林培貞
(福建省閩東南地質(zhì)大隊,福建 泉州 362000)
巖土工程施工強(qiáng)度逐漸增大,而在巖土工程深基坑施工過程當(dāng)中,支護(hù)工程具有較高的復(fù)雜程度,當(dāng)前深基坑支護(hù)技術(shù)獲得了很大發(fā)展,但是深基坑支護(hù)難度也在不斷加大,所以還必須要對深基坑支護(hù)方法進(jìn)一步加大研究力度,不斷創(chuàng)新和完善深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu),提高深基坑支護(hù)水平,并加強(qiáng)監(jiān)管,好的推動深基坑支護(hù)工程獲得更好的發(fā)展。下文當(dāng)中對巖土工程施工中深基坑支護(hù)問題進(jìn)行分析探討,并提出一些有效的對策,以供參考。
(1)基坑支護(hù)工程是一種臨時性的工程,在安全儲備設(shè)計方面相對較小,同時又和地區(qū)地質(zhì)條件存在非常緊密的關(guān)系,受到不同地區(qū)地質(zhì)條件的影響。另外,基坑支護(hù)工程是一項系統(tǒng)性的工程涉及諸多方面,屬于結(jié)構(gòu)工程,巖土工程與施工工程彼此相互交叉的學(xué)科,施工過程當(dāng)中常常受到很多方面因素影響,因此基坑支護(hù)工程屬于理論上尚待發(fā)展的綜合性的技術(shù)學(xué)科[1,2]。
(2)基坑工程施工不僅難度大,復(fù)雜程度高,而且施工過程當(dāng)中還面臨著造價高,開工數(shù)量多等各種問題,也是各個施工單位爭奪的焦點。基坑工程施工過程當(dāng)中具有復(fù)雜的技術(shù)程度,涉及很多方面,也存在很多的變化因素,導(dǎo)致事故時有發(fā)生,因此說基坑支護(hù)工程也是建筑工程領(lǐng)域具有很強(qiáng)挑戰(zhàn)性的工程項目,將基坑工程支護(hù)工作充分做好,不僅有利于保證基坑工程整體質(zhì)量安全,還能控制和減少工程造價,對于推動基坑工程持續(xù)健康發(fā)展意義重大。
(3)近年來,伴隨經(jīng)濟(jì)社會不斷發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)日漸提升,基坑工程也獲得了巨大發(fā)展,而且逐漸面向大面積大深度方向發(fā)展,有的基坑在長度以及寬度方面達(dá)到了百余米以上,甚至有的深度超過二十多米,工程規(guī)模越來越大,施工復(fù)雜程度也不斷增高。
(4)巖土有著千變?nèi)f化的性質(zhì),地質(zhì)存在不同的埋藏條件以及水文地質(zhì)條件,具有不均勻性與復(fù)雜性,這也給地質(zhì)勘察工作帶來一定影響,導(dǎo)致獲取的數(shù)據(jù)較為離散,無法充分的反應(yīng)土層具體情況,精確度不高,這些也加大了基坑支護(hù)工程設(shè)計與施工難度,導(dǎo)致巖土工程深基坑支護(hù)過程當(dāng)中存在很多問題,下文將對這些問題進(jìn)行具體分析。
土體取樣與檢測試驗在巖土工程深基坑支護(hù)設(shè)計方面占據(jù)非常重要的地位,深基坑土體結(jié)構(gòu)十分的復(fù)雜,保證土體取樣質(zhì)量非常關(guān)鍵。然而在巖土工程設(shè)計工作當(dāng)中,一些工作人員不重視土體取樣,影響土體取樣典型性與其代表性,很難保證取樣結(jié)構(gòu)的質(zhì)量與完整性。
深基坑支護(hù)有著非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu),工作人員沒有對深基坑開挖過程當(dāng)中的空間效應(yīng)問題有效解決,沒有充分考慮到支護(hù)結(jié)構(gòu)位移情況帶來的影響,依照開挖平面來設(shè)計支護(hù)結(jié)構(gòu),對其完整性與穩(wěn)定性造成不良影響。
深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)時沒有科學(xué)全面的分析觀力學(xué)參數(shù),對土體壓力變化情況缺乏充分了解,對深基坑支護(hù)經(jīng)濟(jì)性與穩(wěn)定性造成嚴(yán)重影響,阻礙深基坑支護(hù)方案有效實施。
不規(guī)范的管理與施工對深基坑支護(hù)施工造成很大影響,沒有科學(xué)的修整邊坡,使其順直度和平整度受到很大影響,水泥攪拌樁摻量不合格,施工工作未根據(jù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格施工,依然有偷工減料的情況存在,引發(fā)水泥裂縫,支護(hù)工作開展過程當(dāng)中,只關(guān)注施工進(jìn)度,導(dǎo)致開挖土層支護(hù)邊坡不統(tǒng)一,工程安全性很難保障。
