馬春先
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很多建設(shè)項目的總體施工技術(shù)水平要求特別高,與場地地質(zhì)、地形以及現(xiàn)場周圍各類建筑物的環(huán)境狀況有很大的關(guān)系。深基坑圍巖支護工程中的技術(shù)內(nèi)容包括:地基的科學勘探、地質(zhì)勘查、支護、地基的施工、以及地基的開挖與支護等。在考慮是否使用淺層支護的基礎(chǔ)上,應(yīng)充分考慮多個重要的安全問題,不僅要確保整體的施工安全,還要充分考慮到周圍淺水環(huán)境的變化、以及排水系統(tǒng)的整體利用和安全性,更要根據(jù)施工的實際需要和施工方案進行施工。
深基坑支護施工是一種重要的支撐手段,其主要功能是可以有效保障房建工程在施工和管理中所產(chǎn)生的側(cè)墻及周邊環(huán)境的安全性,以及對其進行安全防護和地基強化。高層建筑多集中在城市中心地帶,城市人口密集、地下管線鋪設(shè)的線路很多、公路也很密集。在深基坑開挖工程中,要特別關(guān)注如何預(yù)防和保護周圍的高層建筑,不得不考慮將部分有一定的經(jīng)濟效益半開放的管道挖出,而不是采取其他的方法[1]。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,以及城市經(jīng)濟的飛速發(fā)展,人們對地下結(jié)構(gòu)的要求也越來越高,有的時候,需要在地基上建造五個以上的大地下室,因而地基的開挖越來越深,這就要求施工工人在施工過程中,要明確采取對應(yīng)的支擋、防水措施,才能保證施工的安全。
在建設(shè)項目中,深入挖掘場地的地質(zhì)條件,并對其進行各種工藝指標的選擇,是進行深基坑支護技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵。由于工程開挖過程中的地質(zhì)環(huán)境與工程地質(zhì)環(huán)境等因素對工程的安全影響較大,因此必須對工程建設(shè)中的工程地質(zhì)情況進行調(diào)查、檢測,確保工程的安全。在工程建設(shè)初期,對工程的地質(zhì)情況進行勘察和參數(shù)的測定十分復(fù)雜,資料的數(shù)量龐大,給工程技術(shù)的發(fā)展帶來很大的挑戰(zhàn)。
由于我國幅員遼闊,南北、緯度跨度較大,地形多樣、地形復(fù)雜,這就增加了深基坑支護施工的困難。同時,由于城市和農(nóng)村的發(fā)展,地下管線網(wǎng)日益錯綜復(fù)雜,建筑面積大為縮小。施工設(shè)備的選用也會增加工程的難度。
城市化步伐的加速、人口的增多,造成了城市建筑用地的緊缺。因此,發(fā)展高層和超高層是非常必要的,因為它具有顯著的優(yōu)越性,可以節(jié)約用地并使其得到最大限度的利用。為了保證高層建筑的安全,就需要提高基坑深度。因此,隨著房建工程越來越多,深基坑厚度也越來越大,有些甚至超過了20m,而且還在繼續(xù)擴大。
隨著科技水平的不斷提高,深基坑開挖施工越來越普遍。選用合適的支護技術(shù)是目前工程施工中亟待解決的問題之一。深基坑工程的支護可分成兩大類型:支護式和加固式。支護類型的支護技術(shù)有支護、低連續(xù)墻支護、排樁支護等;加固型支護技術(shù)可分為混凝土混合支護、懸臂支護和混合支護等。在深基坑開挖中,應(yīng)遵循兩項基本準則:保證工程的安全性和穩(wěn)定性;項目的空間利用率。
