屈勇
【摘要】在城市的高層建筑設(shè)計(jì)施工中,深基坑的施工是整個(gè)工程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),而多種支護(hù)措施又是深基坑施工中的關(guān)鍵工藝。本文結(jié)合廣州某工程的深基坑項(xiàng)目,重點(diǎn)對深基坑支護(hù)施工工程中關(guān)鍵工藝,進(jìn)行性介紹、分析和闡述,以期對類似深基坑支護(hù)的施工起到拋磚引玉的作用。
【關(guān)鍵詞】深基坑;多種支護(hù);筏板加抗浮錨桿;連續(xù)墻
隨著社會(huì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快,高層和超高超建筑已經(jīng)成為城市建設(shè)的主旋律,隨之而來的是建筑基礎(chǔ)的深基坑支護(hù)規(guī)模的不斷增大?;诘赜颦h(huán)境的不同,深基坑的施工方案和措施也不同,導(dǎo)致深基坑支護(hù)的施工的工序更加復(fù)雜,不管是工程設(shè)計(jì)還是建設(shè)施工都面臨挑戰(zhàn)。本文結(jié)合廣州某區(qū)的項(xiàng)目建設(shè),對深基坑多種支護(hù)方法進(jìn)行研究,對其中的關(guān)鍵的施工工藝進(jìn)行剖析,主要通過以下幾個(gè)方面進(jìn)行。
1、工程概況
該建設(shè)工程用地面積10464平方米,設(shè)計(jì)建筑2幢地上28、34層住宅樓(自編號:1#、2#),地下室設(shè)計(jì)為四層,總建筑面積97453平方米,其中地上68997平方米、地下28456平方米。20世紀(jì)90年代初已經(jīng)建好兩層地下室,原基坑支護(hù)為800地下連續(xù)墻,深度約20米。本次基坑施工,采用在原有地下連續(xù)墻內(nèi)側(cè)新施工800厚地下連續(xù)墻,新舊連續(xù)墻交接部分采用高壓旋噴樁搭接止水,連續(xù)墻深度約25~35米,基坑開挖深度約18.7米,基礎(chǔ)形式采用筏板加抗浮錨桿。
2、基坑支護(hù)總體工藝設(shè)計(jì)方案
2.1對原有結(jié)構(gòu)的加固和完善
第一階段的施工也算是準(zhǔn)備階段。①先是對冠梁進(jìn)行加固。②按先后順序分段拆除新地下室結(jié)構(gòu)板周邊需施工地下連續(xù)墻區(qū)域。(B2板每段15米長,1.5米寬;B1板每段4米長,1.5米寬范圍,保留梁;B0板靠近側(cè)壁位置1.5米全部拆除),再把內(nèi)襯墻鑿除掉。③施工擋墻連接B1板至B0板,回填中粗砂加8%水泥粉至B1板位置,強(qiáng)度穩(wěn)定后再拆除連續(xù)墻與擋板間的B1板的梁板,繼續(xù)回填同樣材料至冠梁頂。循環(huán)拆除、換撐、回填,新地連墻樓板區(qū)域拆除順序按逆時(shí)針方向從東北回到東南。④機(jī)械操作平臺(tái)施工工序分兩部分:鋼立柱和平臺(tái)梁板施工。施工平臺(tái)梁支承在原結(jié)構(gòu)墻柱及新增鋼柱上,難度在于原來結(jié)構(gòu)頂板梁柱的支點(diǎn)座與要搭建的平臺(tái)梁的受力支座重合。
2.2地下連續(xù)墻施工
第二階段地連墻的施工工序流程包括:施工準(zhǔn)備→測量放樣→導(dǎo)墻制作—槽段挖掘→銑槽質(zhì)量檢驗(yàn)→清沉渣放漿→下放擋板→吊裝鋼筋籠→設(shè)置砼導(dǎo)管→澆灌墻體砼→拔出擋板。
2.3拆除原結(jié)構(gòu)以及進(jìn)行前兩道內(nèi)支撐
第三階段施工工序流程是:平臺(tái)拆除→頂板拆除→鋼立柱拆除→原結(jié)構(gòu)立柱拆除→擋墻拆除→支腳手架→第一道支撐施工→拆除腳手架→B1板分段拆除→原立柱下部拆除→擋墻下步拆除→第二道支撐梁施工。
2.4第三道內(nèi)支撐施工和土方開挖
第四階段的施工工序流程是:第二道支撐梁施工→底板分段拆除→第三層土方開挖→第三道支撐腰梁施工→第四層土方開挖→墊層施工。坑頂全斷面開挖整體挖土流程:①對原地下室B0層板實(shí)施拆除,開始第一道內(nèi)支撐施工作業(yè)(8.40~6.25);②拆除B1層,同時(shí)進(jìn)行第二道內(nèi)支撐施工(6.25~0.75);③拆除底板、開挖負(fù)三層土方,進(jìn)行第三道內(nèi)支撐施工(1.25~-3.05);④開挖地下四層土方(-3.05~-9.9);⑤墊層施工(-9.9)(標(biāo)高為絕對標(biāo)高)。
