劉青城

(山西二建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030000)

1 H項(xiàng)目概況

H項(xiàng)目施工規(guī)劃時(shí)，是以多層建筑為目標(biāo)，地下設(shè)2層，基底標(biāo)高處于-21.8m至23.5m?；悠矫嬉?guī)格：短邊165m，長邊239m。案例項(xiàng)目基坑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要求其安全級(jí)別為“一級(jí)”。案例項(xiàng)目深基坑施工范圍內(nèi)，基坑四周2m區(qū)域中不可有堆載物品，超過2m區(qū)域的堆放荷載需控制在20kPa以內(nèi)。出土位置的荷載最大值為40kPa，不可出現(xiàn)超限堆載問題。H項(xiàng)目的支護(hù)工程，選用臨時(shí)結(jié)構(gòu)，完工后可用期限為18個(gè)月。

2 深基坑支護(hù)的工藝類型

2.1 水泥擋墻支護(hù)

水泥擋墻支護(hù)方法，是以水泥、土兩種材料為主，水泥具有一定膠凝性，能夠固結(jié)土料，施工成具有一定強(qiáng)度的樁體。水泥擋墻支護(hù)，具有較好的水穩(wěn)性，工程成本不高、工藝形成的噪聲不大，多用在軟弱土質(zhì)項(xiàng)目中。施工前，可采取試樁施工形式，綜合給出“水灰比”“攪拌機(jī)運(yùn)行速度”“攪拌頻率”“泵送用時(shí)”各項(xiàng)參數(shù)，保持邊坡結(jié)構(gòu)的平穩(wěn)性，切實(shí)增強(qiáng)地基承載性能，以此控制地基沉降問題。此種支護(hù)工藝表現(xiàn)出較強(qiáng)的止水性，多用在基坑深度處于3～6m的項(xiàng)目中。

2.2 鋼板樁支護(hù)

鋼板樁支護(hù)方法，主要是借助鋼板樁材料，拼接建造成圍護(hù)墻。施工方式含有“槽鋼”“鎖扣”兩類形式。鋼板材料的外觀形狀，具體包括“U型”“Z型”等。鋼板樁支護(hù)時(shí)，主要采取“錘擊”“振動(dòng)”的工藝處理形式，有效隔絕水土資源，支護(hù)結(jié)構(gòu)具有耐用性，工藝操作便捷，鋼板可循環(huán)使用。在實(shí)際施工中，工藝噪聲較大，材料柔性特點(diǎn)較為明顯，不適宜用在較深基坑項(xiàng)目[1]。

2.3 排樁支護(hù)

采取連續(xù)排布、間隔排布等多種形式，在基坑四周合理設(shè)計(jì)樁體，形成排樁支護(hù)形式。采取造孔、添加鋼筋籠、注入混凝土等工藝方式，施工處多組樁體。此種樁體在各類地質(zhì)環(huán)境中，均具有一定適用性，表現(xiàn)出工藝適用范圍大、工藝噪聲不高、環(huán)境污染性不強(qiáng)等特點(diǎn)。在材料灌注前期，需采取試樁施工方法，參照案例工程的環(huán)境特點(diǎn)，合理選擇工藝方案，配備相應(yīng)的施工設(shè)備。造孔施工期間，需要在目標(biāo)點(diǎn)位放置枕木，進(jìn)行整平處理，保證鉆機(jī)造孔質(zhì)量。灌注樁的工藝流程中，應(yīng)進(jìn)行護(hù)筒埋設(shè)施工，保證打樁點(diǎn)位、垂直角度的規(guī)范性。孔位偏差量需控制在5cm內(nèi)，樁體垂直性的偏差量需小于1%。造孔期間，應(yīng)保證補(bǔ)漿及時(shí)，嚴(yán)防出現(xiàn)塌孔事故[2]。

2.4 地下連續(xù)墻

地下連續(xù)墻，主要是在挖坑前，在基坑外圍施工出多個(gè)溝槽，采取清槽、放入鋼筋籠、灌注材料等工藝措施，施工成鋼混型擋土墻。此工藝表現(xiàn)出結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大、限制條件少等優(yōu)勢(shì)，多用于環(huán)境欠佳的工程中。施工期間，可利用單層、復(fù)合兩種結(jié)構(gòu)，建造墻體結(jié)構(gòu)。在使用逆作法工藝時(shí)，連續(xù)墻工藝表現(xiàn)出較高的防滲性、工藝噪音不大等特點(diǎn)，可用在人群較多的工程環(huán)境。由于支護(hù)結(jié)構(gòu)占地空間不大，能夠有效借助基坑空間，完成挖土、出土等工藝操作，快速推進(jìn)工程任務(wù)，有效控制工期。相比其他支護(hù)方法，需增加廢棄泥漿的處理流程，支護(hù)成本相應(yīng)增加。

