王松法
(浙江中富建筑集團(tuán)股份有限公司,浙江 上虞 312300)
1.1 掌握深基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)方案
深基坑土方開挖的重要依據(jù)就是圍護(hù)設(shè)計(jì)方案理解與應(yīng)用??梢哉f設(shè)計(jì)方案是施工安全的重要技術(shù)保證。設(shè)計(jì)方案是深基坑依實(shí)地環(huán)境與土質(zhì)實(shí)際情況而制定的,有很高的技術(shù)及安全含量。不論是從強(qiáng)度控制設(shè)計(jì)到變形控制設(shè)計(jì),還是從基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),其目的:一是保證基坑穩(wěn)定,二是減少對(duì)周圍環(huán)境的影響,三是確保施工安全可靠,四是經(jīng)濟(jì)合理,五是工期合理。要實(shí)現(xiàn)這些目的就要吃透設(shè)計(jì)方案的全面性,系統(tǒng)性,安全性做到心中有數(shù)。分析出設(shè)計(jì)方案的重點(diǎn)和難點(diǎn),把握在觀察與設(shè)計(jì)的核對(duì)關(guān)鍵部位施工環(huán)節(jié)。
1.2 要了解深基坑的水文地質(zhì)特性
對(duì)深基坑水文地質(zhì)的了解和掌握,不單是設(shè)計(jì)人員的事,作為施工單位的現(xiàn)場項(xiàng)目經(jīng)理部經(jīng)理和項(xiàng)目總工都應(yīng)掌握。因?yàn)樗挠绊懯┕さ馁|(zhì)量和效率,影響施工組織和管理,影響施工技術(shù)的運(yùn)用和事故預(yù)防。中國地大物博,東西南北水文地質(zhì)差別很大,在南方施工與在北方施工大不一樣。在水位上,南方水位淺,北方水位深。在土質(zhì)上除有地域差別外,同一樣地域也有不同的土質(zhì)存在??拷:锤挥谜f。如:有的地層上部以粘性土為主,下部以砂、礫石層為主,自上而下可劃分為雜填土、可塑狀粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、可塑一硬塑狀粘土、軟塑狀粉質(zhì)粘土、粉砂或粉土夾軟塑狀粉質(zhì)粘土、粉細(xì)砂、細(xì)砂、中粗砂、礫砂、碎石土等。有的地區(qū)深基坑開挖的地質(zhì)容易出現(xiàn)基坑邊坡滑移、基坑涌水、流砂及其引起的地面沉陷、基坑井點(diǎn)降水引起的地面沉降、道路開裂、圍護(hù)位移、房屋開裂等。只有對(duì)深基坑的水文地質(zhì)掌握了,才能在具體施工中做到臨危不懼,舉措得當(dāng)。
2.1 深基的主體結(jié)構(gòu)是圍護(hù)樁的鉆孔,清孔,泥漿比重及鋼筋籠的焊接的施工質(zhì)量,搭接長度,鋼筋的保護(hù)層控制等,只要業(yè)主方親自把關(guān)監(jiān)管施工質(zhì)量安全的可信度就提高了。
2.2 基坑內(nèi)支撐系統(tǒng)選用類型與工期有關(guān)但應(yīng)嚴(yán)格把關(guān)施工質(zhì)量是鋼筋的綁扎,焊接,拉桿的預(yù)留等,砼的澆搗與養(yǎng)護(hù),支撐砼的齡期是土方開挖的關(guān)鍵,土方開挖對(duì)支撐的保護(hù)是土方開挖中的主要任務(wù),土方開挖后觀察支撐變形的三個(gè)破壞性階段是安全施工管理中心主題,應(yīng)設(shè)有豐富經(jīng)驗(yàn)的人員來監(jiān)控管理。
深基坑開挖的施工方法很多,我認(rèn)為最合理方法是:
3.1 根據(jù)基坑工程設(shè)計(jì)所選定的主要施工參數(shù),按基坑規(guī)模、幾何尺寸、支撐形式、開挖深度和地基加固條件,提出詳細(xì)的可操作的開挖與支撐的施工程序及施工參數(shù)。按分層、分步、對(duì)稱、平衡的原則制定開挖與支撐的施工工序和施工參數(shù)。最主要的施工參數(shù)是分層開挖的層數(shù)、每層開挖深度,以及每層開挖中基坑擋墻被動(dòng)區(qū)土體開挖后、擋墻未支撐前的暴露時(shí)間和暴露的寬度及高度。大面積不規(guī)則形狀的高層建筑深基坑中,基坑擋墻被動(dòng)區(qū)土體在基坑中間部分地層先開挖的過程中,被保留成支承擋墻的土堤,此土堤斷面尺寸按其能抵住擋墻的要求而定,亦為主要設(shè)計(jì)參數(shù)。
