李永振
在城市化建設(shè)進(jìn)程不斷加快的過(guò)程中,人們對(duì)建筑工程的質(zhì)量與安全性提出了更高的要求。為了進(jìn)一步提升建筑工程建設(shè)質(zhì)量、增強(qiáng)建筑工程施工的安全性,施工單位應(yīng)加大對(duì)深基坑支護(hù)施工技術(shù)的研究力度,充分發(fā)揮深基坑支護(hù)施工在建筑工程施工中的作用。
深基坑指的是開(kāi)挖深度大于5m 或地質(zhì)條件與地下管線較為復(fù)雜的基坑工程。深基坑施工主要包括基坑支護(hù)體系設(shè)計(jì)、基坑支護(hù)施工與土方開(kāi)挖,具有較強(qiáng)的綜合性,對(duì)巖土工程人員與結(jié)構(gòu)工程人員有較高的要求。
深基坑支護(hù)施工指的是為了保障基坑周邊環(huán)境與地下結(jié)構(gòu)的安全性,在深基坑側(cè)壁及其周?chē)O(shè)置的加固設(shè)施、支擋設(shè)施以及保護(hù)設(shè)施。深基坑支護(hù)體系具有臨時(shí)性的特點(diǎn),在完成地下工程施工后需要及時(shí)將其拆除。在進(jìn)行深基坑支護(hù)施工時(shí),需要嚴(yán)格遵循相應(yīng)的要求。
(1)需要根據(jù)設(shè)計(jì)要求、基坑深度、地質(zhì)情況以及周?chē)h(huán)境制定深基坑支護(hù)施工方案,確保施工方案符合要求后才能夠進(jìn)行施工。
(2)在進(jìn)行深基坑施工時(shí)需要解決地下水位過(guò)高的問(wèn)題。例如,施工單位可以利用輕型井點(diǎn)抽水的方式降低地下水位。如果利用明溝排水,需要增強(qiáng)排水工作的持續(xù)性,不能間斷排水。
(3)在進(jìn)行深基坑土方開(kāi)挖時(shí),應(yīng)按照自上而下的順序施工,避免出現(xiàn)安全事故。
(4)在深基坑施工過(guò)程中需要加大對(duì)支護(hù)體系的監(jiān)測(cè)力度、制定完善的應(yīng)急預(yù)案,避免出現(xiàn)安全事故。
深基坑支護(hù)技術(shù)在建筑工程施工中發(fā)揮著重要作用,是不可省略的環(huán)節(jié)。首先,進(jìn)行深基坑支護(hù)施工可以有效穩(wěn)固深基坑的邊坡,避免基坑邊坡出現(xiàn)滑動(dòng)、坍塌等情況。其次,進(jìn)行深基坑支護(hù)施工可以增強(qiáng)地基的強(qiáng)度,減少深基坑施工對(duì)地基土體的影響,降低土體變形的概率。此外,進(jìn)行深基坑支護(hù)施工可以增強(qiáng)地下水位的穩(wěn)定性,通過(guò)防滲、截水以及排水等方式減小地下水對(duì)深基坑施工的影響。
土釘支護(hù)技術(shù)具有較強(qiáng)的邊坡鞏固作用,在深基坑施工中發(fā)揮著重要作用。進(jìn)行深基坑開(kāi)挖會(huì)產(chǎn)生彎矩效應(yīng),對(duì)土體造成影響,導(dǎo)致土體出現(xiàn)變形等情況。而應(yīng)用土釘支護(hù)施工技術(shù)可以增強(qiáng)土釘與土體之間的摩擦阻力,增強(qiáng)土體的穩(wěn)定性與抗拉能力,繼而降低基坑邊坡出現(xiàn)滑動(dòng)、變形等情況的概率。應(yīng)用土釘支護(hù)施工技術(shù)前,需做好地質(zhì)勘測(cè)工作,根據(jù)地質(zhì)情況制定土釘施工方案。
(1)在施工之前,技術(shù)人員需進(jìn)行土釘拉拔試驗(yàn),詳細(xì)記錄試驗(yàn)過(guò)程,并根據(jù)實(shí)際需求控制灌漿配比與灌漿量,從而增強(qiáng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的客觀性與準(zhǔn)確性。
(2)技術(shù)人員需把控鉆孔深度。鉆孔深度會(huì)受到鉆桿長(zhǎng)度等因素的影響,在施工過(guò)程中需詳細(xì)記錄鉆孔的深度與直徑,從而為后續(xù)施工奠定基礎(chǔ)。