3、基坑支護(hù)的關(guān)鍵工藝要點(diǎn)
3.1基礎(chǔ)采用BIM技術(shù)筏板加抗浮錨桿的工藝。
3.1.1工藝概述
該項(xiàng)目因復(fù)雜的地質(zhì)水文條件和敏感的地理位置,給施工工藝提出了太高的要求,該項(xiàng)目已經(jīng)成為該區(qū)域難度最大的坑基工程之一。雖然工程方案已經(jīng)達(dá)成一致,設(shè)定基礎(chǔ)的支護(hù)采用筏板加抗浮錨桿工藝,但基于項(xiàng)目的重點(diǎn)、難點(diǎn)和風(fēng)險(xiǎn),施工工藝必須突破傳統(tǒng)的模式,項(xiàng)目專家一致同意在筏板加抗浮錨桿工藝中引進(jìn)BIM技術(shù)。BIM技術(shù)的核心理念是以圖紙和規(guī)范為基礎(chǔ),基坑開挖模型搭建的依據(jù)是現(xiàn)場劃分的流水段,然后標(biāo)注軸線與復(fù)雜基坑各自的上口線和下口線,把大小基坑、不同標(biāo)高、電梯井的基坑斷面尺寸繪制出來,根據(jù)基坑作業(yè)段的進(jìn)展程度,將基坑進(jìn)行若干施工段的劃分,施行場地開挖,盡量縮減錨桿作業(yè)的空鉆長度,提高錨桿的有效長度。搭建模型完成以后,分別將空心剪切前的模型和剪切后的模型進(jìn)行體積提取,采用相減的方式求得挖方量;最后導(dǎo)入抗浮錨桿定位圖與模型進(jìn)行精準(zhǔn)的綁定,然后發(fā)揮Revit的標(biāo)注能力,把所有抗浮錨桿頂部高實(shí)施標(biāo)注。
3.1.2 BIM技術(shù)下抗浮錨桿施工要點(diǎn)
按照技術(shù)流程,施工工藝的關(guān)鍵要點(diǎn)如下。第一,該施工的部署要根據(jù)錨桿受力直徑、長度進(jìn)行,利用BIM技術(shù)完成下面的工序:將錨桿編號并計(jì)算標(biāo)高,跟蹤作業(yè)進(jìn)度、檢測質(zhì)量,對進(jìn)度和質(zhì)量出現(xiàn)的問題進(jìn)行糾正;第二,將上面的流程計(jì)劃交由現(xiàn)場操作人員按表組織施工,不僅進(jìn)度加快,更縮短了工期、保證了質(zhì)量,然后利用BIM技術(shù)第二次進(jìn)行技術(shù)經(jīng)營策劃。
3.1.3生成二、三維開挖圖
按照流程完成抗浮錨桿標(biāo)高標(biāo)注后,分段生成基坑模型的cad的二維圖以及三維可視化模型圖便分段形成,對施工進(jìn)行指導(dǎo),標(biāo)準(zhǔn)基坑的每一個(gè)拐點(diǎn),利用全站儀實(shí)施放樣,同時(shí)也要嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)各平面的標(biāo)高,然后依照二維和三維施工圖,對基坑進(jìn)行開挖。開挖過程中既要保證錨桿質(zhì)量,又要滿足墊層和防水層的要求,爭取一次驗(yàn)收合格,降低返工率,加快了施工的進(jìn)度,然后開始第三次技術(shù)經(jīng)營策劃。
基于本項(xiàng)目的施工資料信息繁雜,為了方便查看和攜帶,利用BIM技術(shù),本施工工藝采用720°全景的模式,將一切施工數(shù)據(jù)信息融進(jìn)二維碼,大大提升了管理人員的管理和復(fù)核效率,也提升了施工的進(jìn)度,對一些現(xiàn)場的技術(shù)難題得到及時(shí)有效的解決。
3.1.4復(fù)核偏差
完成基坑挖掘之后,管理人員要到現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)地測量,檢查開挖是不是有偏差,產(chǎn)生的因素是什么,便于后續(xù)的整改和總結(jié)。如圖1所示。
3.1.5撿底工序
最后撿底利用人工,把多余的土方清理掉。
3.2深基坑支護(hù)施工難點(diǎn)和關(guān)鍵工藝
