吳桂松
江蘇省華建建設(shè)股份有限公司深圳分公司,廣東 深圳 518034
高層建筑的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)承載壓力相對(duì)較大,因此在基坑施工中必須做好施工方案及技術(shù)優(yōu)化。具體項(xiàng)目建設(shè)施工中要做好當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)情況、水文環(huán)境的勘察,并據(jù)此做好基坑支護(hù)及土方工程施工方案的設(shè)置,以提高基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量,為高層建筑結(jié)構(gòu)提供充足支撐,進(jìn)而為城市發(fā)展提供助力。
基坑工程是一項(xiàng)系統(tǒng)性工程,包含設(shè)計(jì)、施工、現(xiàn)場(chǎng)管理、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)等。在當(dāng)前的建筑模式下,建筑越高,基坑越深。在開(kāi)挖地下建筑基坑時(shí),若遇到一些障礙,如待開(kāi)挖空間周?chē)臻g小、待開(kāi)挖空間周?chē)嬖跓o(wú)法清除的障礙(相鄰建筑物、地下管線等),則這種空間無(wú)法放坡,需要預(yù)先搭建支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行開(kāi)挖保護(hù),才能夠進(jìn)行豎直開(kāi)挖?;酉嚓P(guān)支撐系統(tǒng)的施工難度越來(lái)越大,同時(shí)基坑支護(hù)技術(shù)并非是一成不變的,因此需要根據(jù)不同的施工要求選擇不同的技術(shù)。建設(shè)穩(wěn)定、堅(jiān)固的基坑的前提,是在建設(shè)之前勘察地質(zhì)情況,根據(jù)建筑需要決定具體的基坑支護(hù)方案?;又ёo(hù)技術(shù)自身存在較高的風(fēng)險(xiǎn),因而保持謹(jǐn)慎的態(tài)度是降低基坑挖掘過(guò)程中風(fēng)險(xiǎn)程度的核心原則。
高層建筑基坑工作的重點(diǎn)是基坑設(shè)計(jì)和基坑施工方法。這兩項(xiàng)工作都應(yīng)當(dāng)以實(shí)際情況為參考對(duì)象,因?yàn)樯罨油诰蚬ぷ鳑](méi)有一成不變的流程,所以要依據(jù)地質(zhì)、周邊環(huán)境以及基坑的技術(shù)要求進(jìn)行完善和優(yōu)化。
建筑工程可能會(huì)對(duì)周邊乃至地下的環(huán)境造成較為嚴(yán)重的破壞,因此在進(jìn)行高層建筑深基坑挖掘的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)最大程度地減少對(duì)環(huán)境的破壞。高層建筑的深基坑挖掘工作可能會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成較大影響,尤其是周邊有成熟社區(qū)的情況下,如果建筑工期拖得太久,勢(shì)必影響周邊建筑。這一問(wèn)題不可忽略,否則可能引發(fā)不可預(yù)料的問(wèn)題,給工程帶來(lái)難以計(jì)算的經(jīng)濟(jì)損失,甚至影響整個(gè)工程的工期。因此,在高層建筑的深基坑挖掘過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)充分考慮建筑過(guò)程對(duì)周邊環(huán)境和建筑物的影響。除此之外,在市區(qū)或者周邊有成熟社區(qū)的地址施工時(shí),更應(yīng)注意環(huán)境保護(hù)工作。建筑工地的環(huán)境問(wèn)題包括噪聲、空氣、粉塵垃圾等。在選擇建筑材料時(shí),需充分考慮建筑材料的質(zhì)量,防止過(guò)度影響周邊環(huán)境。