(3)應(yīng)提高灌漿質(zhì)量。技術(shù)人員需要根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)配置漿液,靈活把控漿液的攪拌時(shí)長(zhǎng)與攪拌速度,提高漿液的質(zhì)量。在灌漿時(shí)也需要控制好灌漿的速度與方式,觀察漿液的凝結(jié)狀態(tài),增強(qiáng)漿液的密實(shí)性。
錨桿支護(hù)技術(shù)即土層錨桿支護(hù)技術(shù),指的是在深基坑當(dāng)中鉆孔,在孔內(nèi)放置鋼筋等材料并灌入適量的漿液,使其成為具有支護(hù)能力的錨桿。在錨桿支護(hù)技術(shù)當(dāng)中,錨桿頂端與護(hù)壁樁之間是相連的,可以降低土壁滑坡的概率,且土層錨桿支護(hù)的操作較為簡(jiǎn)單,不需要單獨(dú)在深基坑中設(shè)置支撐。但是,在應(yīng)用錨桿支護(hù)施工技術(shù)時(shí),施工人員也需要加大對(duì)施工圖紙的分析力度,評(píng)估鉆孔位置、深度的科學(xué)性,確保沒(méi)有問(wèn)題后才能進(jìn)行施工。
(1)明確錨桿位置。在施工之前,施工人員需要按照施工圖紙的標(biāo)注內(nèi)容找到錨桿的具體位置,再進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量與記錄工作,確保實(shí)際數(shù)據(jù)符合設(shè)計(jì)圖紙的要求。
(2)鉆孔。施工人員需要利用相關(guān)設(shè)備進(jìn)行鉆孔工作。常用的鉆孔設(shè)備有旋轉(zhuǎn)沖擊式鉆孔機(jī)、螺旋式鉆孔機(jī)等。在鉆孔過(guò)程中,可以利用壓水鉆進(jìn)法,但是如果鉆孔時(shí)感覺(jué)有阻礙就需要停止鉆孔并綜合分析這一位置的地質(zhì)情況,之后再根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整鉆孔方式,從而提高鉆孔質(zhì)量。
(3)放置錨桿。鉆孔之后需做好鋼絞線與錨桿的處理工作,之后再放置錨桿。
(4)灌漿。灌漿是最后一步也是最重要的一步,只有提高灌漿質(zhì)量才能夠增強(qiáng)錨桿的穩(wěn)定性。施工人員應(yīng)利用配置好的漿液進(jìn)行灌漿,但需要科學(xué)把控灌漿速度,盡量實(shí)現(xiàn)一次性灌漿。
鉆孔灌注樁是通過(guò)機(jī)械設(shè)備鉆孔、人力挖掘等手段在深基坑當(dāng)中形成樁孔,在其中放置鋼筋籠,并進(jìn)行混凝土灌注,從而形成灌注樁。在成孔方式等因素的影響下,灌注樁不僅包括鉆孔灌注樁,也包括挖孔灌注樁與沉管灌注樁等類(lèi)型。而鉆孔灌注樁的施工方法又包括全套管施工法與泥漿護(hù)壁法,這兩種施工方法的操作流程有一定的差異。
(1)全套管施工法。全套管施工法較為簡(jiǎn)單,即平整場(chǎng)地→搭建工作臺(tái)→安裝鉆孔機(jī)→進(jìn)行鉆孔→放置鋼筋籠→放置導(dǎo)管→進(jìn)行混凝土澆筑→拉拔套管→分析灌注樁的質(zhì)量。相比于泥漿護(hù)壁法,全套管施工法不需要進(jìn)行清孔,但是需要根據(jù)挖掘垂直度確定壓入套管的垂直度。
(2)泥漿護(hù)壁法。相比于全套管施工法,泥漿護(hù)壁法較為復(fù)雜,包括諸多環(huán)節(jié),例如平整場(chǎng)地、制備泥漿等。首先,在施工之前需做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作,例如根據(jù)地質(zhì)情況選擇鉆機(jī)等。其次,需要進(jìn)行鉆孔機(jī)的安裝與定位,避免鉆孔機(jī)出現(xiàn)傾斜等情況。同時(shí),為了固定樁位,需明確中心位置并科學(xué)安裝鉆孔機(jī)。在明確中心位置后需制備泥漿,即利用水、添加劑以及粘土等材料配備泥漿,從而在孔壁形成保護(hù)層,避免鉆孔出現(xiàn)坍塌。之后,需要做好鉆孔與護(hù)筒埋設(shè)工作。最后,需要進(jìn)行清孔和混凝土灌注,避免出現(xiàn)斷樁清孔。
