宋開鋒
(民航機場建設工程有限公司,天津 300456)
建筑工程深基坑開挖施工技術是否具備一定的科學合理性,對工程的社會效益與經濟效益會產生直接影響。因此建筑工程建設企業在應用該項技術前,應分析該工程的具體特征,通過合理部署以及周密安排確保深基坑開挖技術在建筑工程中應用的適宜性,發揮出深基坑開挖技術的最大功效,推進建筑工程順利完工的同時,有效推動建筑行業的長遠發展。
設計方案對深基坑開挖技術的應用過程一定的指導作用,其對于建筑工程的施工質量與施工安全有較高的技術保證。設計人員需要根據建筑工程建設區域的實際狀況以及工程所需要制定對應的設計方案,其在基坑圍護結構設計、變形控制設計、強度控制設計等方面都需要滿足相關特征:方案安全可靠,安全是推進工程建設的前提;最大限度減少對周邊環境的損害,遵循國家環保理念,維護生態環境;基坑穩定是工程的持續推進的基礎與關鍵點。設計人員需要把握深基坑開挖的全過程,做好其中重難點建設,并對出現的問題能夠根據工程概況進行對應的調整。
深基坑區域水文地質特征不但需設計人員提升對其的認知與把握,還需要施工員工與管理層加強對其的重視,因其會較大程度影響建筑工程的施工效率與質量,導致施工管理與組織難以發揮出其最大的功效,難以對一些事故進行有效預防。我國南北方水文地質有著較大的不同,比如某些地區上部黏性土,下部卻是礫石、砂石層,自上而下可劃分為雜填土→可塑狀黏土→淤泥質粉質黏土→可塑一硬塑狀黏土→軟塑狀粉質黏土→粉土或粉砂夾軟塑狀粉質黏土→粉細砂→細砂→中粗砂→砂礫→碎石土等。部分地區在開挖深坑時會因地質問題而導致基坑涌水、邊坡滑移、地面沉陷、房屋開裂、道路開裂等。必須細致把握當地的水文地質,才可在設計與施工中避免各種意外情況的發生,并及時預測相應的情況以采取對應的解決對策[1]。
在基坑開挖的所有事故中,去除因管理不力、技術不到位以及內部組織管理不力等因素,皆由于對基坑周邊環境不夠了解導致的。因此為保證深基坑開挖的穩步推進,應掌握周邊的具體的環境情況。
建筑工程中深基坑開挖施工技術的實施,需要明確具體的施工順序,并選擇對應的開挖機械進行對應的施工操作。在進行土方開挖時嚴格按照對應的施工流程與施工原則進行,可較大限度地避免意外狀況的發生。
施工團隊在深基坑開挖前,需要對設計圖案進行細致分析,把握其建設的核心內容以及具體的施工順序,并與設計人員進行全面溝通交流,明確設計步驟。此外還需要對施工現場進行必要的勘察,以此明確設計圖紙與施工現場是否具備足夠的可行性、合理性與科學性,若是其中存在較大的問題,應及時匯報于管理人員與設計人員,重新整改之后方才投入建設工作。按照深基坑的一般開挖順序,可按照坡頂排水溝→降水井→驗收與移交的流程進行。
施工機械選擇的科學與否直接關系著深基坑開挖的連續性與施工進度。通過信息化技術對深基坑工程的施工時間以及總挖土量進行估算,以此推測出工程的日出土量,選擇適宜的挖土機械與運輸車輛。挖掘過程中,還可根據其與實際情況的差異性,對機械數量與開挖進度進行不斷調整與完善,產生可靠的數據信息,為管理層的相關決策提供有利的數據支撐[2]。
在挖掘土方前,根據深基坑工程設計選定對應的施工參數,按照基坑的開挖深度、支撐形式、開挖幾何尺寸、基坑規模、基坑加固條件,提出可操作的、詳細的開挖與支撐施工參數與施工程序。按照平衡、對稱、分布、分層的原則制定對應的開挖與支撐施工參數與施工程序。最為重要的施工參數為一層開挖的深度以及對應的開挖層數,還包括擋墻被動體在完成土地開挖但未進行支撐時暴露的高度、寬度與時間。
土方開挖應遵循先撐后挖的原則,嚴令禁止超挖。以四層或者五層的標準劃分基坑,必要時可在基坑挖掘區域放置檢測器,實時檢測基坑每層的挖掘深度,使其能夠始終滿足對應的標準與要求,并可根據實際情況調整開挖的深度與廣度。為避免工程樁遭受損傷,可在挖掘前加強對應力管樁設計的熟悉,并在土方開挖前對未送到設計標高的樁頂樁位標識[3]。
