劉正
中交二航局第四工程有限公司 安徽蕪湖 241000
在工程項目中,地下開挖工程受到諸多不確定因素的影響,容易導致安全事故的發生,例如地下支撐結構失穩和周邊復雜環境沖突等。為了減少地下工程施工中的安全隱患,深基坑支護施工技術被廣泛使用,可有效保護土體結構和周邊建筑物安全。福州兩洪橋地下通道是對城市道路主干線的改造提升,根據市委市政府對本項目建設期間必須保通車的新要求,設計針對相關支護節點進行了優化,包括加強圍護結構、提升防水等級等措施,在保障深基坑支護施工質量的同時,確保基坑周邊的行車安全,對推動城市交通建設具有重要的作用。
常規地下工程中,大多基坑采用放坡開挖、簡易支護等方式進行,此方法適用范圍受限,開挖深度淺、施工過程中易發生塌陷或滑坡,無法應對復雜的地下環境。隨著工程建設的快速發展及建筑規模的不斷擴大,人們不再局限于地面空間,開始向地下尋求更高效益,基坑工程開始縱深發展。隨著基坑深度的不斷加深,基坑的支護技術也有新的發展,鋼板樁、SMW工法樁、鉆孔灌注樁、地下連續墻等,針對不同的施工環境,合理采用不同的施工工藝,保障工程的安全質量。
基坑監控是基坑工程施工中的一個關鍵環節,為掌握基坑施工過程中,地層、地下水、圍護結構和支撐體系的狀態,以及對周邊既有建筑物和管線的影響,必須進行監控量測;通過對量測數據整理和分析,為信息化施工和優化設計提供依據,保證基坑安全,保護基坑周邊環境。對監控的數據整理反饋,形成圖表形式等,從而可預測后續施工可能導致的變形、穩定狀態的變化及影響程度等,來指導下一步的施工。通常基坑監測主要包含地下水情況、基底及周邊土體、周邊建(構)筑物、周邊地下管線及地下設施、周邊重要的道路及其他應監測的對象等。依據項目設計和有關國家及地方規范的要求,考慮擬建工程的重要性等級、工程地質條件、設計支護及施工方法,確定深基坑監測項目、監測頻率、報警值加密監測及監測到突發狀況的應急預案等。基坑監控通過兩階段實施:①施工前調查,在基坑支護施工前針對各監測項目應測得穩定的初始值,且不應少于兩次;②施工開始至工程交驗,過程不斷監控,對比初始值和相對值,實現全過程控制。
福州兩洪橋地下通道工程是典型的市政深基坑項目,鑒于市委市政府要求建設期間保通車的要求,大大增加項目施工難度。通道位于楊甘路與洪山橋交叉處,是從市區經由洪山橋進三環路的重要交通要道,車流量大,行人密集,交通疏解及施工組織難度大。
①工程施工中牽涉到眾多管線,電力、通訊、國防、雨污水、自來水及燃氣等,還包括一些未知的不明管線,施工過程中的管線調查及保護任務重大。②施工時,楊甘路道路不能封閉中斷交通,必須保證正常通行。③城市文明施工、環境保護工作極其重要。
針對如此復雜的外部環境,項目組建外部協調專班小組,首先參照已探明的管線資料圖,認真對接相關產權單位做好管線的保護及遷改;對于不明管線,施工前逐一探挖、摸排周邊規劃管線的種類、標高、位置,并調查清楚權屬單位進行溝通,確定是否遷改或就地保護方案。其次,在有限的基礎上,爭取開展最大工作面,分析并細化交通組織設計方案,與設計、業主達成基本一致意見后,上報交警部門批準,分階段分區域進行施工。在施工期間,嚴格按批準后的交通組織設計方案進行圍擋施工。再次,在施工過程中嚴格控制環境保護,鉆孔樁用的泥漿采用封閉罐車運出;在工區大門口設置洗車池等,確保凈車出場,盡量對周圍的道路和河道不產生污染。
基坑呈條帶狀,寬18.6m,深度2.00-12.1m,局部泵房地段深為15.02m。基坑開挖及圍護樁作用深度范圍地層為填筑土、淤泥質黏土、粉質黏土。楊洪交叉口在基坑施工期間有保通要求,施工需考慮周邊車輛荷載作用,需采取可靠的隔離措施。
