王海鵬,高瑞丹
(1.中國有色金屬長沙勘察設(shè)計研究院有限公司,湖南 長沙 410011;2.廣東珠榮工程設(shè)計有限公司,廣東 廣州 510000)
巖土工程基坑施工作為綜合性施工體系,為保證施工質(zhì)量,控制施工風(fēng)險,往往需要施工人員處理變形問題、支護強度、施工難度等一系列問題。深基坑支護是目前成熟的施工技術(shù)方案,通過支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計、施工,建筑項目地下結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性得到持續(xù)提升,最大限度地避免了建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生安全事故的風(fēng)險。現(xiàn)階段,深基坑支護施工主要依托鋼板柱、排樁、攪拌樁、土釘墻等技術(shù)方案完成各項基坑施工任務(wù),穩(wěn)步提升巖土施工成效。從技術(shù)層面來看,深基坑支護施工技術(shù)涵蓋了基坑開挖、支護、防水以及環(huán)境保護等不同的施工環(huán)節(jié),施工環(huán)節(jié)相對較多,施工技術(shù)類型較為多元,涵蓋了混凝土灌注樁、人工挖孔樁、預(yù)制樁等多元化的施工方案。近些年,我國深基坑支護施工呈現(xiàn)出新的特點,即基坑深度不斷增加,基坑環(huán)境日益復(fù)雜。這種施工特點要求施工人員從工程實際出發(fā),制訂針對性的深基坑施工技術(shù)方案,以應(yīng)對巖土工程基礎(chǔ)施工要求,在保證基坑自身結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的同時,減少對周期建筑物、管線的擾動,推動基坑施工活動的后續(xù)開展[1]。
深基坑支護技術(shù)在巖土工程基礎(chǔ)施工中的應(yīng)用,通過放坡開挖、支護結(jié)構(gòu)保護等多種施工作業(yè)方式,確保深基坑支護施工活動的有效開展,充分適應(yīng)不同施工場景下巖土工程的施工要求,實現(xiàn)了施工質(zhì)量的提升,也達到了壓縮施工周期、控制施工成本的目的。例如對于土質(zhì)較好的區(qū)域,在巖土工程施工環(huán)節(jié),技術(shù)人員可以采用放坡開挖方案,對于施工環(huán)境復(fù)雜的區(qū)域,技術(shù)人員可以采用針對性的支護結(jié)構(gòu),推動施工活動的高效進行。這種施工技術(shù)方案的豐富性與有效性使得深基坑支護施工技術(shù)可以有效滿足巖土工程施工的相關(guān)要求。
巖土工程在一般情況下具有工期長、規(guī)模大等特點,在實際施工過程中會受到自然環(huán)境因素帶來的影響而導(dǎo)致不確定性增加。所以,施工單位要在深基坑支護過程中對施工現(xiàn)場的水文地質(zhì)情況、地理環(huán)境因素等進行全方位分析,比如施工現(xiàn)場的某個地段屬于軟土地基,這個地段的土質(zhì)比較疏松,這就要求施工人員要將加固處理工作落實到實處,這樣才可以防止后期出現(xiàn)施工段坍塌問題。除此之外,施工單位還要落實施工現(xiàn)場的安全防護工作,深基坑支護技術(shù)在一定程度上與經(jīng)濟利益有著緊密聯(lián)系,部分施工人員為了從中獲取更多的利益而在施工中偷工減料,從而導(dǎo)致以次充好的問題出現(xiàn)。部分企業(yè)并沒有根據(jù)實際情況來開展土方開挖工作,這樣就會導(dǎo)致分層、分段、均衡開挖環(huán)節(jié)當中存在問題,管理工作無法落到實處。
深基坑支護技術(shù)在礦山巖土工程施工過程中是非常重要的,不過部分施工人員自身綜合素質(zhì)和專業(yè)知識水平比較低,這就會導(dǎo)致這些技術(shù)在實際應(yīng)用過程中出現(xiàn)很多問題,尤其是在邊坡平整度和順直度方面,進而對整體施工帶來很大程度的影響。礦山巖土工程會受到多種環(huán)境因素和施工條件的共同作用而導(dǎo)致一些問題出現(xiàn),比如施工人員在后期進行人工修補的時候會出現(xiàn)不同程度的基坑挖掘情況,還會導(dǎo)致基坑深度不統(tǒng)一等問題出現(xiàn),從而整體施工無法正常開展,施工工期就會延長,建筑企業(yè)施工成本就會增加,工程整體質(zhì)量也會相應(yīng)的降低。