結(jié)合現(xiàn)場具體實際,運用反鏟挖掘機(jī)進(jìn)行開挖,并運用這些汽車運輸土方,首層土方根據(jù)西北到東南方向?qū)嵤╅_挖作業(yè),在開挖作業(yè)基礎(chǔ)上形成平臺,并對錨桿進(jìn)行設(shè)置,噴射混凝土。開挖第二層土方過程當(dāng)中,根據(jù)西北東南向?qū)嵤╅_發(fā)作業(yè),在開挖土方的基礎(chǔ)上形成穩(wěn)定平臺,錨桿設(shè)置之后,將鋼筋網(wǎng)合理掛設(shè),并噴射混凝土,開挖過程當(dāng)中以免和支護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)碰撞,在坡面與坑底留有300mm通過人工手段進(jìn)行修坡和開挖,開挖符合設(shè)計標(biāo)高要求之后,進(jìn)行墊層澆筑,將振搗工作做好,承臺部位運用人工手段進(jìn)行開挖,并及時運走開挖過程當(dāng)中形成的土方,臨時性的堆載在現(xiàn)場應(yīng)當(dāng)控制在10kPa,不可以有超載堆載存在于基坑周圍。
修整好開挖作業(yè)面之后,將混凝土按照40mm厚度噴射與放坡表面,并將一層鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)于噴錨支護(hù)表面,對混凝土進(jìn)行噴射,厚度控制在60mm,根據(jù)1:2:2的比例合理配比水泥、砂、石保證混凝土質(zhì)量,選擇中粗砂作為細(xì)骨料,選擇的粗骨料為碎卵石,主要為2cm左右的粒徑大小,強(qiáng)度達(dá)到C20的等級,并根據(jù)0.4控制水灰比。運用干式噴射的工藝手段,根據(jù)0.15MPa控制噴頭部位的壓力,運用速凝劑合理的進(jìn)行添加,使凝結(jié)速度有效加快。噴射完成之后,混凝土終凝,灑水進(jìn)行相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)工作,確?;炷帘砻娴臐駶櫺?,通常進(jìn)行5~7天左右的養(yǎng)護(hù)?;炷翉?qiáng)度符合相關(guān)強(qiáng)度要求之后,開挖下層土層,同時實施土釘施工。分層分段的鋪設(shè)鋼筋網(wǎng),緊密貼合于固定鋼筋網(wǎng)及其邊壁,同時向地面進(jìn)行延伸,約為0.5m長。綁扎搭接鋼筋網(wǎng),上下段進(jìn)行搭接,應(yīng)當(dāng)控制在300mm長度,水平方向應(yīng)當(dāng)根據(jù)直徑20倍控制搭接長度。
運用的支護(hù)錨管為準(zhǔn)48鋼管,達(dá)到3mm的壁厚,根據(jù)30cm間距,在管壁部位進(jìn)行開孔,管壁長度方向上開孔錯開120°,設(shè)置8mm~10mm的孔徑,在距離基坑1/3的側(cè)壁不進(jìn)行開孔,將孔開好之后通過沖擊錘,向地層當(dāng)中設(shè)置,孔生不能達(dá)到50mm的偏差,孔距應(yīng)當(dāng)控制在100mm偏差范圍,垂直度控制在5°偏差范圍內(nèi)。
進(jìn)行錨管注漿之前,運用清水沖洗管體,當(dāng)從管中流出變清澈之后為止,注漿應(yīng)當(dāng)以管底部未開始,加入適量的增強(qiáng)劑,使其快速凝固,根據(jù)0.45~0.50控制泥漿水灰比,并按照0.35MPa~0.50MPa壓力范圍控制注漿壓力,根據(jù)120mm直徑進(jìn)行噴射[3,4]。
在開挖土方之前,應(yīng)當(dāng)認(rèn)真復(fù)核軸線和標(biāo)高,把施工區(qū)域當(dāng)中各個水準(zhǔn)點與軸線樁都向施工范圍之外引出,于建筑距離較遠(yuǎn)的位置上,穩(wěn)定的進(jìn)行布置,并采取有效的保護(hù)措施,通過紅色油漆標(biāo)識深度進(jìn)行控制,對于基坑周圍邊坡完成支護(hù)的,將控制線標(biāo)識充分做好。
基坑支護(hù)土體取樣質(zhì)量有效保障,開展檢測試驗,了解和掌握深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)具有的復(fù)雜性,選取典型而代表性的土樣,工作人員還必須要具備較強(qiáng)的專業(yè)技能和素養(yǎng),按照嚴(yán)格要求,科學(xué)合理的進(jìn)行土體取樣,提高檢測試驗水平,保證工程支護(hù)質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)效益。
