胡建

核工業(yè)西南勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司 四川 成都 610052

社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的持續(xù)提升促使城市建設(shè)發(fā)展進(jìn)程明顯加快，其中，為進(jìn)一步滿足城市建設(shè)規(guī)劃發(fā)展要求，政府相關(guān)部門及主體建設(shè)單位針對(duì)地下空間開發(fā)利用問題予了高度重視與合理部署。對(duì)于地下空間開發(fā)與利用工作而言，如何保障深基坑工程建造效果始終是地下空間開發(fā)與利用工作予以重點(diǎn)解決的問題。結(jié)合大量施工經(jīng)驗(yàn)來看，基坑工程支護(hù)設(shè)計(jì)與施工所面臨的重難點(diǎn)問題較多，需要參建單位從多個(gè)方面衡量影響因素以及施工關(guān)鍵內(nèi)容。一般來說，深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)可選擇類型較多，如果比較常見的排樁、地連墻、水泥土攪拌樁、鋼板樁、土釘墻等。不同深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)形式適用條件以及優(yōu)缺點(diǎn)不同，要求現(xiàn)場(chǎng)施工人員應(yīng)該結(jié)合工程地質(zhì)條件以及主體結(jié)構(gòu)要求，合理選擇并應(yīng)用支護(hù)施工類型，保障深基坑工程施工質(zhì)量和效果達(dá)到預(yù)期。

1 工程概況分析

某新建學(xué)校項(xiàng)目總建筑面積4.24萬m2，地下3層、地上4層。其中，該項(xiàng)目基坑深度18.09m，局部深度可高達(dá)21.29m。該工程項(xiàng)目基坑?xùn)|側(cè)、南側(cè)地下鋪設(shè)多條市政管線，西側(cè)以及南側(cè)為城市道路。該工程項(xiàng)目所涉及到的專業(yè)施工協(xié)調(diào)內(nèi)容較多，施工難度相對(duì)較大。同時(shí)，該工程項(xiàng)目基坑周邊環(huán)境較復(fù)雜，給深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)和施工作業(yè)帶來了較大難度[1]。

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)工程地質(zhì)情況來看，基坑深度范圍內(nèi)所涉及到的土層類型有多種，主要為素填土、粉質(zhì)粘土、粉土和粉砂等地層；地下水位年內(nèi)變幅1.5m左右，水位隨季節(jié)性變化?？傮w來看，該項(xiàng)目基坑場(chǎng)地地下水位相對(duì)較高且粉土和粉砂易塌孔，加上周邊建筑物相對(duì)密集且管線復(fù)雜，如何保障深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)以及施工建設(shè)安全已然成為該工程項(xiàng)目予以重點(diǎn)解決的問題。

2 復(fù)雜環(huán)境下深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)內(nèi)容分析

2.1 方案選型分析

關(guān)于復(fù)雜環(huán)境下深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案選型問題的研究與分析，設(shè)計(jì)根據(jù)項(xiàng)目周邊環(huán)境保護(hù)要求，對(duì)錨拉結(jié)構(gòu)構(gòu)件布置應(yīng)用問題進(jìn)行妥善處理。舉例而言，錨拉結(jié)構(gòu)構(gòu)件禁止進(jìn)入既有或者規(guī)劃有建構(gòu)筑物下方位置，以防止對(duì)其他專業(yè)施工作業(yè)帶來不良影響。與此同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)施工不具備錨索施工條件，設(shè)計(jì)可以采取樁（墻）+內(nèi)支撐的結(jié)構(gòu)形式，或可利用逆作法進(jìn)行施工。需要注意的是，本工程項(xiàng)目采用了結(jié)構(gòu)抗震隔震措施，局部通常設(shè)置在基礎(chǔ)以上，因此并不適用逆作法。針對(duì)于此，設(shè)計(jì)人員從樁+內(nèi)支撐或者墻+內(nèi)支撐中進(jìn)行施工設(shè)計(jì)與選擇應(yīng)用[2]。

