劉 靜,陶宏利
(商丘工學(xué)院,河南 商丘 476000)
深基坑工程的施工一直是建設(shè)工程施工過程中較為復(fù)雜的一項(xiàng)工作之一,因?yàn)槔锩嫘枰婕暗膬?nèi)容比較多,比如在從基坑開挖之前就要針對(duì)基坑所要開挖的類型、深度、需要用到的機(jī)械設(shè)備、施工安排進(jìn)行全方位的設(shè)計(jì)和規(guī)劃,而且當(dāng)基坑超過5 米時(shí)還需要有專業(yè)人員對(duì)施工方案的可行性進(jìn)行論證,對(duì)于施工過程中可能出現(xiàn)的一些意外情況提前做好應(yīng)對(duì)措施,所挖出來的土方還要提前選擇好運(yùn)送的場(chǎng)地,保證深基坑的支護(hù)安全[1]。一旦發(fā)生塌方輕則會(huì)影響到整個(gè)基坑工程的進(jìn)度和成本控制,重則很可能會(huì)威脅到下方工作人員的生命安全。隨著多年的發(fā)展,目前在深基坑施工中已經(jīng)形成一套完整的支護(hù)體系來滿足深基坑之后的需要。
對(duì)于一個(gè)建設(shè)工程來說,保障地下結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量是非常有必要的,而這也是建設(shè)工程進(jìn)行建設(shè)的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作。為了保障地基施工能夠有效地開展,在基坑開挖環(huán)節(jié)要通過適當(dāng)?shù)闹ёo(hù)技術(shù)和支護(hù)方法保證地基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和強(qiáng)度,避免在后續(xù)施工中使基坑出現(xiàn)變形或倒塌的問題。深基坑支護(hù)方法由于具有一定的獨(dú)立性特點(diǎn),每一個(gè)工程的支護(hù)方案都不同,往往是需要結(jié)合建筑的規(guī)模來確定的,還要結(jié)合在施工過程中所遇到的具體情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整來滿足具體的施工需要。比如深基坑生活中最大的特點(diǎn)有復(fù)雜性、地域性、綜合性、獨(dú)立性等多種因素[2]。一個(gè)深基坑工程的支護(hù)方案在設(shè)計(jì)的時(shí)候,還要基于一套完整的地質(zhì)勘探材料和本地區(qū)的土壤壓力計(jì)算之后,在分析本地方的環(huán)境氣候特征前提之下才做出宏觀上的計(jì)劃,并做好對(duì)相關(guān)影響因素的分析。盡可能地做好大方位上的控制效果,我國(guó)土地資源非常豐富,每個(gè)地方的土壤也是不同的,因此在設(shè)計(jì)施工方案的時(shí)候,一定要確??碧劫Y料的準(zhǔn)確性和可代表性[3]。
復(fù)雜性指的是在施工過程中所面臨的情況較為復(fù)雜,因?yàn)楝F(xiàn)階段高層建筑越來越多,基坑開挖的深度也越來越深,雖然可以有效地提高地下空間的利用率,但在施工之前所獲得的地質(zhì)勘探資料仍是有限的,而高層建筑土地整體結(jié)構(gòu)的承載性能也比較高。而且現(xiàn)階段有一些大型建筑物是在原本的居民區(qū)基礎(chǔ)上進(jìn)行改造的,周邊也屬于典型的人口密集區(qū),在施工過程中必然會(huì)對(duì)周邊的居民造成一定的影響,施工過程中也會(huì)受制于交通、管線、建筑物等多方面的限制,因此必須全方位做好施工設(shè)計(jì)和安排,按照相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和落實(shí)對(duì)于基坑的支護(hù),保證基坑周邊建筑物的安全,以免發(fā)生坍塌事故[4]。
我國(guó)的土地非常遼闊,不同地區(qū)在地質(zhì)水文條件上相差也比較大。即便是在同一個(gè)城市中不同地塊之間,可能在土質(zhì)和巖石受力特點(diǎn)上可能存在著不同,而深基坑支護(hù)是需要深入地下一定地方的,在選擇支護(hù)形式的時(shí)候,需要結(jié)合本地區(qū)的土質(zhì)特征進(jìn)行確定,再根據(jù)本建設(shè)工程的具體情況以及施工面等因素制定不同的施工方案,盡可能地減少對(duì)周邊地表建筑物以及地下管線的影響。根據(jù)實(shí)際情況,在有限的作業(yè)面內(nèi)展開有效的支護(hù)系統(tǒng),比如目前城市施工中常用到的支護(hù)系統(tǒng)有放坡挖土、土釘墻、連續(xù)墻、地下樁等多種形式[5]。
