王雨池
摘 要:在城市建設(shè)進程越來越快的背景下,建筑深基坑項目越來越常見,相關(guān)施工經(jīng)驗的積累也越來越豐富,可以作為后續(xù)工程建設(shè)的技術(shù)指導(dǎo),減少各種施工問題的發(fā)生。建筑深基坑支護施工具有較強的技術(shù)性與專業(yè)性特點,所選支護形式是否合適對最終的施工效果有著較大影響。并且整個施工過程比較容易受外界因素的干擾,且處理不當(dāng)還會對周邊環(huán)境造成擾動,因此對整個施工要求有著十分嚴格的要求。施工前基于現(xiàn)場環(huán)境編制科學(xué)可行的施工方案,并以此為依據(jù)指導(dǎo)支護施工作業(yè)的進行,將各項管理措施落實到位,達到與設(shè)計一致的施工效果。
關(guān)鍵詞:建筑工程;深基坑支護;施工技術(shù);施工管理
為提高土地資源利用率,現(xiàn)代建筑工程對地下空間的開發(fā)程度越來越高,無論是商業(yè)辦公還是綜合樓類建筑均設(shè)計有地下室,這就導(dǎo)致深基坑項目越來越多。建筑工程深基坑支護施工受多方要素的影響,包括地層土質(zhì)、水文條件甚至是周邊建筑等均有著較大的關(guān)系?,F(xiàn)在可選擇的支護方法眾多,在實際施工中需要綜合比選、靈活選擇,同時加強整個施工流程的管理,把控好每一個細節(jié),科學(xué)預(yù)測可能會遇到的突發(fā)事故,并提前做好預(yù)防,確保施工高效性與安全性,全面提升工程施工質(zhì)量。
一、建筑深基坑支護施工特點
1.基坑深度大
為緩解工程建設(shè)與土地資源之間的供需矛盾,現(xiàn)在房屋建筑工程不僅樓層在逐漸的增加,而且對地下空間的開發(fā)程度也越來越大,因此出現(xiàn)了更多的深基坑項目。目前深基坑最深可達到20m,且存在持續(xù)增加的趨勢。隨著開挖深度的越來越大,支護施工的難度也在不斷的增加,對技術(shù)工藝的要求更加嚴格。目前可選擇的支護形式比較多,但是不同支護方法所適用的條件不同,需要從實際出發(fā),合理篩選確定最佳方案,制定科學(xué)施工計劃,指導(dǎo)完成每道工序,提高支護效果。
2.施工環(huán)境復(fù)雜
深基坑施工環(huán)境更加的復(fù)雜,受地質(zhì)地形因素的影響更大,是影響支護施工效果的重要因素。尤其是周邊已經(jīng)存在建筑物以及管線項目,對深基坑施工有著極大的干擾,同時支護施工時也要注意避免對周邊環(huán)境產(chǎn)生的擾動,確保施工作業(yè)的安全性。雖然現(xiàn)在各種支護技術(shù)已經(jīng)相對成熟,但是處于不同環(huán)境下的工程項目所適用的支護形式不同,主要是因為水文地質(zhì)條件差異較大,再加上地下管線錯綜復(fù)雜,在增加施工難度的同時,也會影響最終的支護效果[1]。并且,深基坑開挖處理不當(dāng)還會產(chǎn)生不均勻沉降問題,因此必須要提前做好地址勘察,掌握水文地址特點,然后篩選合適的支護形式,并編制科學(xué)可行的施工方案,合理規(guī)避各種可能會發(fā)生的事故,提高施工整體效果。
3.勘測數(shù)據(jù)復(fù)雜
前期勘察是否規(guī)范直接影響著后期的支護施工效果,必須要提高對此方面的重視。由專業(yè)勘察單位到現(xiàn)場進行勘察,了解工程當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)形態(tài)以及基坑巖層,確定地下水位實際情況,總結(jié)所有勘察數(shù)據(jù)并進行分析。同時,還要注意與相關(guān)單位保持有效溝通,獲取往年地下水位、氣候條件、給排水以及燃氣等相關(guān)信息,結(jié)合市政規(guī)劃計劃做好相關(guān)施工方案的設(shè)計,盡量避免相互之間的干擾[2]。但是在實際操作中此項工作存在著較大的難度,尤其是深度較大的基坑,以及地形地勢復(fù)雜的場地,勘察工作將要面臨更多問題。并且,勘察測量范圍、測量儀器設(shè)備以及測量技術(shù)水平等均會影響所獲數(shù)據(jù)的準確性,即便是后期篩選也非常復(fù)雜。想要保證勘察工作實施的規(guī)范性與專業(yè)性,必須要做好現(xiàn)場質(zhì)量監(jiān)督,對所獲數(shù)據(jù)進行集中整理和專業(yè)分析,確保能夠為后續(xù)的支護設(shè)計以及施工提供可靠支持。