將細長的鋼筋條緊密地固定在邊坡上,并在邊坡上均勻地鋪設(shè)一張鋼絲網(wǎng),也就是所謂的“噴錨法”。接著,混凝土和橡木地面的鋼筋混凝土結(jié)合在一起,并在外墻上噴灑防水混凝土,從而構(gòu)成一種嚴密的混凝土。該支護式凝固層可有效地減少支撐時間,降低施工成本,通常在相對開挖深度不大、周圍無相鄰建筑物或在墻體沉降、位移等特殊情況下,可采用該支護措施[2]。尤其要注意的是,從設(shè)計到最后的施工,對于本項目的支撐主體結(jié)構(gòu),都要進行現(xiàn)場項目監(jiān)測和檢測,并根據(jù)工程建設(shè)的實際情況,進行技術(shù)上的調(diào)整。
排樁支護有:采用鋼筋混凝土的木樁、鋼板攪拌樁、人工挖樁、鉆孔自動樁、人工挖樁、鉆孔自動樁等。在建筑地基工程中,如果地基比較軟,一般不可能直接修建拱頂,所以通常情況下必須進行大量的人工灌漿才能保證安全。如果地基條件很好,而且地基下面的水位很低,可以直接形成一個斜坡上的土拱,在日常工作中,可以將少量的人工開挖和鉆孔樁子用作支撐高層建筑。
在普通的軟混凝土建筑中,深基坑內(nèi)的連續(xù)墻開挖,或進行支撐工程,深基坑的開挖深度不宜大于10m,若周圍的基礎(chǔ)設(shè)施和鄰近基礎(chǔ)設(shè)施有相對下沉和側(cè)傾等情況,則可以優(yōu)先選用地下連續(xù)墻,進行深基坑的開挖和支護。在不同的巖土工程中,若地下連續(xù)墻支護結(jié)構(gòu)強度和綜合特性都很好,而且對周圍的自然損害和影響也相對較少[3]。對這種支護工程中。必須合理設(shè)計,以保證質(zhì)量。要按照規(guī)范的規(guī)定對水泥砂漿進行科學調(diào)配,并對物料比例進行控制,以保證防水效果,提高井筒的穩(wěn)定;在施工過程中,采用管道法進行混凝土的灌漿,既能有效地阻止泥漿的滲入,又能保證澆注過程的連續(xù)性。
深基坑工程中采用深攪拌樁技術(shù),必須在施工前在基礎(chǔ)上設(shè)置攪拌器和打樁設(shè)備,并對兩者進行全面的檢測和調(diào)試。在摻入混凝土時還要對混凝土的品質(zhì)進行定期的檢測,要將樁側(cè)的垂直角調(diào)整好。在混凝土澆筑時,必須對每個混凝土柱子的用量進行精確的調(diào)控,并且在混凝土柱子的攪動和澆灌中要有專人負責監(jiān)督。在打樁機攪拌時,確保鉆機的正常運轉(zhuǎn),否則就會出現(xiàn)問題,從而影響工程的進度和工程的質(zhì)量。在進行噴注時,可以合理地利用鉆柱,從而達到更好的工作效果,提高產(chǎn)品的品質(zhì),同時也要對鉆具的改造和延長進行嚴格的管理[4]。
預(yù)應(yīng)力土層錨桿支護技術(shù)是利用特殊的施工設(shè)備,將錨桿一頭與護坡、護壁連接起來,在土層中進行錨固,并在錨固區(qū)注入高密度的混凝土,保證錨固區(qū)的砂漿體達到一定的承載能力,從而有效地抵抗土、土和水的荷載。利用地層錨固力來保持樁身和墻體的穩(wěn)定,防止樁身和墻體產(chǎn)生較大的變形,然后對錨桿頂端進行張拉,錨固件和周邊的土壤也會產(chǎn)生抵抗的作用,從而產(chǎn)生反作用。
目前,對大口徑深基坑的施工要求越來越高,新技術(shù)和新設(shè)備采用越來越多,工程施工中,一般采用成槽機構(gòu)用于基坑開挖深度比較低的工程。如果基礎(chǔ)開挖深度過大,或是過淺,則難以達到工程要求。使用這種技術(shù),可以在較深的區(qū)域和較深地基中獲得較好的施工效果,而且這種設(shè)備的穩(wěn)定性能也會得到極大的提升。