深基坑施工中支護(hù)結(jié)構(gòu)雖然非常的重要,但大多是屬于臨時(shí)結(jié)構(gòu),在地下工程施工完成之后也就會(huì)拆除了。其主要目的是保障施工過程中基坑不會(huì)發(fā)生坍塌,由于基坑施工時(shí)間長(zhǎng)、作業(yè)面比較大,而且在施工期間各種機(jī)械設(shè)備還會(huì)有著較大的震動(dòng),施工期間還需要不斷地進(jìn)行地下降水確保水位,位于操作面以下50 厘米以上,這些因素都可能會(huì)導(dǎo)致基坑邊上的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)發(fā)生一定的位移和變化。因此,在落實(shí)基坑支護(hù)的時(shí)候,首先要針對(duì)基坑的相關(guān)情況進(jìn)行了解并做好對(duì)周邊環(huán)境的調(diào)查,比如周邊管線和建筑物的具體情況以及歷年來的地下水文條件,并以此為基礎(chǔ)做好地下巖土層的各項(xiàng)力學(xué)結(jié)構(gòu)計(jì)算,根據(jù)基坑具體的需要設(shè)置相應(yīng)的支護(hù)環(huán)節(jié),確保基坑支護(hù)的可靠性和有效性[6]。
在深基坑施工具有一定的復(fù)雜性,為了保障支護(hù)體系的可靠性和安全性,方案設(shè)計(jì)的時(shí)候需要考慮到的風(fēng)險(xiǎn)因素比較多,除了一些常規(guī)的巖土穩(wěn)定性因素,還要充分考慮到地下水位的變化對(duì)整個(gè)土壤結(jié)構(gòu)承載性的影響[7]。比如降水過快可能會(huì)導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)出現(xiàn)沉降,使周邊的建筑物在作用力之下發(fā)生傾斜等問題,因此基坑支護(hù)不僅要做好支護(hù)工作,還要做好對(duì)周邊的監(jiān)測(cè)工作,以免出現(xiàn)任何的危險(xiǎn)情況。相關(guān)的技術(shù)員和管理人員也要不斷地提高自身的職業(yè)水平,當(dāng)發(fā)生突發(fā)情況時(shí),能夠及時(shí)地處理,弱化損失的進(jìn)一步擴(kuò)大。
鋼板樁是深基坑支護(hù)中最常用的支護(hù)技術(shù),該技術(shù)的原理非常的簡(jiǎn)單,可以通俗地理解為借助于一個(gè)板將外部的基坑周邊給固定住,防止基坑側(cè)邊出現(xiàn)垮塌的情況,通常來說鋼板上在施工中要使用高質(zhì)量的熱扎型鋼,確保鋼板樁的穩(wěn)定性和強(qiáng)度符合需求,而且當(dāng)基坑內(nèi)部出現(xiàn)一定的作用力時(shí),能夠抵擋住進(jìn)基坑緣不發(fā)生進(jìn)一步的形變。相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)鋼板樁周邊的不穩(wěn)定因素進(jìn)行進(jìn)一步的分析,以確保掌握鋼板樁整體的受力狀態(tài)和支撐形式,避免出現(xiàn)基坑邊緣塌落或變形的情況,保證鋼板樁整體的擋土性。但對(duì)于土壤整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差,深度較大的深基坑,鋼板樁的支護(hù)效果并不是很樂觀。
深層水泥攪拌樁指的是通過高壓旋切噴漿等技術(shù),將水泥等膠凝材料對(duì)深基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理,通過深層水泥攪拌樁可以使深基坑周邊的整體結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定,提高基坑周圍自身的穩(wěn)定性,從而達(dá)到預(yù)定的支護(hù)效果。該方法雖然應(yīng)用的相對(duì)廣泛,但并不是所有的基坑都適合該方法。而且該方法對(duì)于水泥漿以及施工工藝的標(biāo)準(zhǔn)化要求比較高,有些區(qū)域還要結(jié)合具體的情況在水泥漿中增加一些其他的添加劑,保證水泥攪拌樁的效果。但同樣也并不是所有的區(qū)域和土質(zhì)類型都適合該方法,比如說有一些瘀土本身就難以鉆孔,也難以在里面進(jìn)行深層攪拌,該方法起到的作用很有限。