在通常情況下,土層開挖在巖土工程施工當中是一個簡單的操作工序,無論是在施工方面還是管理方面都比較簡單,不過該工程與擋土工程相結(jié)合就會導(dǎo)致整體操作難度的增加。部分施工單位在實際施工過程中對經(jīng)濟效益過度追求,無法對施工流程進行嚴格把控,這樣就會導(dǎo)致偷工減料、貪污腐敗等惡劣行為出現(xiàn),不僅會導(dǎo)致?lián)跬林ёo內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性降低,而且還會對施工人員生命安全造成一定程度的威脅,施工安全風(fēng)險就會變得越來越大。另外,礦山巖土工程在施工過程中有很多工序是在地下開展的,這些工序會受到水文地質(zhì)因素帶來的影響,而且地下施工條件也具有一定的局限性,最終就會導(dǎo)致相關(guān)技術(shù)無法充分發(fā)揮效果。
在具體實施深基坑支護作業(yè)施工之前,要將各項準備工作落到實處,預(yù)防后續(xù)施工出現(xiàn)安全隱患。首先,針對施工周邊環(huán)境實施全方位的勘察,并熟悉基層設(shè)施、管道與管線所預(yù)留的部位等且記錄在案,為之后的深基坑支護作業(yè)順利實施奠定基礎(chǔ)。此外,提取土樣時,需要選擇具有代表性的土壤進行樣品質(zhì)檢,依照質(zhì)檢成果來設(shè)計支護方案。其次,加強水文地質(zhì)勘查,從而深入了解深基坑所屬區(qū)域的水位變化、補給情況,從而使深基坑支護施工安全規(guī)范化。最后,做好施工區(qū)域的巖土勘察工作,并設(shè)置勘察點,落實各項檢測工作,從而使巖土工程深基坑施工得以井然有序?qū)嵤A硗?,在支護樁施工階段,結(jié)合施工環(huán)境和巖土工程結(jié)構(gòu)情況,計算相應(yīng)的力學(xué)參數(shù),從而設(shè)計出來相應(yīng)的樁型,然后將樁截面和長度計算出來,預(yù)防影響支護樁的正常使用,保障支護樁的承載力達標。值得注意的是,需要嚴格依照巖土工程施工規(guī)范標準與支柱樁功能來實施,并嚴格依照經(jīng)濟實用性原則來科學(xué)規(guī)劃多邊形、矩形與圓形樁[2-4]。
在深基坑支護技術(shù)高速發(fā)展的形勢下,深基坑支護施工數(shù)據(jù)的搜集水平得到顯著提升,并逐漸找到了支護結(jié)構(gòu)的受力規(guī)律,為進一步優(yōu)化深基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計理念奠定了堅實的基礎(chǔ)。所以,解決深基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計問題時,設(shè)計人員務(wù)必要樹立全新、先進的設(shè)計理念,施工單位需要構(gòu)建健全的信息化反饋機制,運用先進的設(shè)計方式來保障深基坑支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計水平,為后續(xù)施工打下堅實的基礎(chǔ)。
為了能夠達到預(yù)期的土方開挖效果,施工人員要在這個過程中對基坑周圍的自然地理條件進行精確掌握,根據(jù)實際情況來對機械設(shè)備進行合理選擇,對相關(guān)管道的走向及標高進行科學(xué)設(shè)計,這樣才能夠進一步提高開挖方案整體的科學(xué)性和有效性,在實際開挖過程中要避免對管道造成破壞,確保整體施工正常開展?;娱_挖過程中會受到天氣條件帶來的影響,這就要求施工人員要根據(jù)施工情況來進行合理的設(shè)計,將基坑開挖時間與降雨季節(jié)錯開,如果開挖過程中遇到降雨,施工人員可以使用相關(guān)的材料來對坡面進行覆蓋,這樣才可以減少損失。除此之外,施工單位在開挖過程中要按照由上到下的方式進行,在遇到比較硬的土層是可以采用爆破方式來處理,在爆破之前要確保工程整體的完整性和安全性,避免施工人員生命安全受到很大程度的威脅。