和工程設(shè)計施工人員加強(qiáng)溝通聯(lián)系,采取切實有效的措施,將深基坑開挖過程當(dāng)中的空間效應(yīng)科學(xué)處置,于深基坑現(xiàn)場實際充分結(jié)合,構(gòu)建更加科學(xué)合理的施工方案,強(qiáng)化變形設(shè)計與施工監(jiān)測,是深基坑支護(hù)質(zhì)量得到最大程度的保障。認(rèn)真檢測與校核現(xiàn)場數(shù)據(jù),確保獲取的數(shù)據(jù)詳實準(zhǔn)確,提高深基坑支護(hù)水平。
在設(shè)計深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)時,要不斷的優(yōu)化有關(guān)參數(shù),具體的內(nèi)容包括:
(1)對樁徑和樁間距有效優(yōu)化,一般而言,增大樁徑會有效控制和減少基坑變形,然而達(dá)到相應(yīng)值之后,彼此產(chǎn)生的影響幅度將會大幅減少,而且采用過大的樁徑,會增加混凝土用量,使成本增加。樁間距增大時基坑也會增大變形幾率,而如果樁間距設(shè)計的太小,需要對樁數(shù)進(jìn)行增加,成本投入也會不斷加大,很難將樁間土體具有的自承載作用充分發(fā)揮出來,樁間距較大時,會引發(fā)失穩(wěn)情況,導(dǎo)致樁間滑出。為此,將土拱效應(yīng)方法科學(xué)合理的運用來,設(shè)計調(diào)整樁間距,確保其更加的合理,更大程度的保證安全性。
(2)對嵌固深度不斷的進(jìn)行優(yōu)化,以免出現(xiàn)深度太大或者太小的問題,深度較小時,極易導(dǎo)致坑內(nèi)支護(hù)結(jié)構(gòu)整體變形。倘若樁嵌固太深,在增強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性方面,效果不明顯,還會使成本大幅增加,所以應(yīng)當(dāng)科學(xué)合理的計算樁嵌固深度值,最大程度的保證其穩(wěn)定性與經(jīng)濟(jì)性。
(3)對錨固位置進(jìn)行優(yōu)化。設(shè)計深基坑樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)時,錨固位置位置的不同,也會對深基坑支護(hù)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生很大影響,所以應(yīng)當(dāng)結(jié)合實際科學(xué)合理的優(yōu)化,使其作用優(yōu)勢更大程度的發(fā)揮出來。
對深基坑的深度充分分析,并考慮深基坑周圍的環(huán)境條件、土體特點、地下水情況,對深基坑支護(hù)方案科學(xué)確定,基坑較前的可以選擇懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu),而深度較大的基坑,可以運用支撐式結(jié)構(gòu)或者是錨拉式結(jié)構(gòu),如果這些結(jié)構(gòu)都不適宜的可以運用雙排樁結(jié)構(gòu),基坑周圍存在復(fù)雜環(huán)境條件的,可以將支護(hù)結(jié)構(gòu)連接主體結(jié)構(gòu),也可充分考慮區(qū)域巖土工程條件,利用土釘墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行支護(hù)[5-7]。
對基坑坡頂存在的水平、豎向位移情況進(jìn)行監(jiān)測,并監(jiān)測地表沉降與周邊建筑物,并監(jiān)測地下水位??茖W(xué)合理的對監(jiān)測控制網(wǎng)進(jìn)行布設(shè),開展施工變形監(jiān)測。基準(zhǔn)點必須要具備較好的通視條件。監(jiān)測深基坑支護(hù)水平位移情況以及監(jiān)測基坑邊坡頂或冠梁頂上布設(shè)樁頂水平位移情況過程當(dāng)中,通過全站儀便能完成,獲取詳實的位移數(shù)據(jù),并將觀測點的高程測量出,對觀測點沉降量做出精準(zhǔn)計算,定時的進(jìn)行檢查與校正。在室外坪0.3m以上部位對周邊建筑觀測點合理的進(jìn)行設(shè)置,認(rèn)真詳細(xì)的觀測這些建筑物的沉降差以及傾斜角,通過直接測量方法來完成建筑物的高層測量,對插值精確的進(jìn)行計算,將沉降量給計算出來,及時的開展異常校正。另外,還應(yīng)當(dāng)認(rèn)真監(jiān)測預(yù)警異常情況,運用應(yīng)急安全施工處置方案進(jìn)行應(yīng)對,提供大量的信息支撐,更好地支持施工搶險工作,保證施工工作的安全性和穩(wěn)定性。