相比于其他深基坑支護(hù)施工技術(shù),鉆孔灌注樁支護(hù)施工技術(shù)多被應(yīng)用在軟土地基施工中,因此施工單位需根據(jù)地質(zhì)情況選擇合適的支護(hù)方式。其次,鉆孔灌注樁支護(hù)施工技術(shù)不會(huì)產(chǎn)生較大的噪聲與較為強(qiáng)烈的振動(dòng),且可以有效增強(qiáng)支護(hù)體系的穩(wěn)定性。但是,鉆孔灌注樁施工也具有一定的劣勢(shì),如會(huì)耗費(fèi)大量的時(shí)間、成孔速度較慢。且在施工過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)塌孔、縮徑、樁孔偏斜等問(wèn)題,需要根據(jù)具體原因采取有效的預(yù)防措施。
旋噴樁支護(hù)技術(shù)是由高壓噴射注漿法發(fā)展而來(lái)的,適用于粘性土、沙土、粉土、淤泥質(zhì)土等多種類(lèi)型的地基。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),旋噴樁支護(hù)技術(shù)就是根據(jù)設(shè)計(jì)高程的要求利用鉆機(jī)將旋噴注漿管以及噴頭固定在樁底中,并利用注漿管?chē)娚渑渲坪玫臐{液,從而使?jié){液與土體混合在一起,形成柱狀固結(jié)體,增強(qiáng)地基的強(qiáng)度。在施工之前,施工人員應(yīng)及時(shí)處理場(chǎng)地并進(jìn)行成樁試驗(yàn)性施工,從而明確水泥漿液的用量、濃度,為后續(xù)施工提供數(shù)據(jù)支持。在施工過(guò)程中,施工人員應(yīng)做好測(cè)量放線、明確孔位、鉆機(jī)造孔、明確鉆機(jī)口徑、進(jìn)行鉆孔、確保鉆孔深度符合設(shè)計(jì)要求、清孔、灌入泥漿等工作。此外,為了提高施工質(zhì)量,施工人員應(yīng)注意一些細(xì)節(jié)。例如,應(yīng)在原孔位進(jìn)行二次注漿或冒漿回灌,從而避免漿液凝固收縮。
部分建筑工程的地基屬于軟土地基,施工難度相對(duì)較大。為了提升支護(hù)質(zhì)量,施工單位可以選擇地下連續(xù)墻支護(hù)技術(shù)。相比于其他深基坑支護(hù)施工技術(shù),地下連續(xù)墻支護(hù)技術(shù)需要在地面進(jìn)行深槽的開(kāi)挖,之后在深槽中放置鋼筋籠,通過(guò)混凝土澆筑使其成為連接在一起的混凝土墻壁。地下連續(xù)墻支護(hù)技術(shù)具有防止水滲漏、攔截地下水等作用,且具有較強(qiáng)的剛度與穩(wěn)定性。因此,很多施工單位在進(jìn)行地下停車(chē)場(chǎng)或地下室的施工時(shí)都會(huì)選擇地下連續(xù)墻支護(hù)技術(shù)。但是地下連續(xù)墻的施工質(zhì)量會(huì)受到地質(zhì)強(qiáng)度等因素的影響,若地質(zhì)強(qiáng)度過(guò)高,施工難度就會(huì)比較大。同時(shí),在施工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一些廢棄水泥,若沒(méi)有科學(xué)處理可能會(huì)造成環(huán)境污染。因此,在施工過(guò)程中施工單位需根據(jù)地質(zhì)情況判斷是否適合使用地下連續(xù)墻支護(hù)技術(shù),若應(yīng)用該技術(shù)需做好廢棄物的處理工作,避免產(chǎn)生環(huán)境污染。
深層攪拌樁支護(hù)技術(shù)較為特殊,主要是利用深層攪拌機(jī)械對(duì)水泥與地基土進(jìn)行攪拌,從而增強(qiáng)地基的強(qiáng)度。一般情況下,施工單位都會(huì)將深層攪拌樁支護(hù)技術(shù)應(yīng)用在軟土地基的處理中。