委派專人檢測邊坡情況,一旦發(fā)現(xiàn)偏差,需及時糾正。施工單位要實時管控施工現(xiàn)場的具體情況,預(yù)防發(fā)生欠挖或超挖現(xiàn)象。施工現(xiàn)場管理務(wù)必要做到面面俱到,一旦出現(xiàn)問題,及時予以解決。例如,對于邊坡變形問題,要及時矯正變形部位,一般糾正變形部位要通過人工方式來實施,校正后立即檢測邊坡質(zhì)量,達標后再進行后續(xù)施工。
施工單位要強化施工現(xiàn)場人員的培訓(xùn),以提升現(xiàn)場作業(yè)人員的綜合水平。施工人員要重視混凝土澆筑質(zhì)量,混凝土澆筑時間不同,會影響工程施工質(zhì)量。澆筑混凝土?xí)r,如果氣溫過高,會使得內(nèi)部結(jié)構(gòu)在短期內(nèi)不能凝固,表面會由于濕水不夠而出現(xiàn)變形,所以在條件允許的情況下,要選擇在低溫或者陰天進行澆筑,預(yù)防因為不合規(guī)操作而使得質(zhì)量大打折扣。此外,設(shè)計人員需要不斷積累施工實踐經(jīng)驗,以保障設(shè)計出來的支護結(jié)構(gòu)更具實用性。
為了進一步確保巖土工程深基坑支護的安全可靠性,來維持巖土工程支護樁身結(jié)構(gòu)的完整性,要注重樁身混凝土結(jié)構(gòu)的密實性,科學(xué)灌注樁。在具體施工中,優(yōu)先選擇質(zhì)量、綜合性能好的混凝土原材料,以便管控后期施工,最終保障樁身混凝土結(jié)構(gòu)的荷載、彈性與強度。樁身混凝土加固技術(shù)方式主要有間接、直接加固法,后者涵蓋黏貼纖維增強塑料、粘結(jié)鋼板與混凝土截面等。擴大混凝土截面施工方式的適應(yīng)能力強、施工工序簡單,可以通過適當加大混凝土界面來提高混凝土結(jié)構(gòu)的密實性。黏結(jié)鋼板也會被應(yīng)用在靜力樁中,其施工速度相對較快,而且樁身外觀不會受到任何影響。粘貼纖維增強塑料適宜運用各類受力性質(zhì)的混凝土,以顯著提升樁身結(jié)構(gòu)等級。前者主要是在使用時運用預(yù)應(yīng)力、加大支撐的方法,其中預(yù)應(yīng)力加固的效果最優(yōu),可以顯著降低加固構(gòu)件的應(yīng)力,來調(diào)整樁身混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力。
在巖土工程中,施工單位需要強化全面管理,監(jiān)控并協(xié)調(diào)好施工階段的各項工作,指導(dǎo)施工隊伍施工規(guī)范合理化,預(yù)防由于疏忽而引發(fā)安全事故的出現(xiàn)。此外,為了從根本上避免土層變形問題,施工單位必須全方位監(jiān)測施工周邊土層變形的實際情況,一旦周邊土層存在變形的情況,需要及時運用行之有效的對策來進行相應(yīng)解決。具體運用深基坑支護技術(shù)時,施工人員需要嚴格依照規(guī)范標準來有條不紊地予以實施。
變形觀測在工程發(fā)展的過程中一直發(fā)揮著重要的作用,其中基坑邊坡變形觀測、周圍建筑變形觀測和其他觀測方式都發(fā)揮著重要的作用。在實際施工過程中,大家可以通過監(jiān)測數(shù)據(jù)來了解土方開挖和深基坑支護的具體情況,這樣也就能在第一時間分析產(chǎn)生變形的原因。如果遇到復(fù)雜的大型工程,大家需先采用專業(yè)的論證方式進行研究,并為降低工程造價提出有效的策略。排樁支護為最常用的支護方式,其操作簡單,而且不需要耗費很多成本,一般被應(yīng)用于7m~15m的深基坑工程中。采用該方式,不僅工程剛度較大,而且使用過程中有較強的抗彎能力,也不會在使用過程中出現(xiàn)擠土現(xiàn)象,最終不會對周圍環(huán)境產(chǎn)生影響[5]。
綜上所述,深基坑支護作為巖土工程基礎(chǔ)施工體系的重要組成,對于建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、負荷分配能力有著最為直接的影響。文章從實際出發(fā),在明確深基坑支護施工技術(shù)特點、基本構(gòu)成的基礎(chǔ)上,通過對各項支護施工技術(shù)的合理化使用,確保支護施工的應(yīng)用水平得到提升,以及深基坑的結(jié)構(gòu)強度、風(fēng)險防范得到保障,促使形成完善的深基坑施工質(zhì)量管理體系,滿足巖土工程基礎(chǔ)施工的基本要求。