在明確基坑開挖的層次標高時,按照一般的施工形式,第一層土方在挖掘時需保持在1.5 m,開挖深度達到2 m,第二層標高可設計為-3.7 m,開挖深度依舊為2 m,以此類推控制土方深度皆為2 m。開挖順序則遵循“從四周向中間”“從南向北”的原則。就開挖形式而言,需要有機結合挖寬溝、單溝側面開挖、結合溝端開挖等多種形式的挖掘方式,此外還需要保證汽車從側面進入進行樁土作業。
嚴格按照設定的施工順序開展土方開挖,為便于后續的人工清底工作、修坡工作與找平工作,在挖掘的過程中,需要預留土層,控制其在0.3 m左右,可有效保證邊坡坡度與基底標高滿足相關的要求與規定,避免出現超挖問題或擾動其他土層。在土方開挖前設置邊坡線,在開挖進行時把握開挖進度,放出各個承臺的開挖標高以及開挖邊線,及時控制開挖邊線與開挖深度,避免出現開挖不足與超挖的問題。若是應用機械開挖會存在以下基坑邊角等角落位置難以挖掘到,需安排施工人員進行人工挖掘,為保證土方不影響其他施工工序,應及時清理[4]。
深基坑支護指根據基坑開挖的實際深度,應用對應的臨時支護支撐,并合理應用回灌技術、井點降水、卸荷技術等,達到壓縮成本與工期的目的。在保證施工質量的條件下,盡可能保留原先存在的支護樁,以此來減少支護樁裝設工作并壓縮成本;確保施工過程中支護結構始終保持安全可靠狀態;避免因降水不當與基坑周邊土體變形使得周邊地下管線、道路、建筑不均勻沉降,對其進行檢查監督,以此及時發現問題與解決問題;便于施工操作,降低施工難度,推進工程流程。對深基坑挖掘進行中所處的不同深度采取對應的承臺胎膜與支頂斜撐,降水可采用回灌或輕型井點的措施。
在深基坑開挖進程中,應保持其處于干燥狀態,還需要保證邊坡的穩定性,否則極容易導致事故的釀成,部分基坑土質軟或者有積水,施工工人難以在其中立足進行對應的施工操作。一些土質還有流沙問題使得邊坡塌方,地質遭到破壞。
(1)止水法。
止水法的應用主要是在基坑周邊設置較為完善的止水帷幕,以此來將地下水阻止在基坑外部,比如地下連續墻法、沉井法、灌漿法等。
(2)排水法。
排水法指將基坑內部的地下水、地表水等排出,通常應用的方法為井點降水法、明溝排水法等,施工難度較高且投資成本高。
(3)井點降水法。
該種方法技術易于掌握,操作較為簡單,且已實現了廣泛的應用。在基坑周邊設置能夠滲水的井點管,再配置對應的抽水設備,將地下水不連續的抽走,使得地下水能夠降低對應的設計深度。該種降水方式適用于各種形狀的基坑,其對于穩定邊坡有較好的作用。保持基坑內部土方的干燥性,利于促進工程縮短,并保障工程的質量[5]。
深基坑開挖過程中的風險都與其變形控制相關,基坑開挖的過程是一個土體進行應力釋放的過程,該過程破壞了地層原有的應力平衡體系,被擾動的土體會流變以及固結,因此需要在開挖階段強化有支撐與無支撐兩種狀況下的暴露變形控制。
就有支撐暴露變形控制而言,維護結構本身的支撐暴露時間指在一層土體開挖支撐完成至下一層開挖的時間。在有支撐暴露時間段內,主要用于施工擾動、主被動xE~體流變以及溫度變化等,基坑擋墻勢必會導致變形,其變形原因與加固情況、支撐軸力、開挖深度、暴露時間等因素有關。無支撐暴露變形控制的實現,主要依托于對支撐軸力、支撐時間、開挖時間、開挖空間尺寸等的控制。根據實際的施工條件以及設計要求實施對應的施工工藝,比如綜合考慮土體加固狀況、施工技術條件以及施工機械等。
綜上所述,探究并實現建筑工程中深基坑開挖技術的合理應用,對于建筑工程的安全與質量有較大的提升作用。建筑企業分析建筑工程的建設實際狀況,制定個性化的深基坑開挖方案,按照其固定的流程進行對應的操作,避免意外情況的發生,此外還需要通過選擇適宜的機械器材以及支護技術等保證工程的順利完工。