3.2 嚴(yán)格按選定的施工程序和施工參數(shù)施工,就使復(fù)雜多變的施工因素變?yōu)檩^明確而有規(guī)律性的施工因素,其引發(fā)的時(shí)空效應(yīng)也能較符合設(shè)計(jì)預(yù)期的要求。如在長條形深基坑中,基坑開挖和支撐的施工技術(shù)要點(diǎn)是:按一定長度分段開挖和澆筑圍護(hù)和支撐結(jié)構(gòu)的在每段開挖中;再分層、每層分小段地開挖卸載和支撐,隨挖隨撐,施加支撐系統(tǒng),完成每小段的開挖和支撐的施工時(shí)間限制在一定范圍之內(nèi)。再如在不規(guī)則的大型高層建筑地下室的基坑施工中,采用分層盆式開挖法,在每一層先挖中間部分并安裝或澆筑此范圍的支撐,而后將各根支撐兩端所留支承在圍護(hù)冠梁上,分步、對(duì)稱地挖除并即安裝或澆筑其間頂住擋墻的部份支撐。每個(gè)分步的開挖和支撐施工時(shí)間,根據(jù)支撐形式等具體情況,具有明確的控制值。各種形式的基坑均優(yōu)先考慮以井點(diǎn)降水法改善土性在雨季應(yīng)開設(shè)基槽四周的排水網(wǎng)溝系統(tǒng),及時(shí)抽干土表面積水,減小土的流變變形。
4.1 深基坑支護(hù)綜合處理
所謂基坑支護(hù)綜合處理就是根據(jù)基礎(chǔ)各部位開挖深度的不同,采取了不同的支護(hù)方案,如基坑中的核心筒基礎(chǔ)應(yīng)采用重力擋土墻作為圍護(hù)系統(tǒng)加強(qiáng)被動(dòng)區(qū)穩(wěn)定連續(xù)加班加點(diǎn)設(shè)置臨邊沉降測斜孔,每天不少于二次的沉降檢測報(bào)告,在變形不報(bào)警的前提下采用連續(xù)施工措施,同時(shí)采用挖土卸荷、選用小型挖機(jī),設(shè)墊板翻運(yùn)土方,輕型井點(diǎn)降水及回灌等技術(shù),可縮短施工周期、降低投資和保證基坑及周邊建筑安全的目的。在深基坑支護(hù)處理時(shí)需要掌握以下原則:一是盡量保留原有支護(hù)樁,使其充分發(fā)揮作用,以節(jié)約投資。二是確?;又ёo(hù)結(jié)構(gòu)在基礎(chǔ)施工過程中安全可靠。三是避免因基坑周圍土體位移報(bào)警時(shí),應(yīng)與設(shè)計(jì)聯(lián)系加強(qiáng)應(yīng)急預(yù)案的實(shí)施在降水過程中有漏滲現(xiàn)象,應(yīng)及時(shí)堵住,盡量減少造成鄰近建筑、道路和地下管線的不均勻沉降。四是便于施工操作。依據(jù)這些原則??茖W(xué)合理地確定基坑支護(hù)綜合處理方案。即采用外圍土體卸荷減少動(dòng)荷載的發(fā)生、對(duì)不同的開挖深度采取不同的支頂斜撐和不同的承臺(tái)胎模的作法;降水采用輕型井點(diǎn)和回灌的措施。如某建筑工程位于河側(cè)20M 以內(nèi)。地下2 層,地上28 層,建筑面積10000m2以上的,鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)。在具體施工中,基坑四周布設(shè)雙排噴水泥漿深層攪拌樁,樁徑ф500mm,樁長不小于坑深的2 倍,樁頂標(biāo)高-3.6m 以上時(shí),樁間距350mm,排距400mm。如縱向兩側(cè)距離辦公樓、住宅樓分別為3m、5m 以內(nèi)時(shí),應(yīng)布置鋼筋混凝土灌注樁,樁徑不小于ф600mm,樁配筋可采用雙面90 °對(duì)稱配筋率,樁的側(cè)可按構(gòu)造配筋,可降低圍護(hù)樁投入資金成本樁長和配筋依計(jì)算來確定,混凝土強(qiáng)度等級(jí)不小于C25。橫向兩側(cè)帷幕樁兼作支護(hù)樁。實(shí)際操作工序是:施工準(zhǔn)備一卸荷區(qū)統(tǒng)一挖土至-4.6m,支護(hù)樁內(nèi)側(cè)邊,設(shè)輕型井點(diǎn)管埋設(shè),打回灌井、觀測井,組裝降水回灌系統(tǒng),降水回灌,基坑內(nèi)土方開挖,支護(hù)樁內(nèi)側(cè)寬2.5m 的范圍挖至-6.6m 時(shí)暫保持不動(dòng),待支撐系統(tǒng)達(dá)到齡期后,挖除支護(hù)樁內(nèi)側(cè)至基坑標(biāo)高保留土:二次挖基坑承臺(tái)及暗梁土體,砌筑磚胎模砌體兼支護(hù)墻,電梯基坑外側(cè)設(shè)套輕型井點(diǎn)管埋設(shè)或集水井,機(jī)組組裝降水,電梯基坑部位挖土,-10.70,-12.70M 后澆砼墊層及地模及施工防水層施工,綁扎鋼筋,澆電梯基礎(chǔ),綁扎基礎(chǔ)暗梁基筏板鋼筋,澆基礎(chǔ),拆除電梯基坑外側(cè)輕型井點(diǎn)或深井抽水管等。