二、建筑深基坑支護常用形式
1.鋼板樁支護
鋼板樁支護在建筑工程深基坑施工中比較常見,技術(shù)已經(jīng)比較成熟,支護效果與所選鋼板樁材料性能有著密切聯(lián)系,可根據(jù)實際需求來選擇淺口或鎖口熱軋型材料。按照要求完成鋼板樁支護之后,要強調(diào)對鋼板樁連接的管理,確保所有鋼板樁能夠形成一個完整的鋼板墻,達到更好的擋水、擋土等要求,為基坑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與安全提供保障。鋼板樁支護在實踐應(yīng)用中已經(jīng)積累了大量的經(jīng)驗,現(xiàn)場作業(yè)難度比較小,但容易受到外部因素的影響,造成結(jié)構(gòu)變形影響支護效果。想要選用鋼板樁支護形式進行施工,需要結(jié)合基坑深度以及土質(zhì)水文條件來綜合分析,選擇SMW工法樁處理,形成鉆孔灌注樁、地下連續(xù)墻支護體系,完成深基坑的支護施工[3]。另外,為避免支護形式單一導(dǎo)致的施工效果降低,應(yīng)盡量建立通道型深基坑,根據(jù)設(shè)計要求形成多道支撐。其中,鋼筋混凝土支撐水平間距可控制在3~5m,支撐材料的型號包括609mm×16mm、800mm×20mm與800mm×16mm,共同組成內(nèi)支撐,提高基坑支護整體效果[4]。
2.土釘墻支護
土釘墻支護按照施工類型可分為旋人式與鉆孔式兩種,施工工序即對基坑壁打孔加固,然后灌漿并噴涂混凝土,然后輔助其他支撐體系?,F(xiàn)場施工時,需要先在土層內(nèi)按照設(shè)計角度設(shè)置一個支護,然后加入土釘,最后在進行澆筑或者表面噴射混凝土的方式進行邊坡加固??變?nèi)灌漿會進一步加強土釘與周邊圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)土體的摩擦和粘結(jié)作用,進而可以限制邊坡的位移,土釘與土體之間的整體效應(yīng)更強,且表土與邊坡的約束力更強,保證了基坑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。雖然目前土釘墻支護技術(shù)尚不成熟,但是依然存在著諸多的優(yōu)點,包括工藝簡單、現(xiàn)場管理難度小等,并且具有較強的靈活性,可以通過調(diào)整土釘?shù)拿芏扰c長度,來增強土釘強度[5]。另外,實際施工中還要注意控制注漿參數(shù),例如密度、強度等,保證可以達到最佳支護效果。
3.樁錨支護
樁錨支護技術(shù)在建筑深基坑施工中非常常見,分為樁錨保持系統(tǒng)、錨桿以及錨定系統(tǒng)幾部分,具有硬度高、成本低、施工簡單以及環(huán)境干擾小等特點,對于不同工程具有較強的適應(yīng)性。深基坑周圍存在著土壓力、水壓力以及周邊建筑帶來的壓力,這時向土體內(nèi)打樁,不可避免的會產(chǎn)生一定位移,而位移同時會對周圍土體產(chǎn)生壓力,有效預(yù)防了水平位移,可以抵消一部分主動土壓力的作用。錨固力會通過錨桿來向周圍傳遞作用力,以此來達到限制樁體平移的目的,對基坑起到良好的支護作用。在對房屋建筑深基坑施工時,設(shè)置單根錨桿想要保證較高的支撐拉力,就需要保證橫截面足夠大,同時還要兼顧錨桿和井壁之間粘結(jié)力大小對支護效果帶來的影響。樁錨支護屬于組合支撐系統(tǒng),需要在預(yù)支撐的基礎(chǔ)上施加預(yù)應(yīng)力錨,并且設(shè)置單層活錨或者多層錨均可增強支承系統(tǒng)的穩(wěn)定性。一般來講深度在10~15m的基坑,多采用補給支撐體系與單層錨地的方式處理;深度達到15m以上時,則需要采用復(fù)合錨桿方式處理,保證基坑支護的穩(wěn)固性[6]。
4.地下連續(xù)墻支護