3 干擾基坑工藝質(zhì)量的因素

3.1 客觀因素

H項(xiàng)目進(jìn)行支護(hù)施工規(guī)劃時(shí)，側(cè)重梳理了干擾支護(hù)施工的各項(xiàng)因素，以此細(xì)化工藝內(nèi)容，消除不利影響。在客觀因素分析時(shí)，主要考量基坑安全級(jí)別。如表1所示，是依照基坑支護(hù)相關(guān)的技術(shù)規(guī)范內(nèi)容，整理獲得的基坑安全級(jí)別表。

表 1 基坑安全級(jí)別表

支護(hù)結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)，是開展基坑施工的重要環(huán)節(jié)。選擇支護(hù)方案時(shí)，需要從多個(gè)方面，進(jìn)行考量?；邮┕ち鞒梯^為復(fù)雜。由于各基坑所在的環(huán)境特點(diǎn)存在差別，需考量多個(gè)因素，綜合選擇最佳的基坑方案。為此，在施工期間，可參照基坑安全級(jí)別，相應(yīng)設(shè)計(jì)基坑支護(hù)的工藝內(nèi)容。而基坑安全級(jí)別，是保證基坑支護(hù)質(zhì)量的最基礎(chǔ)客觀條件。案例項(xiàng)目基坑支護(hù)的級(jí)別要求為“一級(jí)”，可選擇的支護(hù)類型較多。

3.2 主觀因素

3.2.1 安全性

保證支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全性?；又ёo(hù)作為建筑任務(wù)的重要項(xiàng)目，用于支撐整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)，占據(jù)較為關(guān)鍵的位置?；又ёo(hù)的性能，關(guān)聯(lián)著上層建筑的安全。因此，支護(hù)安全，是基坑支護(hù)工藝需要著重思考的因素。比如，某建筑整體傾倒事故，事故危害性加大，究其原因是基坑平穩(wěn)性不足，致使基坑難以承擔(dān)建筑重力，出現(xiàn)建筑傾倒事故。保證基坑安全，合理選擇基坑支護(hù)方案，是保證支護(hù)質(zhì)量的最根本因素[3]。

3.2.2 技術(shù)操作性

合理選用施工技術(shù)。基坑支護(hù)的工藝流程中，含有較專業(yè)的技術(shù)內(nèi)容，需參照具體工程需求，制定支護(hù)方案。技術(shù)選用時(shí)，需分析技術(shù)選擇的合理性，使其符合工程情況。應(yīng)對(duì)各類基坑所在環(huán)境的差異性，基坑與環(huán)境的具體情況，均是選擇支護(hù)方案的考量因素。比如，排樁支護(hù)，可用在土質(zhì)欠佳的環(huán)境中。選材可依據(jù)工程需要，防止材料性能風(fēng)險(xiǎn)。施工設(shè)備應(yīng)順應(yīng)場(chǎng)地需求，部分場(chǎng)地空間狹小，無法使用大型設(shè)備。在施工前期如果未加以充分考量，可能會(huì)出現(xiàn)設(shè)備無法施工的情況，由此增加了工期、人力、成本的消耗量。

3.2.3 工藝質(zhì)量達(dá)標(biāo)性

基坑項(xiàng)目作為整體建筑施工任務(wù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，具有一定臨時(shí)性。前期給出的工程預(yù)算較少，會(huì)在一定程度上危及工藝質(zhì)量，出現(xiàn)各類工程事故。2020年某在建項(xiàng)目，基坑施工存在不規(guī)范問題，致使土層承載能力不足，出現(xiàn)坍塌事故。由此發(fā)現(xiàn)：工藝質(zhì)量是保證工程安全的重要因素，需加強(qiáng)工藝質(zhì)量分析，保證支護(hù)效果。

