徐 勇,段 濤,梁科文,李 真
(中建八局總承包公司,上海 200000)
現(xiàn)代的建筑行業(yè)發(fā)展十分迅速,尤其是高層施工建筑日益增多,容易受到地形等地理因素的影響,從而導致整個施工難度越來越大,所以,這也對施工技術和質量提出了更高的要求。作為高層建筑施工技術的重要保障的深基坑支護技術,在現(xiàn)代的建筑業(yè)之中,得到了廣泛的應用,其在高層建筑中的應用也更加有效地促進了整個建筑施工質量的提高,為保證建筑工程的質量和安全提供了必要的技術支持。因此,提高深基坑支護技術在建筑工程中的應用對于現(xiàn)代建筑業(yè)具有重要作用,能夠有效促進整個建筑工程施工質量的科學優(yōu)化。
深基坑支護施工技術普遍應用于都市的建設工程中,其主要功能在于對建筑底層構造進行施工作業(yè),在確保建筑地基和底層基礎穩(wěn)定的條件下,對建筑周邊環(huán)境進行支護保護。目前大多應用在建筑的底層構造中,把深基坑支護施工技術運用得好,就可以合理利用底層空間,不僅可以合理保障工程施工的安全,更可以提高建筑的結構安全,這對工程上層建筑的穩(wěn)固和安全有著巨大的影響[1]。
首先要明確巖石的詳細參數和地下水參數,然后要明確周邊構筑物、地下鋪設物、市政道路以及有關施工設備等的情況,最重要的是要對深基坑支護施工時所產生的巖層位移進行分析,并確定在最大限度以內。
深基坑支護的架構設計是一項系統(tǒng)的基礎工程設計,通常要包括擋土墻等施工圍護工程的基礎構造,支護體系的設計以及周邊加固工程等一攬子施工。另外,深支護構造的方案設計不能孤立進行,而要和整體建筑及深基坑施工過程緊密聯(lián)系在一起,通過對現(xiàn)場的地質構造、地下水狀況、地層構造位置變動情況等的綜合考慮來判斷方案。同時,施工的工期和造價等幾個現(xiàn)實問題,也應該考慮到在里面[2]。
施工與支護系統(tǒng)工程,涵蓋了土地開挖施工、排水工程建設和建筑的施工組織設計和施工。從建筑學角度看,結構本身的性質、支撐構件的特點及其地下水的實際狀況決定著巖層移動量,而具體的建筑技術與施工方案又反映了巖層移動。
要及時準確獲取現(xiàn)場數據和信息,針對施工現(xiàn)場的實際情況做出反饋設計,并運用統(tǒng)計分析和信息化理論指導后續(xù)建設[3]。
(1)其一般采用的方式是鋼板樁、鉆孔灌注樁、鋼筋混凝土樁、地下室焊接墻和深層混凝土攪拌樁。而擋土體系的功用大部分是透過構成支撐排樁,或支撐擋土墻來阻隔深坑外土壓力。
(2)擋水系統(tǒng)。其一般采用的方法有旋噴樁、地下連續(xù)墻、深層砂漿攪拌樁、鎖口鋼板樁和壓密注漿方式等。擋水裝置的主要功能是阻擋抗外滲。
(3)支撐系統(tǒng)。其主要采用的方法為鋼筋砼內支承、鋼管和型鋼內支撐、鋼和鋼筋砼復合支撐。支撐體系的功能為支撐建筑物圍護結構側力和限制圍護結構偏移[4]。
(1)鋼板樁支撐。深基坑支護的鋼板樁都是由帶有鎖口或鉗口的熱軋型鋼制做而成,將這些鋼板樁合理地連接起來就構成了鋼管的樁墻。
(2)深層混凝土支護。深層混凝土支撐是將水泥用作固化劑,將固化劑與軟土劑按配比混勻,使之逐漸硬化,最后組成一種整體的、穩(wěn)固的并具備一定剛度的水泥土墻,用作支撐構件。
(3)排樁保護。排樁保護的擋土結構形式。其類型一般為以柱列的間距方式來配置鋼筋混凝土樁,一是在鋼筋混凝土樁中間有適當間距的疏排布置方式,二是在鋼筋混凝土樁中間以相切的密排配置方式。柱列的鋼筋砼樁也具備了良好的剛性,但是必須注意的是樁和樁間必須要有良好的聯(lián)系,那么就必須在樁頂進行大斷面的鋼筋砼冒柱。排樁支護時常常要受到地下水的滲透,所以在樁間或樁背必須要進行高壓灌漿,或者采取深層水泥樁,旋噴樁等保護措施,并在樁內專門建設蓄水帷幕[5]。
(4)砼模板支護技術。砼釘支護是一種新型的擋土技術,主要運用于土地的挖掘與邊坡安全。因為其經濟性強、可靠性好以及施工快捷簡單,所以在建筑深基坑的支護施工行業(yè)中迅速普及和使用。當然土釘支護同時也有其特殊使用要求,其要求混凝土體特質的自穩(wěn)功能,同時進行土釘墻時也要求相應的工期。在實際施工中,由于土釘墻很容易受到地下水的損傷,從而造成整體或部分破壞,所以進行土釘墻支護時保護工作也十分關鍵。
