陳茂斌
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深基坑開挖技術與支護施工技術要點研究
陳茂斌
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隨著經濟的快速發展,科技不斷進步,高樓大廈日益增多,對于工程的質量也越來越嚴格,建筑越來越高、地下越來越深。為確保施工安全,給高層、超高層建筑提供一個好的基礎,防止坍塌事故發生,必須對開挖的建筑基坑采取支護措施,講求科學的方式方法,確保工程的安全與質量。基于此,文章就深基坑開挖技術與支護施工技術要點進行簡要的分析,希望可以提供一個有效的借鑒,從而更好的促進我國建筑行業的發展。
深基坑;開挖技術;支護施工;技術要點
剛建成的上海某廣場工程為上海市重點工程,其主體地下結構設置兩層地下室,基坑面積約為40000m2,開挖深度約為12.5m。本工程基礎施工具有以下特點:①基坑深10.6m,土方量大約5萬m3,基坑尺寸62.4mX52.45m,且為軟土地基。②地下結構緊靠建筑紅線。周圍民房質量差,基礎埋深很淺。多種管線緊靠基坑。③基坑占全部征地面積的91.9%,場地狹小。
本工程基坑開挖經過多種方案比較,在確保安全的前提下,確定了“分層開挖、先撐后挖”的原則。
本工程土方分為4層。在基坑正式開挖之前,先將第①層地表土挖運出去(到-1.5m左右)。澆筑鎖口圈梁,進行場地平整和基坑降水等準備工作。然后分層安裝支撐并施加軸力,再分層開挖第②層到第③層土方。在開挖第③層土時,挖土機和運土車需下坑在第二道支撐上(-4.50m)作業,并采用臺階式“接力”。大挖機在上面裝車,小挖機在坑下向上翻土,一直挖到坑底(-11.60m)。第三道支撐隨挖隨撐,逐步形成。最后用抓斗挖兩側土坡第④層土,配合人工修整坑底土方(到-11.80m)。
基坑開挖自施工正式開始,連續工作50d,順利完成了全部土方挖運任務,基本保證了周圍環境的安全和基坑的穩定。實踐證明,基坑開挖方案是正確的。其中第二道支撐是關鍵,必須在第二道支撐全面形成并施加足夠的頂緊軸力之后,才可向下挖第③層土。“先撐后挖”雖給挖土帶來較大難度,但是支撐好了為挖土提供了安全條件。
上海地區基坑工程的內支撐系統通常采用混凝土支撐或鋼支撐。混凝土支撐系統布置形式多種多樣,既可正交布置也可呈桁架形式,適于平面形狀較復雜的基坑,并且首道支撐可利用作為施工棧橋,但混凝土支撐拆除影響環境且占用工期。鋼支撐通常采用鋼管支撐和型鋼支撐,平面多呈正交布置,施工架設速度快,拆撐方便,可以回收重復利用。
基坑四周采用密排鉆孔灌注樁作擋土結構,樁徑800mm,間距850mm,入土深度21m,組成密排式擋墻。在支護樁頂部沿基坑四周澆筑鎖口圈梁,連成整體。基坑內沿深度方向設三道直徑609mm鋼管作支撐結構,并對支撐施加預頂力。此外,在支護樁外側用深層攪拌水泥土樁作隔水帷幕,深15m。基坑內東西兩側各6m范圍用深層攪拌水泥土樁加固地基,深12m;基坑內南北兩側各7m范圍分層壓密注漿加固地基,深5m,以增加坑底土體的被動土壓力。
根據現場實際我們在上層開挖后,因為深基坑出現不易穩定,且個別區域出現地下水滲透現象,又因為基坑深度已經超過五米,所以在支護方案的制定上通過專家組進行論證審查。開挖邊坡方案受到場地的限制,而綜合考慮采用放坡開挖。施工土方量較大且棄土場距離施工場地較遠,還需要經過市政道路,故采用技術經濟要求更加合理的支護方案。首先結合施工現場現階段的開挖土方情況來看,臨時決定先行采用混凝土護壁,特殊區域施工錨桿作業進行補強。除西北尾之外,其余段落均采用現澆混凝土護壁,每兩米一次(高度),立模澆筑混凝土待強度達到85%進行拆模,通常在24小時后進行拆模作業。挖2米澆筑一次,必要的時候可采用鋼筋混凝土進行加強施工。至于西北尾我們則采用了砂漿錨桿加噴射混凝土進行早期加強。并在坍塌口處設置一道PVC管用于正常的排水。
由于深基坑施工技術較為復雜,而且我國當前的深基坑技術并為成熟,因此必須要對施工中常見的問題了然于心并且加以規避,從而促進深基坑開挖與防護的順利進行。
4.1 實時檢測
進行深基坑施工過沖中能夠,經常存在相關施工單位盲目追求施工進度,而忽略了施工過程的實時檢測,對于未發生的問題不能做到防范于未然,對于已發生的問題不能做到及時解決處理,難以對深基坑的施工質量進行有力的保障。在實際深基坑實時檢測過程中,主要包括以下兩方面:第一點是要對深基坑邊坡變形進行檢測,第二點是要對地下管線以及周邊建筑物的變形程度進行檢測,一旦以上兩點中任一點發生問題,不滿足設計規定標準,必須勒令停工,反對進行核查,避免深基坑安全隱患發生。
4.2 質量監督
深基坑的質量關系到建筑物的整體質量,尤其是深基坑的支護系統,特為尤甚,一旦發生問題勢必會對生命財產造成巨大的威脅。所以,必須要對深基坑的質量進行嚴格監督,在深基坑施工過程中,經常會涉及到巖土工程專業方面,但是在當前的施工隊伍中對這一方面的知識比較欠缺,難以達到實際施工的程度,其次,相關建設單位為了盲目追求經濟效益,存在偷工減料的現象發生,致使深基坑施工質量不合格,在此過程中,不僅僅要加強深基坑的質量監督力度,更要完善責任落實制度,明確責任到個人。與此同時,深基坑的每一項技術均要落實到個人,并且要求相關管理人員負起責任,從人為因素上摒棄安全隱患發生,從而確保深基坑的施工質量安全有效。
隨著近年來建筑工程的快速發展,深基坑支護施工與建筑工程的穩定性及使用壽命直接相關,施工單位必須引起高度重視。所以在工程施工方案上,要結合土質實際情況明確深基坑土方開挖的施工計劃,同時要注意支護結構、圍護結構、排水系統的實施與管理,確保最后建筑工程能夠安全的順利竣工。
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[2]譚永虎.建筑工程深基坑支護施工技術要點分析[J].四川水泥,2015.
[3]蔣明忠.深基坑開挖及支護工程的施工技術與質量控制[J].中國新技術新產品,2015.