基坑支護(hù)是為保證地下結(jié)構(gòu)施工及基坑周邊環(huán)境的安全,對(duì)基坑側(cè)壁及周邊環(huán)境采用的支擋、加固與保護(hù)措施。隨著城市開(kāi)發(fā)力度的加大,建筑規(guī)模的日益擴(kuò)大,各類(lèi)超高、大型建筑物日益增多,深基坑開(kāi)挖工程越來(lái)越多地出現(xiàn)在建筑施工過(guò)程中,深基坑工程往往涉及到地下水沉降等問(wèn)題,特別是在我國(guó)南方地區(qū)潮濕氣候環(huán)境中尤為突出,而且基坑工程工程量大,在整個(gè)工程總量中所占比重較重,基坑支護(hù)工程是否科學(xué)合理,直接關(guān)系到基坑工程的順利進(jìn)行,直接影響到建筑的質(zhì)量安全,是當(dāng)前建筑施工活動(dòng)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。
常見(jiàn)的基坑支護(hù)型式主要有:排樁支護(hù),樁撐、樁錨、排樁懸臂;地下連續(xù)墻支護(hù),地連墻+支撐;水泥土擋墻;鋼板樁:型鋼樁橫擋板支護(hù),鋼板樁支護(hù);土釘墻(噴錨支護(hù));逆作拱墻;放坡;基坑內(nèi)支撐。按照中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120-99的要求,基坑側(cè)壁安全等級(jí)及重要性系數(shù)規(guī)定如下:安全等級(jí)一級(jí),重要性系數(shù)為1.10;安全等級(jí)二級(jí),重要性系數(shù)為1.00;安全等級(jí)三級(jí),重要性系數(shù)為0.90。
在具體的施工活動(dòng)中要根據(jù)實(shí)際情況特別的工程項(xiàng)目所處的地質(zhì)條件、施工單位的技術(shù)水平、經(jīng)濟(jì)性考慮等因素進(jìn)行科學(xué)合理的選型。
某新建商住綜合樓工程位于廣州市荔灣區(qū),結(jié)構(gòu)類(lèi)型為鋼筋混凝土框架—剪力墻,總建筑面積約4.68萬(wàn)平方米,其中地下3層,建筑面積約1.63萬(wàn)平方米;地上23層,建筑面積約3.05萬(wàn)平方米。該工程總工期為800天,計(jì)劃基坑工程至完成地下室結(jié)構(gòu)施工工期為360天。
該工程場(chǎng)地屬珠江三角洲沖積平原地貌單元,場(chǎng)地地面平坦。根據(jù)本項(xiàng)目施工設(shè)計(jì)圖要求,基坑挖深約13.10~13.60m,基坑開(kāi)挖面積約5500m2,長(zhǎng)約110m,寬約50m,總周長(zhǎng)約320m,土方開(kāi)挖量約74000m3。另外核心筒位置承臺(tái)挖深17.60m。
該工程基坑支護(hù)采用800mm厚鋼筋混凝土地下連續(xù)墻作為擋土、止水結(jié)構(gòu)體,作為支護(hù)結(jié)構(gòu)體的地下連續(xù)墻同時(shí)作為地下室外墻?;釉O(shè)計(jì)側(cè)壁安全等級(jí)為一級(jí)。
連續(xù)墻內(nèi)部設(shè)鋼筋混凝土支承體系(二道),考慮到場(chǎng)地東側(cè)淤泥軟弱層較厚,地下連續(xù)墻施工時(shí)成槽困難,在6-6南側(cè)剖面段和7-7剖面段墻外設(shè)置一排Φ550@350攪拌樁。另外,超前鉆揭露砂層超過(guò)2m厚的區(qū)域,在地下連續(xù)墻槽段搭接處增設(shè)兩根Φ550@350單管旋噴樁。
鋼板采用Q235鋼;鋼筋采用HPB235級(jí)、HRB335級(jí),材質(zhì)應(yīng)分別符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》及《鋼筋混凝土用熱軋廣圓鋼筋》的要求,焊接時(shí)分別采用E43、E50焊條。
4.1 地下連續(xù)墻概況。地下連續(xù)墻墻厚800mm,有效長(zhǎng)度為18.3m~30.3m,墻體嵌固深度為6m~18m,共分為64個(gè)槽段,其中一期槽段32個(gè),二期槽段32個(gè)。砼設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C35,抗?jié)B等級(jí)為1.2Mpa,施工時(shí)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)考慮到水下澆注的不利影響,提高了一級(jí)配置。詳情見(jiàn)圖。
