張 文 晶
(山西省晉中建設(shè)集團(tuán)有限公司,山西 晉中 030600)
現(xiàn)階段,由于各種高層和大型建筑的興建,對(duì)于基礎(chǔ)的質(zhì)量要求也就越來越高,因此帶動(dòng)著對(duì)基礎(chǔ)施工技術(shù)的要求也就越來越高。為了確保工程能夠順利的進(jìn)展,再加之充分利用地下空間、節(jié)省土地資源等要求的提出,深基坑自然成了工程建筑的附屬品,這也就涉及到了一個(gè)重要的施工技術(shù)環(huán)節(jié)——深基坑支護(hù)技術(shù)。隨著近些年來由深基坑方面引發(fā)的工程問題與事故的不斷發(fā)生,更加奠定了深基坑支護(hù)技術(shù)的核心地位,因此,對(duì)該技術(shù)進(jìn)行透徹的了解以及實(shí)際應(yīng)用方面進(jìn)行仔細(xì)地分析是工程建設(shè)過程中不可或缺的。下面,就以深基坑的施工特點(diǎn)作為文章的切入點(diǎn),對(duì)支護(hù)技術(shù)的所需要求進(jìn)行一下淺要的分析。
1)基坑的深度會(huì)不斷增加。由于現(xiàn)階段為了使建筑能夠更好的、更合理的開發(fā)使用空間,并且符合人防以及城市的管理要求,建筑逐漸的出現(xiàn)了向地下發(fā)展的趨勢(shì)。在以往,建筑構(gòu)建1層~2層地下室的現(xiàn)象在大城市之中也是比較少見的,中等城市則更是鳳毛麟角,但是現(xiàn)在,沿海地區(qū)以及一些發(fā)達(dá)城市,3層、4層的地下建筑已經(jīng)很普遍了。因此,鑒于以上的情況,基坑開挖的深度普遍的在10 m~16 m之間,有的更是在20 m左右。
2)工程建設(shè)所需的地質(zhì)條件越來越難以滿足施工要求,基坑四周的環(huán)境也愈見復(fù)雜。一些沿海的并且經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的地區(qū),工程建設(shè)所需的符合要求的用地越來越少,地質(zhì)條件問題尤為突出。在城市之中,高層建筑以及超高層的建筑普遍的集中在建筑物密集、人口也非常密集的地方,并且建筑會(huì)與市政的公路緊緊相靠。而在這樣的情況之下,這些建筑的原有結(jié)構(gòu)都會(huì)比較陳舊,各種管線的分布也會(huì)顯得非常密集。所以,在基坑的開挖過程中不僅要考慮到其本身所具有的穩(wěn)定性要符合建筑的標(biāo)準(zhǔn),還要考慮到對(duì)建筑物造成影響與損壞。
按照GB 50202—2013建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范的要求,基坑劃分為三個(gè)等級(jí),具體劃分為:
一級(jí)基坑:一級(jí)基坑為重要工程,是支護(hù)結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)合二為一的工程,開挖基槽深度不少于10 m,其臨近建筑物、構(gòu)筑物等重要設(shè)施并在開挖深度以內(nèi);在開挖深度影響范圍內(nèi)存在歷史的或近代優(yōu)秀的建筑、需嚴(yán)加保護(hù)的重要管線。
三級(jí)基坑:開挖基槽深度不大于7 m,并無特別技術(shù)要求的基坑。
二級(jí)基坑:除一級(jí)或三級(jí)的基坑外的其他基坑。
基坑變形的監(jiān)控值為:一級(jí)基坑,支撐結(jié)構(gòu)墻頂位移為30 mm,支撐結(jié)構(gòu)墻體最大位移50 mm,地面最大沉降30 mm;二級(jí)基坑,支撐結(jié)構(gòu)墻頂位移為60 mm,支撐結(jié)構(gòu)墻體最大位移80 mm,地面最大沉降60 mm;三級(jí)基坑,支撐結(jié)構(gòu)墻頂位移為80 mm,支撐結(jié)構(gòu)墻體最大位移100 mm,地面最大沉降100 mm。
