楊博宇
(四平市鼎新建筑工程有限公司,吉林 四平 136001)
基坑工程屬于施工過程中的地下隱蔽結構工程,在施工過程中會受到地下環(huán)境的影響,容易出現(xiàn)施工質量問題。地下環(huán)境較為復雜并且穩(wěn)定性較差,施工難度較大,增加了安全隱患的出現(xiàn)概率,也容易增加施工成本投入。為了能夠保證基坑工程穩(wěn)定性,需要針對深基坑施工采取支護措施,這樣才能夠保證地下結構的整體安全性,避免施工結構出現(xiàn)錯位的現(xiàn)象。支護施工過程中需要使用到的技術類型較多,且需要注意的要點也較多,在施工時容易因技術要點應用不到位出現(xiàn)質量問題。因此,在深基坑支護施工過程中需要重視支護技術的應用探究,把控技術要點的應用情況,保證支護工程穩(wěn)定性。
深基坑支護施工廣泛應用在房屋建筑施工中,各單位結合地區(qū)特點,加大力度研究深基坑支護施工技術,但仍有一些陳舊問題存在,無法保證工程的效益。從整體發(fā)展來看,深基坑支護施工技術主要包括擋墻型、連續(xù)墻式以及樁錨式支護,三者特點各有不同。圖1 為房屋施工流程圖。
圖1 房屋施工流程圖
擋墻型支護結構相對簡單,適應性較高,廣泛應用在房屋建筑中,有利于房屋建筑施工的安全運行,從整體上提升房屋建筑施工的效率。擋墻型支護適用于任何土質,可以借助混凝土來提高整體性能,充分滿足施工要求[1]。
連續(xù)墻式支護作為常見的建筑房屋深基坑支護類型,以鋼筋混凝土的墻體、泥漿護壁構件制成。連續(xù)墻式支護可以更好地確?;由疃?,進而保證房屋建筑的安全及質量。連續(xù)墻式支護更適用于深度較大的基坑施工,具有較好的防滲透性和堅固性,更好地保障房屋建筑的安全性和穩(wěn)定性[2]。
樁錨式支護是錨與灌注樁的結合體,以土體圍擋灌注樁,在土質不佳、地形復雜的環(huán)境更為適用。但樁錨式支護施工難度較大,對錨和錨索的質量要求較高,極大地增加了施工成本,無法保證工程的經(jīng)濟利益,在建筑房屋深基坑支護施工中使用頻率較小[3]。
鋼板樁支護可以保證支護效果,還可以阻擋水流,對深基坑內的土壤進行隔離和充分固定,保證土體的整體穩(wěn)定性,提供支護工程的建設效果。鋼板樁支護施工技術需要使用鋼板樁以及熱扎型鋼結合層鋼板墻,鋼板墻的硬度以及強度水平較高,具有較好的支護效果,是當前經(jīng)常使用的施工技術之一。在使用該技術時需要對深基坑的施工范圍進行分析,確保施工范圍符合施工技術的應用要求,否則容易影響到支護施工質量。鋼板樁支護施工技術應用時會給周圍環(huán)境造成噪聲污染,影響到周圍居民的日常生活,因此在施工過程中需要注重防噪聲措施的使用,避免給居民帶來過大的噪聲[4]。
土釘墻支護將土釘以及混凝土進行結合,能夠對深基坑進行加固處理,在完成深基坑開挖處理后,需要針對墻面進行修整之后,測量墻面數(shù)據(jù),明確具體的鉆孔位置。該技術具體是指在深基坑的內部插入細長桿,結合具體的施工范圍增加細長桿的插入數(shù)量,在細長桿上放置鋼筋網(wǎng),最后在鋼筋網(wǎng)上通過噴錨的方式構建保護層。土釘墻支護施工技術在操作時所需要經(jīng)過的環(huán)節(jié)較少,施工便利性較高,可以和其他不同的施工技術進行聯(lián)合使用,性價比較高。但是如果該施工地區(qū)地下水位較高,則不能選擇這一類技術,會影響到支護施工效果。
排樁支護施工技術應用靈活度較高,這也是在建筑施工活動中經(jīng)常使用該種技術的原因,可以根據(jù)施工地區(qū)的具體環(huán)境情況對深基坑實施有效支護。在進行排樁支護施工過程中,會應用到柱列式、組合式等多種不同的支護方式,需要在進行施工之前對深基坑進行精準的勘測,結合具體情況,選擇相應的排樁支護方案。在明確支護工程的施工方案后,對具體施工位置進行明確,之后利用專業(yè)的設備實施鉆孔施工,在孔內注入鋼筋混凝土,則能夠形成排樁支護體系。排樁支護施工技術在施工過程中需要使用到水泥攪拌樁,可以在地下水位高、土壤較為松軟的區(qū)域實施施工,擋水功能以及防水作用均較強。特別是針對疏松土質也可以起到較好的支護效果,有效提高地下結構的穩(wěn)定性。在選擇密排鉆孔樁的過程中,需要將深基坑工程深度作為選擇標準,及時調整鉆孔樁密度,能夠有效發(fā)揮該施工技術的應用效果。排樁支護模式除噪的能力較好,施工方式較為簡單,因此在施工過程中的應用十分廣泛[5]。
土層錨桿施工過程中,應當保證孔位設置的準確性,并對不同孔之間的距離進行明確,針對設計方案實施調整和審查,在保證設計處于正確的狀態(tài)之下完成施工。