(1)施工準(zhǔn)備。在施工前,施工人員需做好準(zhǔn)備工作。首先,需確保場(chǎng)地的道路、水、電都能夠正常使用,并做好場(chǎng)地的平整工作,確保施工現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有任何障礙物。其次,需要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行放線,明確各個(gè)攪拌樁的具體位置,并利用竹片進(jìn)行攪拌樁樁位的定位。如果需要進(jìn)行設(shè)計(jì)變更,需提前與設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位以及業(yè)主進(jìn)行溝通交流,在獲取同意后才可以更改。此外,需對(duì)施工材料進(jìn)行進(jìn)場(chǎng)前檢查,確保水泥等材料都具備出廠合格證。
(2)施工工藝。在明確攪拌樁的具體位置后,需將攪拌樁機(jī)移動(dòng)到指定位置;利用經(jīng)緯儀等設(shè)備控制導(dǎo)向架的垂直度;在攪拌樁機(jī)下沉的過(guò)程中制備水泥漿液,將制備好的漿液倒入集料斗當(dāng)中,根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)明確水泥用量;打開(kāi)攪拌樁機(jī)的轉(zhuǎn)盤(pán),使攪拌樁機(jī)在下沉的同時(shí)進(jìn)行攪拌;當(dāng)攪拌樁機(jī)下沉到指定深度之后,開(kāi)啟灰漿泵進(jìn)行噴漿攪拌;重復(fù)進(jìn)行多次攪拌;在完成一根攪拌樁的施工后需將攪拌樁機(jī)移動(dòng)至其他攪拌樁的位置進(jìn)行施工。
深基坑支護(hù)施工技術(shù)有很多,不僅包括土釘支護(hù)技術(shù)、錨桿支護(hù)技術(shù),也包括鋼板樁支護(hù)技術(shù)。鋼板樁支護(hù)技術(shù)的強(qiáng)度較高,靈活性也比較強(qiáng),備受施工單位的青睞。常用的鋼板樁有U 型鋼板樁、Z 型鋼板樁等類(lèi)型,不同類(lèi)型鋼板樁的優(yōu)勢(shì)不同。其中,U 型鋼板樁具有斷面結(jié)構(gòu)合理、成形工藝先進(jìn)、規(guī)格型號(hào)豐富、可重復(fù)使用等優(yōu)勢(shì);Z 型鋼板樁具有設(shè)計(jì)靈活、慣性矩高、寬度大、截面寬度大、耐腐蝕性能強(qiáng)等優(yōu)勢(shì);L/S 鋼板樁具有斷面輕、施工便利等優(yōu)勢(shì);直線型鋼板樁具有高度低、占地面積小等優(yōu)勢(shì),可以形成穩(wěn)固的鋼板樁墻,有利于增強(qiáng)地基的穩(wěn)定性。在施工過(guò)程中應(yīng)用鋼板樁支護(hù)技術(shù)可以降低施工難度、縮短施工周期、降低對(duì)空間的要求、增強(qiáng)施工安全性、降低施工成本,因此施工單位可優(yōu)先考慮應(yīng)用鋼板樁支護(hù)技術(shù)。同時(shí),為了優(yōu)化支護(hù)效果,進(jìn)一步增強(qiáng)地基的穩(wěn)定性,可以將鋼板樁施工與錨墊板施工結(jié)合起來(lái),從而提高施工質(zhì)量。
深基坑支護(hù)施工屬于地下工程,所以施工難度相對(duì)較大,安全系數(shù)比較低。同時(shí),地下結(jié)構(gòu)具有較大的不確定性,可能會(huì)產(chǎn)生土體變形等情況。因此,在進(jìn)行深基坑施工時(shí)可能會(huì)受到地下水、地質(zhì)構(gòu)造等因素的影響,可能會(huì)出現(xiàn)安全事故。同時(shí),部分施工人員的安全意識(shí)較為淡薄,沒(méi)有意識(shí)到深基坑支護(hù)施工的危險(xiǎn)性,沒(méi)有做好施工準(zhǔn)備工作與自我防護(hù)工作,導(dǎo)致安全事故頻發(fā)。
近年來(lái),城市化建設(shè)進(jìn)程不斷加快,但是土地資源逐漸減少,所以很多施工單位都會(huì)不斷加大深基坑的開(kāi)挖深度,這就對(duì)地下結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及施工技術(shù)水平提出了更高的要求。