本工程項(xiàng)目建設(shè)所處地貌單元為河漫灘，穩(wěn)定水位主要位于地面下2.30m～3.85m之間。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)勘察分析情況來看，基坑深度范圍內(nèi)存在多層深厚透水砂層，為確保深基坑質(zhì)量和安全，設(shè)計(jì)采用落底式止水帷幕方式。除此之外，考慮到現(xiàn)場(chǎng)專業(yè)施工協(xié)調(diào)問題以及施工碰撞問題，各參建單位結(jié)合場(chǎng)地環(huán)境條件對(duì)基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案選型問題進(jìn)行了深入探討與分析，最終決定采用地下連續(xù)墻與內(nèi)支撐組合的支護(hù)方式進(jìn)行施工應(yīng)用，以達(dá)到良好的深基坑支護(hù)效果。結(jié)合本項(xiàng)目基坑深度以及周邊環(huán)境條件，基坑安全等級(jí)設(shè)置為一級(jí)。

2.2 圍護(hù)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析

本項(xiàng)目考慮到支護(hù)結(jié)構(gòu)安全和止水防滲要求，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻，本項(xiàng)目地下連續(xù)墻墻體厚度為800mm，墻深度為40m，墻體混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C35。在結(jié)構(gòu)形式優(yōu)化設(shè)計(jì)方面，地下連續(xù)墻槽段之間的接頭利用鎖口管接頭形式進(jìn)行設(shè)計(jì)應(yīng)用，地下連續(xù)墻作為止水帷幕進(jìn)行應(yīng)用。與此同時(shí)，地下連續(xù)墻頂部可采用封閉式鋼筋混凝土冠梁結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行施工應(yīng)用。在布置優(yōu)化方面，冠梁應(yīng)該與地下連續(xù)墻在迎土側(cè)位置完成平齊布置處理。需要注意的是，關(guān)于冠梁高度以及寬度的計(jì)算分析，設(shè)計(jì)人員需要按照相關(guān)計(jì)算法則進(jìn)行合理確定，寬度不小于地下連續(xù)墻厚度。

經(jīng)計(jì)算分析，冠梁高800mm、冠梁寬1200mm，地下連續(xù)墻單元槽段平面形狀與槽段長(zhǎng)度應(yīng)該結(jié)合場(chǎng)地環(huán)境條件以及槽壁穩(wěn)定性情況進(jìn)行合理確定。結(jié)合以往施工經(jīng)驗(yàn)，關(guān)于單元槽段平面形狀的選擇可以為一字型、L型以及Z型等。在選擇應(yīng)用過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該明確不同單元槽段平面形狀的限制要求。舉例而言，一字型槽段長(zhǎng)度不得超過6m、L型以及Z型進(jìn)行槽段長(zhǎng)度總和不得超過6m。此外，在現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)踐過程中，地下連續(xù)墻鋼筋籠接頭鋼筋形狀必須與施工接頭協(xié)調(diào)匹配。而對(duì)于封頭鋼筋而言，應(yīng)該與水平鋼筋焊接方式進(jìn)行操作處理[3]。

2.3 內(nèi)支撐優(yōu)化設(shè)計(jì)

內(nèi)支撐系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)主要可以圍繞水平支撐結(jié)構(gòu)與豎向支撐結(jié)構(gòu)兩大方面進(jìn)行合理布置與設(shè)計(jì)。其中，內(nèi)支撐數(shù)量應(yīng)該嚴(yán)格按照安全經(jīng)濟(jì)、科學(xué)環(huán)保的原則進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算與分析。經(jīng)過研究計(jì)算之后，在支護(hù)形式的設(shè)計(jì)方面，主要采用三道鋼筋混凝土支撐與地下連續(xù)墻共同支護(hù)的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)施工。在具體部署應(yīng)用方面，支撐結(jié)構(gòu)需要位于基坑四周以及中部位置。上下可分為三道，架設(shè)于豎向支撐格構(gòu)柱位置。

