常國瑞,王淑文
1.山東省建筑科學(xué)研究院有限公司,山東 濟南 250000
2.山東建科特種建筑工程技術(shù)中心有限公司,山東 濟南 250000
近年來,我國城市化建設(shè)步伐不斷加快,房屋建筑、路橋等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目的數(shù)量越來越多,導(dǎo)致土地資源大規(guī)模減小。為實現(xiàn)對有限的土地資源的高效利用,目前建筑工程領(lǐng)域越來越重視對地下空間的開發(fā),導(dǎo)致建筑工程基坑深度越來越大,從而提高了對深基坑支護施工技術(shù)的要求,深基坑支護施工的難度也不斷增大。同時,高層建筑也是建筑行業(yè)針對土地資源短缺問題所采取的有效舉措,高層建筑通常體量較大,也給深基坑支護施工技術(shù)提出了更高的要求。
深基坑開挖時,往往面臨很多不確定因素。如果支護方案不夠合理或考慮不全面,則可能引起安全事故。一旦發(fā)生安全事故,便會造成巨大的經(jīng)濟損失,還可能會導(dǎo)致人員傷亡?;诖耍罨娱_挖施工時,應(yīng)采取有效的措施,預(yù)防安全事故。施工前,應(yīng)做好調(diào)研工作,對建筑工程所在區(qū)域的情況、周圍環(huán)境情況進行全面了解,然后選擇合適的支護方式,并制訂科學(xué)、可行的施工方案,為實現(xiàn)深基坑支護施工質(zhì)量的提高奠定良好基礎(chǔ)。
當(dāng)前,建筑工程的數(shù)量不斷增多,但建筑用地卻在日趨減少。在此背景下,很多建筑企業(yè)在進行選址時,往往不得不選擇環(huán)境相對復(fù)雜的地方,這些地方地下管線復(fù)雜、管道較多,導(dǎo)致深基坑支護施工難度較大,對支護施工技術(shù)也提出了更高的要求。深基坑支護施工之前,如果沒有準確、全面地掌握該區(qū)域的地質(zhì)條件、周圍環(huán)境等情況,便有可能出現(xiàn)深基坑開挖不成功的現(xiàn)象,導(dǎo)致大量資源的不必要浪費,還會影響深基坑的穩(wěn)定性,甚至給周圍建筑物及構(gòu)筑物造成嚴重的威脅。
建筑工程深基坑施工中,土釘墻是一種常用的支護方式。為確保基坑支護施工的順利開展、排水功能的有效性,應(yīng)設(shè)置網(wǎng)狀的排水系統(tǒng),并保證積水溝、積水坑等有良好的排水功能。在確定土釘大孔直徑時,應(yīng)根據(jù)國家相關(guān)規(guī)范標準的要求進行,保證孔徑合格,且要對土釘進行仔細檢查,確保其無生銹、雜質(zhì)等問題存在,釘入孔后,再灌入注漿管。土釘焊接托架時,加強對鋼筋、砂漿等材料的質(zhì)量檢查,確保其符合建筑工程的實際要求,并要準確定位土釘?shù)奈恢?。注漿時,應(yīng)確保漿液配比的合理性、科學(xué)性,速凝劑的用量為水泥用量的3%,同時也要對注漿壓力進行嚴格控制。注漿過程中,確保完全將水泥漿導(dǎo)入孔中,避免側(cè)漏現(xiàn)象的出現(xiàn)。首輪操作必須在漿液初凝之前完成,30min 后再將注漿管清理干凈,然后開展第二輪注漿。注漿完成4h 后再進行掛網(wǎng),應(yīng)使用鋼筋網(wǎng),并與鐵絲進行焊接。提前將泄水管安裝在垂直、水平方向上,為保證管口的密閉性,可使用PVC 管。
