馮偉輝

廣東省地質(zhì)局第三地質(zhì)大隊(duì) 廣東 韶關(guān) 512026

城市化發(fā)展背景下的建筑工程數(shù)量逐步提升，其中大型建筑工程在城市內(nèi)更加密集的建筑環(huán)境下也逐漸引用了更加前沿的混凝土內(nèi)支撐的深基坑支護(hù)技術(shù)，從而促使支護(hù)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出更加良好的承載力效果。以廣東省某建筑工程為例，該工程占地面積約為4000m2，該建筑分為地上31層以及地下3層，建筑總面積為40402m2。地下3層主要為停車場以及地下室為梯形的規(guī)則建筑結(jié)構(gòu)，應(yīng)用框架剪力墻結(jié)構(gòu)加以建設(shè)。以該工程為例，對施工中的深基坑混凝土內(nèi)支撐支護(hù)體系設(shè)計(jì)進(jìn)行研究分析，促使支撐體系具有最佳的安全系數(shù)則成為了當(dāng)前建筑工程安全質(zhì)量保障中的重要內(nèi)容。

1 深基坑混凝土內(nèi)支撐支護(hù)施工部署

1.1 工程概況

基于本文當(dāng)中所提到的廣東省某商業(yè)建筑工程為例，該工程中應(yīng)用混凝土內(nèi)支撐深基坑支護(hù)技術(shù)的主要結(jié)構(gòu)為地下室，則需要對該工程地下室結(jié)構(gòu)的具體尺寸參數(shù)等進(jìn)行調(diào)查研究。結(jié)合相關(guān)工程資料內(nèi)容以及相關(guān)負(fù)責(zé)人對其進(jìn)行實(shí)地測量，該工程的地下建筑最長139m的平面尺寸，并對支護(hù)施工面積進(jìn)行測量，則實(shí)際面積約為2960m2，進(jìn)行土方開挖過程中平均深挖深度達(dá)到11m。且通過現(xiàn)場勘探反饋結(jié)果來講，該工程具有相對較為狹窄的工作范圍，具有較深的基坑挖掘尺寸。

且根據(jù)地質(zhì)勘探作業(yè)人員進(jìn)行調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，該工程地下結(jié)構(gòu)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)相對較為復(fù)雜，從上至下包含著雜填土以及砂層等，該類土質(zhì)結(jié)構(gòu)為軟弱土層，自身承載力相對較差，其中經(jīng)過測量，軟土地基最深處厚度達(dá)到7m。且該工程范圍內(nèi)具有較為豐富的地下水，在局部地段的表層中淤泥相對較多。該商業(yè)建筑工程位于市中心，周圍具有較為復(fù)雜且密集的建筑群落，與游樂場、市民活動(dòng)中心以及市政主干道等相鄰近[1]。根據(jù)該工程的具體情況，對基坑的安全等級(jí)進(jìn)行研判，為一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，則如何在周圍既有建筑工程的基礎(chǔ)上保障安全施工建設(shè)以及深基坑施工則成為了該工程的重點(diǎn)問題。

1.2 混凝土內(nèi)支撐體系設(shè)計(jì)

基于該工程的實(shí)際情況而言，由于在深基坑挖掘作業(yè)中的實(shí)際挖掘深度超過廣東省的深基坑施工管理規(guī)定，超過5m深度的深基坑支護(hù)作業(yè)則需要經(jīng)過建筑安全的相關(guān)專家進(jìn)行論證，從而獲得相應(yīng)的施工計(jì)劃。因此在相關(guān)專家的集中研討下，最終為該工程確定了地下連續(xù)墻結(jié)合混凝土內(nèi)支撐的復(fù)合型支護(hù)施工體系，該深基坑支護(hù)形式建立在專家論證的基礎(chǔ)上，通過試驗(yàn)確認(rèn)具有更為安全的施工表現(xiàn)。

因此在該工程中設(shè)計(jì)了厚度為900mm的地下連續(xù)墻，以深入到地坪以下16m的范圍展開設(shè)計(jì)，按照地面平面標(biāo)高的-0.3m～-0.5m為誤差標(biāo)準(zhǔn)。隨后對鋼筋混凝土支撐梁進(jìn)行設(shè)計(jì)，在-3.0m的標(biāo)高位置，設(shè)置一道支撐梁，同時(shí)應(yīng)用800mm×1000mm尺寸規(guī)格水平直撐鋼筋混凝土梁作為地下連續(xù)墻的支撐體。并應(yīng)用鋼格構(gòu)立柱作為支撐梁的支撐，使用C25等級(jí)的混凝土在坡面以及地面進(jìn)行施工作業(yè)，而應(yīng)用C30等級(jí)以上的混凝土施工于冠梁、腰梁等位置[2]。