如果房屋建筑工程所處地質(zhì)環(huán)境比較復(fù)雜,則可以選擇地下連續(xù)墻方式進行深基坑支護施工,對于不同地理條件具有較強的適應(yīng)性,現(xiàn)場作業(yè)比較簡單,施工效率高以及產(chǎn)生的噪音小,足以保證支護體系具有較高的強度與穩(wěn)定性,同時還具有良好的防水以及防沖擊能力。結(jié)合實踐經(jīng)驗來看,對于砂土土壤以及軟黏土環(huán)境選擇地下連續(xù)墻支護施工優(yōu)勢更加突出。地下連續(xù)墻支護技術(shù)已經(jīng)比較成熟,所應(yīng)用的是現(xiàn)澆鋼筋混凝土,要先進行地下連續(xù)墻槽段的施工,然后制作并安裝鋼筋籠,吊放到設(shè)計的位置,進行可靠連接后,便進行最后的混凝土澆筑[7]。
5.水泥攪拌樁支護
對于軟土地基的建筑工程,深基坑支護便可以選擇水泥攪拌樁的方式進行處理,且以粘性土壤、淤泥土質(zhì)等地質(zhì)條件最為適用。以混凝土材料作為加固劑,然后利用深層攪拌機來鉆設(shè)樁基,在向土層內(nèi)鉆設(shè)的過程中,同步向內(nèi)灌注提前制備完成的混凝土材料,促使混凝土漿液與原有土壤充分混合,待混凝土凝固后便可形成穩(wěn)固的支護體系[8]。水泥攪拌樁支護施工對技術(shù)工藝的要求較高,每道工序均要嚴格按照專業(yè)規(guī)范進行,保證支護結(jié)構(gòu)強度以及穩(wěn)定性均可達到設(shè)計標準。另外,在現(xiàn)場施工時需要注意避免對周邊環(huán)境產(chǎn)生的擾動,以及條件允許的情況下可以在混凝土材料內(nèi)摻加適量的粉煤灰,在不影響支護效果的同時,降低施工成本。
三、建筑深基坑支護施工常見問題
1.設(shè)計與實際偏差較大
很多深基坑支護工程依然存在著設(shè)計與施工分離的情況,分別由不同單位負責(zé)完成,這樣就存在更大的可能會出現(xiàn)設(shè)計與施工偏差較大的問題,影響工程的正常施工。尤其是部分工程過分依賴實踐經(jīng)驗,所設(shè)計的土壓力便會與實際存在較大的偏差,沒有完善的計算方法作為支持,必定會反映到支護效果上。另外,支護施工對基坑變形產(chǎn)生的影響是非常復(fù)雜的,任何一個設(shè)計參數(shù)不合理均有可能影響施工質(zhì)量,再加上現(xiàn)場監(jiān)管不當(dāng),無法及時發(fā)現(xiàn)存在的問題,而遺留下質(zhì)量隱患。
2.施工方法選擇不當(dāng)
所選施工方法不合理,會造成實際施工難度增加,除了有更大可能產(chǎn)生質(zhì)量問題以外,還會延誤工期,產(chǎn)生更大損失。出現(xiàn)此種問題的關(guān)鍵因素是因為施工人員專業(yè)能力較差,技能水平無法滿足施工要求。并且存在較多的施工人員對實踐經(jīng)驗的依賴性比較強,導(dǎo)致施工的規(guī)范性較差,更容易發(fā)生變更等問題,發(fā)生質(zhì)量以及安全事故的概率更高。深基坑支護施工專業(yè)性比較強,每一道工序均需要嚴格按照設(shè)計方案進行,不得隨意更改,如果因為管理不嚴格而發(fā)生變更,將會直接影響后續(xù)施工內(nèi)容無法正常進行。盲目性施工與隨意性施工是比較常見的問題,必須要提前做好預(yù)防,嚴格落實技術(shù)較低策略,根據(jù)設(shè)計方案合理選擇施工方法,并提前對施工人員進行技能培訓(xùn),熟練掌握施工要求與技術(shù)要點,對自身行為進行約束規(guī)范,一切作業(yè)必須要符合施工組織方案內(nèi)容,每個細節(jié)均要達到相關(guān)技術(shù)標準[9]。
3.邊坡支護存在偏差
在深基坑支護施工過程中還存在一個比較明顯的問題,即邊坡支護與土方開挖之間存在偏差,無法按照計劃施工作業(yè)。深基坑土方開挖量大,雖然工藝簡單但是投入大,多需要通過大型機械設(shè)備作業(yè),對施工人員的技能要求比較低。相比來講,支護施工專業(yè)性更強,現(xiàn)場作業(yè)比較復(fù)雜,必須要嚴格把握每一個節(jié)點,確保不會出現(xiàn)施工問題。在實際施工中,土方開挖要先于支護施工,并且所需時間較長,一般可持續(xù)到工程交付。土方開挖和基坑支護之間存在諸多的交叉作業(yè),彼此之間相互影響,現(xiàn)場管理調(diào)度難度非常大。但是很多工程忽視了這方面的要求,尚未建立統(tǒng)一的規(guī)章制度,所有施工管理工作存在較大的盲目性與隨意性,這樣就很容易造成施工偏離設(shè)計,無論是技術(shù)工藝還是作業(yè)安全均存在著更高的風(fēng)險,有更大的概率會發(fā)生偏差,影響最終的支護處理效果。甚至?xí)驗橄嗷ブg交叉影響,工序安排存在矛盾,導(dǎo)致無法按照進度計劃施工作業(yè),產(chǎn)生更大損失[10]。因此土方開挖必須要嚴格按照計劃進行,且需要提前與支護單位進行有效溝通,協(xié)調(diào)好施工時間和作業(yè)順序,處理好交叉作業(yè)之間的關(guān)系,為順利施工打好基礎(chǔ)。