建筑工程深基坑施工中,土層錨桿也是一種常用的支護方式。實際應(yīng)用土層錨桿進行支護時,應(yīng)對錨桿的位置進行合理選擇,使用鉆機對錨桿進行固定后再灌漿。鉆孔前,將錨桿位置當(dāng)作基點,認真測量,錨桿機位于指定地點后才能進行鉆孔,并合理調(diào)整鉆桿的位置、鉆桿的角度。鉆孔過程中,若發(fā)現(xiàn)異物,則要停止鉆孔,立即上報,并要仔細探查,根據(jù)探查結(jié)果,再確定解決對策,到達指定位置后完成鉆孔。同時,也要仔細檢查錨索的情況,確保錨索狀態(tài)良好后,才能開展相關(guān)操作。
護坡樁也是建筑工程深基坑施工中的常見支護方式。對護坡樁進行實際應(yīng)用時,先用灰漿灌漿,可選擇碎石、砂屑或混凝土等作樁的原材料。同時,應(yīng)嚴格遵循相關(guān)規(guī)范標準,制訂科學(xué)、可行的施工方案,并交由專業(yè)人士、總工程師審核、簽字,將其作為護坡樁施工的指導(dǎo)文件。根據(jù)施工方案中的相關(guān)內(nèi)容進行施工,用鉆桿從下孔入孔底進水泥砂漿,并保證其可以達到規(guī)定深度,采取多孔鉆孔灌漿的方法來確保護坡樁的質(zhì)量,確保深基坑支護施工的效果符合工程要求。
組合支護指將多種支護方式與相關(guān)技術(shù)有機結(jié)合起來。噴錨支護便是深基坑施工中的一種常用組合支護方式,其是將混凝土噴射、錨桿、釘墻、鐵絲網(wǎng)等有機結(jié)合起來,適用于地下水位較低以及黏土、砂土、弱膠土等特殊土體的基坑支護施工。實際應(yīng)用噴錨支護方式時,基坑深度應(yīng)≤15m,并要做好準備工作,從而確保噴錨支護施工質(zhì)量。同時,樁錨支護也是深基坑施工中的常用組合支護方式之一,其在土體性能較好、土層較薄、土質(zhì)較軟的地基中有著良好的應(yīng)用效果。例如,基坑坑體長度≤40m、設(shè)計軸向抗拔力≤750kN、水平角度為20°~50°時,便可以應(yīng)用樁錨支護方式。樁錨支護方式的構(gòu)造形式相對簡單,是在基坑穩(wěn)定地層內(nèi)將受拉桿件的一端固定住,然后使其另一端連接圍護樁,從而通過圍護樁來對力進行傳導(dǎo),以保證圍護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。實際應(yīng)用樁錨支護方式時,應(yīng)做好實地勘測,將垂直、水平位置標注好,并對支護結(jié)構(gòu)、基坑底部間的夾角進行嚴格控制,確保其不超出20°~25°的范圍。如果基坑單邊長>40m 或邊緣總長>140m,則要嚴格控制錨桿軸向抗拔力,通常不可超出700 ~800kN 的范圍。此外,自立式支護也是深基坑施工中的常見組合支護方式,其適用于素填土、粉土、粒土、黏土以及淤泥土等土體,主要是設(shè)置具有阻擋、支護等效果的水泥攪拌樁,并將其當(dāng)作支護屏障。實際應(yīng)用自立式支護方式時,需要嚴格控制基坑挖掘深度,深度應(yīng)≤9m。
該項目工程基坑采用整體開挖方式,呈不規(guī)則矩形,擬支護基坑?xùn)|西長約246m,南北寬約186m。高層基底標高17.95m;多層基底標高18.90m;車庫正常基底標高19.05m,部分基底標高為17.05m、18.95m、17.95m。東部及北部水池地區(qū)需要對淤泥質(zhì)土進行換填。根據(jù)勘察報告,東側(cè)換填最低處基底標高為16.62m,北側(cè)換填最低處基底標高為17.02m(已換填完成標高最低為18.95m)。