該工程的深基坑支撐梁支護(hù)結(jié)構(gòu)平面如圖1所示。

圖1 內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)平面圖

該工程的深基坑支撐梁截面大樣如圖2所示。

圖2 支撐梁截面大樣圖

1.3 工程部署

隨后對該工程的支撐梁支護(hù)施工展開部署，首先應(yīng)確定基坑支護(hù)以及土方開挖的順序。首先應(yīng)對地下連續(xù)墻展開施工，隨后完成內(nèi)支撐鋼格構(gòu)立柱的樁基礎(chǔ)施工作業(yè)。進(jìn)而對地下室結(jié)構(gòu)按照-0.3～-3.3m的范圍展開土方開挖作業(yè)，隨后對地下連續(xù)墻的腰梁、內(nèi)支撐梁展開施工作業(yè)。再次開挖，在地下室展開底板混凝土墊層施工作業(yè)，按照10cm的厚度進(jìn)行施工，并使用砌筑方式對-11m以下的基坑展開外圍施工作業(yè)。

在本次工程的深基坑施工作業(yè)環(huán)節(jié)當(dāng)中，為了能夠保障施工安全且在規(guī)定工期內(nèi)完成施工作業(yè)，則需要對施工區(qū)段進(jìn)行合理的劃分。根據(jù)深基坑施工中的一般要求來講，可創(chuàng)建兩個(gè)區(qū)域以及幾個(gè)不同階段的挖掘方式，如圖3所示，在平面結(jié)構(gòu)上按照東區(qū)以及西區(qū)進(jìn)行劃分，從而在橫向上按照上下的層次進(jìn)行漸進(jìn)式挖掘，確保每一階段的施工均得到合理的控制[3]。

圖3 深基坑混凝土內(nèi)支撐支護(hù)施工區(qū)域劃分

2 土方開挖

根據(jù)上述階段已經(jīng)形成了完整的施工部署，則可以開展階段性的土方開挖施工作業(yè)。按照橫向深度的上下兩個(gè)階段開始逐步開挖。按照兩個(gè)階段進(jìn)行循序漸進(jìn)施工作業(yè)，則能夠保障地下室結(jié)構(gòu)安全，并避免工序相互交叉影響施工質(zhì)量。

根據(jù)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，按照-0.8～-3.3m的范圍開展地下室土方第一階段的挖掘施工，從自然地坪的平面開始進(jìn)行挖掘，在挖掘進(jìn)程中進(jìn)行動(dòng)態(tài)化的監(jiān)控，當(dāng)檢測達(dá)到-3.3m的挖掘深度之后，需要對支撐梁以及地下連續(xù)墻腰梁展開鋼筋混凝土施工作業(yè)。

完成鋼筋混凝土施工之后，檢測支撐梁的強(qiáng)度等級(jí)，要求滿足85%以上的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)之后才能夠在地下室中開展第二階段的土方開挖施工作業(yè)。

最終挖掘深度應(yīng)達(dá)到距離地下室底板10cm的位置，并且由人工對開挖到標(biāo)高+30cm的范圍展開修整處理。

3 鋼格構(gòu)立柱定位施工

3.1 鋼格構(gòu)立柱定點(diǎn)

通過鋼格構(gòu)立柱施工則能夠?yàn)槌蟓h(huán)形梁提供穩(wěn)定的豎向結(jié)構(gòu)支撐。本階段的施工環(huán)節(jié)應(yīng)當(dāng)在基坑開挖之前完成，需要在立柱樁的樁孔中放置鋼格構(gòu)立柱。

結(jié)合本工程的實(shí)際情況來講，選擇了800mm直徑的灌注樁，并設(shè)計(jì)了460mm斷面邊長的鋼格構(gòu)立柱。一般性的工程樁基進(jìn)行施工時(shí)需要在完成樁孔打造之后率先將鋼筋籠下放到樁孔中，隨后對立柱進(jìn)行放置，而鋼格構(gòu)立柱施工時(shí)要求與鋼筋籠完成同步放置[4]。

為保障在施工中形成更為穩(wěn)定與可靠的下部連接效果，則對鋼格構(gòu)立柱的放置深度進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，要求放置鋼格構(gòu)立柱時(shí)的頂部應(yīng)低于立柱樁頂平面3m以下。在確定鋼格構(gòu)立柱連接灌注樁之后，對拌和好的混凝土進(jìn)行澆筑，促使鋼格構(gòu)立柱與之形成一體化的樁基。

在施工中應(yīng)注意混凝土強(qiáng)度等級(jí)，在開挖基坑時(shí)應(yīng)鑿除樁頂泛漿結(jié)構(gòu)，確保樁頂?shù)幕炷翉?qiáng)度充分滿足鋼格構(gòu)立柱的要求。如圖4所示。

圖4 灌注樁內(nèi)鋼格構(gòu)結(jié)構(gòu)圖

3.2 檢測鋼格構(gòu)立柱精度

按照設(shè)計(jì)要求在施工中對鋼格構(gòu)立柱的定位精度進(jìn)行檢測，確?？刂破涠ㄎ徽`差，包括鋼格構(gòu)立柱柱身傾斜、后期位移誤差等問題進(jìn)行有效的控制，則能夠促使鋼格構(gòu)立柱具有良好的承載力表現(xiàn)。

