王永紅
(蘇州市建筑勘察院有限責(zé)任公司,江蘇 蘇州 215002)
在我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的大環(huán)境下,城市建設(shè)的也在穩(wěn)步推進(jìn)?,F(xiàn)如今,很多大中型城市的建設(shè)樓層的高度已經(jīng)不再滿足生產(chǎn)生活的需要,城建工程已經(jīng)開始向地下延伸,從而達(dá)到充分利用城市地下空間的目的,基坑工程也就應(yīng)運(yùn)而生。在建筑工程的施工階段,基坑支護(hù)技術(shù)對(duì)巖土工程復(fù)雜場(chǎng)地施工發(fā)揮了重要的作用。巖土工程施工的安全問題在某種意義上來說取決于復(fù)雜施工場(chǎng)地的深基坑支護(hù)工程的水平,而且其也與建筑工程的施工的效果存在不可割裂的關(guān)系。
對(duì)巖土工程的地基施工來說,基坑支護(hù)工程方式及種類不在少數(shù)。其中圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)確?;又ёo(hù)工程施工安全來說意義重大,而且能夠降低基坑挖掘過程中發(fā)生土體形變的概率。此外,基坑支護(hù)工程具有一定防止土壤塌陷的價(jià)值,這給在底下施工的工作人員創(chuàng)造了必要的空間和時(shí)間?;又ёo(hù)工程地下水疏通排放功能,能夠給基坑內(nèi)的工程施工提供一個(gè)干燥舒適的施工環(huán)境[1]。一般情況下基坑支護(hù)工程是一個(gè)臨時(shí)工程,然而其意義卻不容忽視,因此,就要充分考慮它的負(fù)重情況,倘若支護(hù)結(jié)構(gòu)的耐久性比較差,就可能給基坑支護(hù)工程的埋下安全隱患。
在巖土工程的施工環(huán)節(jié),土壓力關(guān)系到深基坑支護(hù)工程負(fù)重,因此,要對(duì)支護(hù)工程土壓力進(jìn)行分析預(yù)測(cè)。如果基坑工程土壓力分析工作不到位會(huì)牽連到深基坑支護(hù)工程以及巖土工程施工的進(jìn)度。對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的土壓力狀況進(jìn)行細(xì)化分析,可以總結(jié)為以下三種類型:
類型一:土壓力不動(dòng)。在基坑支護(hù)工程中土壓力不動(dòng)是指擋土墻體沒有產(chǎn)生方向變工或者變動(dòng)程度小到可以忽略不計(jì)的情況下,土體本身對(duì)擋土墻體發(fā)生作用而形成的壓力,如圖1所示,E代表靜止土壓力。
圖1 土壓力不動(dòng)結(jié)構(gòu)圖
類型二,土壓力積極移動(dòng)。在基坑支護(hù)工程中土壓力積極移動(dòng)指的是墻后方土體的土壓力作用在截土墻體上,導(dǎo)致截土墻體向前方移動(dòng)的情況,因此,當(dāng)墻后土體的應(yīng)力達(dá)到一定程度時(shí),墻后土體對(duì)墻體的壓力降到最低,如圖2所示。
圖2 土壓力積極移動(dòng)結(jié)構(gòu)圖
類型三:土壓力被迫移動(dòng)。在基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)中土壓力被迫指的是當(dāng)其他外界的力作用在截土墻體上,截土墻體向土體的位置移動(dòng),墻后土體被擠壓后達(dá)到力學(xué)上的平衡時(shí),土體與墻體之間的壓力系數(shù)最高,如圖3所示。
圖3 土壓力被迫移動(dòng)結(jié)構(gòu)圖
倘若深基坑支護(hù)工程不符合施工標(biāo)準(zhǔn),那么周邊范圍內(nèi)的建筑物業(yè)可能受到牽連,主要表現(xiàn)為基坑部分毀損或者區(qū)域內(nèi)的建筑物發(fā)生形變沉降,嚴(yán)重的還可能會(huì)造成基坑塌陷甚至建筑物坍塌。所以說巖土工程中必須做好深基坑支護(hù)工作,具體可以從以下幾個(gè)角度入手。