深基坑支護(hù)施工是建筑工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié),且深基坑支護(hù)施工對(duì)周邊環(huán)境有較高的要求。從實(shí)際情況來(lái)看,深基坑支護(hù)施工的條件較差。例如,部分地區(qū)屬于軟土地基,加大了深基坑支護(hù)施工的難度。同時(shí),深基坑支護(hù)施工也會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成一定的影響,例如造成土體沉降等。
在進(jìn)行深基坑支護(hù)施工之前,施工單位與施工人員需做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作,增強(qiáng)施工安全性,減少安全事故的發(fā)生。首先,施工單位應(yīng)做好安全教育與宣傳工作,綜合分析深基坑支護(hù)施工的危險(xiǎn)性,并通過(guò)VR 等先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行安全演練,從而增強(qiáng)施工人員的安全意識(shí)。其次,施工人員在施工之前需與設(shè)計(jì)人員溝通交流,了解其設(shè)計(jì)意圖與思路,并根據(jù)實(shí)際情況判斷深基坑支護(hù)體系的合理性。若設(shè)計(jì)圖紙中存在不合理之處需及時(shí)提出并進(jìn)行更改,為支護(hù)施工提供保障。此外,在施工前也需要做好材料檢查工作、設(shè)備調(diào)試工作與自我防護(hù)工作,提升深基坑支護(hù)施工的安全性。在材料進(jìn)場(chǎng)前,施工人員應(yīng)檢查材料的合格證、規(guī)格型號(hào)、外觀質(zhì)量,并對(duì)水泥等材料進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè),避免劣質(zhì)材料進(jìn)入施工場(chǎng)地內(nèi);需根據(jù)施工要求做好鉆孔設(shè)備、漿液攪拌設(shè)備等設(shè)備的調(diào)試工作,確保設(shè)備能夠正常使用;需佩戴好安全帽、安全手套等防護(hù)設(shè)施,做好自我防護(hù)工作。
由于深基坑開(kāi)挖深度不斷加大,所以施工單位需要構(gòu)建完善的防水體系,從而應(yīng)對(duì)復(fù)雜的地下水系,降低施工難度。在深基坑支護(hù)施工過(guò)程中,施工單位可以在基坑周邊構(gòu)建防水墻等設(shè)施,降低地下水滲透的概率。同時(shí),也需要科學(xué)選擇深基坑支護(hù)方式,通過(guò)優(yōu)質(zhì)材料提升支護(hù)體系的防水效果,增強(qiáng)支護(hù)體系的強(qiáng)度,保障施工質(zhì)量。
為了提升深基坑支護(hù)效果,施工單位應(yīng)通過(guò)有效措施增強(qiáng)支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與強(qiáng)度,并減小施工對(duì)周邊環(huán)境的影響。例如,施工單位可以利用BIM 技術(shù)進(jìn)行深基坑支護(hù)施工模擬與數(shù)據(jù)分析,明確支護(hù)結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)參數(shù),從而增強(qiáng)支護(hù)結(jié)構(gòu)的承載力,減小支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)周邊土體的影響。
在建筑工程施工中靈活應(yīng)用深基坑支護(hù)施工技術(shù)具有重要意義,可以優(yōu)化基坑施工效果,為后續(xù)施工奠定基礎(chǔ)。施工單位應(yīng)綜合分析建筑工程的施工條件與實(shí)際需求,靈活應(yīng)用土釘支護(hù)、錨桿支護(hù)、鉆孔灌注樁支護(hù)等支護(hù)技術(shù),并通過(guò)做好施工準(zhǔn)備工作、完善施工管理制度等方式解決安全事故頻發(fā)、對(duì)周邊環(huán)境影響大等問(wèn)題,增加施工效益。