4.2 支撐體系。冠梁截面尺寸為1050×800,梁面標(biāo)高為-1.60m,采用C30砼。腰梁截面尺寸為800×1000,梁面標(biāo)高為-7.00m,采用C30砼。腰梁與連續(xù)墻連接采用預(yù)埋鋼筋(Ф18@200)與連續(xù)墻縱筋焊接扳直后與腰梁箍筋雙面焊接。
第一道支撐梁:為鋼筋混凝土支承體系,梁中標(biāo)高為-2.00m,主支撐梁(ZCL1)截面尺寸為800×800,角支撐梁(ZCL2)截面尺寸為800×800,八字撐梁(ZCL3)截面尺寸為600×800,聯(lián)系梁(ZCL4)截面尺寸為600×600。支撐梁采用C30砼。
第二道支撐梁:為鋼筋混凝土支承體系,梁中標(biāo)高為-7.50m,主支撐梁(ZCL5)截面尺寸為1000×1000,角支撐梁(ZCL6)截面尺寸為800×800,八字撐梁(ZCL3)截面尺寸為600×800,聯(lián)系梁(ZCL4)截面尺寸為600×600。支撐梁采用C30砼。
支撐立柱樁為Ф1000鉆孔灌注樁,為端承摩擦樁,樁端支承在中風(fēng)化巖/微風(fēng)化巖巖層。樁端嵌固深度不少于8m,總樁數(shù)為12根。樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。
支撐立柱為600×500鋼格構(gòu)柱,鋼材材質(zhì)選用Q235,鋼格構(gòu)立柱錨固于立柱樁內(nèi)長(zhǎng)度為3.0m。
4.3 施工組織。
4.3.1 前期要做好準(zhǔn)備工作。
(1)組織準(zhǔn)備。要組織成立項(xiàng)目經(jīng)理部,按項(xiàng)目法施工的要求配備各個(gè)工作崗位的管理人員并根據(jù)本項(xiàng)目的特點(diǎn)建立施工管理制度,落實(shí)崗位責(zé)任。根據(jù)各分項(xiàng)工程的工藝特點(diǎn),施工順序和工期要求組建相應(yīng)的專(zhuān)業(yè)施工班組。
(2)技術(shù)準(zhǔn)備。要熟悉和復(fù)核設(shè)計(jì)圖紙,學(xué)習(xí)有關(guān)規(guī)范和規(guī)程,參加設(shè)計(jì)交底和圖紙會(huì)審。
制定《基坑支護(hù)及土方開(kāi)挖專(zhuān)項(xiàng)施工方案》,并經(jīng)公司技術(shù)負(fù)責(zé)人、總監(jiān)理工程師簽字蓋章后提請(qǐng)主管部門(mén)深基坑施工專(zhuān)家進(jìn)行評(píng)審,評(píng)審?fù)ㄟ^(guò)后方可實(shí)施。制定應(yīng)急措施并提前進(jìn)行相關(guān)的應(yīng)急物資儲(chǔ)備。做好測(cè)量、控制網(wǎng)點(diǎn)的交接、復(fù)核工作,制定測(cè)量方案。做好安全技術(shù)交底及分項(xiàng)工程技術(shù)交底工作。準(zhǔn)備好有關(guān)技術(shù)資料和記錄表格。
(3)物資準(zhǔn)備。根據(jù)材料供應(yīng)計(jì)劃,組織建筑材料和半成品的采購(gòu)與加工,并如期運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)。根據(jù)機(jī)械設(shè)備使用計(jì)劃,組織施工機(jī)械設(shè)備進(jìn)場(chǎng)作業(yè)。根據(jù)施工用款計(jì)劃籌備資金供施工中使用。
(4)施工場(chǎng)地準(zhǔn)備。測(cè)設(shè)線(xiàn)路中線(xiàn)和標(biāo)高的控制網(wǎng)。根據(jù)施工范圍及施工總平面布置圖,安設(shè)施工圍蔽、清除地下和地面障礙物,落實(shí)地下管線(xiàn)遷改與保護(hù)措施,平整場(chǎng)地,修建臨時(shí)辦公和生活設(shè)施。修建臨時(shí)施工道路,修筑臨時(shí)排水系統(tǒng),進(jìn)行施工場(chǎng)地的硬化。架設(shè)動(dòng)力和照明線(xiàn)路,接通施工用水管路,安裝通訊設(shè)備。土方開(kāi)挖前,必須對(duì)基坑周邊現(xiàn)有建筑物進(jìn)行安全鑒定及沉降公證工作,并通過(guò)參保等方式進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移。