(1)深基坑支護(hù)工程的設(shè)計(jì)理念要?jiǎng)?chuàng)新。在我國,隨著建筑業(yè)的發(fā)展,深基坑支護(hù)技術(shù)也在不斷進(jìn)步,已經(jīng)熟練掌握了支護(hù)結(jié)構(gòu)力學(xué)理論,這些深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)基本受力原理在世界巖土工程施工中的價(jià)值不言而喻,同時(shí)其也能持續(xù)為今后深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的發(fā)展和應(yīng)用提供了新理論指導(dǎo)。然而,由于深基坑支護(hù)工程沒有達(dá)到健全完善的程度,設(shè)計(jì)思路與具體實(shí)踐情況仍然存在不匹配的情況,很多設(shè)計(jì)施工環(huán)節(jié)還處于傳統(tǒng)模式之下,并且行業(yè)內(nèi)支護(hù)工程設(shè)計(jì)的有關(guān)數(shù)據(jù)并不一致。這些過去的“經(jīng)驗(yàn)之談”以及測(cè)算方式已經(jīng)不再符合實(shí)際發(fā)展的需要,因?yàn)檫@種方式下測(cè)量和計(jì)算出的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力值存在較為嚴(yán)重的誤差。所以說必須對(duì)深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的規(guī)劃思路進(jìn)行突破創(chuàng)新,對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)方法進(jìn)行改進(jìn),改變單一理論結(jié)構(gòu),拓展信息數(shù)據(jù)獲取的途徑和手段,加強(qiáng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)和實(shí)際施工環(huán)節(jié)的適配性。
(2)堅(jiān)持分層分段開挖和支護(hù)的施工原則。從巖土工程施工經(jīng)驗(yàn)來看,基坑損壞都是從局部的一個(gè)點(diǎn)或者一條線開始并逐漸發(fā)展蔓延的。當(dāng)基坑邊坡的某個(gè)位置應(yīng)力達(dá)到上限時(shí),就會(huì)以這個(gè)點(diǎn)為基點(diǎn)發(fā)生破壞,然后四周土體也會(huì)產(chǎn)生力變并且相鄰位置的應(yīng)力也會(huì)加大,隨之而來的就是破壞范圍的擴(kuò)展,這就基坑以及邊坡的破壞過程。要想維持坑壁的穩(wěn)固性及持久性,就必須對(duì)施工中挖掘的受力面積進(jìn)行控制,而且要在確保質(zhì)量的前提下以最快的速度完成支護(hù)工程的搭建,讓支護(hù)工程的價(jià)值盡早得以體現(xiàn),從而達(dá)到方式損壞點(diǎn)繼續(xù)擴(kuò)展的目的。
(3)施工單位做好信息跟進(jìn)。巖土工程中復(fù)雜場(chǎng)地深基坑支護(hù)工程施工過程中,首先,要對(duì)開挖過程中觀察和檢測(cè)到的排水狀況、土壤砂石構(gòu)造以及未知地下埋藏物的相關(guān)信息進(jìn)行跟進(jìn);其次,要對(duì)施工過程中邊坡位移和應(yīng)力監(jiān)測(cè)的信息進(jìn)行記錄分析。除此之外,還有多次反復(fù)展開現(xiàn)場(chǎng)原位試驗(yàn),利用豐富試驗(yàn)收集大量的數(shù)據(jù)信息,做好信息反饋工作,完善施工方案和計(jì)算方法,進(jìn)一步為研究部門回歸基本理論研究做準(zhǔn)備。
(4)現(xiàn)場(chǎng)做好變形觀測(cè)。極限平衡原理是巖土工程中復(fù)雜場(chǎng)地深基坑支護(hù)工程設(shè)計(jì)與施工用到的最科學(xué)普遍的設(shè)計(jì)理論,其對(duì)于得到計(jì)算結(jié)論具有重要意義,但是這里提到的結(jié)論只適合結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度需要。然而實(shí)踐中很多建筑事故支護(hù)結(jié)構(gòu)受到的強(qiáng)度已經(jīng)超過必要的限度,因而發(fā)生形變是自然而然的事情,其后果嚴(yán)重程度可想而知。因此在巖土工程中復(fù)雜場(chǎng)地深基坑支護(hù)工程施工過程中必須對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形數(shù)據(jù)及時(shí)進(jìn)行檢查,及時(shí)消除安全隱患[2]。