(5)地下連墻。由于地下連墻在建筑施工過程中的主要功能是承自重,并產生了良好的防水效應。所以一般在進行建筑施工時,針對于一些高度在地下水位以下的建筑物,可采取地下連墻的方式。但由于地下連墻的建造過程亦深受當地土質條件的影響,在施工過程中的各種技術要求亦不一樣。如在土壤多以軟泥為主的情況,由于軟泥的承自重有限,所以需要把地基底部的連墻嵌入得很深,此方式在國際上已被普遍使用。由于中國經濟社會的發(fā)展和建筑技術的進步,地下連續(xù)墻的應用范圍也在不斷拓展,如今,地下連續(xù)墻既可作為地基建設時的擋地建筑圍護結構,也可作為擬建工程項目主要結構的側壁,通過結合有效的總體設計方法,使得其在很好發(fā)揮基礎功能的同時,還能夠很好地抑制軟土地層的結構變化等問題的發(fā)生[6]。
施工中的深地基保護建筑技術設計,關于整體建設工程具有重要的含義,是其在建設施工過程中的重要保障。但是,在具體的深基坑支護施工建筑設計過程中,卻常常會發(fā)生與深基坑支護施工建筑設計不一致的情形,這就是由于建筑施工單位未能仔細進行深基坑支護施工建筑設計工作的原因,深基坑支護施工建筑設計技術人員如未能根據現(xiàn)場的實際狀況,僅依據一部分有關資料便開展深基坑支護施工建筑設計,未能深刻地對施工現(xiàn)場的環(huán)境、地質條件等加以勘測,又未能及時去掌握其附近的水文地質環(huán)境條件,從而使得深基坑支護施工建筑設計工作與實際的深基坑支護工程建設不一致,由此就可能產生一系列的安全問題。例如,在現(xiàn)實的深基坑支護施工過程中,由于施工者對此所使用的水泥和施工設計參數并不一致,就會造成支撐力度的不足,支護結構極易形成開裂或變形等現(xiàn)象,又或者是由于施工設計方案中未能充分考慮到現(xiàn)實的施工要求,而導致一些深基坑支護施工時無法滿足實際施工要求,這些因素都會對深基坑支護施工的安全和穩(wěn)定性造成危害。此外,在深基坑支護的過程中,有些質量不良的建設單位偷工減料,使用材料無法達到實際的施工條件,還有在深基坑支護施工過程中設計圖紙規(guī)范不細致,影響施工的品質,這都為之后深基坑支護工程建設留下了隱患[7]。
深基坑支護施工能夠安全順利進行的先決條件就是要完成路基邊坡修補工程,這就是深基坑支護施工技術的基礎存在。但是在現(xiàn)場施工時,由于施工單位對于建筑工程的建設速度,單純追求于提高施工速度,而對于現(xiàn)場施工管理并沒有注意,使得實際施工中的坡度修補管理工作并不能很有效地開展,或者由于有些施工單位沒有去對坡度加以修補,這樣不僅對深基坑保護造成了隱患,還將嚴重危害整個建筑施工的安全。此外,在深基坑支護施工過程中,由于工作人員沒有進行安全檢查,沒有在意滑坡休整問題會不會給建筑施工安全性造成隱患,且工作人員也沒有工程意識,在深基坑支護施工過程中,只一味地求速度,盲目和隨意地進行建筑施工造成了深基坑支護施工過程中存在很多問題。不僅對整個正在施工的深基坑支護施工過程造成了巨大的安全風險,而且對整體深基坑的支護施工品質也產生了嚴重的負面影響。
深基坑支護施工的最重要部分就是進行深層基礎結構工程,而其中的土方挖掘工作在很大程度上也可以影響深基坑支護施工的效率。但是在具體進行的土地挖掘過程中,由于大部分施工單位都缺乏高度重視,也沒有將土方施工這項技術含量較低的建筑工作放在同一個層次上,所以,在具體的過程中,對于土方的施工作業(yè)經常都會存在著大量矛盾,各個階段土方施工作業(yè)可以隨意進行,但是施工隊伍之間往往不能做好協(xié)調工作,由此導致整體施工中的深基坑支護施工常常無法完成,從而導致了整體的深基坑支護施工過程中會存在延誤工期的情況,土方施工作業(yè)無序,對整體深基坑支護施工工作造成了安全隱患,也使得整體施工中的深基坑支護施工常常無法正常完成整體施工進度。