通常來講，為方便后續(xù)土方開挖等一系列施工作業(yè)活動(dòng)，現(xiàn)場(chǎng)施工人員需要結(jié)合場(chǎng)地環(huán)境情況，在基坑第一道鋼筋混凝土支撐梁上設(shè)置場(chǎng)地板。然而由于本工程項(xiàng)目場(chǎng)地限制影響因素較多，再加上拆換撐施工與主體結(jié)構(gòu)施工進(jìn)度存在不協(xié)調(diào)問題，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)置方法無法適用于當(dāng)前施工環(huán)境。針對(duì)于此，設(shè)計(jì)人員在內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)設(shè)置方面需要保障主體施工階段不拆撐。同時(shí)，主體墻以及柱鋼筋打眼應(yīng)該穿過內(nèi)支撐梁，在此基礎(chǔ)上，在合適位置上設(shè)置換撐體系與加強(qiáng)板，增強(qiáng)主體結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量水平[4]。

另外，本工程在立柱設(shè)計(jì)以及立柱樁設(shè)計(jì)方面需要以坑內(nèi)內(nèi)支撐作為主體結(jié)構(gòu)橫向支撐構(gòu)件，切實(shí)增強(qiáng)工程結(jié)構(gòu)承載性能以及安全性能。其中，立柱插入立柱樁的深度應(yīng)該嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)規(guī)程要求進(jìn)行科學(xué)計(jì)算與合理確定。以本工程項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為例，本工程取3m。立柱在穿越底板位置可采取可靠的止水措施進(jìn)行針對(duì)性處理，以防止出現(xiàn)滲漏隱患問題。在立柱樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)置方面，應(yīng)該優(yōu)先以鋼筋混凝土灌注樁為主。通過合理布置與排列應(yīng)用，對(duì)內(nèi)支撐提供良好的豎向承力結(jié)構(gòu)。結(jié)合大量施工經(jīng)驗(yàn)來看，格構(gòu)為內(nèi)支撐節(jié)點(diǎn)的重要聯(lián)系構(gòu)件，其垂直度以及方向情況會(huì)對(duì)內(nèi)支撐受力平衡以及整體支護(hù)穩(wěn)定性效果產(chǎn)生影響。為消除安全風(fēng)險(xiǎn)問題，現(xiàn)場(chǎng)施工人員必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙以及專項(xiàng)施工方案要求進(jìn)行施工。

3 復(fù)雜環(huán)境下深基坑支護(hù)施工關(guān)鍵工藝及技術(shù)內(nèi)容分析

3.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工

圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工方式主要采取地下連續(xù)墻施工方式達(dá)到良好的施工作業(yè)效果。在具體施工過程中，地下連續(xù)墻施工需要針對(duì)槽段劃分以及現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)記問題進(jìn)行重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)與貫徹落實(shí)。其中，標(biāo)準(zhǔn)槽段約為6m長(zhǎng)，其他異形槽段需要根據(jù)施工設(shè)計(jì)以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行合理排布。與此同時(shí)，關(guān)于成槽機(jī)械設(shè)備的選擇應(yīng)該根據(jù)土質(zhì)、水位以及場(chǎng)地情況進(jìn)行合理配置與選擇。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境和工程地質(zhì)條件情況，本工程項(xiàng)目更加適用于使用液壓抓斗成槽機(jī)進(jìn)行施工。而鎖口接頭管需要結(jié)合地下連續(xù)墻寬度以及深度情況進(jìn)行合理選擇與應(yīng)用。需要注意的是，混凝土接頭刷壁效果必須滿足施工設(shè)計(jì)要求，施工作業(yè)期間不得出現(xiàn)渣問題[5]。

在正式施工過程中，抓斗成槽機(jī)成槽時(shí)必須保障槽壁垂直度滿足設(shè)計(jì)要求。其中，抓斗兩側(cè)斗齒必須抓進(jìn)土中，或者落于空洞中，以確保抓斗兩側(cè)斗齒抓土過程中所表現(xiàn)出的受力均衡性效果良好。為防止槽段接頭夾渣引發(fā)滲漏水風(fēng)險(xiǎn)問題，施工人員必須針對(duì)槽段與混凝土接槎部位進(jìn)行仔細(xì)處理，如可以采用刷壁器進(jìn)行刷壁處理。如施工人員可提前在刷壁器內(nèi)布設(shè)斜撐板，為保障刷壁效果，操作期間施工人員應(yīng)該規(guī)范個(gè)人的操作行為，避免出現(xiàn)碰撞或者損傷問題。直到刷到接頭槽壁無明顯附著物之后，可停止操作。除此之外，關(guān)于起吊異形鋼筋籠的施工優(yōu)化問題的處理，建議施工人員可以通過加強(qiáng)鋼筋籠強(qiáng)度以及剛度等途徑，保障異形鋼筋籠應(yīng)用質(zhì)量安全。

