,所以其在土木工程建设领域中具备重要作用,继而施工企业需要重视边坡支护技术自动化、环保化、先进化、高质高效化发展,从而在提升建筑结构稳定性的基础上促进企业发展,实现利益的可持续获得。

 参 考 文 献

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 致 谢

无情的时光老人就像一阵风,在我们不经意之间带走了2021年,迎来了一个不平凡的2022年,同时也迎来了我们学生时代的尾声。时光匆匆,岁月苍苍,生活就像昨天一样,同学朋友的笑声,还在我耳边回荡。不久,我们就要加入社会,离别时刻,只有感恩与深深地不舍。

正值毕业时刻,我要向那些陪伴我们时光的老师表达深深地谢意。他们的栽培与教诲,是我们一生的财富与瑰宝,值得我们珍藏。我们遇到问题时,想起了老师的教诲,便不会轻言放弃,对知识学要问追根究底,去深层次的解读,一切的感激与不舍难以言说。不仅如此,我们还在老师们的身上看到了做人的基本要求,要严于律己,以身作则,他们为我们树立了好榜样,我们要积极向他们看齐。

最后,我要感谢那些默默帮助过我的同学、朋友和家人,给了我很多帮助,给予了很多温暖,在年时光中,收获了那么多的东西,谢谢你们的陪伴,谢谢你们的支持与理解,人生有缘再会,最后祝你们一切顺利,万事顺意!

边坡支护技术在土木工程中的应用——以 IOI棕榈城(2012JPO1地块)工程为例

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价格 ¥9.90 发布时间 2023年9月28日
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