施工設計在工程項目的地基與支撐設計階段具有關鍵性意義,因此在建筑施工設計階段,建筑施工者必須對工程開展具體的工程勘察工作,對工程的環(huán)境條件與地質條件狀況等加以細致勘查,對其水文地質狀況也加以勘探,這樣工程設計圖紙才可以結合實際施工,在以后的實施工程中更具有重要指導意義。在做好建筑方案設計的同時,還必須對實際工地的周圍環(huán)境加以勘測,特別對周圍建筑物的地基做好檢查工作,以保證在后期工程建設中不致遭受損失。
在深基坑保護施工的實際施工過程中,要對地下建筑的圍護結構全部進行鉆井施工,而且在施工中鉆進的洞口直徑和孔深均要與建筑設計要求相一致。同時注意把洞口形狀改為更適合加入綱絞線防拉料的圓柱形,在之后灌注砼時更能合理采用,如此便可與地層穩(wěn)定融合,從而提高防拉伸效果。通過這些施工方法可以極大提高建筑品質。此外,在對地下建筑圍護結構實施鉆進作業(yè)的時候,還必須重視孔壁、孔深和樁點相互之間的關聯(lián),還需要確定其高度,并且在每個鉆井完成之后還要清掃孔槽。在對鉆機實施安裝錨索時,應該嚴格根據施工條件執(zhí)行,選擇螺線鉆桿施工方法,合理地實施其作業(yè),對于錨索材質的選擇,應該確保錨桿平滑無銹。
土釘支護措施具有很大的安全效果,可以有效提高深基坑支護結構的安全性和穩(wěn)定性,在具體的工程實施方案中,針對實際的技術問題選擇最合理的方式實施土釘支護措施,其首要目的就是要確保土釘具有一定的拉伸強度,而且具有適當的強度,同時不僅要確保土釘質量和深基坑保護的標準相符合,更要開展現(xiàn)場的檢驗作業(yè),如對土釘進行拉拔等,唯有如此,才能提高深基坑保護開挖的效率,更要通過科學計算土釘支撐的方法,嚴格控制水泥比例進行澆筑,提高澆筑效率,以便更合理地進行深基坑邊坡保護。
(1)深基坑支撐工程建設的地基體積相當大時,為了確保建筑施工的順利進行,提高建筑施工的質量,通常要求采取分段、分層、劃塊進行和對稱的方法實施作業(yè),或邊開挖邊進行施工來保證實施質量的穩(wěn)定性,同時一邊開挖一邊進行施工,能夠有效地防止因工程地基暴露在空氣中時間過長、工程基土易被周圍地下水浸潤以及受到陽光暴曬等因素造成的地質改變,從而造成建筑土質的不平衡,進而嚴重影響建筑施工質量。
(2)深基坑支護施工中最關鍵的組成部分便是怎樣處理好深基坑支護的地下水管理問題。傳統(tǒng)的對深基坑施工的地下水管理的主要方法有排放和止水2個方法。但在具體的施工過程中使用何種方法來緩解現(xiàn)場的地下水管理問題全部取決于施工過程時建筑現(xiàn)場的地理環(huán)境特征。例如在一些海岸地區(qū),其地貌特征主要是由上層的多維碎石等雜土所組成,結構上較為疏松,并與海洋相通,在這種的狀況下如果使用泥沙等弱黏性土壤加以填充止水的方法效果上是非常不理想的。由于技術的提高與市場的發(fā)展,近年來,國家采取以沖孔樁、素混凝土樁和鋼筋混凝土樁為支柱介質,取代了單純的以泥沙等軟體材料作為支柱介質,從而穩(wěn)定施工,保證工程實施質量等方面取得了很好的效果[8]。
實地及時檢查開掘過程與土裂內部情況發(fā)生的變化,如果發(fā)現(xiàn)周圍有土壤不容易被挖凈或是在開掘后仍有土壤突出的狀況,就應該立即果斷中止作業(yè)。而一旦出現(xiàn)了更重大的突發(fā)狀況,如在開挖過程中突然發(fā)生了土壤開裂的狀況,由于土壤開裂是周圍土質達到最大承載極限的體現(xiàn),所以當出現(xiàn)了此類狀況,就應該盡快檢測周圍是否有影響土壤邊界平衡的惡劣原因出現(xiàn),如地下水位有無超高、地下管道是不是有損壞、支護樁有無偏斜,以及支柱是不是有偏斜等問題,并及早、高效地解決。
綜上所述,近年來,由于中國建材行業(yè)的發(fā)展越來越快,對建設工程中地下水基礎結構施工要求的日益提高,就必然會使用到深地基的支撐施工技能,其不僅能夠提高對地表建筑施工的效率,同時在對各個地下工程施工中,也能夠提高進度和建筑品質。由于深基坑式支護施工技術有著很明顯的建筑特性,因此只需恰當地掌握好其特性,便可高效提高基礎建設工程施工效能,進而保證整體施工的平穩(wěn)安全,促進整個建材行業(yè)的發(fā)展。