4.3.2 施工階段的劃分。本基坑工程共分為五個(gè)施工階段:
(1)施工準(zhǔn)備及攪拌樁施工階段。本基坑工程僅在6-6南側(cè)剖面段和7-7剖面段墻外設(shè)置單排Φ550@350攪拌樁,因此,該位置攪拌樁施工同時(shí)進(jìn)行地下連續(xù)墻施工準(zhǔn)備工作。
(2)地下連續(xù)墻施工階段。地下連續(xù)墻根據(jù)工藝及基坑支護(hù)圖紙要求分Ⅰ、Ⅱ期進(jìn)行施工,考慮基坑開(kāi)挖出土需要,留設(shè)出土口位置處連續(xù)墻先行施工。
(3)旋噴樁、工程樁及支撐立柱樁施工階段。本項(xiàng)目工程樁及支撐立柱樁均為鉆孔灌注樁,因此工程樁施工同時(shí)進(jìn)行支撐立柱樁施工,立柱樁施工時(shí),做好鋼構(gòu)立柱的制作及砼澆筑前的埋置工作。
(4)基坑內(nèi)支撐及土方開(kāi)挖施工階段。本基坑支護(hù)共設(shè)有兩道支撐體系,根據(jù)總體施工順序進(jìn)行內(nèi)支撐及土方開(kāi)挖的穿插施工。
(5)地下室結(jié)構(gòu)及內(nèi)支撐拆除施工階段。
4.4 質(zhì)量控制。
(1)基坑開(kāi)挖施工期間必須委托具備相應(yīng)資質(zhì)的監(jiān)測(cè)單位進(jìn)行監(jiān)測(cè),并出具專(zhuān)項(xiàng)監(jiān)測(cè)方案。要采取有效的安全監(jiān)測(cè)措施,并與監(jiān)測(cè)單位密切配合,做好監(jiān)測(cè)元件的安放及保護(hù)工作。
(2)基坑施工前應(yīng)明確各市政部門(mén)的管道布置,清楚周邊建筑物的基礎(chǔ)概括。土方開(kāi)挖前,必須對(duì)基坑周邊現(xiàn)有建筑物進(jìn)行安全鑒定及沉降公證工作,并通過(guò)參保等方式進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移。
(3)土方開(kāi)挖進(jìn)行到承臺(tái)開(kāi)挖時(shí),要嚴(yán)格控制開(kāi)挖標(biāo)高,避免對(duì)工程樁造成破壞。
(4)配置經(jīng)驗(yàn)較豐富和技術(shù)水平較高的項(xiàng)目經(jīng)理、主辦施工員、專(zhuān)職安全員和質(zhì)量檢查員等組成強(qiáng)有力的項(xiàng)目經(jīng)理部全面負(fù)責(zé)本工程施工管理,并選擇經(jīng)驗(yàn)豐富的施工班組完成各專(zhuān)業(yè)工種的施工。
(5)選擇性能優(yōu)良的施工機(jī)具。施工機(jī)械的準(zhǔn)備將從日前著手準(zhǔn)備,選擇性能優(yōu)良、先進(jìn)的施工機(jī)具及多功能門(mén)式架作模板支頂,合理布置,根據(jù)施工機(jī)械進(jìn)場(chǎng)順序,對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行全面的組織。屆時(shí)將按組織計(jì)劃進(jìn)場(chǎng)安裝、調(diào)試、并保證機(jī)械完好,使所有進(jìn)場(chǎng)機(jī)械設(shè)備均處于最佳狀態(tài)。
(6)把好材料關(guān)。材料進(jìn)場(chǎng)必須先檢驗(yàn)合格后,才能投入使用。施工用水一般應(yīng)為自來(lái)水或可飲用水,水質(zhì)不明的水應(yīng)經(jīng)過(guò)化驗(yàn),符合要求后,方可使用。水泥、砂和碎石應(yīng)按設(shè)計(jì)要求或水下混凝土標(biāo)準(zhǔn)選用。鋼筋及鋼材應(yīng)按設(shè)計(jì)要求選用。膨潤(rùn)土或優(yōu)質(zhì)黏土其基本性能應(yīng)符合成槽護(hù)壁要求。CMC等附加劑應(yīng)按護(hù)壁泥漿的性能要求選用。