鑒于基坑支護遵循“安全可靠、工藝可行、經濟合理、施工便利、綠色環保”的原則。本深基坑采用鉆孔灌注樁+內支撐的基坑圍護方案,施工圍護樁過程中發現,實際地質情況與設計存在較大出入,樁身范圍內以雜填塊石為主,無法正常沖擊成孔,后經設計優化增加鋼護筒跟進施工,有效解決了沖孔漏漿的難題。基坑支撐系統采用1-3層支撐體系,頂部采用C30鋼筋混凝土冠梁支撐,中下部采用鋼支撐,鋼支撐通過增加預加應力,確保支撐體系穩定性。基坑外側采用2.5m標準城市圍擋,預制砼基礎是確保外部安全通車的關鍵。
根據本工程設計文件,地道基底位于淤泥質黏土層,透水性較差,圍護樁側為雜填土,具有較強的透水性,為提升基坑防水等級,在圍護樁外側位于兩樁之間的間隙設置止水帷幕樁(Φ800雙重高壓旋噴樁),樁長深入坑底(淤泥層)以下3.0m,以作止水帷幕之用。實際施工中,發現圍護樁外側為雜填石,單純的高壓旋噴樁工藝無法成孔,不能滿足施工需要。為此,項目重新確定方案,增加一道工序,先采用取芯機在同樁位取孔后回填砂子,然后進行高壓旋噴樁的施作,成功完成了止水帷幕的工作。由于地質條件的影響,基坑的防水效果與設計存在偏差,開挖時局部在出現滲、漏水現象,需在基底開挖明溝進行引排,以確保基坑質量。實際施工與設計要求之間的差距偏差,導致實際施工中無法合理參照施工設計,會嚴重影響道路和橋梁施工的質量[1]。施工過程中必須根據實情況進行調整,確保工程質量。
在基坑開挖和支護過程中,為有效提高工程進度,必須保證兩者相互的協作和配合,并減少造成的交叉沖突,才能真正的提高施工質量,節約施工時間。基坑施工過程中,采用邊開挖、邊支護、邊量測的原則,按結構物伸縮縫的位置采取豎向分層,縱向分段,中部拉槽分層、分區、分段進行。同時對控制樁位,水準標高,邊坡坡度定期復測檢查,待開挖至坑底30-50cm以內時,測量人員及時抄平拉線,驗收基坑,最后預留30-50cm人工清理,避免由于超欠挖對工期及質量造成影響。相反的,一些建筑單位為了節省時間和人員的成本投入,盲目地縮短施工時間,使土方開挖和邊坡支護不能有效地協調施工工作。施工過程中使基坑支護工作無法有序進行,從而影響了基坑支護的施工質量[2]。
深基坑支護結構形式繁多,根據項目自身特點選擇科學的施工方法才是根本。地下連續墻整體剛度強,施工難度大、造價高,SMW工法樁施工簡便,適用于黏土和粉細為主的軟弱地層,均不適合本地下通道使用,鉆孔樁圍護結構不僅能夠滿足邊通車邊施工的基坑穩定需求,同時占用場地小,利于施工組織,有效推動項目進程。在選擇施工方法時,應結合現場情況以及當地自然條件,綜合考慮特定條件下技術應用方能保證施工順利進行[3]。
在道路橋梁建設過程中,特別是在深基坑支護施工中,應進行科學系統的施工安全管理,盡可能避免安全事故的發生。施工現場管理人員應徹底地調查施工現場的實際情況,查明支護施工過程中可能出現的問題,并根據實際情況制定安全防護措施。監督施工過程,安全防護設備和懸掛警示標志必須符合相關規定。加強對基層施工人員的技術培訓和安全培訓,確保施工人員具有必要安全意識。加強安全教育和宣傳工作,使安全建設理念深入人心。機械設備需進行定期檢查及維護,確保正常運行,并防止設備故障影響施工過程,甚至危及操作人員的生命。
綜上所述,基坑開挖在路橋建設中是一項系統工程,具有很高的專業技術要求,在基坑開挖支護中,應加強施工技術和施工管理的同時加強安全管理,制定事故預防和應急預案,確保工程安全順利完成。