閆捷恒
(山西四建集團(tuán)有限公司,山西 太原 030012)
建筑施工中,深基坑施工是一項(xiàng)基礎(chǔ)性內(nèi)容,深基坑施工質(zhì)量以及施工中的安全性,在一定程度上受到支護(hù)施工技術(shù)的影響。因此,為提高深基坑施工質(zhì)量,必須充分考慮施工要求、工程實(shí)情、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求等因素,合理選擇支護(hù)方式,并要加強(qiáng)對(duì)支護(hù)施工質(zhì)量的控制。
深基坑指的是開挖深度在5m以上的基坑,適用于大體量、大規(guī)模、復(fù)雜結(jié)構(gòu)、綜合體及高層、超高層建筑。當(dāng)前,人們對(duì)建筑物的實(shí)際使用功能提出了多樣化、個(gè)性化、高層次的要求,使得上述各種類型的建筑不斷著增多,深基坑也越來(lái)越常見。支護(hù)是深基坑施工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),為確保深基坑支護(hù)效果,應(yīng)合理選擇深基坑支護(hù)技術(shù)。
目前,建筑工程中比較常見的深基坑支護(hù)施工技術(shù)主要有以下幾種:1)護(hù)坡樁技術(shù)。實(shí)際應(yīng)用護(hù)邊坡技術(shù)時(shí),是用灰漿進(jìn)行灌漿,制作樁的時(shí)候可采用混凝土、碎石、砂屑等原材料。施工中,用鉆桿在護(hù)坡一面進(jìn)行鉆孔,并保障灌漿的充實(shí)性,可多孔鉆孔灌漿。從孔的下方向上壓水泥,確保水泥可以在準(zhǔn)確位置灌入;2)深層攪拌和鋼板樁。實(shí)際應(yīng)用深層攪拌和鋼板樁技術(shù)時(shí),應(yīng)用攪拌設(shè)備,實(shí)現(xiàn)固化劑、軟土劑之間的充分混合,經(jīng)過(guò)一系列的物理、化學(xué)反應(yīng)之后,有效加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的硬化效果,形成保護(hù)黏土材料的軟土層結(jié)構(gòu),提高支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性;3)土釘墻技術(shù)。實(shí)際應(yīng)用土釘墻技術(shù)時(shí),先確定土釘大直徑孔,確??讖胶细?,再將土釘釘入孔中,然后進(jìn)行注漿。注漿完成后,便可以掛網(wǎng),將鋼筋網(wǎng)與鐵絲焊接起來(lái);4)錨桿技術(shù)。實(shí)際應(yīng)用錨桿技術(shù)時(shí),先在土層中成孔,再插入錨桿,然后進(jìn)行灌漿,最后張拉錨固。將錨桿與土體緊密結(jié)合起來(lái),可承受較大拉力,能夠保障結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,還可以有效控制建筑物的變形量。
某建筑工程,總建筑面積58 632m,高度78.2米,地上20層,地下1層。擬建區(qū)域地勢(shì)相對(duì)平緩,西南角相對(duì)較低。地質(zhì)勘查報(bào)告發(fā)現(xiàn),場(chǎng)地地層主要包括雜填土、黏土、砂巖等,具體見表1。地下水較少,以填土層中上層滯水為主,泥質(zhì)砂巖中含有少量裂隙水。周邊建筑較為密集。
表1 施工場(chǎng)地土層情況
土層 一 二 三 四 五 六類型 雜填土 粉質(zhì)黏土 粉質(zhì)黏土混圓礫 全風(fēng)化泥質(zhì)砂巖 強(qiáng)風(fēng)化混質(zhì)砂巖 中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖層厚(m)0.2~3.2 0.8~6.5 0.3~2.8 0.6~2.7 0.6~3.3 6.4~11.6