(5)確保深基坑支護(hù)的施工質(zhì)量。施工質(zhì)量是深基坑支護(hù)工程所體現(xiàn)的核心價(jià)值,必須提前制定好可行的施工方案和計(jì)劃,做好質(zhì)量控制工作。深基坑支護(hù)的施工要嚴(yán)格按照反復(fù)論證過的支護(hù)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行。施工方不能隨意更改基坑支護(hù)支護(hù)結(jié)構(gòu);保證挖一層做一層支護(hù)、挖一段做一段支護(hù);開挖的順序和方法應(yīng)當(dāng)和支護(hù)設(shè)計(jì)方案一致,堅(jiān)持“先撐后挖、分層開挖、嚴(yán)禁超挖”的原則,對(duì)施工中土方活動(dòng)的范圍進(jìn)行控制。要盡量做到挖掘進(jìn)程的均勻,嚴(yán)禁隨意挖掘的情況。要盡量減少基坑的暴露時(shí)間,同時(shí)要合理規(guī)劃土方卸荷時(shí)間,并有專門的施工人員負(fù)責(zé)對(duì)基礎(chǔ)工程的用過的基坑及時(shí)進(jìn)行恢復(fù)工作,從而避免基坑帶來安全隱患。
(6)設(shè)計(jì)與支護(hù)施工二者應(yīng)各自發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。巖土工程中復(fù)雜場(chǎng)地深基坑支護(hù)工程設(shè)計(jì)單位要對(duì)分析勘察數(shù)據(jù)以及設(shè)計(jì)方案不斷完善。借助豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)的測(cè)算方法增強(qiáng)深基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)方案的準(zhǔn)確性和實(shí)效性,不能疏忽任何一個(gè)可能出現(xiàn)問題的細(xì)節(jié);支護(hù)施工單位在施工過程中一定要確保施工過程的安全性,遇到任何臨時(shí)或者突發(fā)狀況都要及時(shí)與設(shè)計(jì)單位進(jìn)行溝通協(xié)調(diào),共同商議處理措施,為施工工程的順利進(jìn)行共同努力。
(7)建立技術(shù)人員監(jiān)督、指導(dǎo)機(jī)制。依據(jù)國家規(guī)定和實(shí)踐需要,應(yīng)當(dāng)制定深基坑工程支護(hù)施工的相關(guān)細(xì)則,對(duì)深基坑工程的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行明確。同時(shí)要建立健全技術(shù)人員跟班制度,避免施工過程中出現(xiàn)各種風(fēng)險(xiǎn)事故。比如,在解決深基坑支護(hù)工程中地下水的問題,要采取有效的措施,把地下水位降到合理的范圍內(nèi),這時(shí)就要有專門的技術(shù)人員全天負(fù)責(zé)抽水工作。
總而言之,巖土工程中復(fù)雜場(chǎng)地深基坑支護(hù)工程對(duì)建筑施工工程具有重要意義,它的質(zhì)量直接關(guān)系到整個(gè)施工過程的安全性。巖土工程深基坑支護(hù)工程的設(shè)計(jì)和施工研究,有利于保證巖土工程中基坑支護(hù)工程的穩(wěn)定施工。在具體的施工過程中,必須要結(jié)合實(shí)際情況,通過實(shí)用可行的分析、對(duì)比找出最有效的方案合理協(xié)調(diào)安全可靠與經(jīng)濟(jì)合理兩者之間的關(guān)系,是巖土工程中復(fù)雜場(chǎng)地基坑工程設(shè)計(jì)者的核心任務(wù)。此外,工程技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)在考慮巖土工程整體質(zhì)量的基礎(chǔ)上,學(xué)習(xí)更加先進(jìn)的設(shè)計(jì)原理,保證基坑支護(hù)工程能夠發(fā)揮最大的價(jià)值。