按照J(rèn)GJ 120—2012建筑工程基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范的劃分方法,基坑側(cè)壁安全等級(jí)按照基坑破壞后果劃分為三個(gè)等級(jí),具體為基坑側(cè)壁安全等級(jí)一級(jí)的,破壞后果為支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞或土體失穩(wěn)及變形過大對(duì)基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響為很嚴(yán)重的;基坑側(cè)壁安全等級(jí)二級(jí)的,破壞后果為支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞或土體失穩(wěn)及變形過大對(duì)基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響為一般的;基坑側(cè)壁安全等級(jí)三級(jí)的,破壞后果為支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞或土體失穩(wěn)及變形過大對(duì)基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響為不嚴(yán)重的。
深基坑的支護(hù)方法不斷創(chuàng)新,除一般的支護(hù)方式外,深基坑最常用的支護(hù)結(jié)構(gòu)有:
1)邊坡穩(wěn)定式:土釘墻和錨桿支護(hù)。
2)水泥擋土墻式:深層水泥攪拌擋土樁墻、高壓噴射注漿樁墻和粉體噴射注漿樁墻。
3)排樁和板墻式:排樁式、板樁式、板墻式和組合式。
4)逆作拱墻式。
深基坑在支護(hù)方面所應(yīng)用的技術(shù)較為復(fù)雜,若是深基坑的支護(hù)措施不到位,存在隱形的事故隱患,就會(huì)造成基坑坍塌,更嚴(yán)重的甚至?xí)斐扇藛T的傷亡以及經(jīng)濟(jì)上的損失。
在深基坑的支護(hù)工程中,對(duì)基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)與處理是非常重要的,應(yīng)充分的利用相關(guān)的措施與手段,確保深基坑工程的施工質(zhì)量及施工安全。支護(hù)結(jié)構(gòu)的主要作用就是在深基坑的施工過程中起到擋水、擋土的作用,確保工程的順利進(jìn)行,并且對(duì)地下的管線以及周圍的建筑形成一定的保護(hù),減少因基坑的開挖對(duì)它們?cè)斐傻奈:?。深基坑的支護(hù)多屬于臨時(shí)性的結(jié)構(gòu),在基礎(chǔ)工程的施工完畢后,其也就失去了應(yīng)有的效用。一些鋼制結(jié)構(gòu)可以進(jìn)行回收再利用,但是更多的支護(hù)結(jié)構(gòu)卻是被永久的埋于地下。并且其中有些部分如具有特殊用途的連續(xù)墻,在基礎(chǔ)工程的施工完畢之后會(huì)被考慮當(dāng)做是永久結(jié)構(gòu)之中的一個(gè)重要組成部分。所以,在施工的過程中,采用的支護(hù)技術(shù)就要能保證基礎(chǔ)的安全性能,確保工程能夠安全施工。
深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的基本要求:
1)保證支護(hù)結(jié)構(gòu)能夠起到擋土作用,保證基坑邊坡保持穩(wěn)定、確保施工安全;
2)保證相鄰的建筑物、構(gòu)筑物及道路和地下管線的安全;
3)保證不因土體的水平變形、垂直變形超規(guī)范要求及坍塌受到危害;
4)通過排降水,確保基礎(chǔ)工程施工在地下水位以上進(jìn)行施工。
因此,在具體施工過程中,要考慮的因素非常多。比如說基礎(chǔ)的類型,基坑將要開挖的深度,地質(zhì)條件與水文條件,周圍的環(huán)境,施工的季節(jié)因素,支護(hù)的使用期限以及基坑周圍的荷載等等。在基坑的支護(hù)施工過程中,其控制的關(guān)鍵問題是基坑所具有的穩(wěn)定性,防止基坑出現(xiàn)隆起的現(xiàn)象,合理的控制地下的水位以及地面的變形,控制流沙以及管涌等相關(guān)的險(xiǎn)情,并且要及時(shí)的根據(jù)實(shí)際施工過程中地質(zhì)與環(huán)境的變化對(duì)支護(hù)方案進(jìn)行合理的調(diào)整。
某商住樓工程,其建筑的總面積為25 270 m2,地下的面積為2 327 m2,地下2層;基坑深度9.2 m;基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)為鋼混梁板筏基礎(chǔ)。本工程的基坑屬于二級(jí)基坑。
水文地質(zhì)狀況。根據(jù)地質(zhì)勘探報(bào)告可知,本工程地下水位在自然地坪下13.2 m。本工程基坑土質(zhì)為Ⅰ級(jí)濕陷性黃土。