3.2.1存在的問題和難點(diǎn)
第一,因?yàn)樨?fù)荷過大、挖掘深、地下水等因素,還有支護(hù)結(jié)構(gòu)位移過大產(chǎn)生的基坑外整體滑坡、流土、滲漏或管涌等,導(dǎo)致整體缺乏穩(wěn)固度。第二,傾覆性破壞。當(dāng)抗傾覆力弱二傾覆力矩較大的時(shí)候,底部的某點(diǎn)支護(hù)結(jié)構(gòu)就容易產(chǎn)生傾覆。第三、基坑隆起?;舆^深會(huì)造成坑底的黏土隆起,導(dǎo)致工程樁傾斜或斷裂,引起支護(hù)整體失穩(wěn)。第四、地下水問題。地下水會(huì)引起基坑的滲流破壞、管涌或突涌。第五、施工過程中的深基坑支護(hù)問題。為了減少施工對周圍環(huán)境的危害,必須選擇適合工程實(shí)際支護(hù)結(jié)構(gòu)體系。第六,深基坑施工過程中存在的安全隱患。
3.2.2解決基坑問題的關(guān)鍵工藝
(1)施工前的控制措施
a.對地質(zhì)報(bào)告認(rèn)真分析。施工人員對地質(zhì)水文的掌握情況,決定施工的質(zhì)量。要根據(jù)挖掘深度不同的物力性能和地下水的情況,制定土方挖掘和支護(hù)結(jié)構(gòu)和排水措施。b.了解周圍的建(構(gòu))筑物。必須對周圍建筑物是不是存在傾斜、裂縫等情況進(jìn)行了解,對距離基坑近的地下管線和江邊堤防采取保護(hù)措施。c.選擇和確定施工方案。尤其注意基坑周邊的堆載計(jì)算,正確可靠的施工方案,對施工過程的安全性是至關(guān)重要的。d.硬化處理基坑周圍場地。硬化處理基坑周圍場地范圍內(nèi)地面,是防范水害的最有效措施。e.監(jiān)控措施對施工的意義是重大的,要建立系統(tǒng)的監(jiān)測方案,貫徹“信息化施工”原則。
(2)正確選擇施工材料。
混凝土的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)主要是耐用性和持久性。混凝土本身的強(qiáng)度并不會(huì)影響耐久性,影響混凝土整體質(zhì)量的是裂縫,因此減少水分滲入、提升抗?jié)B性、保障配置的標(biāo)準(zhǔn),是解決這一問題的關(guān)鍵。
3.2.3地下水問題的解決
當(dāng)管涌現(xiàn)象發(fā)生時(shí),挖掘行動(dòng)要停止,及時(shí)用堵漏材料進(jìn)行處理,將坑內(nèi)的水及時(shí)進(jìn)行回灌,并對產(chǎn)生傾斜的建筑物加固。
3.2.4合理設(shè)計(jì)深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)。
設(shè)計(jì)深坑施工時(shí),必須對地質(zhì)環(huán)境、附近環(huán)境、操作難度進(jìn)行全面考慮。在進(jìn)行圍樁的設(shè)計(jì)時(shí),要將施工進(jìn)行多層次的比較,根據(jù)選擇的支護(hù)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化選擇。
結(jié)語:
深基坑支護(hù)是城市高層建筑施工中最基礎(chǔ)的一環(huán),該環(huán)節(jié)的工程質(zhì)量直接決定整體工程的安全穩(wěn)定。由此,深基坑的支護(hù)方式要根據(jù)工程實(shí)際情況和地質(zhì)水文情況,制定科學(xué)合理的施工方案。在該項(xiàng)目施工過程中,雖然面臨復(fù)雜的條件和施工工藝的難度,但絕對不會(huì)發(fā)生傾覆、坍塌等事故的發(fā)生,確保良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn):
[1]陸小利.錨桿支護(hù)技術(shù)在某深基坑工程中的應(yīng)用研究[D].西安: 西安理工大學(xué),2018.
[2]王宇,吳波.膨脹土地區(qū)深基坑支護(hù)采用斜撐的案例[J].四川建筑,2017,37(3):113-116+119.
[3]樊娟瑩.某基坑邊坡微型鋼管樁加錨索支護(hù)施工技術(shù)[J].四川建筑,2018,38(3):207-209.