通常來說,在深基坑支護(hù)工程中需要結(jié)合具體的情況選擇合適的水泥,目前在深基坑施工中最常用到的就是硅酸鹽水泥,為了保證深層水泥攪拌樁的使用效果,應(yīng)注重各種添加料和水泥本身使用的合理性,同時(shí)保證整個(gè)基坑周邊結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。尤其是一些深基坑的處理中,通過水泥攪拌樁獲得的效果更為理想,基本上不會(huì)出現(xiàn)變形和崩塌的風(fēng)險(xiǎn),相對(duì)于其他的一些支護(hù)技術(shù),擋水和擋土的作用都比較優(yōu)越。深層水泥攪拌樁技術(shù)也是目前很多深基坑支護(hù)體系中最常用的支護(hù)類型之一。
土釘墻支護(hù)體系也是深基坑施工中最常用到的一種支護(hù)技術(shù)之一,該支護(hù)方法相對(duì)簡(jiǎn)單,道理通俗易懂,對(duì)于放坡的角度要求也不是很高,整體成本比較低,施工效率也比較快,因此應(yīng)用的也相對(duì)普及。在深基坑的基坑壁上通過附加上土釘墻的固定體系,可以有效地提高墻體整體的穩(wěn)定性,達(dá)到擋水和擋土的目的。其作用原理就是通過一個(gè)個(gè)土釘,將整個(gè)基坑邊連接成為一個(gè)整體。避免出現(xiàn)區(qū)域的墜落或坍塌而導(dǎo)致的基坑壁出現(xiàn)進(jìn)一步的損壞。為了保證土釘墻的質(zhì)量,在土釘墻施工中應(yīng)做好相關(guān)技術(shù)的把關(guān)工作,避免出現(xiàn)質(zhì)量隱患。對(duì)于土地墻結(jié)構(gòu)施工來說一定要做好排水措施,并確保整體的排水效果能滿足土釘墻固定化的需求,避免因土壤中含水量過高而又無法排出影響到整個(gè)土釘墻結(jié)構(gòu)的支護(hù)效果。
護(hù)坡樁也是深基坑支護(hù)體系中應(yīng)用較普及的形式之一,該施工方案的優(yōu)點(diǎn)就是支護(hù)效果比較好,同時(shí)成本比較大,操作相對(duì)復(fù)雜,需要按照一定的流程進(jìn)行落實(shí)。在成樁過程中若操作不當(dāng),還可能會(huì)引發(fā)基坑邊緣的坍塌等問題,針對(duì)支護(hù)樁往往是結(jié)合深基坑的具體情況選擇對(duì)應(yīng)的成樁方式。最常用的是鉆孔灌注樁,因?yàn)橥ㄟ^鉆孔的方式可以盡可能地減少對(duì)土地結(jié)構(gòu)的擾動(dòng)性,使土地結(jié)構(gòu)的整體性更強(qiáng),避免出現(xiàn)坍塌,但護(hù)坡樁在施工中對(duì)于成樁的材料要求比較嚴(yán)格。為了避免出現(xiàn)質(zhì)量隱患,護(hù)坡樁所使用的材料和鋼筋籠要結(jié)合具體的情況進(jìn)行設(shè)計(jì),同時(shí)針對(duì)所有的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域落實(shí)對(duì)應(yīng)的防護(hù)措施,保證深基坑整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。
錨桿護(hù)壁結(jié)構(gòu)的本質(zhì)原理就是提高整個(gè)基坑壁的整體性。通常情況下會(huì)應(yīng)用在一些施工難度較高且相對(duì)深大的基坑項(xiàng)目中。在使用錨桿護(hù)壁方法的時(shí)候首先要提前準(zhǔn)備好相應(yīng)的材料,落實(shí)該項(xiàng)工藝的重點(diǎn)就是保證錨桿、水泥漿的質(zhì)量,并嚴(yán)格按照相應(yīng)的規(guī)范方法落實(shí)施工流程,避免出現(xiàn)任何的質(zhì)量缺陷。在使用錨桿鉆進(jìn)的時(shí)候需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)文件控制好鉆孔的位置,將錨桿固定到預(yù)期的位置,避免出現(xiàn)較大的偏差。如果在鉆進(jìn)錨桿的過程中出現(xiàn)嚴(yán)重的障礙物,不要盲目地使用暴力鉆進(jìn),應(yīng)該及時(shí)報(bào)給技術(shù)人員落實(shí)應(yīng)對(duì)措施,盲目鉆進(jìn)可能會(huì)使已經(jīng)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)再次出現(xiàn)松動(dòng),同時(shí)需要重點(diǎn)關(guān)注錨桿整體的固定效果。目前來說某個(gè)錨桿護(hù)壁被廣泛運(yùn)用到各種深基坑的項(xiàng)目中,在適當(dāng)增加預(yù)應(yīng)力后獲得了更穩(wěn)定的效果。