基坑土方的開挖采用機(jī)械挖土,配合人工清底的方法進(jìn)行。
基坑開挖的原則為先支撐后開挖的施工原則;按照施工組織設(shè)計(jì)豎向分層、縱向分段的施工原則;在開挖過程中確保分層、分塊、對(duì)稱、均衡進(jìn)行施工。
土釘墻支護(hù)采用潛孔鉆成孔,鉆桿鉆機(jī)將鋼管頂入工藝,每放坡開挖一層支護(hù)一層。土釘墻分層、分段施工,每層的開挖高度在土釘下50 cm,分段長(zhǎng)度在10 m~20 m之間,土層分段長(zhǎng)度采用6 m~10 m。土釘支護(hù)的混凝土面層插入基坑底20 cm,土釘采用φ42鋼管,單長(zhǎng)3.5 m~9 m,鉆孔直徑為110 mm,坡面掛網(wǎng)HPB300,φ8@150×150 mm,噴射混凝土強(qiáng)度等級(jí)C20,厚度為150 mm。
基坑坡壁設(shè)網(wǎng)片鋼筋Φ8@150×150,主筋端頭設(shè)2Φ18螺紋鋼,呈井字形布置。土釘主筋傾角為15°頂入,鋼管頂入后及時(shí)采用注漿泵注入水泥凈漿,可適量加入部分早強(qiáng)劑、膨脹劑和減水劑,水灰比0.38∶1~0.45∶1,注漿壓力0.5 MPa~1 MPa;土釘墻面層噴C20細(xì)石混凝土,厚100 mm。
1)施工機(jī)具的選用。
開挖以挖掘機(jī)為主,運(yùn)土用自卸式汽車;鉆進(jìn)成孔采用潛孔鉆;注漿壓力為0.4 MPa~0.6 MPa;噴射機(jī)采用TK500混凝土噴射機(jī)、噴混料攪拌采用JC500混凝土攪拌機(jī)。
2)施工措施。
a.挖掘機(jī)開挖,人工及時(shí)修整邊坡,確保邊坡尺寸、坡度符合設(shè)計(jì)要求;
b.按照深基坑設(shè)計(jì)要求,要求土釘間隔2.0 m設(shè)置一個(gè)對(duì)中支架,在每個(gè)對(duì)中支架下設(shè)置一塊船形鐵皮,防錨桿陷入土體中;
c.成孔后應(yīng)將孔內(nèi)余土用壓縮空氣機(jī)清除干凈,及時(shí)將土釘送入孔中;
d.施工時(shí)應(yīng)防止地表水侵入基坑,要求在基坑地表周邊設(shè)置地表排水溝,并將坑邊地表墊高;
e.坡面按設(shè)計(jì)要求設(shè)置泄水孔,在坑底設(shè)置排水溝;
f.在施工期間對(duì)土釘墻墻面的水平位移和垂直位移進(jìn)行監(jiān)測(cè);
g.噴射混凝土,應(yīng)自下而上進(jìn)行施工,噴射方向要垂直于坡面,噴嘴與坡面距離控在0.7 m~1.4 m以內(nèi);
h.在有鋼筋的地方,應(yīng)調(diào)整方向,先噴鋼筋后面,然后再噴鋼筋上面。
本工程采用了土釘墻支護(hù),有效地保證了本工程建筑基坑內(nèi)的施工作業(yè)的順利進(jìn)行,既減少了挖土量,也保證了雨季邊坡不被雨水的沖刷,最大程度是保證了施工的安全。
我國建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展,符合建筑施工要求的用地越來越少,因此導(dǎo)致深基坑工程的施工難度越來越大,所以對(duì)于深基坑支護(hù)技術(shù)也提出了更高的要求。在這樣的情況下,就要求在深基坑的施工過程中,要對(duì)其特點(diǎn)進(jìn)行明確的分析與了解,透徹的掌握支護(hù)技術(shù)的要求與要點(diǎn),并結(jié)合以往的工作經(jīng)驗(yàn)與其他成功的施工案例,對(duì)施工過程中的支護(hù)技術(shù)進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì),確保工程的安全進(jìn)行,提高深基坑的施工質(zhì)量。可以說我國深基坑工程支護(hù)的新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備不斷進(jìn)步,使建筑工程深基坑的支護(hù)技術(shù)更加有效地促進(jìn)了建筑施工安全健康發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]劉廣義.建筑工程深基坑開挖不均勻沉降的機(jī)理及其優(yōu)化[J].民營(yíng)科技,2011(3):7.
[2]李躍.深基坑施工中的工程質(zhì)量的控制[J].法制與經(jīng)濟(jì)(下),2011(4):7.
[3]邊亦海.基于風(fēng)險(xiǎn)分析的軟土地區(qū)深基坑支護(hù)方案選擇[D].上海:同濟(jì)大學(xué),2006.