對(duì)場(chǎng)地周圍情況進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn),基坑周圍6~15m均存在建筑物或構(gòu)筑物,為減少對(duì)周圍的影響,深基坑施工中,需嚴(yán)格控制地面沉降、基坑變形。這樣的背景下,對(duì)各種支護(hù)方式進(jìn)行分析。1)地下連續(xù)墻。該技術(shù)的成本相對(duì)較高,應(yīng)設(shè)置較大的施工面,以便于使用設(shè)備開挖溝槽。本工程中,施工空間相對(duì)較小,故不宜采用地下連續(xù)墻支護(hù)方式;2)槽鋼鋼板樁。該技術(shù)具有施工方便、工期較短、成本相對(duì)較低的優(yōu)勢(shì),但主要用于深度不超過(guò)7米的基坑及軟土地區(qū)。本工程中,基坑深度為13~15m,存在中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖,故不宜采用槽鋼鋼板樁支護(hù)方式;3)灌注排樁技術(shù)。該技術(shù)對(duì)周邊環(huán)境的要求較高,工期較長(zhǎng)、成本極高。本工程中,深基坑北側(cè)環(huán)境復(fù)雜,可在部分段采取灌注排樁支護(hù)方式;4)土釘墻噴錨。土釘墻技術(shù)具有施工方便、成本較低、安全性較好等優(yōu)勢(shì),且不會(huì)導(dǎo)致基坑及周圍土體的性質(zhì)改變。但考慮到本工程中,基坑深度較大,因此可在部分段加設(shè)錨桿結(jié)構(gòu)。綜合考慮工程實(shí)情,確定施工工藝流程如下:場(chǎng)地平整→開挖土方→修整邊坡→錨桿鉆孔、安裝及注漿→噴射混凝土面層→覆蓋土工布。
2.3.1 土方開挖
土方開挖之前,應(yīng)做好場(chǎng)地清理、搭設(shè)臨時(shí)停機(jī)棚、排除地面水等準(zhǔn)備工作,然后對(duì)施工圖紙進(jìn)行分析,從而明確把握施工條件、施工環(huán)境以及場(chǎng)地內(nèi)管線埋設(shè)情況。開展測(cè)量放線工作,對(duì)基坑開挖線及其他位置控制線進(jìn)行準(zhǔn)確定位,然后進(jìn)行開挖。土層開挖時(shí),使用挖掘機(jī),從支護(hù)樁處開始分段、分層開挖,順序?yàn)樽陨隙?,先深后淺。分層高度為錨桿層高向下0.5m;根據(jù)土質(zhì)不同,分段長(zhǎng)度也有一定差異,雜填土不超過(guò)20m,其他土層不超過(guò)30m。開挖至標(biāo)高后,若是耽擱時(shí)間過(guò)長(zhǎng),則可能出現(xiàn)反彈,影響后期沉降,故可采取深層土質(zhì)加固、設(shè)置支護(hù)樁等方法進(jìn)行預(yù)防。土方開挖時(shí),應(yīng)噴漿防護(hù),以預(yù)防土層崩塌。安排專門人員檢查、測(cè)量,預(yù)防超挖。
2.3.2 灌注排樁支護(hù)
本工程中,深基坑北側(cè)環(huán)境復(fù)雜,在部分段采取灌注排樁支護(hù)方式。施工技術(shù)要點(diǎn)主要包括:1)測(cè)量放線。以設(shè)計(jì)圖紙為根據(jù),在基準(zhǔn)線控制點(diǎn)已經(jīng)明確的前提下,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量,根據(jù)工程范圍大小及控制精度對(duì)網(wǎng)點(diǎn)的位置進(jìn)行確定。在第一道護(hù)壁澆筑完成之后,應(yīng)對(duì)支護(hù)樁位進(jìn)行再次測(cè)量,根據(jù)復(fù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整;2)成孔。成孔階段應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的問題,一是必須確保場(chǎng)地平整、道路通暢;二是對(duì)護(hù)壁厚度進(jìn)行合理控制,第一節(jié)護(hù)壁應(yīng)高出地面150mm,比第二節(jié)護(hù)壁的厚度大120mm,以預(yù)防周邊土渣墜落,并要將護(hù)壁的搭接長(zhǎng)度控制在50mm以上;三是對(duì)護(hù)壁進(jìn)行澆灌的時(shí)候,應(yīng)使用敲打法或者是鋼筋插實(shí)的方法使其密實(shí),12h后再拆除護(hù)壁模,并做好標(biāo)記,以便于對(duì)此樁的傾斜度、垂直度等進(jìn)行控制;四是應(yīng)注意避免塌孔,可以將Φ16mm的鋼筋斜插入護(hù)壁中,通過(guò)提高土層與護(hù)壁之間的摩擦力,來(lái)預(yù)防塌孔。也可以設(shè)置集水井抽水或者是降水井降水,通過(guò)實(shí)現(xiàn)地下水的降低,來(lái)預(yù)防塌孔;3)鋼筋籠安裝。鋼筋籠制作完成后,對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量檢查,確保合格后,便可以吊裝。鋼筋籠安裝完成后,對(duì)檢測(cè)管進(jìn)行預(yù)埋,檢測(cè)管的長(zhǎng)度與樁身長(zhǎng)度相同,且要沿鋼筋籠邊安放,然后再進(jìn)行混凝土澆筑;4)混凝土澆筑。澆筑混凝土?xí)r,可采用串筒或者是導(dǎo)管,將其自由下落高度控制在2m以下。應(yīng)做到連續(xù)澆筑,以確保施工質(zhì)量。