3.2 內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)施工

實(shí)行混凝土內(nèi)支撐施工作業(yè)期間，現(xiàn)場(chǎng)施工人員應(yīng)該嚴(yán)格按照專項(xiàng)部署方案要求，針對(duì)基坑土體進(jìn)行精準(zhǔn)開挖，開挖到內(nèi)支撐梁設(shè)計(jì)底標(biāo)高及以上10cm位置處之后，停止開挖操作。在此基礎(chǔ)上，施工人員需要利用人工方法清除支撐量范圍內(nèi)的土體。當(dāng)達(dá)到支撐梁底標(biāo)高以下2cm位置處時(shí)，施工人員可利用人工整平方法對(duì)梁底部區(qū)域進(jìn)行妥善處理，并完成底模板以及側(cè)模板支撐操作處理。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)來看，關(guān)于底模板以及側(cè)模板的施工處理，需要利用1.5cm厚度的竹膠板進(jìn)行施工處理。在側(cè)模處理方面，需要利用鋼管斜撐以及對(duì)拉螺栓進(jìn)行加固操作。需要注意的是，在標(biāo)高放樣環(huán)節(jié)過程中，施工人員需要進(jìn)行起拱預(yù)拋高處理。

究其原因，主要是因?yàn)榛炷亮涸谧灾刈饔孟聲?huì)發(fā)生明顯下沉現(xiàn)象。而通過采取提供預(yù)拋高形式可形成良好的預(yù)應(yīng)力支撐作用，抵消拆模之后所出現(xiàn)的下沉現(xiàn)象，進(jìn)一步增強(qiáng)主體結(jié)構(gòu)性。為保障施工精度得以全面增強(qiáng)，現(xiàn)場(chǎng)施工人員需要對(duì)立柱樁樁位以及格構(gòu)柱中心安裝情況進(jìn)行合理確定。如可以在常規(guī)施工的前提條件下，制作應(yīng)用格構(gòu)柱安裝定位輔助底架，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)安全施工效果。除此之外，施工人員需要在格構(gòu)柱上部位置合理布設(shè)吊點(diǎn)。其中，格構(gòu)柱中心線必須與樁基中心線重合，誤差不可以超過5mm。需要注意的是，在焊接施工操作過程中，吊車應(yīng)該始終吊住格構(gòu)柱，避免出現(xiàn)施工風(fēng)險(xiǎn)問題。在下放操作時(shí)，立柱各邊與支撐軸線必須保持垂直或者平行狀態(tài)，到位且無誤之后，應(yīng)該調(diào)整格構(gòu)柱方向以及標(biāo)高[6]。

4 復(fù)雜環(huán)境下深基坑支護(hù)施工管理措施及相關(guān)建議分析

4.1 注重工程地質(zhì)勘察工作，實(shí)現(xiàn)專業(yè)性勘察技術(shù)管理目標(biāo)

在正式開展深基坑支護(hù)施工作業(yè)之前，業(yè)主或總包單位應(yīng)該指派專業(yè)勘察人員對(duì)地質(zhì)條件進(jìn)行精細(xì)化勘察與分析。在勘察分析過程中，應(yīng)重點(diǎn)圍繞地層巖性、水文地質(zhì)條件、場(chǎng)地周邊環(huán)境條件等重點(diǎn)勘察內(nèi)容進(jìn)行研究分析，并做好相關(guān)數(shù)據(jù)記錄分析工作。