工程人員在開(kāi)挖土方的過(guò)程中,要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)基坑支護(hù)和土體變形,進(jìn)而有效發(fā)現(xiàn)工程存在的隱患,并根據(jù)具體情況采取針對(duì)性的措施對(duì)支護(hù)加以完善,形成對(duì)土體變形的有效控制;在開(kāi)挖基坑底部階段,用有效控制相關(guān)的自然因素和人為因素,盡可能減少土體因此而受到的擾動(dòng),將土體暴露時(shí)間降至最低,設(shè)置水平支撐與基坑底部,預(yù)防坑底土體隆起或支護(hù)樁“踢腳”的現(xiàn)象,使坑底的穩(wěn)定性符合工程要求。
某高層建筑地上的整體建筑面積為235000m2,地下建筑面積為7520m2。整個(gè)建筑地上有20層,地下為1層。
(1)基坑特點(diǎn)。①該項(xiàng)目的實(shí)地標(biāo)高是-0.2~0.3m,北面的基坑挖深深度為6.9m,其他的挖深為5.5m,視為深基坑支護(hù)工作。②基坑的東段部分(CDE段)地處興寧路中的綠化帶,離興寧路路段最近的地方僅不到1m的距離,選用垂直的支護(hù)形式開(kāi)展;基坑的南端靠近一根高壓電線桿,基坑與電線桿之間的間距約為4.5m,同樣選用垂直的支護(hù)形式。
(2)支護(hù)形式確定。①基坑EF、GH、J、KLM、NABC段周?chē)沫h(huán)境較為空曠,借助放坡插毛竹的方式開(kāi)展對(duì)應(yīng)的工作,坡度的比值達(dá)到1∶2。②基坑CDE、FG以及HJ段處在施工的道路綠化帶中以及離電桿相對(duì)較近的地方,不具備放坡的條件,要求使用垂直的挖掘形式。該方案主要選用深攪樁重力式擋墻當(dāng)作支護(hù)的體系。此外,為了確保高壓線的穩(wěn)定,還需在電線桿的周邊使用樹(shù)根樁來(lái)加以固定。
(3)地下水處理。①止水帷幕:該項(xiàng)目基坑的東面選用深攪樁擋土墻的形式進(jìn)行支護(hù),如圖1所示。②降水規(guī)劃:因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)的含水量相對(duì)較少,透水性也相對(duì)較差,而基坑底部的含水量充足,透水性能也相對(duì)較強(qiáng),并且有少部分的基坑已經(jīng)挖到了粉土層,該層的層頂標(biāo)高是3.9~11.9m,所以配置了53口管井為降水所用,其整體的深度為15m,直徑約為350mm。同時(shí),在電梯井以及集水井等井體的周邊布置有輕型的井口,并布置排水溝或集水坑。
圖1 擋墻設(shè)置圖
(1)深攪樁施工順序。深攪樁通常采用3臺(tái)機(jī)器施工,并且3臺(tái)機(jī)器具有固定的施工順序,一般設(shè)置1號(hào)機(jī)器由西向東施工,2號(hào)機(jī)器朝相反的方向施工,3號(hào)機(jī)器從2號(hào)機(jī)器開(kāi)始的方向由東向西施工。
(2)深攪樁擋土墻的施工方法。深攪樁擋土墻的具體施工方法是先進(jìn)行預(yù)攪下沉作業(yè),攪拌機(jī)下沉?xí)r通過(guò)灰漿泵將水泥灌注壓入地基。過(guò)程中應(yīng)當(dāng)注意,如果發(fā)生堵塞情況,不要用水沖洗,可以嘗試用水泥漿下壓的方法來(lái)解決堵塞問(wèn)題。當(dāng)攪拌機(jī)到達(dá)預(yù)定高度,提升攪拌機(jī)進(jìn)行水泥澆筑,攪拌機(jī)提升速度約1m/min即可。該作業(yè)可以反復(fù)操作,需要注意的是第二次的提升速度應(yīng)小于第一次,然后按照該方法進(jìn)行下一個(gè)樁柱的施工。
(3)施工過(guò)程中的問(wèn)題處理。為了防止水泥漿液發(fā)生離析現(xiàn)象,應(yīng)盡量保持輸送過(guò)程的連續(xù)性,一旦出現(xiàn)輸送過(guò)程暫停的問(wèn)題,需立即將攪拌頭沉入水面下0.5m位置,等待排除故障恢復(fù)輸送再恢復(fù)施工。施工中深層攪拌樁可能會(huì)遇到阻礙而影響樁基施工進(jìn)度,引發(fā)這種阻礙的因素較多,包括機(jī)械故障、土體中巖層等,在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)應(yīng)盡快找出原因并排除故障,以保證施工不會(huì)長(zhǎng)時(shí)間停滯而影響工期。