四、建筑深基坑支護施工技術(shù)要點
1.前期充分準備
為保證深基坑支護施工作業(yè)順利進行,前期必須要做好充分的準備工作,并且科學(xué)預(yù)測可能會發(fā)生的問題,通過提前預(yù)防來進行有效預(yù)防,避免問題真實發(fā)生。首先,要科學(xué)專業(yè)的設(shè)計施工方案,從工程實際情況出發(fā),綜合現(xiàn)場條件,準確掌握基坑設(shè)計參數(shù),并基于此來完成方案設(shè)計,縮小方案與實際之間的偏差,爭取可以通過施工方案來為現(xiàn)場作業(yè)提供可靠的技術(shù)知道。合理選擇支護結(jié)構(gòu)形式,并制定針對性的施工計劃,做好所有細節(jié)安排,準備并規(guī)劃好所有資源,為工程正式施工提供保障。其次,要做好現(xiàn)場平面布置,對所需要的機械設(shè)備以及材料工具等提前進行規(guī)劃安排,對現(xiàn)場進行功能區(qū)域的劃分,例如機械作業(yè)以及人工作業(yè)空間、運輸路線、材料堆放區(qū)等,避免各區(qū)域之間的相互干擾,同時也為高效施工打好基礎(chǔ)[11]。另外,還需要在深基坑四周設(shè)置欄桿,并落實配套的警示裝置,避免外部因素導(dǎo)致的安全事故發(fā)生。最后,要完善所有規(guī)章制度,建立專門的施工管理體系,既可以來約束施工行為,又能夠及時解決發(fā)生的突發(fā)事故。整個施工過程均要按照標準要求貫徹落實技術(shù)交底策略,減少各種原因?qū)е碌淖兏鼏栴}發(fā)生。
2.規(guī)范施工作業(yè)
按照計劃進行支護施工,以預(yù)應(yīng)力錨桿支護為例,根據(jù)設(shè)計方案,綜合地質(zhì)土層特點以及錨桿長度、安裝定位技術(shù)等條件,靈活調(diào)整鉆孔深度。鉆孔時可采用風(fēng)動潛孔錘沖擊以及回轉(zhuǎn)鉆進組合方式作業(yè),提高成孔質(zhì)量。首先鉆孔時要強調(diào)對鉆機軸線傾角以及方位角的檢查復(fù)核,保證施工角度準確。還要對鉆桿的狀態(tài)進行檢查,確認是否存在損壞,以免在鉆進過程中產(chǎn)生施工事故。其次要準備多個鉆頭,一般以3~5個為宜,各鉆頭之間保持10~20cm間距,盡量縮小鉆孔直徑和實際孔徑的差異[12]。最后應(yīng)用干法成孔的方法作業(yè),控制好鉆孔順序,避免相鄰鉆孔之間的相互干擾。每個階段的施工作業(yè)均要嚴格按照設(shè)計進行,不得私自更改施工計劃,加強現(xiàn)場督查,確認上下工序正常,減少違規(guī)作業(yè)的發(fā)生。
3.注重降水防水
一方面是注意地下水的處理,避免因為地下水上漲或滲漏造成基坑內(nèi)積水,一旦發(fā)生將會造成基坑土體不均勻沉降以及變形失穩(wěn),不僅會影響支護結(jié)構(gòu)施工效果,還容易發(fā)生安全事故。因此需要基于現(xiàn)場情況合理選擇降排水方法,例如基層地層滲透系數(shù)較高的情況下,可以設(shè)置止水帷幕,或者是采用井點降水以及管井降水的方法處理。另一方面則是地表水排出,設(shè)置排水溝,以免積水侵入基坑,如果水量較大的情況,還可以采用潛水泵將基坑內(nèi)的積水快速排出,盡量降低對支護以及支撐系統(tǒng)的影響。
結(jié)束語:
房屋建筑深基坑支護施工具有較多的選擇,目前各種支護技術(shù)已經(jīng)比較成熟,面對各種不同特點的地質(zhì)環(huán)境有著較強的適應(yīng)性,可以結(jié)合工程實際情況靈活選擇。同時,要加強施工技術(shù)管理,完善施工方案的設(shè)計,制定詳細的施工計劃,指導(dǎo)現(xiàn)場支護施工的有序進行,減少各種質(zhì)量以及安全問題的發(fā)生,提高工程建設(shè)綜合效益。
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