4.2 深基坑施工中的地下水處理
深基坑開挖要保持基坑干燥狀態(tài),二要確保邊坡穩(wěn)定,否則輕則影響施工進(jìn)度,重則容易釀成事故。如有的基坑積水或土質(zhì)稀軟,工人難以立足,無法施工;有的出現(xiàn)“流砂現(xiàn)象”導(dǎo)致邊坡塌方,地質(zhì)破壞;有的內(nèi)部基坑土體發(fā)生較大的位移,影響鄰近建筑物的安全。所以,在基坑施工中應(yīng)對(duì)地下水的處理給予應(yīng)有的重視。
常見的處理方法:一是止水法,即通過有效手段,在基坑周圍形成止水帷幕,將地下水止于基坑之外,如沉井法、灌漿法、地下連續(xù)墻等;二是排水法,即將基坑范圍內(nèi)地表水與地下水排除,如明溝排水、井點(diǎn)降水等。在實(shí)現(xiàn)施工中止水法相對(duì)來說成本較高,施工難度較大:井點(diǎn)降水施工簡便、操作技術(shù)易于掌握,是一種行之有效的現(xiàn)代化施工方法,已廣泛應(yīng)用。使基坑范圍內(nèi)的地下水降低至設(shè)計(jì)深度。井點(diǎn)法防水適用于具有不同幾何形狀的基坑,它有克服流砂、穩(wěn)定邊坡的作用。由于基坑內(nèi)土方干燥,有利機(jī)械化施工,縮短工期,保證工程質(zhì)量與安全。井點(diǎn)降水法有輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)。
在具體施工中,除了把握好成孔、安設(shè)井管、填充濾料、洗井、安設(shè)水泵等重要環(huán)節(jié)外,還要特別注意以下問題:一是基坑內(nèi)井點(diǎn)應(yīng)同時(shí)抽水,使水位差控制在要求范圍內(nèi)。二是加強(qiáng)水位監(jiān)測,水位差過大時(shí),應(yīng)立即采取補(bǔ)救措施,如設(shè)置回灌井點(diǎn)等。三是防止排出的地下水回滲而流入基坑。四是潛水泵在運(yùn)行時(shí)要注意檢查電纜是否和井壁相碰,以防磨損后水沿電纜芯滲如電動(dòng)機(jī)內(nèi)。五是位于基坑內(nèi)的深井井點(diǎn),由于井管較長,挖土至一定深度后,井管應(yīng)于附近的支護(hù)結(jié)構(gòu)支撐或立柱等連接,予以固定。六是當(dāng)基坑底部有不透水層時(shí),為排除上層地下水,可采用砂井配合深井降水。如電梯井基底管涌泥水,待基底砼澆搗完成后7天內(nèi)拆除封閉。
對(duì)深基坑開挖施工方法的研究,既是老課題,又是新問題,可以說方法很多,深淺不一。但都要做好深基坑開挖的前期準(zhǔn)備、施工方法和特殊問題的處理等方面的一切工作,著重于基礎(chǔ)圍護(hù)樁成樁施工管理中,突出一個(gè)“嚴(yán)”字,管好一個(gè)成樁的質(zhì)量,抓好一個(gè)業(yè)主方的參與人管理,避免2007年浙江杭州地鐵圍護(hù)塌方事件的重現(xiàn)教訓(xùn),抓好深基坑土方開挖中的突發(fā)性變形應(yīng)急預(yù)案管理,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)向設(shè)計(jì)匯報(bào)情況,妥然解決事故前變形隱患,認(rèn)真落實(shí)設(shè)觀察支撐受力應(yīng)變中的破壞性三個(gè)階段事態(tài)發(fā)展情況中的監(jiān)控管理措施。只有這樣才能確保施工安全,提高工程質(zhì)量,縮短施工時(shí)間,減少成本投入,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)營利。
[1]蔣新山.高層深基坑圍護(hù)施工技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)管理之一[J].工業(yè)建筑,2009-06-20.