設(shè)計(jì)和施工人員可以根據(jù)巖土工程勘察數(shù)據(jù)反饋情況，對(duì)地質(zhì)環(huán)境對(duì)深基坑支護(hù)工程建設(shè)可能造成的負(fù)面影響進(jìn)行提前評(píng)估分析。根據(jù)分析反饋結(jié)果，對(duì)可能發(fā)生危險(xiǎn)的區(qū)域進(jìn)行提前識(shí)別。除此之外，在施工技術(shù)方案的部署方面，應(yīng)該結(jié)合工程地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整與優(yōu)化，并做好技術(shù)指導(dǎo)工作，保障深基坑支護(hù)工程建設(shè)活動(dòng)順利開展。

4.2 健全完善施工技術(shù)管理制度，增強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量安全效果

深基坑支護(hù)施工建設(shè)容易受到不穩(wěn)定因素影響而出現(xiàn)質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)問題，因此為確保工程始終處于高效穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，施工單位就必須加強(qiáng)健全施工技術(shù)管理制度，以切實(shí)增強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量安全效果。在具體實(shí)施過程中，施工管理人員應(yīng)該主動(dòng)結(jié)合深基坑支護(hù)施工特點(diǎn)，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)所涉及到的關(guān)鍵施工工藝內(nèi)容進(jìn)行合理部署，并加強(qiáng)對(duì)各施工工序的妥善安排。與此同時(shí)，各參建單位之間應(yīng)該做好技術(shù)交底工作，保證深基坑支護(hù)施工工藝效果落實(shí)。除此之外，施工技術(shù)管理人員應(yīng)該深化個(gè)人的施工技術(shù)管控意識(shí)，尤其要重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)施工重難點(diǎn)問題的妥善處理，如圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工、內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)施工等。

4.3 貫徹落實(shí)關(guān)鍵施工工藝及管理要點(diǎn)，提升現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)管理效能

如何貫徹落實(shí)關(guān)鍵施工工藝及管理要點(diǎn)，始終是深基坑支護(hù)工程施工現(xiàn)場(chǎng)予以重點(diǎn)貫徹落實(shí)的內(nèi)容。結(jié)合以往的施工經(jīng)驗(yàn)來看，開挖施工始終是深基坑支護(hù)施工現(xiàn)場(chǎng)予以重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容。如果開挖施工方式選擇不當(dāng)，就很容易引發(fā)深基坑支護(hù)施工風(fēng)險(xiǎn)問題。在具體施工過程中，需要重點(diǎn)考慮深基坑支護(hù)要求以及周邊巖土特性，合理選擇機(jī)械設(shè)備以及施工開挖技術(shù)方法。需要注意的是，在開挖施工期間，施工人員應(yīng)該時(shí)刻對(duì)基坑、地下水位變化情況進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注，以防止出現(xiàn)施工風(fēng)險(xiǎn)問題[7]。

4.4 深化施工風(fēng)險(xiǎn)防范意識(shí)，科學(xué)制定應(yīng)對(duì)措施

深基坑支護(hù)施工參建人員必須深化個(gè)人的施工風(fēng)險(xiǎn)防范意識(shí)，可結(jié)合過往施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)深基坑支護(hù)施工建設(shè)容易出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)問題進(jìn)行提前識(shí)別，并科學(xué)制定應(yīng)對(duì)措施，減少塌陷以及其他質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)問題出現(xiàn)。與此同時(shí)，在關(guān)鍵施工作業(yè)方面，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)重難點(diǎn)問題的妥善處理，如開挖期間應(yīng)該對(duì)開挖進(jìn)度以及技術(shù)落實(shí)情況進(jìn)行合理管控等。

5 結(jié)論

總而言之，深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)施工會(huì)對(duì)深基坑工程安全、質(zhì)量、工期和經(jīng)濟(jì)等產(chǎn)生重要影響。因此對(duì)于復(fù)雜地質(zhì)以及環(huán)境條件而言，如何保證深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)施工質(zhì)量安全已然成為參建單位予以重點(diǎn)考慮的問題。本文所研究的工程項(xiàng)目通過合理部署優(yōu)化深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案以及施工技術(shù)內(nèi)容，所取得的施工成效相對(duì)顯著。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)情況顯示，開挖施工之后，地下連續(xù)墻成墻質(zhì)量相對(duì)較好，內(nèi)支撐受力穩(wěn)定性較高，基本上可以為其他相似工程提供借鑒和參考。