3.2.4 成本可控性

基坑項(xiàng)目可能會(huì)消耗一定量的資金，各類不確定因素帶來的干擾問題，分布在基坑項(xiàng)目中，可能會(huì)引起基坑項(xiàng)目出現(xiàn)資金管控不到位的問題。各類工程均想要以較少的資金支出，獲取更高收益。各參建組織，以安全性為出發(fā)點(diǎn)，加強(qiáng)成本控制，以此增強(qiáng)基坑支護(hù)方案的性價(jià)比。

3.2.5 工藝生態(tài)性

嚴(yán)格控制工藝污染問題。在工藝進(jìn)行中需關(guān)注工藝環(huán)保性，基坑支護(hù)具有工程使用的臨時(shí)性，面臨著噪音、揚(yáng)塵等多種類型的污染問題，需加以認(rèn)真考量，減少工藝污染。

4 H項(xiàng)目選擇的基坑支護(hù)方案

4.1 方案A“支護(hù)樁+錨索”

此方案中，支護(hù)樁內(nèi)徑參數(shù)設(shè)計(jì)為1.2m，樁體長度約為33m至41m。插入基巖深度需控制在2m以內(nèi)，特殊位置的樁體嵌入深度需多于5m。樁體材料級(jí)別為C30，位于水內(nèi)的材料級(jí)別為C35。樁體外側(cè)添加了止水帷幕，使用的鋼絞線作為錨索工具，錨固至基巖的深度應(yīng)多于8m。此種基坑方案，可用于場(chǎng)地空間不大、基坑深度較大的項(xiàng)目。施工期間，需有效控制基坑橫向位移問題。此方案的工藝要求：錨桿錨固范圍，不可添加在淤泥、土質(zhì)欠佳的位置。如果錨桿錨索支護(hù)的各項(xiàng)工藝設(shè)計(jì)不合理，需要更高的支護(hù)強(qiáng)度，可能會(huì)增加支護(hù)成本。此方案的工藝要點(diǎn)，具體如下：1)在挖坑掘進(jìn)施工期間，需高效安裝錨桿錨索支撐體系，防止出現(xiàn)頂板離層問題；2)在錨桿、錨索支撐完成時(shí)，需保證預(yù)緊力達(dá)到預(yù)防條件，以此增強(qiáng)懸吊效果。為此，工藝錨固處理后，需加強(qiáng)運(yùn)維檢查。

4.2 方案B“連續(xù)墻”

連續(xù)墻結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計(jì)為800mm，導(dǎo)墻結(jié)構(gòu)參數(shù)為200mm。墻體頂部冠梁長邊取1100mm，短邊取800mm。墻體材料強(qiáng)度級(jí)別為C30，防水能力為P6，冠梁位置的材料強(qiáng)度選擇C25。造孔施工的工藝規(guī)范，如表2所示。

表 2 造孔施工的工藝規(guī)范

連續(xù)墻支護(hù)方法，可用在有止水需求、土層結(jié)構(gòu)復(fù)雜的項(xiàng)目中。此支護(hù)方法，操作過程較為復(fù)雜，要求工人擁有較強(qiáng)的技術(shù)能力。漿液生產(chǎn)、漿液處理各環(huán)節(jié)，會(huì)占用較大場(chǎng)地。如果工程管理不到位，可能會(huì)形成環(huán)境污染問題。在施工初期，需進(jìn)行各項(xiàng)工藝準(zhǔn)備，防止出現(xiàn)停工、返工等問題。支護(hù)施工期間，嚴(yán)格依照工程流程，保證墻體質(zhì)量的達(dá)標(biāo)性，側(cè)重關(guān)注各組連續(xù)墻間隔位置的連接質(zhì)量。

4.3 方案C，“灌注樁+內(nèi)支撐”

此方案支護(hù)施工時(shí)，嵌入巖層1.6至8.8m，樁體長度介于33至39m之間。采取兩組梁支撐的形式，作為內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)。支撐梁截面有兩種規(guī)格：一是各邊均為700mm，二是短邊為900mm、長邊為1300mm。此工藝施工時(shí)，需關(guān)注地下水形成的材料腐蝕問題。內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)會(huì)占用基坑一定空間，增加施工困難。拆除內(nèi)撐結(jié)構(gòu)，需要增加施工時(shí)間。此工藝施工期間，需關(guān)注的問題如下：1)嚴(yán)防塌孔、斜孔各類事故，防止出現(xiàn)鉆孔漏漿問題；2)多次進(jìn)行測(cè)量，設(shè)計(jì)質(zhì)量控制點(diǎn)，保證支護(hù)效果[4]。