施工中常見(jiàn)的問(wèn)題及其解決方法如下:①攪拌機(jī)作業(yè)電流的數(shù)值增大時(shí)卻發(fā)生攪拌鉆頭的下沉效率降低的問(wèn)題,這可能是因?yàn)閿嚢铏C(jī)在下沉的過(guò)程中遇見(jiàn)了障礙物,通??梢酝ㄟ^(guò)挖方回填來(lái)解決,當(dāng)土層較硬,挖方回填難度較大時(shí),可以加入適量泥漿再進(jìn)行攪拌下沉。②攪拌下沉過(guò)程中可能出現(xiàn)輸漿管爆裂的問(wèn)題,這通常是由于輸漿管中殘留的水泥漿造成了堵塞或者輸漿管間隙過(guò)小,解決辦法是拆除輸漿管,調(diào)整間隙至正常水平。③冷縫也是該項(xiàng)施工中常見(jiàn)的問(wèn)題,項(xiàng)目工程的合理時(shí)間間隔是≤0.5d,如果想要提高施工效率,可以采用擋土墻支護(hù)等措施,從而有效降低冷縫發(fā)生的概率。
(1)采用P·O42.5的硅酸鹽水泥進(jìn)行預(yù)先試樁,對(duì)所得試樁數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化,調(diào)整至符合標(biāo)準(zhǔn)再進(jìn)行施工作業(yè)。
(2)對(duì)商品砼的質(zhì)量需進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn),符合施工要求的技術(shù)參數(shù)后才能裝車(chē)運(yùn)輸,對(duì)于不同批次、時(shí)間的建筑材料,盡量都進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn),防止抽檢出現(xiàn)質(zhì)量漏洞,導(dǎo)致工程質(zhì)量問(wèn)題。
(3)施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)當(dāng)有相關(guān)的質(zhì)量管控人員。質(zhì)量管控人員應(yīng)檢查施工中的設(shè)備儀器和施工工藝,保證施工質(zhì)量符合施工設(shè)計(jì)要求。
(4)相關(guān)人員應(yīng)嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)要求進(jìn)行砂漿的配比,對(duì)量具進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè),并在灌注的過(guò)程中監(jiān)測(cè)灌注壓力、灌注速率。
(5)控制鉆管的運(yùn)行狀態(tài),特別注意將上下速率控制在規(guī)定范圍內(nèi)。如果設(shè)備出現(xiàn)故障,應(yīng)及時(shí)關(guān)閉。設(shè)備修復(fù)后應(yīng)進(jìn)行再次噴漿,防止出現(xiàn)空樁斷樁現(xiàn)象。施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)行工作日志制度,應(yīng)嚴(yán)格按作業(yè)時(shí)間記錄作業(yè)過(guò)程。
在建筑行業(yè)發(fā)展過(guò)程中,高層建筑基坑施工技術(shù)不斷更新升級(jí),對(duì)基坑結(jié)構(gòu)開(kāi)挖及支護(hù)施工的要求也在不斷提高,因而基坑施工中需做好信息化管控,對(duì)各環(huán)節(jié)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化模型建設(shè)及基坑參數(shù)分析,并且在實(shí)際基坑施工中根據(jù)具體情況進(jìn)行方案調(diào)整,從而提升高層建筑整體穩(wěn)定性。