在實施深基坑開挖工程前,應(yīng)進行現(xiàn)場勘察和計劃,只有如此,才能保證實施的有效性。如果實際工程施工與早期的工程支護方案有較大差別,不僅會對工程的質(zhì)量產(chǎn)生一定的負面作用,而且會對工程的工作效果產(chǎn)生一定的不利影響。造成工程設(shè)計與工程實際情況差別的主要因素有工人未按要求使用水泥,混凝土品質(zhì)較差,混凝土強度不足等[5]。若不能及時進行有效的培訓,還會造成員工的責任心缺失,對工程的質(zhì)量和進度造成很大的負面作用。一些施工企業(yè)由于貪圖自身的利潤而忽略了工程建設(shè)的質(zhì)量,缺乏職業(yè)操守,使用低價、低檔的材料,或是偷工減料,使支護效果大打折扣,對工程質(zhì)量造成很大的影響,甚至可能有發(fā)生塌方的危險。
在進行深基坑開挖過程中,修復(fù)和保養(yǎng)好邊坡是一個非常必要的條件。我國現(xiàn)有的邊坡維修保養(yǎng)工作中,出現(xiàn)了大量的問題,多數(shù)是因為工程施工單位盲目地追逐進度,或者工程技術(shù)工人整體水平不高、缺少責任心等。
土方開挖工程質(zhì)量缺陷大已經(jīng)成為制約我國工程施工的一個重大問題。在進行土石壩的挖掘過程中,由于施工人員之間交流不暢,造成了工作低效。有的地方?jīng)]有落實好工作職責,造成工程品質(zhì)下降;有的不按國家和行業(yè)相關(guān)規(guī)范進行作業(yè),工地雜亂無序,物料堆放不規(guī)范,存在著安全風險,這些都會對工程質(zhì)量造成很大的影響。
在進行工程施工之前,必須對土質(zhì)、水文、地形、構(gòu)造等方面進行調(diào)研。發(fā)現(xiàn)松軟土壤時,要進行兩次以上的深測量。若土壤品質(zhì)優(yōu)良,應(yīng)將探頭均勻地布置在15~30m范圍內(nèi);當?shù)匦吻闆r比較復(fù)雜時,應(yīng)按實際情況提高探頭高度。當遇到地下水源時,應(yīng)對其進行全面的分析。同時,周邊的條件也會對基礎(chǔ)設(shè)施的施工造成一定的影響,應(yīng)事先了解并制定應(yīng)對措施,避免對項目的施工造成不利的后果。
施工中必須采取“打孔壓漿法施工工藝”,以滿足施工現(xiàn)場的特性和施工需要,減少污染,消除噪聲,加快施工速度?!般@孔壓漿樁”護套采用水泥砂漿,可將砂礫與多層布漿組合制成無砂型水泥樁柱,直接投入使用。施工應(yīng)嚴格遵守行業(yè)標準、施工方案及國家有關(guān)技術(shù)標準和要求,符合《鉆孔壓漿樁工程的施工及驗收規(guī)程》。在開工前,要通過監(jiān)理工程師的復(fù)查和認可,所用的設(shè)備和材料都要達到相關(guān)的規(guī)范。其工作步驟為:首先用螺桿鉆進規(guī)定的深度,然后從鉆桿心筒的下部向上方灌入準備好的水泥,以水泥為主體,這樣漿液就會升高到?jīng)]有坍塌風險的地方,當所有的鉆柱都被抬起時,將鋼筋籠子和集料放進心孔,再在孔底反復(fù)使用壓力過大的補沖漿。
在高海拔地區(qū)的深基坑開挖過程中,樁基布置是施工中必須注意的問題之一。在實際施工中,仍需配合環(huán)狀支撐。在工程建設(shè)中,采用工字鋼樁、挖孔樁、打樁等排樁方法。為了保證地下工程施工的安全性和穩(wěn)定性,在使用排樁法時要小心謹慎。
實際工程施工,也就是在挖地基的時,有關(guān)單位和管理機構(gòu)對周圍的建筑物、地下管線等進行詳細的調(diào)查,制定出具體可行的工程施工方案和規(guī)劃。若深基坑中有很大的滲透性,則會加大基坑底裂的危險,因此應(yīng)加強對深井基礎(chǔ)的防漏處理,并對其進行二次埋設(shè),防止漏水現(xiàn)象的發(fā)生。在工程建設(shè)期間,要按時進行排水工程施工,同時要定時監(jiān)測支護結(jié)構(gòu)、地下水位及防洪匯水區(qū)等對工施工建設(shè)產(chǎn)生的不利影響。設(shè)計和施工方案要經(jīng)過審查和驗證才能進行。