4.4 方案分析

依照工藝性價(jià)比的優(yōu)選理念，基坑支護(hù)含有多種類型，可從安全、經(jīng)濟(jì)兩個(gè)層面，選出最佳的工藝方案，保證支護(hù)效果。方案比選時(shí)，H項(xiàng)目邀請(qǐng)了12位專家，從方案功能、工藝成本各方面，進(jìn)行評(píng)價(jià)。計(jì)算各位專家評(píng)價(jià)的平均數(shù)，作為方案評(píng)價(jià)結(jié)果，具體如表3所示。

表 3 各方案對(duì)比結(jié)果

在功能性評(píng)價(jià)中，方案B略顯不足，方案A、方案C的結(jié)果相近。在成本預(yù)估方面，方案A使用的資金量最少。工期方面，三個(gè)方案均需要5個(gè)月時(shí)間。綜合評(píng)價(jià)時(shí)，方案A在功能性、成本控制方面，均有一定優(yōu)勢(shì)，綜合價(jià)值得分較高。為此，H項(xiàng)目最終選擇方案A進(jìn)行支護(hù)施工。

5 H項(xiàng)目基坑監(jiān)測(cè)分析

5.1 基坑監(jiān)測(cè)計(jì)劃

依據(jù)H項(xiàng)目的施工要求、各項(xiàng)基坑施工規(guī)劃，設(shè)計(jì)基坑監(jiān)測(cè)方案時(shí)，分別從“基坑橫向位置偏移”“樁頂偏移”“地下水位”“四周地表沉降”各方面，設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。監(jiān)測(cè)之前，需做好充足的準(zhǔn)備工作。1)拍攝項(xiàng)目周邊原有建筑，保存建筑圖像，以此應(yīng)對(duì)基坑施工糾紛；2)記錄四周建筑、路面、管線的位置變動(dòng)情況，逐一設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)?；颖O(jiān)測(cè)使用了較多的監(jiān)測(cè)設(shè)備，具體包括“全站儀”“測(cè)斜儀”等。在設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)，依據(jù)挖坑情況，設(shè)定測(cè)點(diǎn)間隔距離為25至29m，逐一設(shè)計(jì)“側(cè)斜孔”。此種布點(diǎn)方法，在被測(cè)主體內(nèi)部布設(shè)“測(cè)斜管”，依據(jù)此管的角度變動(dòng)情況，綜合判斷被測(cè)點(diǎn)位的橫向位移量。采取每米一個(gè)測(cè)點(diǎn)的設(shè)計(jì)方法，全面測(cè)定基坑圍護(hù)的橫向位置變動(dòng)情況[5]。

5.2 監(jiān)測(cè)結(jié)果

監(jiān)測(cè)結(jié)果，如表4所示。

表4 H項(xiàng)目基坑監(jiān)測(cè)結(jié)果

四周建筑沉降值的預(yù)警設(shè)計(jì)為10m，案例項(xiàng)目沉降值介于-17～2m之間，尚處于規(guī)范值以內(nèi)。樁頂、基坑深層、四周地下水各處的監(jiān)測(cè)結(jié)果，均處于控制值以內(nèi)，整體支護(hù)性能符合工程要求。此外，在實(shí)際施工期間，基坑支護(hù)的資金投入量，減少了將近600萬元，主要在于部分工程量小于理論預(yù)估值，選擇了成本更低的供貨商，降低了支護(hù)材料的采買成本，工藝計(jì)劃表現(xiàn)出較高的節(jié)本增效特點(diǎn)。

6 結(jié)語

綜上所述，結(jié)合H項(xiàng)目特點(diǎn)，綜合考量支護(hù)安全、技術(shù)可行等各類因素，從多個(gè)基坑支護(hù)方案中，選定了“支護(hù)樁+錨索”的方案，嘗試從工藝性能、工程成本等方面，提升支護(hù)方案的性價(jià)比。完成支護(hù)后，各處監(jiān)測(cè)結(jié)果符合技術(shù)要求，實(shí)際使用的資金相比預(yù)算減少了將近600萬元，工藝性能優(yōu)異。