(7)鋼筋籠應(yīng)具有必要的剛度,以確保在吊裝和插入時(shí)不致于變形或破壞,如有必要,須加設(shè)斜撐和橫撐補(bǔ)強(qiáng)。鋼筋籠的吊點(diǎn)位置、起吊方式和固定方法應(yīng)符合設(shè)計(jì)和施工要求。在吊放鋼筋籠時(shí),應(yīng)對(duì)準(zhǔn)槽段中心,并注意不要碰傷槽壁壁面,不應(yīng)強(qiáng)行插入鋼筋籠,以免鋼筋籠變形或?qū)е虏郾谔?。鋼筋的凈距?yīng)大于3倍粗骨料粒徑,并應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)制作成型和預(yù)留插放混凝土導(dǎo)管的位置。地下墻的鋼筋籠規(guī)格尺寸應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)要求、單元漕段、接頭形式、加工場(chǎng)地、現(xiàn)場(chǎng)起吊能力等因素分節(jié)制作而成,每節(jié)鋼筋籠主筋的連接可用電焊接頭,壓接接頭或套筒接頭。分節(jié)制作的鋼筋籠,應(yīng)在制作臺(tái)上試裝配,接頭處縱向鋼筋的預(yù)留搭接長(zhǎng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。為了確?;炷帘Wo(hù)層厚度,可用鋼筋或鋼板定位墊塊或預(yù)制混凝土墊塊焊接在鋼筋籠上,設(shè)置墊塊位置時(shí),在每個(gè)槽段前后兩個(gè)面應(yīng)各設(shè)兩塊以上,其豎向間距約為5m。為了防止在灌注混凝土?xí)r鋼筋籠上浮,應(yīng)在導(dǎo)墻上埋設(shè)鋼板,與鋼筋籠焊接在一起作臨時(shí)錨固。
地下墻的接頭施工質(zhì)量直接關(guān)系到其受力性能和抗?jié)B能力,應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工中予以高度重視。施工接頭應(yīng)能承受混凝土側(cè)壓力,側(cè)斜度應(yīng)不大于0.4%,不致于妨礙下一槽段的開(kāi)挖,且能有效地防止混凝土繞過(guò)接頭管外流。施工接頭采用工字型鋼板接頭,采用水平架筋與工字鋼內(nèi)側(cè)焊接。
單元槽段挖槽作業(yè)完畢,應(yīng)使用清掃工具或高壓射水清除粘附于接頭表面上的沉碴或凝膠體,以保證混凝土的灌注質(zhì)量,防止接頭漏水。
地下連續(xù)墻的混凝土是在護(hù)壁泥漿下灌注,需按水下混凝土的方法配制和灌注。且應(yīng)采用商品混凝土?;炷恋呐浜媳葢?yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定,并應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求和抗壓強(qiáng)度等級(jí)、抗?jié)B性能及彈性模量等指標(biāo),水灰比不應(yīng)大于0.6。用導(dǎo)管法灌注的水下混凝土應(yīng)有良好的和易性,坍落度宜為180~220mm,擴(kuò)散度宜為340~380mm,每立方米混凝土中水泥用量不宜少于370kg,粗骨料最大粒徑不應(yīng)大于25mm。
現(xiàn)澆鋼筋混凝土導(dǎo)墻拆模后,應(yīng)立即在兩片導(dǎo)墻間加兩道80×80木方支撐,其水平間距為2.5m,在混凝土養(yǎng)護(hù)期間,嚴(yán)禁重型機(jī)械在附近行走、停置或作業(yè)。
地下連續(xù)墻基坑支護(hù)工程在一項(xiàng)建筑項(xiàng)目中所占比重較大,關(guān)系到工程質(zhì)量安全,對(duì)施工技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)管理水平要求較高,施工單位應(yīng)科學(xué)合理管理工程施工進(jìn)度,編制優(yōu)化的施工進(jìn)度計(jì)劃,按照項(xiàng)目進(jìn)度控制目標(biāo)要求,進(jìn)行動(dòng)態(tài)、信息化管理,及時(shí)研究協(xié)調(diào)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的問(wèn)題,合理調(diào)整,以保證工程的順利進(jìn)行和質(zhì)量安全符合規(guī)范要求。