若產(chǎn)生基于定位誤差或是位移等問題，可能會(huì)造成鋼格構(gòu)立柱難以按照原有的中心設(shè)計(jì)點(diǎn)位進(jìn)行放置，與設(shè)計(jì)不符，則會(huì)對其承載力產(chǎn)生影響，造成一定的質(zhì)量問題。因此在施工中嚴(yán)格控制鋼格構(gòu)立柱的重心偏差問題，嚴(yán)格監(jiān)控定位精度，根據(jù)受壓構(gòu)件的施工偏心影響對鋼格構(gòu)立柱的允許偏差范圍進(jìn)行計(jì)算。同時(shí)對鋼格構(gòu)的立柱垂直度進(jìn)行控制，按照H/200進(jìn)行驗(yàn)算，其中H表示為鋼格構(gòu)立柱的高度尺寸[5]。

3.3 拆除鋼格構(gòu)立柱

在全部拆除水平支撐后對鋼格構(gòu)加以割除。穿過地下室基礎(chǔ)底板，可能會(huì)成為地下水上涌通道，為了避免地下室漏水，本次施工中加焊止水鋼板，在立柱構(gòu)件周圍進(jìn)行防護(hù)，達(dá)到良好的防水作用。止水鋼板安裝施工示意圖如圖5所示。

圖5 地下室止水鋼板安裝施工圖

4 內(nèi)支撐支護(hù)作業(yè)

在進(jìn)行基坑挖掘作業(yè)后，當(dāng)深度達(dá)到支撐梁下10cm的范圍之后，需要及時(shí)由施工人員對梁底地面展開清理。確保表層干燥清潔，進(jìn)而對混凝土墊層進(jìn)行振搗。在本次工程中，使用C15強(qiáng)度等級(jí)的混凝土按照100mm的墊層厚度進(jìn)行施工，且按照梁邊每側(cè)增加15cm的寬度對墊層寬度進(jìn)行設(shè)定。使用振搗棒由人工進(jìn)行振搗，振搗時(shí)間應(yīng)滿足30min以上，觀察混凝土無明顯氣泡翻涌情況則可以結(jié)束振搗作業(yè)。最后等混凝土干燥檢測墊層強(qiáng)度，符合要求后進(jìn)行現(xiàn)場放樣處理，經(jīng)過復(fù)核確認(rèn)梁位無誤，為大圓環(huán)支撐梁提供底模。

完成梁位復(fù)核之后，需要及時(shí)安裝綁扎大圓環(huán)梁以及支承鋼筋。為了形成更加便利的施工條件，需要在施工現(xiàn)場完成鋼筋的加工處理。由于在超大環(huán)形內(nèi)支撐的施工中涉及到較為復(fù)雜多樣的鋼筋梁類型，且間距相對較為密集，為了促使圓環(huán)梁主筋的弧度保持與設(shè)計(jì)參數(shù)相一致，則在施工中首先應(yīng)當(dāng)在地面對大樣進(jìn)行放樣處理，進(jìn)而在完成母樣制作之后可對圓環(huán)梁的大梁主筋進(jìn)行制作，確保鋼筋具有良好的加工制作質(zhì)量。隨后連接圓環(huán)梁鋼筋，根據(jù)設(shè)計(jì)要求應(yīng)選擇擠壓直螺紋進(jìn)行處理。

綁扎鋼筋梁，對側(cè)模板進(jìn)行安裝，使用18mm厚度的膠合板作為側(cè)模板，并選擇直徑為16mm的螺栓與80×80mm的木枋進(jìn)行固定拉結(jié)。完成外側(cè)模板安裝之后，澆搗支撐梁混凝土前3d應(yīng)對模板持續(xù)澆水濕潤，但注意水量，避免積水。從東到西分別展開澆筑作業(yè)，要求一次成型。本次澆筑混凝土體積較大，具有較明顯的水熱化現(xiàn)象，為保障質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)做好分層澆筑，嚴(yán)格管理混凝土配合比、澆筑順序以及振搗質(zhì)量。養(yǎng)護(hù)7d后進(jìn)行拆模，拆模后檢測承載力、穩(wěn)定性以及變形現(xiàn)象。

5 拆除支撐梁

根據(jù)工程中支撐梁支護(hù)設(shè)計(jì)要求，應(yīng)在完成-1層板施工之后可拆除支撐梁。由于工程量較大，且拆除難度較高，應(yīng)選擇專業(yè)爆破機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)處理。

6 結(jié)論

通過采取以上技術(shù)與措施進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)在該項(xiàng)目支護(hù)施工中，利用混凝土內(nèi)支撐深基坑支護(hù)技術(shù)具有更加顯著的應(yīng)用價(jià)值，獲得了更加安全的施工效果，避免對周圍密集建筑群產(chǎn)生影響。在該施工技術(shù)下的施工部署、土方開挖、鋼格構(gòu)立柱、支撐梁以及拆除作業(yè)措施設(shè)計(jì)，對今后同類地質(zhì)條件施工，具有重要參考價(jià)值。