2.3.3 土釘墻支護(hù)
土釘墻支護(hù)的施工工藝流程為,開挖土方→人工修坡→測(cè)量定位→打入錨固鋼筋→鋼絲網(wǎng)綁扎→噴射混凝土→養(yǎng)護(hù)。為提高施工質(zhì)量,應(yīng)加強(qiáng)施工質(zhì)量控制,可從以下幾個(gè)方面入手:1)土釘施工中,采用干鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔,孔徑110mm。注漿時(shí)采用水灰比為0.5~0.55的水泥凈漿;2)鋼筋網(wǎng)用土釘與鋼筋焊牢,加強(qiáng)整體連接;3)將定位架安裝在土釘前端,土釘安裝完成后,進(jìn)行注漿,注漿壓力控制在0.9MPa;4)對(duì)混凝土配合比進(jìn)行嚴(yán)格控制,確保其符合設(shè)計(jì)要求。噴射混凝土的過(guò)程中,應(yīng)嚴(yán)格控制均勻度與厚度。混凝土噴射完成后,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況,最少進(jìn)行7天的養(yǎng)護(hù)??颖趪娮o(hù)時(shí),應(yīng)確保噴射機(jī)的使用性能,并將水灰比控制在0.5左右。對(duì)含水率、骨料進(jìn)行合理控制,以預(yù)防堵管問題的發(fā)生。
2.3.4 預(yù)應(yīng)力錨索
預(yù)應(yīng)力錨索施工中,應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的問題:1)鉆孔。應(yīng)在標(biāo)高處搭設(shè)平臺(tái),以避免鉆孔過(guò)程中由于失穩(wěn)而造成的鉆孔偏差。本工程中,雜填土的土質(zhì)比較松散,鉆進(jìn)過(guò)程中,為避免坍孔問題的發(fā)生,應(yīng)用套管保護(hù)孔壁;2)注漿。注漿前,將孔洞清理干凈,確保其中無(wú)雜物、水。分兩次進(jìn)行注漿。第一次注漿時(shí),可在水泥砂漿中加入10%壓漿膨脹劑,確保注漿體的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。第一次注漿完成后,靜置一段時(shí)間,等到初凝后方可進(jìn)行注漿。第二次注漿時(shí),可使用純水砂漿,注漿口冒漿時(shí),停止注漿;3)錨具張拉。錨固強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后,便可以張拉錨具,在正式張拉前,可以先預(yù)張拉,必須要一步步地將張拉荷載提高至設(shè)計(jì)值。對(duì)裸露在外的錨索,做好防腐處理,以預(yù)防腐蝕。
深基坑支護(hù)施工中,降排水系統(tǒng)的主要作用是為基坑開挖施工提供干燥的環(huán)境,同時(shí)還可以確?;舆吰路€(wěn)定。本工程中,地下水較少,地下水位不高,經(jīng)過(guò)方案對(duì)比分析后,擬采用集水明排的降排水方案。所采取的集水明排措施是,基坑內(nèi)的水,通過(guò)排水溝匯集至集水井后,使用抽水泵排出基坑;基坑外的地表水,采用防汛墻進(jìn)行阻擋。所采取的技術(shù)為,在四周基坑坡腳、坡頂位置,分別設(shè)置四周通長(zhǎng)排水溝、防汛墻,在排水溝之間,每隔20~30m,便設(shè)置一個(gè)集水井,用抽水泵將集水井中的水排出基坑;在含水層的底部,設(shè)置500mm長(zhǎng)的排水管。本工程中,必須要確保坡頂干燥,不可存在積水,所以應(yīng)將坡臂線4m之內(nèi)的積水坑抽干。
綜上,建筑深基坑支護(hù)施工中,應(yīng)充分考慮工程實(shí)際情況、設(shè)計(jì)要求,對(duì)支護(hù)方式進(jìn)行合理選擇,并對(duì)多種支護(hù)方式進(jìn)行聯(lián)合應(yīng)用,充分發(fā)揮技術(shù)協(xié)同優(yōu)勢(shì),提高支護(hù)施工質(zhì)量,保障建筑工程的整體施工質(zhì)量。