對(duì)于深基坑支護(hù)的體系設(shè)計(jì)來說,需要根據(jù)勘察資料來對(duì)整個(gè)巖土層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進(jìn)行分析,并以此為根據(jù)落實(shí)相應(yīng)的支護(hù)體系,來保證整個(gè)基坑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,因此勘察的準(zhǔn)確性會(huì)直接影響到支護(hù)方案的設(shè)計(jì)合理性。尤其對(duì)于一些高層或大型建筑設(shè)計(jì)的時(shí)候,更要考慮到其內(nèi)在的一些地質(zhì)隱患,比如是否存在溶洞、滑坡等,同時(shí)還要根據(jù)建設(shè)工程的建設(shè)特點(diǎn)設(shè)計(jì)相應(yīng)的巖土勘察方案,保證勘察資料的全面性和詳細(xì)度滿足支護(hù)方案設(shè)計(jì)的需要,同時(shí)還要遵循經(jīng)濟(jì)性的原則,避免過度的勘察工程導(dǎo)致成本的增加。因此,在獲取勘探資料時(shí),需要嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對(duì)地質(zhì)勘探的資料進(jìn)行分析,生成相應(yīng)的材料,由設(shè)計(jì)人員進(jìn)行對(duì)比,分析不同的支護(hù)方案可能起到的支護(hù)效果與不同方案的經(jīng)濟(jì)性,最終選擇最適用和可行的方法。
在基坑施工過程中,為了避免基坑發(fā)生較大的位移產(chǎn)生危險(xiǎn)或出現(xiàn)其他的意外情況。在這個(gè)過程中必須加大對(duì)基坑的變形監(jiān)測(cè)工作,將各項(xiàng)變形和危險(xiǎn)因素都控制在標(biāo)準(zhǔn)的范圍之內(nèi),需要嚴(yán)格按照相應(yīng)的方案在不同的基坑邊上設(shè)置基坑并行監(jiān)測(cè)點(diǎn),并將基坑監(jiān)測(cè)點(diǎn)周圍遠(yuǎn)離各種車輛或堆土,避免外部因素對(duì)基坑監(jiān)測(cè)點(diǎn)造成的影響。若基坑監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移速率或位移量達(dá)到警戒線之后,要及時(shí)地停止施工并告知專業(yè)的人員落實(shí)對(duì)于基坑的加固工作,避免基坑出現(xiàn)坍塌。除了基坑變形之外還要加大對(duì)于地下水的監(jiān)測(cè)力度,尤其是在城市中施工時(shí),倘若地下水下降過快的話,會(huì)對(duì)周圍的管線及建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利的影響,因此,在降水過程中需要做好對(duì)于水深度的實(shí)施監(jiān)測(cè),并分析是否會(huì)對(duì)周邊造成突出的影響,并落實(shí)相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施,確保整個(gè)集成開挖過程中的安全。通常來說,為了保證監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性和避免誤差,需要至少使用兩臺(tái)儀器,并有兩名測(cè)量人員進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
綜上所述,建筑工程深基坑支護(hù)工程技術(shù)是非常復(fù)雜的,在實(shí)際的施工過程中也容易受到外界多因素的影響,因此,技術(shù)人員應(yīng)該充分掌握深基坑支護(hù)施工技術(shù)的要點(diǎn),完善施工技術(shù)管理方案,提高施工設(shè)計(jì)方案的質(zhì)量,從施工實(shí)際出發(fā),采取合理的措施進(jìn)行施工作業(yè),提高施工管理的水平,保證施工的質(zhì)量。