由于施工項目的特殊性,加上支護技術(shù)千差萬別,在施工過程中,應(yīng)根據(jù)具體情況,合理選用合適的支護技術(shù)。例如,重力擋土支護就是通過自身的重量實現(xiàn)主、基之間的相互平衡;復(fù)合擋墻是利用噴射混凝土和其他錨桿等多種形式來發(fā)揮作用;懸臂式圍巖支護的施工技術(shù)關(guān)鍵在于可將支座埋設(shè)在基坑的基座上,以確保整體的安全和穩(wěn)固。不同類型的支護技術(shù)各有利弊,應(yīng)根據(jù)具體的施工條件確定合理的施工方案,以確保施工的整體質(zhì)量與效益。
大部分的支撐樁都可以是一種人工鉆孔樁,是利用全部的鋼筋混凝土地基作為支撐墻,比如,人工灌注樁、電動起重機、電纜樁等,進行人工挖掘,然后在鉆孔中利用手工澆鑄鋼筋混凝土地基。為有效地改善成樁、穿插工藝的施工質(zhì)量,應(yīng)對成樁后的特殊灌注鋼筋混凝土進行施工,并將預(yù)制好的鋼筋籠取出來,對成樁、清樁、網(wǎng)箱等各個環(huán)節(jié)進行嚴格核查。所有的鉆機工人在鉆孔工作中可能有主觀隨意性地發(fā)揮,這時就需要工人在施工中先把鉆機的位置和樁基位置弄清楚,然后再根據(jù)鉆機的坐標和水準坐標來進行打眼。在此次隨機鉆井中,我們不但要對樁基位置進行大量的挖掘,而且要在各個洞口采用不同的工作設(shè)備,如保護管,以精確的各個孔洞,精確地進行鉆探和生產(chǎn)。清孔作業(yè)完成后,進行鋼筋籠的施工和水下混凝土地基的鉆孔清理作業(yè)。在施工中,為了確保鋼筋籠的內(nèi)壁和夾層的厚度,必須對整個鋼筋籠進行周向定位。在整個施工中,施工全流程都要對鋼筋混凝土灌注漿、鋼筋籠的設(shè)置、施工制作、開孔、清洞等作業(yè)環(huán)節(jié)進行嚴格控制,從而有效地確保了施工的整體質(zhì)量。
在建立科學、規(guī)范的管理體系的基礎(chǔ)上,制訂相應(yīng)的施工技術(shù)標準,使工程的工作有依據(jù)。對相關(guān)人員、設(shè)備、材料等進行科學的管理與組織,成立專門的監(jiān)理隊伍,對施工的各階段、工序進行全面的監(jiān)督,對每個工序都要進行嚴格的檢查和驗收,確保下一階段的工作能夠順利進行,確保工程建設(shè)的正常進行。
除了對全過程進行全方位的監(jiān)控和控制以外,還要對施工中的每一個工序進行檢驗和檢驗,以便能及時了解項目的進展,并做出相應(yīng)的調(diào)整和布置。在對支護進行監(jiān)測時,應(yīng)著重檢查支護位移、強度、變形及結(jié)構(gòu)完整性等關(guān)鍵位置及參數(shù),以確保其滿足工程技術(shù)規(guī)范。一般在基坑開挖2-3d內(nèi)要再次檢查,一旦發(fā)現(xiàn)問題,應(yīng)立即進行有效的處理,并在修復(fù)或修復(fù)后加大檢查強度和頻次,以確保深基坑施工的安全。
綜上所述,房建工程深支護施工是解決施工過程中施工安全與穩(wěn)定問題的關(guān)鍵所在,施工質(zhì)量的好壞將影響到整個工程的整體穩(wěn)定。因此,在進行深基坑開挖過程中,應(yīng)掌握本領(lǐng)域最新的設(shè)計技術(shù),并根據(jù)實際情況制定切實可行的方案,采取適當?shù)募夹g(shù)措施,在此基礎(chǔ)上,還要加強施工項目的組織、管理、全程監(jiān)督、質(zhì)量檢查和檢驗,以確保工程的安全和穩(wěn)定,確保其在施工中的經(jīng)濟和社會效益。