首先,需要進行測量,按照相關作業(yè)標準對施工區(qū)域進行準確勘察,完成測量后明確錨桿所處的位置,避免點位之間出現(xiàn)誤差問題,并對其測量誤差進行合理控制。工程相關管理人員需要對測量情況進行反復檢測,保證傾角參數(shù)、標高參數(shù)以及位置均處于無誤的狀態(tài),以此來為支護施工質量打下重要的基礎。其次,進入鉆孔施工環(huán)節(jié)。在鉆孔時由于個別硬質材料的影響,會給其造成一定的阻礙,此時不能強行鉆進,需要停止鉆進對受阻的位置進行檢測,之后結合檢測的情況設計處理方案,避免在鉆進過程中給鉆進工具造成不合理的磨損或者損傷。最后,進入灌漿階段。為了保證錨桿處于穩(wěn)固的狀態(tài),需要通過灌漿實施加固處理。操作過程中,工作人員應當合理設計灌漿時所使用材料的配合比例,對灌漿材料攪拌時間以及攪拌速度進行調整,對孔內存在的雜物進行處理,保證灌漿有效性。
該工程占地面積為23612 平方米,其中地面面積為116000 平方米,地下52000 平方米。項目由三棟寫字樓及一間地下停車場組成。3 棟寫字樓中,1 號樓采用樁式閥門,主體采用鋼筋混凝土混合結構,辦公樓2、3 采用筏式地基,采用鋼筋混凝土剪力墻。
本工程制訂了4 種基坑支護方案。
1.地下連續(xù)墻支護。地下連續(xù)墻對土層條件的要求不高,但實用性很強,采用這種方法可以保證其整體剛度很高,抗?jié)B透性好,不易發(fā)生變形,而且安全可靠。
2.樁錨支護。在樁錨支護結構中,采用錨桿將砂土、粉土、硬塑黏性土等致密的土體進行固定,在深基坑工程中,由于場地狹小、設備沒有足夠的施展空間。由于這種方法受到場地條件的限制,安全性高,成本控制效果好,因此成為一項非常普遍的技術。
3.上部土釘墻-樁錨支護。這種方法的最大優(yōu)點是自適應能力強,與樁錨支護相比,它的經(jīng)濟優(yōu)越性更好,但是由于需要占用一定的空間,因此在工程中的空間利用率很低。
4.灌注漿-內支撐支護。它可以適應各種地質情況,并能滿足各種地質情況下的基本要求,且不會對基坑的開挖深度產(chǎn)生任何影響,因此,其支護工作的安全性更高。
由于該工程的大基坑,其邊坡長度大,空間受力復雜,如果不進行合理的構造布置,不僅會造成結構的大變形,還可能造成支護結構的破壞。該工程的建設工期較長,需要在雨季的影響下進行,而且由于周圍地質環(huán)境和水文環(huán)境的復雜性,對工程的安全性有很高的要求。該項目將基坑的安全級別定為1 級,并采取適當?shù)闹ёo措施,以提高施工現(xiàn)場的安全性。采用模糊綜合評判法,對基坑支護方案進行分析,以確定最優(yōu)的支護方案。
通過建立模糊矩陣,對各因子的權重進行了分析,得出了采用上部土釘-錨桿支護結構的綜合評判方法,并將其應用于實際工程中。
3.3.1 細節(jié)設計
在進行了初步的選型后,就可以進行詳細的支護設計,在設計階段,利用深基坑支護結構的設計軟件對其進行分析和計算,并根據(jù)具體的參數(shù)來確定施工規(guī)范。初步的支護方案是:在距地面4.5 米處,采用1:0.3的土釘法進行支護,土釘?shù)乃介g距為1.4 米;布置方法為:第1道土釘長度為6米,布置在地表以下1.3米處;第2 道土釘長度為6 米,布置在與地表距離2.6 米處;第3 道土釘長度為5 米,布置在和地表相距3.9 米處。
3.3.2 有限元分析
運用PLAXIS 軟件進行有限元分析工作,不僅能夠具備較高的適用性,還能夠分析復雜的工程地質情況,而且適用于分析變形和穩(wěn)定性。在分析時,根據(jù)基坑的實際大小,建立了坑壁內部30 米、外側50 米、50米厚的土層;在分析過程中,允許垂直變形,在左、右邊界的橫向位移為0,在下邊界上的各向變形為0;樁體、土釘、錨桿和土的接觸面均設置為庫倫接觸面。根據(jù)工程實際情況,在開挖深度逐步增大后,基坑內部土壓因受力不均勻而發(fā)生變化,采用土釘法或應力錨桿來控制基坑內部土壓,以防止因土體不平衡而引起的塌方。采用錨固技術可以有效地約束土體,并與地基形成整體的支撐體系,從而達到支護要求,并能有效地控制基坑的穩(wěn)定。在優(yōu)化設計時,首先對樁徑進行了優(yōu)化,通過分析得出:在0.6 米的基礎上,由于樁徑不足,因此將樁徑提高至0.8 米,既不會影響結構的穩(wěn)定性,又能達到經(jīng)濟指標;在原來的設計中,樁距為1.6 米,不能滿足位移控制的要求,采用1.2 米的樁距,可以達到控制位移的目的,但不太經(jīng)濟,采用1.4米的樁距,既能有效地控制位移,又能達到經(jīng)濟上的要求。
在開展建筑施工的過程中,施工單位要把握當前各類深基坑技術要點,結合實際應用情況,對工程進行分析,降低技術局限性的影響,進而提高基坑作業(yè)質量。施工單位可在原有的技術基礎上對工程進行優(yōu)化,及時檢查技術要點是否得到落實,保證技術管理質量,避免建筑在后續(xù)使用過程中出現(xiàn)安全隱患。