項目場地地下水為第四系孔隙潛水,主要補給來源為大氣降水及地下徑流。勘察測得地下水靜止水位埋深為0.60 ~6.00m,平均為4.67m;穩(wěn)定水位標高為19.31 ~ 19.98m,平均為19.69m。受周邊降水影響,水位變化幅度較大,該區(qū)域水位變化幅度約為1.0 ~3.0m,豐水期最高水位標高可按23.00m 考慮。綜合考慮地質(zhì)勘測結(jié)果、場地周邊環(huán)境情況等因素,按照便于施工、經(jīng)濟合理的原則,以保障深基坑支護施工質(zhì)量、安全為目標,對多種支護方式進行比較,決定選擇土釘墻支護和自然放坡的支護方式。
首先,土釘支護施工。土釘支護施工的具體流程如下:土方開挖→土釘成孔→土釘制作與安裝→注漿→鋼管土釘施工→面層施工→降水井、疏干井、集水坑施工→攪拌樁施工。其中,在鋼管土釘施工環(huán)節(jié),應(yīng)注意鋼管端部應(yīng)制成尖錐狀;鋼管頂部應(yīng)設(shè)置防止施打變形的加強構(gòu)造;鋼管土釘需要接長時,可采用幫條焊連接,幫條不應(yīng)少于3根Φ16mm 鋼筋,鋼筋長度不應(yīng)小于2 倍鋼管直徑,并采用雙面焊;注漿采用水泥漿,水泥漿水灰比值取0.5 ~0.6;注漿壓力不宜低于0.6MPa,應(yīng)在注漿至鋼管周圍出現(xiàn)返漿后停止注漿,當(dāng)不出現(xiàn)返漿時,可采用間歇注漿的方法。
其次,嚴格把控土釘支護施工質(zhì)量?;邮┕ぶ芷诳缍却螅瑧?yīng)做好雨期、冬期施工準備。施工質(zhì)量把控要點如下:(1)基坑側(cè)壁施工坡率不得大于設(shè)計值;土釘位置允許偏差為100mm,傾角允許偏差為3°,土釘桿體長度不應(yīng)小于設(shè)計值;鋼筋網(wǎng)間距允許偏差為±30mm;攪拌樁垂直度偏差不得大于1%,樁位偏差不超過50mm。(2)進入雨季前應(yīng)準備沙袋、水泵等防水物資,降雨過程中及時截水疏導(dǎo),排出積水。基坑四周設(shè)置擋水壩和排水溝,防止基坑四周雨水流入基坑內(nèi)。硬化路面,順水坡度按設(shè)計要求進行噴面,下雨時雨水自然向基坑周圍流淌,防止雨水回灌、浸泡基坑。雨季應(yīng)派專人對基坑四周的變形情況進行測量,以便及早發(fā)現(xiàn)問題,盡快解決。(3)冬期施工水泥漿及噴射混凝土拌制宜摻入適量的防凍劑,拌制混凝土所用骨料應(yīng)清潔,不得含有冰、雪、凍塊及其他易凍裂物質(zhì);冬期施工噴射混凝土溫度應(yīng)根據(jù)熱工計算確定,不宜低于5℃。冬期施工混凝土面層施工后應(yīng)采用塑料布等防水材料覆蓋并保溫養(yǎng)護。
深基坑施工中應(yīng)用噴土釘支護施工技術(shù),施工完成后,被支護的土體土釘支護結(jié)構(gòu)之間構(gòu)成了一個整體,土釘支護結(jié)構(gòu)可滿足土層內(nèi)力、外力的要求,能夠?qū)崿F(xiàn)對施工支護面的穩(wěn)固,支護面強度、穩(wěn)定性也比較高。面層施工使邊坡表面上建立起一個有效的防護層,可避免雨水、地表水沖刷而引起的滑坡,有利于確?;拥姆€(wěn)固性。
綜上所述,建筑工程中的深基坑支護施工技術(shù)多種多樣,包括土釘墻、土層錨桿、護坡樁以及噴錨支護、樁錨支護、自立式支護等組合支護方式。實踐過程中應(yīng)根據(jù)建筑工程實際情況、具體要求,對支護方式進行合理選擇,以確保深基坑支護施工質(zhì)量,保障建筑工程的建設(shè)效果。